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15. 小明同学为探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验，将三块相同的海绵放置在水平桌面上，在其上方放置砖块，做了如图8-7所示的三个实验。
(1)该探究实验用到的实验方法是。
(2)观察三个实验，比较甲图和图所示实验，说明：受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。
(3)观察三个实验，比较甲图和丙图所示实验，说明：相同时，越小，压力的作用效果越明显。
(1)该探究实验用到的实验方法是。
(2)观察三个实验，比较甲图和图所示实验，说明：受力面积相同时，压力越大，压力的作用效果越明显。
(3)观察三个实验，比较甲图和丙图所示实验，说明：相同时，越小，压力的作用效果越明显。
答案
控
制变量法
乙
压力
受力面积
制变量法
乙
压力
受力面积
解析
【解析】
(1) 探究压力的作用效果与相关因素的关系时，每次只改变一个变量，控制其他变量不变，采用的实验方法是控制变量法，同时通过海绵的形变程度反映压力作用效果，也用到转换法，本题主要考查控制变量法。
(2) 要探究受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显，需控制受力面积相同，改变压力大小，甲、乙两图受力面积相同，乙图压力更大，海绵形变更明显，因此选乙图。
(3) 甲、丙两图中，砖块对海绵的压力相同，丙图受力面积更小，海绵形变更明显，说明压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
【答案】
(1) 控制变量法
(2) 乙
(3) 压力；受力面积
【知识点】
控制变量法；压力作用效果的影响因素
【点评】
本题通过探究压力作用效果的实验，考查控制变量法的应用以及压力作用效果与压力大小、受力面积的关系，属于力学基础实验题，需熟练掌握控制变量法的实验思路。
【难度系数】
0.8
(1) 探究压力的作用效果与相关因素的关系时，每次只改变一个变量，控制其他变量不变，采用的实验方法是控制变量法，同时通过海绵的形变程度反映压力作用效果，也用到转换法，本题主要考查控制变量法。
(2) 要探究受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显，需控制受力面积相同，改变压力大小，甲、乙两图受力面积相同，乙图压力更大，海绵形变更明显，因此选乙图。
(3) 甲、丙两图中，砖块对海绵的压力相同，丙图受力面积更小，海绵形变更明显，说明压力相同时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
【答案】
(1) 控制变量法
(2) 乙
(3) 压力；受力面积
【知识点】
控制变量法；压力作用效果的影响因素
【点评】
本题通过探究压力作用效果的实验，考查控制变量法的应用以及压力作用效果与压力大小、受力面积的关系，属于力学基础实验题，需熟练掌握控制变量法的实验思路。
【难度系数】
0.8
16. 一颗图钉尖的面积是5×10⁻⁸m²，图钉帽的面积是0.5×10⁻⁴m²，手指对图钉的压力为20N，求：
(1)图钉尖对墙面产生的压强。
(2)图钉尖对墙面产生的压强相当于多少米深处水所产生的压强。
(3)在1个标准大气压下图钉帽受到大气的压力。（ρ水=1.0×10³kg/m³，1标准大气压为P₀=1.0×10⁵Pa）
(1)图钉尖对墙面产生的压强。
(2)图钉尖对墙面产生的压强相当于多少米深处水所产生的压强。
(3)在1个标准大气压下图钉帽受到大气的压力。（ρ水=1.0×10³kg/m³，1标准大气压为P₀=1.0×10⁵Pa）
答案
解：$p=\frac{F}{S}=\frac{20\ \mathrm{N}}{5×10^{-8}\ \mathrm{m}^2}=4×10^8\ \mathrm{Pa}$
解：由$p=\rho gh$得，$h=\frac{p}{\rho_水g}=\frac{4×10^8\ \mathrm{Pa}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=4×10^4\ \mathrm{m}$
解：$F_0=p_0S_$帽$=1.0×10^5\ \mathrm{Pa}×0.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=5\ \mathrm{N}$
解：由$p=\rho gh$得，$h=\frac{p}{\rho_水g}=\frac{4×10^8\ \mathrm{Pa}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=4×10^4\ \mathrm{m}$
解：$F_0=p_0S_$帽$=1.0×10^5\ \mathrm{Pa}×0.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=5\ \mathrm{N}$
解析
【解析】
(1) 固体可传递压力，图钉尖对墙面的压力$F=20\ \mathrm{N}$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入图钉尖面积$S_尖=5×10^{-8}\ \mathrm{m}^2$，可得：
$p=\frac{F}{S_尖}=\frac{20\ \mathrm{N}}{5×10^{-8}\ \mathrm{m}^2}=4×10^8\ \mathrm{Pa}$
(2) 由液体压强公式$p=\rho gh$变形得$h=\frac{p}{\rho_水g}$，代入$p=4×10^8\ \mathrm{Pa}$、$\rho_水=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$、$g=10\ \mathrm{N/kg}$，可得：
$h=\frac{4×10^8\ \mathrm{Pa}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=4×10^4\ \mathrm{m}$
(3) 根据压力公式$F=pS$，代入标准大气压$p_0=1.0×10^5\ \mathrm{Pa}$和图钉帽面积$S_帽=0.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^2$，可得：
$F_0=p_0S_帽=1.0×10^5\ \mathrm{Pa}×0.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=5\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) $4×10^8\ \mathrm{Pa}$
(2) $4×10^4\ \mathrm{m}$
(3) $5\ \mathrm{N}$
【知识点】
1. 固体压强计算
2. 液体压强公式应用
3. 大气压的压力计算
【点评】
本题综合考查压强相关计算，涵盖固体压强、液体压强及大气压的压力计算，需熟练掌握压强公式及其变形，理解固体压力传递特点，注重公式应用与单位统一，综合性较强。
【难度系数】
0.6
(1) 固体可传递压力，图钉尖对墙面的压力$F=20\ \mathrm{N}$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入图钉尖面积$S_尖=5×10^{-8}\ \mathrm{m}^2$，可得：
$p=\frac{F}{S_尖}=\frac{20\ \mathrm{N}}{5×10^{-8}\ \mathrm{m}^2}=4×10^8\ \mathrm{Pa}$
(2) 由液体压强公式$p=\rho gh$变形得$h=\frac{p}{\rho_水g}$，代入$p=4×10^8\ \mathrm{Pa}$、$\rho_水=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$、$g=10\ \mathrm{N/kg}$，可得：
$h=\frac{4×10^8\ \mathrm{Pa}}{1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}}=4×10^4\ \mathrm{m}$
(3) 根据压力公式$F=pS$，代入标准大气压$p_0=1.0×10^5\ \mathrm{Pa}$和图钉帽面积$S_帽=0.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^2$，可得：
$F_0=p_0S_帽=1.0×10^5\ \mathrm{Pa}×0.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=5\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) $4×10^8\ \mathrm{Pa}$
(2) $4×10^4\ \mathrm{m}$
(3) $5\ \mathrm{N}$
【知识点】
1. 固体压强计算
2. 液体压强公式应用
3. 大气压的压力计算
【点评】
本题综合考查压强相关计算，涵盖固体压强、液体压强及大气压的压力计算，需熟练掌握压强公式及其变形，理解固体压力传递特点，注重公式应用与单位统一，综合性较强。
【难度系数】
0.6
17. 植树节，小苏同学用水桶提了15L水给刚栽上的树浇水，已知桶自身质量为1kg，桶中水深h为30cm，提水时，手的受力面积为1.0×10⁻³m²。求：（ρ水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）
(1)水对桶底的压强是多大？
(2)提水时，人手受到的压强是多大？
(3)小苏的质量是50kg，每只脚的面积为200cm²。则小苏站在地面上对地面的压强多大？
(1)水对桶底的压强是多大？
(2)提水时，人手受到的压强是多大？
(3)小苏的质量是50kg，每只脚的面积为200cm²。则小苏站在地面上对地面的压强多大？
答案
解：$h=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$，p_水$=\rho_$水$gh=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.3\ \mathrm{m}=3×10^3\ \mathrm{Pa}$
解：V_水$=15\ \mathrm{L}=15×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，m_水$=\rho_$水V_水$=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×15×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=15\ \mathrm{kg}$
m_总=m_水+m_桶$=15\ \mathrm{kg}+1\ \mathrm{kg}=16\ \mathrm{kg}$
G_总=m_总$g=16\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=160\ \mathrm{N}$
$ p=\frac{F}{S}=\frac{160\ \mathrm{N}}{1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^2}=1.6×10^5\ \mathrm{Pa}$
解：G_人=m_人$g=50\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=500\ \mathrm{N}$
S_总$=2×200\ \mathrm{cm}^2=400\ \mathrm{cm}^2=4×10^{-2}\ \mathrm{m}^2$
p_人$=\frac{G_人}{S_总}=\frac{500\ \mathrm{N}}{4×10^{-2}\ \mathrm{m}^2}=1.25×10^4\ \mathrm{Pa}$
解：V_水$=15\ \mathrm{L}=15×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，m_水$=\rho_$水V_水$=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×15×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=15\ \mathrm{kg}$
m_总=m_水+m_桶$=15\ \mathrm{kg}+1\ \mathrm{kg}=16\ \mathrm{kg}$
G_总=m_总$g=16\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=160\ \mathrm{N}$
$ p=\frac{F}{S}=\frac{160\ \mathrm{N}}{1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^2}=1.6×10^5\ \mathrm{Pa}$
解：G_人=m_人$g=50\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=500\ \mathrm{N}$
S_总$=2×200\ \mathrm{cm}^2=400\ \mathrm{cm}^2=4×10^{-2}\ \mathrm{m}^2$
p_人$=\frac{G_人}{S_总}=\frac{500\ \mathrm{N}}{4×10^{-2}\ \mathrm{m}^2}=1.25×10^4\ \mathrm{Pa}$
解析
【解析】
(1) 先进行单位换算：$h=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$，根据液体压强公式$p=\rho gh$，代入数据得水对桶底的压强：
$p_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}gh=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.3\ \mathrm{m}=3×10^3\ \mathrm{Pa}$
(2) 先换算水的体积单位：$V_{\mathrm{水}}=15\ \mathrm{L}=15×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，由$\rho=\frac{m}{V}$得水的质量：
$m_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}V_{\mathrm{水}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×15×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=15\ \mathrm{kg}$
水和桶的总质量：$m_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{水}}+m_{\mathrm{桶}}=15\ \mathrm{kg}+1\ \mathrm{kg}=16\ \mathrm{kg}$
总重力：$G_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{总}}g=16\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=160\ \mathrm{N}$
人手受到的压力等于总重力，根据固体压强公式$p=\frac{F}{S}$，得人手受到的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{160\ \mathrm{N}}{1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^2}=1.6×10^5\ \mathrm{Pa}$
(3) 小苏的重力：$G_{\mathrm{人}}=m_{\mathrm{人}}g=50\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=500\ \mathrm{N}$
小苏站在地面上的总受力面积：$S_{\mathrm{总}}=2×200\ \mathrm{cm}^2=400\ \mathrm{cm}^2=4×10^{-2}\ \mathrm{m}^2$
小苏对地面的压力等于自身重力，根据$p=\frac{F}{S}$得对地面的压强：
$p_{\mathrm{人}}=\frac{G_{\mathrm{人}}}{S_{\mathrm{总}}}=\frac{500\ \mathrm{N}}{4×10^{-2}\ \mathrm{m}^2}=1.25×10^4\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) $3×10^3\ \mathrm{Pa}$
(2) $1.6×10^5\ \mathrm{Pa}$
(3) $1.25×10^4\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
液体压强计算、固体压强计算、重力计算
【点评】
本题考查压强的综合计算，需注意单位换算的准确性，区分液体压强与固体压强的计算方法，明确不同情境下的受力面积和压力的确定，是对压强基本公式的基础应用。
【难度系数】
0.6
(1) 先进行单位换算：$h=30\ \mathrm{cm}=0.3\ \mathrm{m}$，根据液体压强公式$p=\rho gh$，代入数据得水对桶底的压强：
$p_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}gh=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.3\ \mathrm{m}=3×10^3\ \mathrm{Pa}$
(2) 先换算水的体积单位：$V_{\mathrm{水}}=15\ \mathrm{L}=15×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$，由$\rho=\frac{m}{V}$得水的质量：
$m_{\mathrm{水}}=\rho_{\mathrm{水}}V_{\mathrm{水}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×15×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=15\ \mathrm{kg}$
水和桶的总质量：$m_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{水}}+m_{\mathrm{桶}}=15\ \mathrm{kg}+1\ \mathrm{kg}=16\ \mathrm{kg}$
总重力：$G_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{总}}g=16\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=160\ \mathrm{N}$
人手受到的压力等于总重力，根据固体压强公式$p=\frac{F}{S}$，得人手受到的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{160\ \mathrm{N}}{1.0×10^{-3}\ \mathrm{m}^2}=1.6×10^5\ \mathrm{Pa}$
(3) 小苏的重力：$G_{\mathrm{人}}=m_{\mathrm{人}}g=50\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=500\ \mathrm{N}$
小苏站在地面上的总受力面积：$S_{\mathrm{总}}=2×200\ \mathrm{cm}^2=400\ \mathrm{cm}^2=4×10^{-2}\ \mathrm{m}^2$
小苏对地面的压力等于自身重力，根据$p=\frac{F}{S}$得对地面的压强：
$p_{\mathrm{人}}=\frac{G_{\mathrm{人}}}{S_{\mathrm{总}}}=\frac{500\ \mathrm{N}}{4×10^{-2}\ \mathrm{m}^2}=1.25×10^4\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) $3×10^3\ \mathrm{Pa}$
(2) $1.6×10^5\ \mathrm{Pa}$
(3) $1.25×10^4\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
液体压强计算、固体压强计算、重力计算
【点评】
本题考查压强的综合计算，需注意单位换算的准确性，区分液体压强与固体压强的计算方法，明确不同情境下的受力面积和压力的确定，是对压强基本公式的基础应用。
【难度系数】
0.6
