Question

8．小芳同學(xué)觀察到許多建筑材料的截面多是V形或U形，這引起了她的好奇心．
[提出問題]物體承受的壓力與哪些因素有關(guān)？
[猜想與假設(shè)]猜想一：物體承受的壓力與物體的形狀有關(guān)．
猜想二：物體承受的壓力與物體的材料有關(guān)．
于是小芳利用如圖所示的裝置，選取了紙條、細(xì)繩、火柴盒和若干火柴棒，對(duì)猜想一進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究．
（1）選取材料和長、寬、厚相同的紙條若干．
（2）將一張紙條折成V形，放在裝置上，在紙條兩端距中點(diǎn)（支點(diǎn)）相同距離處，各掛一相同的火柴盒子．在兩火柴盒中逐漸增加數(shù)量相同的火柴棒，直到紙條被壓彎折為止，記錄一端火柴盒中火柴棒根數(shù)．

	V形	U形	圓弧形
1	46	36	65
2	43	32	62
3	45	35	63

（3）將紙條分別拆成U型、圓弧型，重復(fù)步驟（2）．
（4）更換紙條，將以上實(shí)驗(yàn)再做兩次．
①[分析與論證]
分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論是（寫出一條即可）完全相同的紙條，圓弧形承受的壓力最大（注：其它答案只要合理均予計(jì)分）．
②[交流與合作]
（生產(chǎn)、生活和建筑中利用物體形狀影響其承受壓力的事例很多，如巨大的鐵橋中多處使用了U形鋼材．請(qǐng)你舉出一個(gè)利用V形或圓弧形結(jié)構(gòu)的實(shí)例角鋼．
（5）若要探究猜想二，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使所選物體的材料的形狀和材料的長、寬、厚相同．

Answer 1

分析 由杠桿的平衡條件F₁L₁=F₂L₂可知，如果動(dòng)力臂等于阻力臂，那么只有動(dòng)力等于阻力時(shí)，杠桿才會(huì)平衡；
在探究物體承受的壓力與哪些因素有關(guān)時(shí)，提出了兩種猜想，所以在探究時(shí)應(yīng)該采用控制變量法進(jìn)行分析解答；
所以在探究物體承受的壓力與材料的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保證材料的形狀相同，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可以得出結(jié)論．

解答 解：
（2）題意已知杠桿的動(dòng)力臂等于阻力臂，所以要使它們平衡，應(yīng)該在兩端加相同的火柴個(gè)數(shù)；
（4）①由表格數(shù)據(jù)可知，在材料相同時(shí)，圓形的紙條承擔(dān)的火柴數(shù)最多，所以完全相同的紙條，圓弧形承受的壓力最大；
生活生產(chǎn)中的頭盔、角鋼、V形鋼塊等建材都是采用的圓形或V形形狀，這樣可以承受更大的壓力；
②在驗(yàn)證物體承受的壓力與物體的材料的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該讓材料的形狀和材料的長、寬、厚相同；
故答案為：（2）相同；
（4）①完全相同的紙條，圓弧形承受的壓力最大；角鋼；
（5）材料的形狀和材料的長、寬、厚相同．

點(diǎn)評(píng) 解決此類多因素的實(shí)驗(yàn)探究問題時(shí)，常常采用控制變量法進(jìn)行分析解答．