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为探究压力的作用效果与压力大小及受力面积之间的关系.小明做了几个带刻度的方形有机玻璃盒,并放入海绵(海绵大小恰好占满玻璃盒).他先将底面积相同、重量之比为1:2:3的三个方形铅块依次放在同一海绵上,如图1、如图2、如图3,比较海绵的凹陷深度;再将铅块2和铅块3横放在海绵上,如图4、如图5,这时铅块1、铅块4、铅块5的底面积之比为1:2:3,比较海绵凹陷的深度.
(1)由图1、图2、图3得,受力面积相同时,海绵凹陷的深度与压力成______比.
(2)由图2、图4(或图3、图5)得,压力相同时,海绵的凹陷深度与受力面积成______比.
(3)由图1、图4、图5得,海绵在单位面积上所受的压力______(填“相同”或“不同”)时,海绵的凹陷深度相同.
(4)综合上述实验可得,海绵的凹陷深度是由单位面积所受压力的大小决定,海绵在单位面积上所受压力越大,凹陷深度就越______.所以我们就把单位面积上所受的压力定义为压强.
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答案:
分析:(1)分析图1、图2、图3中海绵的受力面积的关系,以及海绵受到的压力大小的关系和海绵的凹陷程度(可以从有机玻璃盒上的刻度得出)的关系,得出结论; (2)分析图2、图4中海绵的受力面积的关系,以及海绵受到的压力大小的关系和海绵的凹陷程度(可以从有机玻璃盒上的刻度得出)的关系,得出结论; (3)分析图1、图4、图5,根据海绵受力面积的比和所受压力的比,求出压力和受力面积的比值即单位面积上受到的压力,比较单位面积上受到压力的关系和海绵凹陷程度的关系,得出结论; (4)根据(3)的分析,得出单位面积上受到的压力和凹陷程度的关系. 解答:解:(1)由图1、图2、图3可知,海绵的受力面积是相同的,压力等于铅块的重力,重力之比为1:2:3,海绵凹陷的程度之比也为1:2:3,由此得出结论,在受力面积一定时,海绵凹陷的程度与压力成正比; 故答案为:正. (2)由图2、图4可知,使用的是都是铅块2,海绵受到的压力是相等的,铅块2正放和横放时海绵的受力面积之比为1:2,海绵的凹陷程度之比为2:1,由此得出结论,在压力一定时,海绵的凹陷程度与受力面积成反比; 故答案为:反. (3)由图1和图4、图5可知,海绵的受力面积之比为1:2:3,铅块中重力即海绵受到的压力之比为1:2:3,压力和受力面积的比值,即单位面积上受到的压力之比为::=1:1:1,海绵的凹陷程度是相同的,由此得出结论,海绵单位面积上受到的压力相同,海绵的凹陷程度相同; 故答案为:相同. (4)综合上述实验可知,海绵的凹陷程度是由单位面积上受到的压力决定的,单位面积上受到的压力越大,凹陷深度就越深; 故答案为:深.
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