题文

现有调节好的托盘天平一架，配套砝码一盒，刻度尺、三角板各一把，编号依次为1号至6号的底面积不同的足够长的平底试管六只，足量的沙子，小勺一把，符合要求的水槽中装有足最的水。请你设计实验证明：压强一定时，压力跟受力面积成正比。请写出主要实验步骤。

题型：实验题  难度：中档

答案

（1）用刻度尺和三角板依次测量六只试管的直径D1……D6，计算出各试管的底面积，并把数据记录在表格中； （2）向1号试管内装入适量的沙子，使试管能竖直地漂浮在水中，用刻度尺测量试管底部浸在水中的深度h，并将数据记录在表格中； （3）从水中取出试管，擦干后用天平称出试管和试管内沙子的质量m1， 并将数据记录在表格中； （4）向2号……6号试管内装入适量的沙子，使试管能竖直地漂浮在水中，且试管底部浸入水中的深度仍为h； （5）仿照步骤（3），完成对m2……m6的测量，计算出各试管对水的压力，并将数据记录在表格中。 （6）探究压力与受力面积的关系。

据专家权威分析，试题“现有调节好的托盘天平一架，配套砝码一盒，刻度尺、三角板各一把..”主要考查你对  压强的大小及其计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

压强的大小及其计算

考点名称：压强的大小及其计算

• 计算公式：
  P=F/S，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米²，压力F单位是：牛；受力面积S单位是：米²。

• 对压强公式的理解：
  1．此公式适用于任何情况，即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。
  
  2．此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m²。在计算物体的压强时，只有当F的单位为N，S 的单位为m²时，压强的单位才能是Pa，因此在计算中必须统一单位。
  
  3．一张报纸平放时对桌子的压强约0．5Pa。成人站立时对地面的压强约为1．5×10⁴Pa，它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为1．5× 10⁴N。
  
  4．公式中的，是压力而不是重力。即使在某些情况下，压力在数值上等于物体所受的重力，也不应把公式直接写成，而应先注明F=G得：。
  
  5．公式中的受力面积S，是指受力物体发生形变的那部分面积，也就是两物体的实际接触面积，而不一定是受力物体的表面积。如图所示，一个圆台形物体置于水平地面上，分别采用A、B两种方式放置，对地面的压力不变，但图A中受力面积是S2，图B中受力面积为S1，而它们都与水平地面的面积大小无关。
  
  6.  由公式推导出F=pS和可用于计算压力和受力面积的大小。
  
  巧用求柱体压强：
    将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上，桌面受到的压强，所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强，只与固体的密度和高度有关，而与固体的重力、体积和底面积因素无关，应用公式就给解这类题带来很大方便。
  例1如图所示，两圆柱形铁柱的底面半径之比是 3：1，高度相同，则它们对水平地面的压强之比为（   ）
  
  A．3：1B．1：3C．1：1D．9：l
  解析：本题是分析圆柱体的压强，可直接利用公式进行分析。因为两圆柱体的密度相同、高度相同，所以压强相同，选项C正确。
  答案：C