压力的作用效果用压强来表示,在猜想出压强的大小与压力的大小、受力面积的大小有关时,应该采用控制变量法进行探究,具体分为两步:一是控制压力的大小不变,改变受力面积的大小,可探究出受力面积的大小对压强的影响;二是控制受力面积的大小不变,改变压力的大小,可探究出压力大小对压强的影响。
例题:为了研究压力的作用效果与哪些因素有关,某同学用若干个同种材料制成的不同物体放在同一水平细沙面上,进行了三组实验,并记录有关数据分别如表一、二、三所示。实验时,他仔细观察细沙的凹陷程度,并通过比较,发现每一组沙面的凹陷程度相同,而各种组却不同,第一组凹陷程度最大,第二组其次,第三组最小。
( 1)分析比较实验序号 1与 4(或 2与 5、 3与 6)及现象,可得出的初步结论是______。
( 2)分析比较表一、二、三中的数据及现象,可得出的结论是:当压力相同时,受力面积越小,压力的作用效果越显著。
( 3)请进一步综合分析比较表一、二、三中的数据及现象,并归纳得出结论:( a)分析比较__________; (b)分析比较__________。
解析: 9次实验中可以找出两次实验的一个物理量相同,另外一个不同,这样就可以得出结论。可以找出 1与 4、 2与 5、 3与 6、 4与 7、 5与 8、 ANOAHDIGITAL 10与 ANOAHDIGITAL 11、 ANOAHDIGITAL 12与 ANOAHDIGITAL 13、 ANOAHDIGITAL 14与 ANOAHDIGITAL 15等。可以用比值法来比较两个量都不同时的压力作用效果。
答案:( 1)在受力面积相同时,压力越大,压力的作用效果越显著;( 2) 4与 7(或 5与 8, 6与 9);( 3)( a)由 1、 ANOAHDIGITAL 10、 ANOAHDIGITAL 11(或 ANOAHDIGITAL 12、 ANOAHDIGITAL 13、 ANOAHDIGITAL 14, ANOAHDIGITAL 15、 ANOAHDIGITAL 16、 ANOAHDIGITAL 17)可得出:单位面积上所受的压力相同时,压力的作用效果相同;( b)表一、二、三可得出:单位面积上所受的压力越大,压力的作用效果越显著。
点评:找准控制不变的量是什么和变量是什么,是探究和得出结论的前提条件。