2024年中考物理實驗(全國版)：探究影響壓力作用效果的因素（解析版）

實驗10探究影響壓力作用效果的因素

基礎考點梳理

【設計和進行實驗】

1.實驗器材：形變顯著的物體（如海綿、沙子、橡皮泥等）、小桌、祛碼；

LAU1

甲乙丙

【分析與論證】

①甲、乙圖中的受力面積相同，乙圖中壓力大于甲，乙圖中海綿的凹陷程度大于甲，故可以得出結論：在

受力面積相同時，壓力越大，則壓力的作用效果越明顯。

②乙、丙兩圖中，壓力大小相同，但是丙圖中受力面積大，海綿的凹陷程度小一些，故可以得出結論：在

壓力一定時，受力面積越小，則壓力的作用效果越明顯；

【實驗結論】

壓力的作用效果與壓力大小和受力面積有關:

①當受力面積一定時.壓力越大.則壓力的作用效果越明顯；

②當壓力一定時,受力面積越小,則壓力的作用效果越明顯。

【實驗方法】

控制變量法：

①探究壓力的作用效果與受力面積的關系：控制壓力大小相等，改變受力面積大小，觀察被壓物體的形變

程度。

②探究壓力的作用效果與壓力大小的關系：控制受力面積相等，改變壓力的大小，觀察被壓物體的形變程

度。

轉換法：實驗中通過海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果。

【交流與討論】

（1）實驗中選擇海綿而不選擇木板的原因是海綿易發(fā)生形變，實驗現象明顯，而木板不易發(fā)生形變，實驗

現象不明顯。實驗中可以用沙子、橡皮泥等代替海綿。

（2）實驗中若壓力大小、受力面積都不同，則不能探討壓力的作用效果與某一個變量之間的關系。例如將

物體沿著豎直方向切割成大小不等的兩塊，每一塊對海綿的壓力作用效果都不變，這樣不能得到壓力

的作用效果與受力面積活壓力大小無關的結論.

(3)物理學中，為了比較壓力的作用效果，引入壓強這一物理概念。壓強是表示壓力作用效果的物理量,

壓力的作用越明顯，則壓強越大。

典型例題賞析

實驗結論：

壓力的作用效果跟壓力的大小和受力面積有關.

(1)當壓力大小一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯.

(2)當受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯.

1.在“探究影響壓力作用效果的因素”實驗中，小明利用完全相同的小桌、海綿及祛碼進行了如圖所示的實驗.

(1)實驗中通過觀察海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果.我們可以(選填“可以”或“不可以”)用

沙子代替海綿來完成實驗.

(2)比較乙丙的實驗現象,可以得出結論：壓力相同時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯.請

舉出生活中應用該結論的一個實例菜刀磨得鋒利.

(3)比較甲、乙的實驗現象，可以得出結論：當受力面積一定時,壓力越大.則壓力的作用效果越明顯.

(4)(結論應用)(2020黔東南州)若將該小桌和祛碼放在圖丁的木板上，圖丙中海綿受到的壓強p丙和

圖丁中木板受到的壓強p丁的大小關系為p丙二p丁(選填或"=”).

(5)(生活器材)(2022麗水改編)同學小科在家中用質量可忽略的塑料瓶和海綿進行實驗，依次將裝滿

水的塑料瓶正放、倒放于海綿上如圖戊所示，此時探究的是壓力的作用效果與受力面積的關系;接下來

他想探究壓力作用的效果與壓力大小的關系，在圖戊的基礎上，接下來的操作是：將倒置的瓶子中倒出一

叱水.比較前后兩次海綿的凹陷程度，比較對海綿壓力的作用效果.

(6)(操作評估)(人教參素材改編)某同學在探究壓力的作用效果與受力面積的關系時，分別采用如

圖a、b所示的兩種方法進行實驗，他用兩只手的食指分別用力頂住削好的鉛筆兩端，使鉛筆保持靜止.在

這兩種方法中，你認為4(選填“a”或"b”)的方法不合理，原因是沒有控制兩手指所受壓力相同.

2.小宇同學利用A、B兩物體、祛碼、泡沫等器材探究“壓力的作用效果與什么因素有關”的實驗。如圖

所示。

(1)實驗中小宇是通過觀察泡沫的凹陷程度來比較壓力作用效果的。

(2)比較甲、乙兩圖所示實驗，能夠得到的結論是受力面積相同時，壓力越大，壓力作用的效果越明

顯O

(3)若要探究“壓力的作用效果與受力面積大小的關系”，應通過比較甲、丙圖所示實驗。此時實

驗中要控制：壓力不變；

(4)小宇同學實驗時將物體B沿豎直方向切成大小不同的兩塊，如圖丁所示。他發(fā)現它們對泡沫的壓

力作用效果相同，由此他得出的結論是：壓力作用效果與受力面積無關。你認為他在探究過程中存在的

問題是沒有控制壓力相同。

【解答】解：(1)實驗中小宇是通過觀察泡沫的凹陷程度來比較壓力作用效果的。

(2)由甲、乙兩圖所示實驗可知，受力面積相同而壓力不同，壓力作用效果不同，壓力越大，壓力作用

效果越明顯，由此可得：受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯。

(3)若要探究“壓力的作用效果與受力面積大小的關系”，應控制壓力相同而受力面積不同，故比較圖

甲、丙實驗可；

(4)將物體B沿豎直方向切成大小不同的兩塊，沒有控制物體間壓力相同，所得結論：壓力作用效果

與受力面積無關是錯誤的。

故答案為：(1)泡沫的凹陷程度；(2)受力面積相同時，壓力越大，壓力作用的效果越明顯；(3)

甲、丙；壓力；(4)沒有控制壓力相同。

3.小麗用金屬螺母、海綿和木板探究壓力的作用效果與哪些因素有關：

(1)圖A、B實驗中，根據海綿的凹陷程度來比較壓力的作用效果。

(2)比較圖A、B實驗，可初步得到的結論是壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。

(3)將該金屬螺母放在圖C所示的木板上，比較圖A中海綿受到的壓強PA和圖C中木板受到的壓強

pc的大小關系為DA=PC.(選填或“=")但是觀察到的壓力作用效果卻不同，這是

因為受壓面的材料不同。

(4)在一些公共汽車上配備逃生錘，遇到緊急情況時，乘客可以用逃生錘打破玻璃逃生，為了更容易打

破玻璃，逃生錘外形應選擇圖中的C

【解答】解：（1）根據轉換法，通過海綿的凹陷程度來反映壓力的作用效果，

（2）比較圖A、B實驗，壓力相同，B中受力面積小，作用效果明顯，故可初步得到的結論是：壓力一

定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明；

（3）?p=^,壓力相同，受力面積相同，故將該金屬螺母放在圖C所示的木板上，比較圖A中海綿

S

受到的壓強PA和圖C中木板受到的壓強pc的大小關系為PA=PC；

但是觀察到的壓力作用效果卻不同，這是因為受壓面的材料不同。

（4）壓力一定時，受力面積越小，作用效果越明顯，故在一些公共汽車上配備逃生錘，遇到緊急情況時,

乘客可以用逃生錘打破玻璃逃生，為了更容易打破玻璃，逃生錘外形應選擇圖中的C。

故答案為：（1）海綿的凹陷程度；（2）壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯；（3）=；

受壓面的材料不同；（4）Co

4.如圖所示，小南為了探究：壓強可能與受力面積和壓力的大小有關。小南找到了下面器材：規(guī)格相同的

兩塊海綿、一三本相同的字典。設計了下面的實驗：圖（a）海綿平放在桌面上；圖（b）海綿上平放一本

字典；圖（c）海綿上疊放兩本字典；圖（d）海綿上立放一本字典；圖（e）一本字典放在桌面上。

（1）通過實驗圖（a）和圖（b）,可以得出：力能使物體發(fā)生.形變。小南根據海綿的凹陷程度

現象來比較壓強，這種研究方法叫轉換法。

（2）通過實驗圖（b）和圖（c）,可以得出：受力面積一定時，壓力越大，壓強越大。

（3）通過觀察圖（b）和圖d得出:在壓力一定時，受力面積越小，壓強越大。

（4）設圖（b）中字典對海綿的壓強是Pb,圖（e）中字典對桌面的壓強是Pe,則Pb=Pe。

【解答】解：（1）通過實驗圖（a）和圖（b）,可以得出：力能使物體發(fā)生形變。小南根據海綿的凹陷

程度現象來比較壓強，這種研究方法叫轉換法。

（2）通過實驗圖（b）和圖（c）,可以得出：受力面積一定時，壓力越大，壓強越大。

（3）研究壓強與受力面積的關系，要控制壓力一定，只改變受力面積大小，故通過觀察圖（b）和圖d

得出：在壓力一定時，受力面積越小，壓強越大

（4）設圖（b）中字典對海綿的壓強是Pb,圖（e）中字典對桌面的壓強是Pe,根據p=*,因壓力相同,

接觸面積相同，則Pb=Pe。

故答案為：（1）形變；海綿的凹陷程度；（2）受力面積一定時，壓力越大，壓強越大；

（3）d；（4）=0

5.如圖所示，用一只礦泉水瓶和一塊海綿等器材探究“影響壓力的作用效果的因素”。

（I）實驗時，通過觀察海綿的凹陷（或形變）程度來比較礦泉水瓶對海綿的壓力作用效果。

（2）在圖A、B、C操作中，觀察圖A和B可知:壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果

越明顯；觀察圖B和C可知：受力面積一定時，壓力越大,壓力的作用效果越明顯。

（3）若將礦泉水瓶放在石塊上如圖D所示。圖D與A比較，礦泉水瓶時石塊和海綿的壓力作用效果」1

同_（選填“相同”或“不相同”），理由是壓力和受力面積相同。

【解答】解：1）實驗時，通過觀察海綿的凹陷（或形變）程度來比較礦泉水瓶對海綿的壓力作用效果。

（2）研究壓力作用效果與受力面積大小關系，要控制壓力大小一定，在圖A、B、C操作中，觀察圖A

和B可知：壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯；

探究壓力的作用效果與壓力大小的關系時應控制受力面積的大小不變，只改變壓力大小，故觀察圖B和

C可知：受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越明顯；

（3）由（2）知，壓力的作用效果與壓力和受力面積有關。若將礦泉水瓶放在石塊上如圖D所示。圖D

與A比較，因壓力和受力面積都相同，故對石塊和海綿的壓力作用效果相同。

故答案為：（1）海綿的凹陷（或形變）程度；（2）AB；壓力；

（3）相同；壓力和受力面積相同。

6.在“探究實心圓柱體對地面的壓強與哪些因素有關”的實驗中，同學們認為跟圓柱體的密度p、高度h、

圓柱體底面積S是有關的，但有怎樣的關系看法不同。于是在老師的幫助下，同學們從實驗室里挑選了

不同的實心圓柱體做實驗，測出實心圓柱體豎直放置時對水平桌面上的海綿壓下去的深度（如圖所示），

實驗記錄見下表。

序號物體底面積S/cn?高度h/cm海綿被壓下深度/cm

1甲合金圓柱體A1050.5

2甲合金圓柱體B10101

3甲合金圓柱體C20101

4乙合金圓柱體A1051.5

5乙合金圓柱體B10103

6乙合金圓柱體C20103

(1)實驗中同學們是通過海綿被壓下深度來判斷壓強大小的。

(2)分析實驗1、2或4、5可以得出：當圓柱體的材料相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強可能與圓

柱體的高度成正比;

(3)分析可以得出，當圓柱體的密度相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強與底面積無關。此探究過程

用到的兩種科學方法有控制變量法、轉換法。

(4)實驗結束之后，同學們以甲合金圓柱體為研究對象，推導它對海綿的壓強大小的表達式(已知合金

的密度為P，圓柱體的高度為h,底面積為S)。表達式為p=pgh。該表達式不能(選填“能”

或“不能”)應用于各類固體壓強的計算。

【解答】解：(1)由題意可知，該小組同學是通過海綿被壓下深度來判斷壓強大小的，這是轉換法的運

用；

(2)分析實驗1、2或4、5可以看出，圓柱體的材料密度相同，高度不同，對水平面的壓強不同，故可

得出結論：當圓柱體的材料密度相同時，實心圓柱體對水平地面的壓強與圓柱體的高度成正比。

(3)在探究實心圓柱體對水平地面的壓強可能與圓柱體的高度的關系時，需要控制圓柱體的材料相同和

底面積相同，屬于控制變量法;

該小組同學是通過海綿被壓下深度來判斷壓強大小的，這是轉換法的運用;

(4)已知合金的密度為p,長方體鐵塊的高度為h,底面積為S,由壓強的公式推導過程為：p=L=l=

mg=PVg=PSgh

=Pgh

VSS0

該表達式適用的條件有：①固體密度必須是均勻；②固體形狀必須是上下粗細相同的柱體；③所求壓強

必須是固體對水平面產生的壓強，所以不能應用于各類固體壓強的計算。

故答案為：（1）海綿被壓下深度；（2）高度；（3）控制變量法；轉換法；（4）p=pgh；不能。

7.為探究壓力的作用效果與壓力大小及受力面積之間的關系。小明做了幾個帶刻度的方形有機玻璃盒，并

放入海綿（海綿大小恰好占滿玻璃盒）.他先將底面積相同、重量之比為1：2：3的三個方形鉛塊依次

放在同一海綿上，如圖1、如圖2、如圖3,比較海綿的凹陷深度；再將鉛塊2和鉛塊3橫放在海綿上，

如圖4、如圖5,這時鉛塊1、鉛塊2、鉛塊3的底面積之比為1：2：3,比較海綿凹陷的深度。

（1）由圖1、圖2、圖3得，受力面積相同時，海綿凹陷的深度與壓力成正比。

（2）由圖2、圖4（或圖3、圖5）得，壓力相同時，海綿的凹陷深度與受力面積成反比。

（3）由圖1、圖5、圖5得，海綿在單