《压强和浮力》探究题剖析
一、影响压力作用的效果
例1 为了探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、表二、表三所示。实验时，他仔细观察沙面的凹陷程度，并通过比较，发现每一组沙面的凹陷程度相同，而各组却不同，第一组凹陷程度最大，第二组其次，第三组最小。
表一 表二 表三
实验序号
压力（N）
受力面积（cm2）
实验
序号
压力（N）毕业论文http://www.751com.cn/
受力面积（cm2）
实验序号
压力（N）
受力面积（cm2）
1
6．0
10
4
3．0
10
7
3．0
20
2
9．0
15
5
4．5
15
8
4．5
30
3
12
20
6
6．0
20
9
6．0
40
⑴分析比较实验序号1与4（或2与5、3与6）及观察到的现象，可得出的初步结论是________。
⑵分析比较_______及观察到的现象，可得出的初步结论是：当压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越显著。
⑶请进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论。
①分析比较得_______；②分析比较得_______。
分析：本题除考查同学们对压力作用效果的掌握程度外，着重考查了同学们对数据表格的分析和处理能力。另外还考查同学们对控制变量法的理解和运用，即在分析压力的大小影响作用效果时，必须控制受力面积不变；在分析受力面积的大小影响作用效果时，必须控制压力的大小不变。
答案：⑴受力面积相同，压力越大，产生的效果越显著；⑵1、6、9；⑶①受力面积相同，压力越大，压力产生的效果越显著；②压力相同，受力面积越小，压力产生的效果越显著。
学法指导：控制变量法是研究物理问题的重要方法之一，在研究某物理量可能与两个和两个以上的因素有关时都要考虑变量控制。如：实验研究影响液体蒸发快慢的因素；通过导体的电流与导体两端的电压及导体的电阻关系；液体压强与液体密度及液体深度关系等都用到了控制变量法。同学们在解答这类题目时，需先分析要研究的是什么量，影响该量的因素可能有哪些，若有两个或两个以上的影响因素，就要考虑用控制变量法来研究。
二、测量大气压
例2 在测量大气压的实验中，某同学将玻璃板放在桌子上，用吸盘贴在玻璃板上面，用弹簧测力计将吸盘缓慢向上拉，直到吸盘脱离板面。问：
（1）实验原理是什么？
（2）某同学做实验时发现弹簧测力计的量程太小，不能测出吸盘脱离板面时的拉力。请你选择其他器材与这只弹簧测力计组合，测出吸盘脱离板面时的拉力，要求写出用到的器材和方法。
分析：本题取材于《大气压强》“想想做做”实验，其原理包括平衡力和压强知识，如图1所示，吸盘受到两个力的作用：一是大气作用在吸盘上的大气压力F大，其大小始终不变；另一个是弹簧测力计对吸盘向上的拉力F拉，其大小随吸盘被缓慢上拉的同时逐渐增大，F大和F拉是同直线上反方向的两个力，当F拉略大于F大时，（粗略认为F拉等于F大，即平衡）吸盘被拉离玻璃板，读出此时弹簧测力计的示数，便间接得出F大（F大 =F拉），用尺测出吸盘的直径D，算出其面积S=πD2/4，即大气压的作用面积，借助压强公式P=F/S可以粗略算出大气压P=4F拉/πD2。
若吸盘面积较大，吸盘受到的大气压力F大将较大，超过了常用弹簧测力计的量程，这就需要辅助于省力机械来测量，本题第（2）问就是针对可能出现的这种情况设计的。
答案：（1）实验原理：二力平衡的条件F大=F拉和压强公式P=F/S。（2）法（一）：如图2所示取一轻质杠杆（质量忽略不计），为使OA、OB分别为阻力臂L2和动力臂L1以便测量，须让杠杆处于水平位置，人手作用于玻璃板上向下缓慢拉动，读出拉开玻璃板时弹簧测力计的示数F1，便可算出F大=F2=F1L1/L2。法（二）：如图3所示，取一轻质动滑轮，缓慢向上拉动弹簧测力计，读出刚拉开玻璃板时弹簧测力计的示数F1，算出大气压力F大=2F1。
学法指导：挖掘教材实验进行考查是近年各地中考的重点。对教材中的每个探究实验，同学们不仅要从整体上了解实验的意图、原理、实验器材及方法，同时要善于剖析实验细节，如实验中可能出现的现象分析，实验方案改进，结论评估等。
三、探究液体内部压强
例3 杨扬同学用如图4所示的压强计研究液体内部压强的特点，实验时，他将压强计的橡皮膜置于水中不同深度，并调节橡皮膜在水中的方向，得到如下数据。
实验
橡皮膜朝向
深度
压强计U型管
左液面
右液面
液面高度差
1
朝上
3cm
9cm
12cm
3cm
2
朝左
3cm
9cm
12cm
3cm
3
朝下
3cm
9cm
12cm
3cm
4
朝上
6cm
13．5cm
6cm
5
朝上
9cm
6cm
9cm
⑴分析表格数据，将漏掉的数据补上。
⑵由实验1、2、3，可得出结论：_________________________________________。
⑶由实验_______________，可得出结论：液体内部的压强随深度的增加而增大。
⑷杨扬想完成研究液体内部压强与液体密度关系的实验，请你帮助他设计一个可行的方案。
分析：本题表格数据是学生实验的再现，重在考查学生对实验过程的理解。压强计的橡皮膜受到压强时，其U型管左右液面出现高度差，反过来当压强计U型管左右液面出现高度差则说明橡皮膜受到了压强，高度差越大则压强越大。设计研究液体内部压强与液体密度关系的实验方案要采用控制变量法，即橡皮膜在液体中的深度不变。