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15. 小明同学利用A、B两物体、泡沫等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”，如图9-1-7所示。
(1)实验中小明是通过观察来比较压力作用效果的。
(2)比较甲、乙两图所示实验，可得结论：。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”，应通过比较图所示实验。
(4)小华同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，如图9-1-8所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同，由此得出的结论是压力作用效果与受力面积无关。他在探究过程中存在的问题是。
(1)实验中小明是通过观察来比较压力作用效果的。
(2)比较甲、乙两图所示实验，可得结论：。
(3)若要探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”，应通过比较图所示实验。
(4)小华同学实验时将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块，如图9-1-8所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同，由此得出的结论是压力作用效果与受力面积无关。他在探究过程中存在的问题是。
答案
压痕的深浅程度
（或泡沫形变的大小）
压力的作用效果跟压力的大小有关
甲、丙
没有控制压力不变
（或泡沫形变的大小）
压力的作用效果跟压力的大小有关
甲、丙
没有控制压力不变
解析
【解析】
(1) 实验采用转换法，通过观察泡沫压痕的深浅程度（或泡沫形变的大小）来比较压力作用效果，将不易观察的压力作用效果转换为可见的形变程度。
(2) 甲、乙两图受力面积相同，乙图压力更大，泡沫形变更明显，可得结论：压力的作用效果跟压力的大小有关（或在受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显）。
(3) 探究压力作用效果与受力面积的关系时，需控制压力大小相同、改变受力面积，甲、丙两图符合控制变量要求，故应比较甲、丙所示实验。
(4) 将物体B沿竖直方向切开时，受力面积和压力同时改变，没有控制压力不变，因此得出的结论不可靠。
【答案】
(1) 压痕的深浅程度（或泡沫形变的大小）
(2) 压力的作用效果跟压力的大小有关（或在受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显）
(3) 甲、丙
(4) 没有控制压力不变
【知识点】
压力作用效果的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题考查压力作用效果的探究实验，重点考查控制变量法和转换法的应用，需严格遵循控制变量的实验原则分析。
【难度系数】
0.7
(1) 实验采用转换法，通过观察泡沫压痕的深浅程度（或泡沫形变的大小）来比较压力作用效果，将不易观察的压力作用效果转换为可见的形变程度。
(2) 甲、乙两图受力面积相同，乙图压力更大，泡沫形变更明显，可得结论：压力的作用效果跟压力的大小有关（或在受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显）。
(3) 探究压力作用效果与受力面积的关系时，需控制压力大小相同、改变受力面积，甲、丙两图符合控制变量要求，故应比较甲、丙所示实验。
(4) 将物体B沿竖直方向切开时，受力面积和压力同时改变，没有控制压力不变，因此得出的结论不可靠。
【答案】
(1) 压痕的深浅程度（或泡沫形变的大小）
(2) 压力的作用效果跟压力的大小有关（或在受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显）
(3) 甲、丙
(4) 没有控制压力不变
【知识点】
压力作用效果的影响因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题考查压力作用效果的探究实验，重点考查控制变量法和转换法的应用，需严格遵循控制变量的实验原则分析。
【难度系数】
0.7
16. 在一些建筑工程中，一些司机为了降低营运成本，任意超载，给路面及交通安全带来极大的危害。据测定载货车辆对地面的压强应控制在不超过$7×10^{5}Pa$。有一辆空载时质量为$3t$的共$10$个车轮的货车，已知该车在某次运输中装砂石$30t$，每个车轮与地面的接触面积为$0.03m^{2}$。（设每个车轮与地面的接触面积不变，计算中$g$取$10N/kg$）
（1）这次运输中，这辆货车对路面的压强是多少？是否超过测定标准？
（2）如果要求该车运行时不超过测定标准，这辆货车最多装多少吨砂石？
（1）这次运输中，这辆货车对路面的压强是多少？是否超过测定标准？
（2）如果要求该车运行时不超过测定标准，这辆货车最多装多少吨砂石？
答案
解：
(1)货车的总质量
$ m=(3+30)\ \mathrm{t}=3.3×10^{4}\ \mathrm{kg}$
这次运输中货车对地面的压强
$ p=\frac{F}{S}=\frac{mg}{S}=\frac{3.3×10^{4}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}}{10×0.03\ \mathrm{m}^{2}}=1.1×10^{6}\ \mathrm{Pa}$
因为$1.1×10^{6}\ \mathrm{Pa}＞7×10^{5}\ \mathrm{Pa}$，所以超过测定标准。
(2)达到测定标准时货车与砂石的总质量
$ m'=\frac{G_{\mathrm{总}}}{g}=\frac{F'}{g}=\frac{p'S}{g}=\frac{7×10^{5}\ \mathrm{Pa}×10×0.03\ \mathrm{m}^{2}}{10\ \mathrm{N/kg}}=2.1×10^{4}\ \mathrm{kg}=21\ \mathrm{t}$
此时砂石质量为$21\ \mathrm{t}-3\ \mathrm{t}=18\ \mathrm{t}$
即这辆货车最多装18吨砂石。
(1)货车的总质量
$ m=(3+30)\ \mathrm{t}=3.3×10^{4}\ \mathrm{kg}$
这次运输中货车对地面的压强
$ p=\frac{F}{S}=\frac{mg}{S}=\frac{3.3×10^{4}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}}{10×0.03\ \mathrm{m}^{2}}=1.1×10^{6}\ \mathrm{Pa}$
因为$1.1×10^{6}\ \mathrm{Pa}＞7×10^{5}\ \mathrm{Pa}$，所以超过测定标准。
(2)达到测定标准时货车与砂石的总质量
$ m'=\frac{G_{\mathrm{总}}}{g}=\frac{F'}{g}=\frac{p'S}{g}=\frac{7×10^{5}\ \mathrm{Pa}×10×0.03\ \mathrm{m}^{2}}{10\ \mathrm{N/kg}}=2.1×10^{4}\ \mathrm{kg}=21\ \mathrm{t}$
此时砂石质量为$21\ \mathrm{t}-3\ \mathrm{t}=18\ \mathrm{t}$
即这辆货车最多装18吨砂石。
解析
【解析】
（1）首先计算货车的总质量：
$ m=(3+30)\ \mathrm{t}=3.3×10^{4}\ \mathrm{kg}$
货车对地面的压力等于总重力，根据压强公式$ p=\frac{F}{S}=\frac{mg}{S}$，代入数据得：
$ p=\frac{3.3×10^{4}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}}{10×0.03\ \mathrm{m}^{2}}=1.1×10^{6}\ \mathrm{Pa}$
将计算结果与测定标准$7×10^{5}Pa$比较，因为$1.1×10^{6}\ \mathrm{Pa}＞7×10^{5}\ \mathrm{Pa}$，所以超过测定标准。
（2）根据压强控制标准，先计算货车允许的最大总压力$F'=p'S$，再由$G=mg$变形得总质量$ m'=\frac{p'S}{g}$，代入数据：
$ m'=\frac{7×10^{5}\ \mathrm{Pa}×10×0.03\ \mathrm{m}^{2}}{10\ \mathrm{N/kg}}=2.1×10^{4}\ \mathrm{kg}=21\ \mathrm{t}$
则最多可装砂石的质量为$21\ \mathrm{t}-3\ \mathrm{t}=18\ \mathrm{t}$。
【答案】
（1）这辆货车对路面的压强是$1.1×10^{6}\ \mathrm{Pa}$，超过测定标准；
（2）这辆货车最多装18吨砂石。
【知识点】
压强的计算、重力公式应用、压强公式变形
【点评】
本题结合实际超载问题，考查压强的计算及公式的灵活运用，既巩固了压强相关的物理知识，又引导学生认识超载的危害，体现了物理与生活的紧密联系。
【难度系数】
0.7
（1）首先计算货车的总质量：
$ m=(3+30)\ \mathrm{t}=3.3×10^{4}\ \mathrm{kg}$
货车对地面的压力等于总重力，根据压强公式$ p=\frac{F}{S}=\frac{mg}{S}$，代入数据得：
$ p=\frac{3.3×10^{4}\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}}{10×0.03\ \mathrm{m}^{2}}=1.1×10^{6}\ \mathrm{Pa}$
将计算结果与测定标准$7×10^{5}Pa$比较，因为$1.1×10^{6}\ \mathrm{Pa}＞7×10^{5}\ \mathrm{Pa}$，所以超过测定标准。
（2）根据压强控制标准，先计算货车允许的最大总压力$F'=p'S$，再由$G=mg$变形得总质量$ m'=\frac{p'S}{g}$，代入数据：
$ m'=\frac{7×10^{5}\ \mathrm{Pa}×10×0.03\ \mathrm{m}^{2}}{10\ \mathrm{N/kg}}=2.1×10^{4}\ \mathrm{kg}=21\ \mathrm{t}$
则最多可装砂石的质量为$21\ \mathrm{t}-3\ \mathrm{t}=18\ \mathrm{t}$。
【答案】
（1）这辆货车对路面的压强是$1.1×10^{6}\ \mathrm{Pa}$，超过测定标准；
（2）这辆货车最多装18吨砂石。
【知识点】
压强的计算、重力公式应用、压强公式变形
【点评】
本题结合实际超载问题，考查压强的计算及公式的灵活运用，既巩固了压强相关的物理知识，又引导学生认识超载的危害，体现了物理与生活的紧密联系。
【难度系数】
0.7
