Question

（1）在探究“壓力作用效果與壓力大小關系”的實驗中，小明做了如圖所示的甲、乙兩組實驗進行對比，小芳做了丙、丁兩組實驗進行對比．

①請你判斷，______（選填“小明”或“小芳”）做的實驗能更好地探究“壓力作用效果與壓力大小關系”，理由是______更明顯．
②根據你判斷的那組實驗看到的現象，得到的探究結論是：在受力面積______時，______．
（2）小東想估測出某種油的密度ρ_油，他手邊的測量工具只有刻度尺，小東利用身邊的器材設計出一個實驗方案．首先找一根直硬棒，用細線系在O點吊起，硬棒在水平位置平衡，然后將已知密度為ρ的金屬塊B掛在硬棒左端C處，另外找一個重物A掛在硬棒右端，調節重物A的位置，使硬棒在水平位置平衡，此時重物掛在硬棒上的位置為E，如圖所示．下面是小東測出ρ_油的余下實驗步驟，請你按照小東的實驗思路，將實驗步驟補充完整．

a．用刻度尺測出OC的長度l；
b．用刻度尺測出OE的長度l₁；
c．把金屬塊B浸沒在油中，把重物A從E處移動到D處時，硬棒再次水平平衡；
d．用刻度尺測出______；
實驗完畢后，同組的小明利用兩次平衡條件及阿基米德原理去推算這種油的密度時，發現______（選填“a”或“b”）的實驗步驟是沒有必要的．
利用上述測量出的必要物理量和題中的已知量，推導ρ_油=______．

Answer 1

【答案】分析：（1）要解決此題，需要掌握影響壓力作用效果的兩個因素：壓力大小和受力面積的大小．在實驗中講究實驗效果明顯，并且易操作．
同時要注意控制變量法的應用．要研究壓力作用效果與壓力大小的關系，需保持受力面積相等，改變壓力大小．
（2）要解決此題，需要掌握杠桿的平衡條件：F₁L₁=F₂L₂．
同時要掌握浮力的計算公式F_浮=ρ_液gV_排．
知道浸沒在液體中的物體受到拉力、浮力和重力之間的關系．F=G-F_浮
解答：解：（1）探究“壓力作用效果與壓力大小關系”，需要控制受力面積不變，小明和小芳都注意到了這一點，而小明的實驗效果差別更加明顯，而小芳的差別很小，所以小明的實驗更好．方法
從而可以得出的結論是，受力面積一定時，壓力越大，作用效果越明顯．
故答案為：①小明；壓力作用效果的差異（或“區別”）；②一定；壓力越大，壓力作用效果越明顯；
（2）本實驗主要想利用杠桿的平衡條件進行計算，第一次在B和A的拉力作用下杠桿保持平衡，根據杠桿的平衡條件列車一個關系式；第二次當把A浸沒在油中時，由于受到油的浮力作用，通過挪動A的位置使杠桿第二次平衡，這樣可以根據杠桿的平衡條件列車第二個關系式．這樣根據兩個關系式，組成方程組，便可以求出油的密度．所以在實驗過程中要注意測量出OD的長度l₂．
當A在空氣中時，根據杠桿的平衡條件：ρgV_B?l=ρ_AgV_A?l₁  ①
把金屬塊B浸沒在油中時，金屬塊A將受到油向上的浮力作用．
則根據杠桿的平衡條件得：ρgV_B?l=（ρ_AgV_A-ρ_油gV_A）?l₂   ②
由①、②得，ρ_油=，與所測的l0的值無關．所以可以看出a步驟是沒有必要的．
故答案為：OD的長度l₂；a；．
點評：此題是探究壓力作用效果與壓力大小之間的關系．在此題注意控制變量法的應用，要保持受力面積不變，同時考查了學生對實驗的設計能力，在實驗過程中要注意實驗效果要明顯，并且易操作．