Question

在“探究實心均勻圓柱體對水平地面壓力的作用效果與哪些因素有關”的實驗中，小明同學把由A、B、C三種不同材料制成的若干個均勻實心圓柱體分別豎直放置在同一水平細沙面上，進行了多次實驗，并記錄了有關數據，如下表所示．實驗時，他仔細觀察沙面的凹陷程度，通過比較，發(fā)現沙面的凹陷程度有相同也有不同，實驗序號1、2與3凹陷程度相同且最大，4、5與6凹陷程度相同且其次，7、8與9凹陷程度相同且最�。�

實驗序號	1	2	3	4	5	6	7	8	9
材料	A	A	A	A	B	C	A	B	C
材料的密度（×103千克/米3）	6	6	6	6	4	3	6	4	3
高度（×10-2米）	8	8	8	6	9	12	4	6	8
底面積（×10-4米2）	30	20	10	10	10	10	10	10	10

①分析比較實驗序號1、2與3的數據及觀察到的現象，可得出的初步結論是：同種材料制成的實心圓柱體，高度相同時，它對水平地面的壓力作用效果與底面積大小______ （選填“有關”或“無關”）．
②分析比較實驗序號1、4與7（或5與8或6與9）的數據及觀察到的現象，可得出的初步結論是：______．
③分析比較實驗序號______的數據及觀察到的現象，可得出的初步結論是：當實心圓柱體的高度相同時，材料的密度越大，它對水平地面壓力的作用效果越顯著．
④進一步綜合分析比較表中的數據及觀察到的現象，歸納并得出的結論：
（a）分析比較實驗序號4、5與6（或7、8與9）可得出的初步結論是：______．
（b）分析比較實驗序號4、5與6（和7、8與9）可得出的初步結論是：______．
⑤小明同學經過上面的探究分析及歸納，又進一步得出了實心圓柱體對水平地面壓力的作用效果與圓柱體的高度成正比，與圓柱體材料的密度成正比的結論．你認為此結論能得出嗎？______．（選填“能”或“不能”）

Answer 1

【答案】分析：實心圓柱體放在水平細沙上，通過細沙凹陷程度，比較實心圓柱體對水平地面壓力作用效果大�。�
由表格數據知，實心圓柱體對水平地面壓力的作用效果可能跟材料的密度、高度、底面積有關．
探究實心圓柱體對水平地面壓力作用效果跟底面積的關系時，控制材料和高度不變．經分析實心圓柱體對水平地面壓力作用效果跟底面積無關，下面結論就不考慮底面積的不同．
探究實心圓柱體對水平地面壓力作用效果跟高度的關系，控制材料不變；
探究實心圓柱體對水平地面壓力作用效果跟材料關系時，控制高度不變．否則不能得出正確結論．
解答：解：①實驗序號1、2與3的數據，實心圓柱體材料相同，高度相同，底面積不同，細沙凹陷的程度相同，所以同種材料制成的實心圓柱體，高度相同時，它對水平地面的壓力作用效果與底面積大小無關．
②壓力作用效果跟圓柱體的底面積無關，不考慮底面積的不同．
實驗序號1、4與7（或5與8或6與9），實心圓柱體的材料相同，高度越高，細沙凹陷程度越大，實心圓柱體對水平地面壓力的作用效果越顯著．所以當實心圓柱體的材料密度相同時，高度越高它對水平地面壓力的作用效果越顯著．
③當實心圓柱體的高度相同時，材料的密度越大，它對水平地面壓力的作用效果越顯著．首先確定細沙凹陷程度相同的實驗，還要保證實心圓柱體的高度相同，材料不同，所以選擇實驗4與8（或1、2、3與9）．
④（a）實驗序號4、5與6（或7、8與9）細沙凹陷程度程度，高度和材料的乘積相同，所以當實心圓柱體的材料密度與高度的乘積相同時，它對水平地面壓力的作用效果也相同．
（b）實驗序號1、2與3和4、5與6和7、8與9，實心圓柱體的材料和高度乘積越大，細沙凹陷程度越大，所以當實心圓柱體的材料密度與高度的乘積越大，它對水平地面壓力的作用效果也越顯著．
⑤實驗數據不能說明實心圓柱體對水平地面壓力的作用效果與圓柱體的高度成正比，與圓柱體材料的密度成正比的結論，因為沒有控制高度不變改變材料密度大小，也沒有控制材料的密度不變改變高度大�。�
故答案為：①無關；②當實心圓柱體的材料密度相同時，高度越高它對水平地面壓力的作用效果越顯著；③4與8（1、2、3與9）；④（a）當實心圓柱體的材料密度與高度的乘積相同時，它對水平地面壓力的作用效果也相同；（b）當實心圓柱體的材料密度與高度的乘積越大，它對水平地面壓力的作用效果也越顯著；⑤不能．
點評：當猜想實心圓柱體對水平地面壓力的作用效果與底面積、材料密度、高度有關時，采用控制變量法和轉換法，探究實心圓柱體對水平地面壓力作用效果的影響因素．
此題給定數據，利用控制變量法總結實驗結論是比較困難的，尤其是分析比較實驗序號4、5與6（或7、8與9）可得出的初步結論．