探究影响压力作用效果的因素
用小桌、砝码和海绵,探究压力的作用效果与压力的大小、受力面积的关系,体会转换法和控制变量法,认识压强。
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动手做实验 · Virtual Lab
小桌正放、倒放,放不放砝码,比一比海绵凹陷得有多深
正在搭建 3D 实验台
第 1 步
怎样看出压力的作用效果
压力会使物体发生形变。想办法让这种形变容易被看出来:把小桌放在合适的物体上。
第 1 步「选」:小桌放在什么上面。
- 选小桌放在什么上面
- 放放小桌
海绵几乎没有凹陷
文字版:器材、步骤与结论适合备课、打印+
器材
- 海绵
- 小桌
- 砝码
- 01
把海绵平放在桌面上,把小桌正放(桌腿朝下)在海绵上,观察海绵的凹陷程度。
要点用容易形变的海绵,形变才看得出来。
- 02
在小桌的桌面上放一个砝码,观察海绵的凹陷程度,和上一次比较。
要点受力面积不变,只改变压力。
- 03
把小桌倒放(桌面朝下)在海绵上,再放上砝码,观察海绵的凹陷程度,和上一次比较。
要点压力不变,只改变受力面积。
- 04
分析比较,得出压力的作用效果与压力的大小、受力面积的关系。
现象
小桌正放时海绵被桌腿压出凹坑,放上砝码后凹陷得更深;小桌倒放并放上砝码时,海绵只凹陷了一点。
结论
压力的作用效果跟压力的大小和受力面积有关:受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显。
记忆口诀
压力大、面积小,作用效果就明显
受力面积一定时,压力越大,作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,作用效果越明显。
01 — Principle
实验原理
压力会使受压的物体发生形变,形变越大,说明压力的作用效果越明显。海绵容易发生形变,用海绵的凹陷程度来显示压力的作用效果(转换法)。压力的作用效果可能与压力的大小、受力面积有关,研究其中一个因素时,要保持另一个因素不变(控制变量法)。物理学中用压强表示压力的作用效果:p = F / S。
02 — Pitfalls
易错点
Q1为什么用海绵而不用木板?+
木板很硬,受压后的形变很小,看不出来;海绵容易发生形变,凹陷程度明显,便于比较压力的作用效果。
Q2比较「小桌正放不放砝码」和「小桌倒放放砝码」两次,能得出受力面积的影响吗?+
不能。这两次压力和受力面积都不同,改变了两个因素。要比较压力相同(都放砝码)、只有受力面积不同的两次。
Q3压力和重力是一回事吗?+
不是。压力是垂直作用在物体表面上的力,方向垂直于受力面;只有物体放在水平面上、又不受其他竖直方向的力时,压力的大小才等于重力。
03 — Practice
典型例题
例 1
下列做法中,为了增大压强的是( )
例 2
一个人站在地面上,他从双脚站立改为单脚站立,对地面的( )
例 3
压强的单位帕斯卡(Pa)等于( )
04 — In Life
生活中的应用
减小受力面积,增大压强
图钉
图钉尖做得很尖,受力面积小,用不大的力就能按进木板;钉帽做得很大,手指受力面积大,不会觉得痛。
增大受力面积,减小压强
铁轨下铺枕木
火车很重,铁轨铺在枕木上,增大了受力面积,减小了对路基的压强,路基不容易被压坏。
增大受力面积
雪地上的滑雪板
穿上宽大的滑雪板,人对雪地的压强变小,就不容易陷进雪里。
05 — Safety
安全提示
- 砝码要轻拿轻放,不要砸到手。
- 小桌放在海绵中央,防止翻倒。
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