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4. 探究压力和受力面积对海绵形变的影响的实验装置如图所示。甲图中小桌放在海绵上；乙图中小桌放在海绵上，桌面上放一个钩码；丙图中桌面朝下放在海绵上，上面放一个同样的钩码；丁图中桌面朝下放在木板上，上面放一个同样的钩码。
(1)该实验采用法分别探究压力和受力面积对海绵形变的影响。
(2)比较两图可以初步得出实验结论：压力大小相同时，越大，海绵形变越不明显。下列事例中，直接应用该结论的是。(填序号)
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状
②交通管理部门规定，普通平板车单轴的平均承载质量不得超过$ 10 \mathrm{ t} $
(3)海绵形变的程度反映所受压强的大小，丙图中桌面对海绵的压强(选填“大于”“等于”或“小于”)丁图中桌面对木板的压强。
(1)该实验采用法分别探究压力和受力面积对海绵形变的影响。
(2)比较两图可以初步得出实验结论：压力大小相同时，越大，海绵形变越不明显。下列事例中，直接应用该结论的是。(填序号)
①有些课桌的边缘设计成圆弧形状
②交通管理部门规定，普通平板车单轴的平均承载质量不得超过$ 10 \mathrm{ t} $
(3)海绵形变的程度反映所受压强的大小，丙图中桌面对海绵的压强(选填“大于”“等于”或“小于”)丁图中桌面对木板的压强。
答案
控制变量
乙、丙
受力面积
①
等于
乙、丙
受力面积
①
等于
解析
【分析】
1. 第(1)问：探究压力和受力面积两个因素对海绵形变的影响时，需每次只改变一个因素，控制另一个因素不变，这种研究多因素问题的常用方法是控制变量法。
2. 第(2)问：要探究压力大小相同时受力面积对海绵形变的影响，需控制压力相同、改变受力面积，观察可知乙、丙两图符合条件；对比两图形变程度，可得出压力相同时受力面积越大，海绵形变越不明显的结论。再分析事例：①通过增大受力面积减小压强，符合结论；②通过控制压力大小减小压强，与结论无关，故选择①。
3. 第(3)问：压强由压力和受力面积决定，根据公式$p=\frac{F}{S}$，丙、丁两图中压力和受力面积均相同，因此压强相等，与支撑物的材料无关。
【解析】
(1) 探究压力和受力面积对海绵形变的影响时，需控制其中一个因素不变，研究另一个因素的影响，该实验采用控制变量法。
(2) 探究压力大小相同时受力面积对形变的影响，需控制压力相同、改变受力面积，因此比较乙、丙两图；由实验现象可知：压力大小相同时，受力面积越大，海绵形变越不明显。
事例分析：
①课桌边缘设计成圆弧形状，是通过增大受力面积减小压强，直接应用该结论；
②规定平板车单轴承载质量，是通过控制压力大小减小压强，与该结论无关；
因此选①。
(3) 丙图和丁图中，桌面对支撑物的压力相同（均为小桌加钩码的重力），受力面积相同（均为桌面面积），根据$p=\frac{F}{S}$可知，桌面对海绵的压强等于桌面对木板的压强。
【答案】
(1) 控制变量
(2) 乙、丙；受力面积；①
(3) 等于
【知识点】
控制变量法；压强的影响因素；压强的计算
【点评】
本题考查压强探究实验，核心考查控制变量法的应用和压强概念的理解。需注意：海绵形变程度可反映压强大小，但压强本质是压力与受力面积的比值，与支撑物材料无关，这是易混淆点。
【难度系数】
0.6
1. 第(1)问：探究压力和受力面积两个因素对海绵形变的影响时，需每次只改变一个因素，控制另一个因素不变，这种研究多因素问题的常用方法是控制变量法。
2. 第(2)问：要探究压力大小相同时受力面积对海绵形变的影响，需控制压力相同、改变受力面积，观察可知乙、丙两图符合条件；对比两图形变程度，可得出压力相同时受力面积越大，海绵形变越不明显的结论。再分析事例：①通过增大受力面积减小压强，符合结论；②通过控制压力大小减小压强，与结论无关，故选择①。
3. 第(3)问：压强由压力和受力面积决定，根据公式$p=\frac{F}{S}$，丙、丁两图中压力和受力面积均相同，因此压强相等，与支撑物的材料无关。
【解析】
(1) 探究压力和受力面积对海绵形变的影响时，需控制其中一个因素不变，研究另一个因素的影响，该实验采用控制变量法。
(2) 探究压力大小相同时受力面积对形变的影响，需控制压力相同、改变受力面积，因此比较乙、丙两图；由实验现象可知：压力大小相同时，受力面积越大，海绵形变越不明显。
事例分析：
①课桌边缘设计成圆弧形状，是通过增大受力面积减小压强，直接应用该结论；
②规定平板车单轴承载质量，是通过控制压力大小减小压强，与该结论无关；
因此选①。
(3) 丙图和丁图中，桌面对支撑物的压力相同（均为小桌加钩码的重力），受力面积相同（均为桌面面积），根据$p=\frac{F}{S}$可知，桌面对海绵的压强等于桌面对木板的压强。
【答案】
(1) 控制变量
(2) 乙、丙；受力面积；①
(3) 等于
【知识点】
控制变量法；压强的影响因素；压强的计算
【点评】
本题考查压强探究实验，核心考查控制变量法的应用和压强概念的理解。需注意：海绵形变程度可反映压强大小，但压强本质是压力与受力面积的比值，与支撑物材料无关，这是易混淆点。
【难度系数】
0.6
5. 如图所示，图钉尖的面积是$ 5 × 10^{-8} \mathrm{ m}^2 $，图钉帽的面积是$ 1 × 10^{-4} \mathrm{ m}^2 $，物体能承受的最大压强是$ 5 × 10^6 \mathrm{ Pa} $。下列说法正确的是()
A. 手指至少要用$ 500 \mathrm{ N} $的力，图钉尖才能进入物体
B. 手指至少要用$ 0.25 \mathrm{ N} $的力，图钉尖才能进入物体
C. 当图钉静止时，它受到水平向左的力大于水平向右的力
D. 当图钉静止时，它受到水平向左的力小于水平向右的力
A. 手指至少要用$ 500 \mathrm{ N} $的力，图钉尖才能进入物体
B. 手指至少要用$ 0.25 \mathrm{ N} $的力，图钉尖才能进入物体
C. 当图钉静止时，它受到水平向左的力大于水平向右的力
D. 当图钉静止时，它受到水平向左的力小于水平向右的力
答案
B
解析
【分析】
要解决本题，需结合压强公式和二力平衡知识分步分析：
1. 判断手指所需最小力：要使图钉尖进入物体，图钉尖对物体的压强需达到物体能承受的最大压强。根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $，先计算图钉尖对物体的最小压力，由于固体可传递压力，手指对图钉帽的压力等于该最小压力，由此判断A、B选项的正误。
2. 判断图钉静止时的受力情况：图钉静止时处于平衡状态，水平方向受力为平衡力，根据二力平衡条件，水平方向的两个力大小相等，进而判断C、D选项的正误。
【解析】
1. 计算手指所需的最小力：
已知物体能承受的最大压强$ p_{\mathrm{max}}=5×10^6\mathrm{Pa} $，图钉尖的面积$ S_{\mathrm{尖}}=5×10^{-8}\mathrm{m}^2 $，由压强公式$ p=\frac{F}{S} $变形可得，图钉尖对物体的最小压力：
$ F = p_{\mathrm{max}} × S_{\mathrm{尖}} = 5×10^6\mathrm{Pa} × 5×10^{-8}\mathrm{m}^2 = 0.25\mathrm{N} $
固体可以传递压力，因此手指对图钉帽的压力等于图钉尖对物体的压力，即手指至少用0.25N的力，图钉尖才能进入物体，故A错误，B正确。
2. 分析图钉静止时的受力：
当图钉静止时，处于平衡状态，水平方向受到的向左的力和向右的力是一对平衡力，根据二力平衡条件，这两个力大小相等，故C、D错误。
【答案】
B
【知识点】
压强的计算；二力平衡条件
【点评】
本题结合生活实例考查压强公式的应用与二力平衡知识，需注意固体传递压力的特点，避免混淆图钉帽与图钉尖的面积进行错误计算，同时要准确理解平衡状态下的受力关系。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需结合压强公式和二力平衡知识分步分析：
1. 判断手指所需最小力：要使图钉尖进入物体，图钉尖对物体的压强需达到物体能承受的最大压强。根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $，先计算图钉尖对物体的最小压力，由于固体可传递压力，手指对图钉帽的压力等于该最小压力，由此判断A、B选项的正误。
2. 判断图钉静止时的受力情况：图钉静止时处于平衡状态，水平方向受力为平衡力，根据二力平衡条件，水平方向的两个力大小相等，进而判断C、D选项的正误。
【解析】
1. 计算手指所需的最小力：
已知物体能承受的最大压强$ p_{\mathrm{max}}=5×10^6\mathrm{Pa} $，图钉尖的面积$ S_{\mathrm{尖}}=5×10^{-8}\mathrm{m}^2 $，由压强公式$ p=\frac{F}{S} $变形可得，图钉尖对物体的最小压力：
$ F = p_{\mathrm{max}} × S_{\mathrm{尖}} = 5×10^6\mathrm{Pa} × 5×10^{-8}\mathrm{m}^2 = 0.25\mathrm{N} $
固体可以传递压力，因此手指对图钉帽的压力等于图钉尖对物体的压力，即手指至少用0.25N的力，图钉尖才能进入物体，故A错误，B正确。
2. 分析图钉静止时的受力：
当图钉静止时，处于平衡状态，水平方向受到的向左的力和向右的力是一对平衡力，根据二力平衡条件，这两个力大小相等，故C、D错误。
【答案】
B
【知识点】
压强的计算；二力平衡条件
【点评】
本题结合生活实例考查压强公式的应用与二力平衡知识，需注意固体传递压力的特点，避免混淆图钉帽与图钉尖的面积进行错误计算，同时要准确理解平衡状态下的受力关系。
【难度系数】
0.6
6. （吉林中考）质量为$ 1.6 × 10^3 \mathrm{ kg} $的新能源汽车停在水平地面上，轮胎与地面接触的总面积为$ 0.08 \mathrm{ m}^2 $。
(1)求这辆新能源汽车受到的重力，$ g $取$ 10 \mathrm{ N/kg} $。
(2)求这辆新能源汽车对水平地面的压强。
(1)求这辆新能源汽车受到的重力，$ g $取$ 10 \mathrm{ N/kg} $。
(2)求这辆新能源汽车对水平地面的压强。
答案
解：
$ (1) G=mg=1.6×10^{3}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}$
(2) 汽车对水平地面的压力$F=G=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}$
$ p=\frac{F}{S}=\frac{1.6×10^{4}\ \mathrm{N}}{0.08\ \mathrm{m}^{2}}=2×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
$ (1) G=mg=1.6×10^{3}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}$
(2) 汽车对水平地面的压力$F=G=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}$
$ p=\frac{F}{S}=\frac{1.6×10^{4}\ \mathrm{N}}{0.08\ \mathrm{m}^{2}}=2×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
解析
【分析】
本题分为两小问，解题思路如下：
(1) 求汽车的重力，直接利用重力计算公式$G=mg$即可，题目中已给出汽车质量和$g$的取值，将数值代入公式计算就能得到结果。
(2) 求汽车对水平地面的压强，首先明确在水平地面上，物体对地面的压力等于自身重力，即$F=G$；然后根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，将求得的压力和题目给出的接触面积代入公式，即可算出压强。
【解析】
解：
(1) 根据重力计算公式$G=mg$，代入数据可得：
$G=mg=1.6×10^{3}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}$
(2) 新能源汽车停在水平地面上，对地面的压力等于自身重力，即：
$F=G=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}$
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入压力和接触面积数据可得：
$p=\frac{F}{S}=\frac{1.6×10^{4}\ \mathrm{N}}{0.08\ \mathrm{m}^{2}}=2×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) 这辆新能源汽车受到的重力为$1.6×10^{4}\ \mathrm{N}$；
(2) 这辆新能源汽车对水平地面的压强为$2×10^{5}\ \mathrm{Pa}$。
【知识点】
重力的计算、固体压强的计算
【点评】
本题是中考基础题，主要考查重力和固体压强的基本计算，关键是理解水平地面上物体对地面的压力等于自身重力，只要熟练掌握相关计算公式，代入数据即可正确求解。
【难度系数】
0.9
本题分为两小问，解题思路如下：
(1) 求汽车的重力，直接利用重力计算公式$G=mg$即可，题目中已给出汽车质量和$g$的取值，将数值代入公式计算就能得到结果。
(2) 求汽车对水平地面的压强，首先明确在水平地面上，物体对地面的压力等于自身重力，即$F=G$；然后根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，将求得的压力和题目给出的接触面积代入公式，即可算出压强。
【解析】
解：
(1) 根据重力计算公式$G=mg$，代入数据可得：
$G=mg=1.6×10^{3}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}$
(2) 新能源汽车停在水平地面上，对地面的压力等于自身重力，即：
$F=G=1.6×10^{4}\ \mathrm{N}$
根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入压力和接触面积数据可得：
$p=\frac{F}{S}=\frac{1.6×10^{4}\ \mathrm{N}}{0.08\ \mathrm{m}^{2}}=2×10^{5}\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) 这辆新能源汽车受到的重力为$1.6×10^{4}\ \mathrm{N}$；
(2) 这辆新能源汽车对水平地面的压强为$2×10^{5}\ \mathrm{Pa}$。
【知识点】
重力的计算、固体压强的计算
【点评】
本题是中考基础题，主要考查重力和固体压强的基本计算，关键是理解水平地面上物体对地面的压力等于自身重力，只要熟练掌握相关计算公式，代入数据即可正确求解。
【难度系数】
0.9
1. 如图所示，物体对接触面的压力$ F $表示正确的是()
答案
D
解析
【分析】
要判断压力的示意图是否正确，需明确压力的定义：压力是垂直作用在接触面的力，其作用点在被压物体的接触面上，方向垂直于接触面指向被压物体内部。接下来逐个分析选项：
1. 选项A：作用点画在物体重心，未体现压力作用在接触面的特点，错误；
2. 选项B：作用点画在物体重心，而非被压的墙面上，错误；
3. 选项C：作用点在物体重心，且方向竖直向下，未垂直于斜面，错误；
4. 选项D：作用点在斜面（被压接触面）上，方向垂直于斜面向下，符合压力的要求，正确。
【解析】
根据压力的定义，压力的三要素为：
1. 作用点：位于被压物体的接触面上；
2. 方向：垂直于接触面，指向被压物体内部。
对各选项逐一分析：
A：作用点在物体重心，不符合压力作用点的要求，错误；
B：作用点在物体重心，未在被压的墙面上，错误；
C：方向竖直向下，未垂直于斜面，且作用点错误，错误；
D：作用点在斜面上，方向垂直斜面向下，完全符合压力的定义，正确。
【答案】
D
【知识点】
压力的概念；力的示意图
【点评】
本题考查压力的示意图画法，核心是牢记压力的作用点在被压物体表面、方向垂直于接触面，需避免将压力作用点误画在物体重心的常见错误。
【难度系数】
0.8
要判断压力的示意图是否正确，需明确压力的定义：压力是垂直作用在接触面的力，其作用点在被压物体的接触面上，方向垂直于接触面指向被压物体内部。接下来逐个分析选项：
1. 选项A：作用点画在物体重心，未体现压力作用在接触面的特点，错误；
2. 选项B：作用点画在物体重心，而非被压的墙面上，错误；
3. 选项C：作用点在物体重心，且方向竖直向下，未垂直于斜面，错误；
4. 选项D：作用点在斜面（被压接触面）上，方向垂直于斜面向下，符合压力的要求，正确。
【解析】
根据压力的定义，压力的三要素为：
1. 作用点：位于被压物体的接触面上；
2. 方向：垂直于接触面，指向被压物体内部。
对各选项逐一分析：
A：作用点在物体重心，不符合压力作用点的要求，错误；
B：作用点在物体重心，未在被压的墙面上，错误；
C：方向竖直向下，未垂直于斜面，且作用点错误，错误；
D：作用点在斜面上，方向垂直斜面向下，完全符合压力的定义，正确。
【答案】
D
【知识点】
压力的概念；力的示意图
【点评】
本题考查压力的示意图画法，核心是牢记压力的作用点在被压物体表面、方向垂直于接触面，需避免将压力作用点误画在物体重心的常见错误。
【难度系数】
0.8
2. 一位中学生每只脚与地面的接触面积为$ 200 \mathrm{ cm}^2 $，他双脚站在水平地面上，对地面的压强最接近于()
A. $ 1.4 × 10^3 \mathrm{ Pa} $
B. $ 1.4 × 10^4 \mathrm{ Pa} $
C. $ 2.8 × 10^3 \mathrm{ Pa} $
D. $ 2.8 × 10^4 \mathrm{ Pa} $
A. $ 1.4 × 10^3 \mathrm{ Pa} $
B. $ 1.4 × 10^4 \mathrm{ Pa} $
C. $ 2.8 × 10^3 \mathrm{ Pa} $
D. $ 2.8 × 10^4 \mathrm{ Pa} $
答案
B
解析
【分析】
要解决这道压强估算题，需按照以下思路思考：
1. 回忆压强计算公式：$ p = \frac{F}{S} $，其中$ F $是压力，$ S $是受力面积；
2. 明确水平地面上的压力特点：物体对水平地面的压力等于自身重力，即$ F = G $；
3. 结合生活实际估算中学生的质量，进而计算重力；
4. 注意受力面积是双脚的接触面积之和，且需进行单位换算（将$ \mathrm{cm}^2 $换算为$ \mathrm{m}^2 $）；
5. 代入公式计算压强，再与选项对比得出答案。
【解析】
1. 估算中学生的质量：通常中学生的质量约为$ 56\ \mathrm{kg} $；
2. 计算中学生的重力：根据$ G = mg $（取$ g = 10\ \mathrm{N/kg} $简化计算），可得$ G = 56\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 560\ \mathrm{N} $；
3. 计算双脚站立时的受力面积：每只脚接触面积为$ 200\ \mathrm{cm}^2 $，则双脚受力面积$ S = 2 × 200\ \mathrm{cm}^2 = 400\ \mathrm{cm}^2 = 0.04\ \mathrm{m}^2 $；
4. 确定压力：因站在水平地面上，压力等于重力，即$ F = G = 560\ \mathrm{N} $；
5. 计算对地面的压强：代入公式$ p = \frac{F}{S} = \frac{560\ \mathrm{N}}{0.04\ \mathrm{m}^2} = 1.4 × 10^4\ \mathrm{Pa} $，与选项B一致。
【答案】
B
【知识点】
压强的计算、重力的估算、压力与重力的关系
【点评】
本题属于物理估算题，考查压强公式的实际应用，解题关键在于结合生活常识准确估算中学生的质量，同时注意单位换算（平方厘米与平方米的进率）以及双脚站立时受力面积的计算，是对基础知识和生活经验的综合考查。
【难度系数】
0.6
要解决这道压强估算题，需按照以下思路思考：
1. 回忆压强计算公式：$ p = \frac{F}{S} $，其中$ F $是压力，$ S $是受力面积；
2. 明确水平地面上的压力特点：物体对水平地面的压力等于自身重力，即$ F = G $；
3. 结合生活实际估算中学生的质量，进而计算重力；
4. 注意受力面积是双脚的接触面积之和，且需进行单位换算（将$ \mathrm{cm}^2 $换算为$ \mathrm{m}^2 $）；
5. 代入公式计算压强，再与选项对比得出答案。
【解析】
1. 估算中学生的质量：通常中学生的质量约为$ 56\ \mathrm{kg} $；
2. 计算中学生的重力：根据$ G = mg $（取$ g = 10\ \mathrm{N/kg} $简化计算），可得$ G = 56\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 560\ \mathrm{N} $；
3. 计算双脚站立时的受力面积：每只脚接触面积为$ 200\ \mathrm{cm}^2 $，则双脚受力面积$ S = 2 × 200\ \mathrm{cm}^2 = 400\ \mathrm{cm}^2 = 0.04\ \mathrm{m}^2 $；
4. 确定压力：因站在水平地面上，压力等于重力，即$ F = G = 560\ \mathrm{N} $；
5. 计算对地面的压强：代入公式$ p = \frac{F}{S} = \frac{560\ \mathrm{N}}{0.04\ \mathrm{m}^2} = 1.4 × 10^4\ \mathrm{Pa} $，与选项B一致。
【答案】
B
【知识点】
压强的计算、重力的估算、压力与重力的关系
【点评】
本题属于物理估算题，考查压强公式的实际应用，解题关键在于结合生活常识准确估算中学生的质量，同时注意单位换算（平方厘米与平方米的进率）以及双脚站立时受力面积的计算，是对基础知识和生活经验的综合考查。
【难度系数】
0.6
