趣味物理故事：飲料瓶和海綿在聊天室里相遇了

飲料瓶：學(xué)習(xí)壓強(qiáng)沒(méi)有我可不行，老師布置實(shí)驗(yàn)器材，絕大部分同學(xué)拿的都是我!

海綿：沒(méi)有我行嗎!老師可是點(diǎn)名要同學(xué)們拿我的!

飲料瓶(陪著笑)：那是，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中壓力的作用效果是通過(guò)你的凹陷程度表現(xiàn)出來(lái)的。握握手好嗎?

海綿(笑了起來(lái))：這還差不多!讓我們看看小明是如何利用我們做實(shí)驗(yàn)的。

實(shí)驗(yàn)片斷 課堂上，小明同學(xué)利用三個(gè)相同的滿瓶純凈水和放在水平桌面上的海綿做了如圖1所示實(shí)驗(yàn)。

海綿：比較甲、乙實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在壓力相同的情況下，乙的受力面積較小，我凹陷的厲害。這說(shuō)明：在壓力相同的情況下，受力面積越小，壓力的作用效果越明顯。

飲料瓶(皺起眉頭)：怎么小明通過(guò)比較甲、丙實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，又得出結(jié)論：壓力的作用效果還與接觸面的材料有關(guān)。

海綿：看來(lái)同學(xué)們運(yùn)用控制變量法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)還有所欠缺。比較壓力的作用效果應(yīng)在相同的物體(或材料)表面的情況下進(jìn)行比較，不同的物體承受能力不一樣。小明的這個(gè)結(jié)論是錯(cuò)誤的。

飲料瓶(有所發(fā)現(xiàn))：快來(lái)看小芳的實(shí)驗(yàn)，似乎也出現(xiàn)了問(wèn)題。

視頻片斷 小芳選取了由同種材料制成的高度相同但橫截面積不同的甲、乙、丙三個(gè)圓柱體，將它們放在同一塊海綿上，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖2所示。小芳發(fā)現(xiàn)甲、乙、丙三個(gè)圓柱體在同一塊海綿上的凹陷程度相同，于是她得出結(jié)論：壓力作用效果與受力面積無(wú)關(guān)。

海綿：小芳在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，雖然注意了改變受力面積的大小，但沒(méi)有控制壓力相同，所以得到的結(jié)論也是錯(cuò)誤的。

飲料瓶(若有所思)：不過(guò)我發(fā)現(xiàn)這倒是一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)。為什么同種材料制成的高度相同但橫截面積不同的圓柱體對(duì)海綿壓力的作用效果與受力面積無(wú)關(guān)呢?

海綿：我來(lái)推導(dǎo)一下：，其中Ｐ為圓柱體的密度，ｈ為圓柱體的高度。

飲料瓶：怪不得上面幾個(gè)圓柱體對(duì)海綿壓力的作用效果相同，因?yàn)樨Q直放在水平地面上的柱形物體(圓柱體、正方體、長(zhǎng)方體等)對(duì)地面的壓強(qiáng)只與密度、高度有關(guān)，而與受力面積無(wú)關(guān)。

海綿：你看那幾個(gè)同學(xué)正為一個(gè)試題爭(zhēng)得不可開(kāi)交呢。

視頻片斷 高度相同的實(shí)心圓柱體Ａ、正方體Ｂ和長(zhǎng)方體Ｃ

鐵塊如圖3放在水平桌面上。已知正方體鐵塊最重，長(zhǎng)方體鐵塊底面積最小，針對(duì)“這三鐵塊對(duì)桌面的壓強(qiáng)哪一塊最大”的問(wèn)題，幾個(gè)同學(xué)正在熱烈的討論。這時(shí)，小芳也加入了討論，很快指出了正確結(jié)論：三鐵塊對(duì)桌面的壓強(qiáng)一樣大。

海綿、飲料瓶(哈哈大笑)：實(shí)驗(yàn)也有歪打正著的時(shí)候。再看看同學(xué)們還做了哪些實(shí)驗(yàn)。

本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/chuzhong/426121.html

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