登录
9. 如图，用拇指和食指按压一支铅笔的两端，拇指和食指受到的压力分别为 $F_1$ 和 $F_2$，受到的压强分别为 $p_1$ 和 $p_2$，则 $F_1\_\_\_\_\_\_F_2$，$p_1\_\_\_\_\_\_p_2$(两空均选填“$＞$”“$＜$”或“$=$”)；若 $F_2 = 1\ \mathrm{N}$，笔尖的面积为 $1\ \mathrm{mm}^2$，则 $p_2=\_\_\_\_\_\_\mathrm{Pa}$。
答案
9. $ = $ $ ＜ $ $ 1 × 10^{6} $
解析
【分析】
首先分析压力：铅笔处于静止状态，拇指和食指对铅笔的压力是一对平衡力，大小相等；根据力的作用是相互的，铅笔对拇指的压力$F_1$与拇指对铅笔的压力大小相等，铅笔对食指的压力$F_2$与食指对铅笔的压力大小相等，因此$F_1=F_2$。
然后分析压强：根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，在压力$F_1=F_2$的情况下，拇指的受力面积（铅笔尾端）远大于食指的受力面积（笔尖），受力面积越大，压强越小，所以$p_1 ＜ p_2$。
最后计算$p_2$：需先将笔尖面积的单位换算为平方米，再代入压强公式计算，注意单位换算的准确性。
【解析】
1. 压力大小比较：
铅笔静止，受到拇指和食指的压力是一对平衡力，二者大小相等；根据力的作用是相互的，铅笔对拇指的压力$F_1$等于拇指对铅笔的压力，铅笔对食指的压力$F_2$等于食指对铅笔的压力，故$F_1=F_2$。
2. 压强大小比较：
由压强公式$p=\frac{F}{S}$可知，$F_1=F_2$，拇指的受力面积$S_1 ＞ $食指的受力面积$S_2$，因此$p_1=\frac{F_1}{S_1} ＜ \frac{F_2}{S_2}=p_2$，即$p_1 ＜ p_2$。
3. 计算$p_2$：
单位换算：$1\ \mathrm{mm}^2=1×10^{-6}\ \mathrm{m}^2$，
代入压强公式$p=\frac{F}{S}$，$F_2=1\ \mathrm{N}$，$S_2=1×10^{-6}\ \mathrm{m}^2$，
可得$p_2=\frac{F_2}{S_2}=\frac{1\ \mathrm{N}}{1×10^{-6}\ \mathrm{m}^2}=1×10^6\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
$=$；$＜$；$1×10^{6}$
【知识点】
二力平衡；压强公式应用；单位换算
【点评】
本题结合生活场景考查了二力平衡、压强的计算与比较，核心是理解平衡力和相互作用力的关系，熟练运用压强公式，同时要注意单位换算的规范性，是力学基础题型。
【难度系数】
0.7
首先分析压力：铅笔处于静止状态，拇指和食指对铅笔的压力是一对平衡力，大小相等；根据力的作用是相互的，铅笔对拇指的压力$F_1$与拇指对铅笔的压力大小相等，铅笔对食指的压力$F_2$与食指对铅笔的压力大小相等，因此$F_1=F_2$。
然后分析压强：根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，在压力$F_1=F_2$的情况下，拇指的受力面积（铅笔尾端）远大于食指的受力面积（笔尖），受力面积越大，压强越小，所以$p_1 ＜ p_2$。
最后计算$p_2$：需先将笔尖面积的单位换算为平方米，再代入压强公式计算，注意单位换算的准确性。
【解析】
1. 压力大小比较：
铅笔静止，受到拇指和食指的压力是一对平衡力，二者大小相等；根据力的作用是相互的，铅笔对拇指的压力$F_1$等于拇指对铅笔的压力，铅笔对食指的压力$F_2$等于食指对铅笔的压力，故$F_1=F_2$。
2. 压强大小比较：
由压强公式$p=\frac{F}{S}$可知，$F_1=F_2$，拇指的受力面积$S_1 ＞ $食指的受力面积$S_2$，因此$p_1=\frac{F_1}{S_1} ＜ \frac{F_2}{S_2}=p_2$，即$p_1 ＜ p_2$。
3. 计算$p_2$：
单位换算：$1\ \mathrm{mm}^2=1×10^{-6}\ \mathrm{m}^2$，
代入压强公式$p=\frac{F}{S}$，$F_2=1\ \mathrm{N}$，$S_2=1×10^{-6}\ \mathrm{m}^2$，
可得$p_2=\frac{F_2}{S_2}=\frac{1\ \mathrm{N}}{1×10^{-6}\ \mathrm{m}^2}=1×10^6\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
$=$；$＜$；$1×10^{6}$
【知识点】
二力平衡；压强公式应用；单位换算
【点评】
本题结合生活场景考查了二力平衡、压强的计算与比较，核心是理解平衡力和相互作用力的关系，熟练运用压强公式，同时要注意单位换算的规范性，是力学基础题型。
【难度系数】
0.7
10. 如图是一幅剪纸作品和使用的剪刀。刀刃很锋利，是为了减小受力面积，从而增大
压强
；把手处的胶套是为了增大接触面的粗糙程度
，从而增大摩擦力；用图钉将剪纸作品固定在墙上，若图钉尖的面积是 $3×10^{-7}\ \mathrm{m}^2$，图钉尖对作品的压强为 $5×10^7\ \mathrm{Pa}$，则按压图钉的水平压力为15
$\mathrm{N}$。答案
10. 压强 接触面的粗糙程度 15
解析
【分析】
首先分析第一个空：根据压强的影响因素，压力一定时，受力面积越小，压强越大，刀刃锋利减小受力面积，目的是增大压强；
第二个空：摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，把手处的胶套通过增大接触面的粗糙程度，来增大摩擦力；
第三个空：已知图钉尖的压强和受力面积，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$的变形公式$F=pS$，代入数值即可计算出按压图钉的水平压力。
【解析】
1. 刀刃很锋利，在压力一定时，通过减小受力面积，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，受力面积减小，压强增大，因此第一空填压强；
2. 把手处的胶套，是通过增大接触面的粗糙程度，在压力一定时，增大摩擦力，因此第二空填接触面的粗糙程度；
3. 已知图钉尖的面积$S=3×10^{-7}\ \mathrm{m}^2$，压强$p=5×10^7\ \mathrm{Pa}$，由$p=\frac{F}{S}$可得，按压图钉的水平压力：
$F=pS=5×10^7\ \mathrm{Pa}×3×10^{-7}\ \mathrm{m}^2=15\ \mathrm{N}$，因此第三空填15。
【答案】
压强；接触面的粗糙程度；15
【知识点】
压强的影响因素；摩擦力的影响因素；压强公式的应用
【点评】
本题结合生活中的常见物品，考查压强和摩擦力的相关知识，既涉及控制变量法在物理规律中的应用，也包含压强公式的计算，属于基础应用型题目，需要学生熟练掌握压强、摩擦力的影响因素及压强公式的变形应用。
【难度系数】
0.7
首先分析第一个空：根据压强的影响因素，压力一定时，受力面积越小，压强越大，刀刃锋利减小受力面积，目的是增大压强；
第二个空：摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，把手处的胶套通过增大接触面的粗糙程度，来增大摩擦力；
第三个空：已知图钉尖的压强和受力面积，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$的变形公式$F=pS$，代入数值即可计算出按压图钉的水平压力。
【解析】
1. 刀刃很锋利，在压力一定时，通过减小受力面积，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，受力面积减小，压强增大，因此第一空填压强；
2. 把手处的胶套，是通过增大接触面的粗糙程度，在压力一定时，增大摩擦力，因此第二空填接触面的粗糙程度；
3. 已知图钉尖的面积$S=3×10^{-7}\ \mathrm{m}^2$，压强$p=5×10^7\ \mathrm{Pa}$，由$p=\frac{F}{S}$可得，按压图钉的水平压力：
$F=pS=5×10^7\ \mathrm{Pa}×3×10^{-7}\ \mathrm{m}^2=15\ \mathrm{N}$，因此第三空填15。
【答案】
压强；接触面的粗糙程度；15
【知识点】
压强的影响因素；摩擦力的影响因素；压强公式的应用
【点评】
本题结合生活中的常见物品，考查压强和摩擦力的相关知识，既涉及控制变量法在物理规律中的应用，也包含压强公式的计算，属于基础应用型题目，需要学生熟练掌握压强、摩擦力的影响因素及压强公式的变形应用。
【难度系数】
0.7
11. 如图所示，小明同学利用 $A$、$B$ 两物体，砝码，泡沫等器材做探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验。
(1) 实验中，小明是通过观察
(2) 比较图 1 中甲、乙两图所示的实验，能够得到的结论是
(3) 若将图甲中的泡沫换成硬木板，$A$ 物体产生的压强大小
(4) 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 1 中的
(5) 小明同学实验时，将物体 $B$ 沿竖直方向切成大小不同的两块，如图 2 所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同，由此他得出结论：压力作用效果与受力面积无关。该结论
(6) 老师还提供了如图 3 所示的器材供同学们选择：①用钉子做腿的小桌；②海绵；③砝码；④木板；⑤盛有适量水的矿泉水瓶；⑥装有沙的容器。同学们所选的下列四组器材中，不能达到小明探究目的的是
A. ①③⑥
B. ②⑤
C. ②③④
D. ③④⑤
(1) 实验中，小明是通过观察
泡沫的凹陷程度
来比较压力作用效果的。(2) 比较图 1 中甲、乙两图所示的实验，能够得到的结论是
受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显
。(3) 若将图甲中的泡沫换成硬木板，$A$ 物体产生的压强大小
不变
(选填“增大”“减小”或“不变”)。(4) 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 1 中的
甲、丙
两图实验。(5) 小明同学实验时，将物体 $B$ 沿竖直方向切成大小不同的两块，如图 2 所示。他发现它们对泡沫的压力作用效果相同，由此他得出结论：压力作用效果与受力面积无关。该结论
不正确
(选填“正确”或“不正确”)，原因是没有控制压力相同
。(6) 老师还提供了如图 3 所示的器材供同学们选择：①用钉子做腿的小桌；②海绵；③砝码；④木板；⑤盛有适量水的矿泉水瓶；⑥装有沙的容器。同学们所选的下列四组器材中，不能达到小明探究目的的是
D
(填序号)。A. ①③⑥
B. ②⑤
C. ②③④
D. ③④⑤
答案
11. (1)泡沫的凹陷程度 (2)受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显 (3)不变 (4)甲、丙 (5)不正确 没有控制压力相同 (6)D
解析
【分析】
本题是探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验题，解题需围绕控制变量法和转换法的应用展开：
1. 对于第(1)问，压力的作用效果是无形的，需通过转换法将其转换为可见的现象，所以思考如何直观体现压力的作用效果，泡沫的形变程度是直观的判断依据。
2. 第(2)问，对比甲、乙两图，先找出相同量（受力面积）和不同量（压力大小），再根据泡沫凹陷程度的差异得出压力作用效果与压力的关系。
3. 第(3)问，压强的大小由压力和受力面积决定，根据公式$p=\frac{F}{S}$，分析更换硬木板后压力和受力面积是否变化，从而判断压强的变化。
4. 第(4)问，探究压力作用效果与受力面积的关系，需控制压力相同，改变受力面积，据此从图1中找出符合条件的两组实验。
5. 第(5)问，判断结论是否正确，需看是否遵循控制变量法，将B竖直切开后，压力和受力面积同时改变，未控制压力相同，所以结论不成立。
6. 第(6)问，分析每组器材能否通过形变体现压力作用效果，以及能否控制变量探究压力和受力面积的影响，进而判断哪组器材无法达到实验目的。
【解析】
(1) 实验中采用转换法，将不易观察的压力作用效果转换为泡沫的凹陷程度，因此通过观察泡沫的凹陷程度来比较压力作用效果。
(2) 对比图1中甲、乙两图，受力面积相同，乙图中增加了物体B，压力更大，泡沫的凹陷程度更明显，因此得出结论：受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显。
(3) 根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，将泡沫换成硬木板后，A物体对支撑面的压力$F$和受力面积$S$均未发生变化，因此A物体产生的压强大小不变。
(4) 探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”，需控制压力大小相同，改变受力面积。图1中甲、丙两图中，物体A对泡沫的压力相同，A的放置方式不同导致受力面积不同，因此应比较甲、丙两图实验。
(5) 将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块后，物体对泡沫的压力也随之减小，即实验中同时改变了压力和受力面积，没有控制压力大小相同，不符合控制变量法的要求，因此该结论不正确，原因是没有控制压力相同。
(6) 对各组器材逐一分析：
A组：①用钉子做腿的小桌、③砝码、⑥装有沙的容器，可通过小桌在沙中的下陷程度判断压力作用效果，改变砝码数量改变压力，改变小桌放置方式改变受力面积，能达到探究目的。
B组：②海绵、⑤盛有适量水的矿泉水瓶，可通过海绵的凹陷程度判断压力作用效果，改变瓶内水量改变压力，改变瓶子放置方式改变受力面积，能达到探究目的。
C组：②海绵、③砝码、④木板，可通过海绵的凹陷程度判断压力作用效果，将木板放在海绵上，改变砝码数量改变压力，改变木板放置方式改变受力面积，能达到探究目的。
D组：③砝码、④木板、⑤矿泉水瓶，木板的形变程度不明显，无法直观体现压力的作用效果，且无法有效控制变量完成探究，不能达到实验目的。
因此选D。
【答案】
(1) 泡沫的凹陷程度
(2) 受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显
(3) 不变
(4) 甲、丙
(5) 不正确；没有控制压力相同
(6) D
【知识点】
压力作用效果的影响因素；控制变量法；转换法
【点评】
本题围绕压力作用效果的探究展开，核心考查控制变量法和转换法在实验中的应用，同时涉及压强的决定因素，需学生准确把握实验变量的控制，理解实验现象与结论的对应关系。
【难度系数】
0.6
本题是探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验题，解题需围绕控制变量法和转换法的应用展开：
1. 对于第(1)问，压力的作用效果是无形的，需通过转换法将其转换为可见的现象，所以思考如何直观体现压力的作用效果，泡沫的形变程度是直观的判断依据。
2. 第(2)问，对比甲、乙两图，先找出相同量（受力面积）和不同量（压力大小），再根据泡沫凹陷程度的差异得出压力作用效果与压力的关系。
3. 第(3)问，压强的大小由压力和受力面积决定，根据公式$p=\frac{F}{S}$，分析更换硬木板后压力和受力面积是否变化，从而判断压强的变化。
4. 第(4)问，探究压力作用效果与受力面积的关系，需控制压力相同，改变受力面积，据此从图1中找出符合条件的两组实验。
5. 第(5)问，判断结论是否正确，需看是否遵循控制变量法，将B竖直切开后，压力和受力面积同时改变，未控制压力相同，所以结论不成立。
6. 第(6)问，分析每组器材能否通过形变体现压力作用效果，以及能否控制变量探究压力和受力面积的影响，进而判断哪组器材无法达到实验目的。
【解析】
(1) 实验中采用转换法，将不易观察的压力作用效果转换为泡沫的凹陷程度，因此通过观察泡沫的凹陷程度来比较压力作用效果。
(2) 对比图1中甲、乙两图，受力面积相同，乙图中增加了物体B，压力更大，泡沫的凹陷程度更明显，因此得出结论：受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显。
(3) 根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，将泡沫换成硬木板后，A物体对支撑面的压力$F$和受力面积$S$均未发生变化，因此A物体产生的压强大小不变。
(4) 探究“压力的作用效果与受力面积大小的关系”，需控制压力大小相同，改变受力面积。图1中甲、丙两图中，物体A对泡沫的压力相同，A的放置方式不同导致受力面积不同，因此应比较甲、丙两图实验。
(5) 将物体B沿竖直方向切成大小不同的两块后，物体对泡沫的压力也随之减小，即实验中同时改变了压力和受力面积，没有控制压力大小相同，不符合控制变量法的要求，因此该结论不正确，原因是没有控制压力相同。
(6) 对各组器材逐一分析：
A组：①用钉子做腿的小桌、③砝码、⑥装有沙的容器，可通过小桌在沙中的下陷程度判断压力作用效果，改变砝码数量改变压力，改变小桌放置方式改变受力面积，能达到探究目的。
B组：②海绵、⑤盛有适量水的矿泉水瓶，可通过海绵的凹陷程度判断压力作用效果，改变瓶内水量改变压力，改变瓶子放置方式改变受力面积，能达到探究目的。
C组：②海绵、③砝码、④木板，可通过海绵的凹陷程度判断压力作用效果，将木板放在海绵上，改变砝码数量改变压力，改变木板放置方式改变受力面积，能达到探究目的。
D组：③砝码、④木板、⑤矿泉水瓶，木板的形变程度不明显，无法直观体现压力的作用效果，且无法有效控制变量完成探究，不能达到实验目的。
因此选D。
【答案】
(1) 泡沫的凹陷程度
(2) 受力面积相同时，压力越大，压力作用效果越明显
(3) 不变
(4) 甲、丙
(5) 不正确；没有控制压力相同
(6) D
【知识点】
压力作用效果的影响因素；控制变量法；转换法
【点评】
本题围绕压力作用效果的探究展开，核心考查控制变量法和转换法在实验中的应用，同时涉及压强的决定因素，需学生准确把握实验变量的控制，理解实验现象与结论的对应关系。
【难度系数】
0.6
