3.小蘭和小文對生活中的壓強有關的問題產生濃厚的興趣,在老師的指導下進行了以下的相關探究活動。
(1)小蘭光腳走在公園鵝卵石健身道上,感覺腳底很疼。由此她猜想壓力的作用效果可能與受力面積有關。為了驗證猜想,小蘭找來了如圖甲所示的實驗器材:兩個同樣大小但疏密程度不同的釘板質量不等,兩個相同的海綿;
①小蘭觀察到實驗效果不明顯。這時她發(fā)現桌上有幾袋牛奶,于是她在海綿上分別平放質量
(選填“相同”或“不同”)的牛奶后,實驗效果變明顯了;
②實驗中觀察到,釘子較 (選填“多”或“少”)時作用效果更明顯,由此可得出結論:當壓力一定時,受力面積 (選填“越大”或“越小”)壓力的作用效果越明顯。小蘭還想探究液體內部壓強,她找來U形壓強計進行以下操作;
(2)探究氣體壓強與什么因素有關
【提出問題】氣體壓強的大小可能與什么因素有關呢?
【猜想與假設】
猜想一:把注射器活塞推至注射器筒中部,用手指堵住前端小孔,這樣就在注射器內封住了一定質量的空氣向筒內壓活塞使筒內空氣體積縮小,手指感到很費力,由此可猜想氣體壓強的大小可能與體積有關;
猜想二:生活中自行車胎在夏天烈日下容易爆胎,據此可猜想氣體壓強大小可能跟 有關;
【設計實驗】為了驗證猜想一,用一個帶有刻度的注射器封閉一定質量的氣體,氣體的體積可直接讀出,氣體的壓強由圖中壓強傳感器和計算機輔助系統(tǒng)得出(如圖乙所示);
【進行實驗與收集證據】
①實驗中應保持環(huán)境 不變且注射器管壁導熱性能良好;
②緩慢推動活塞到某一位置,從注射器的刻度上讀出體積值,待壓強傳感器示數穩(wěn)定后讀出壓強值繼續(xù)緩慢推動活塞,得到多組實驗數據如下表:
實驗序號 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
氣體的體積V(mL) |
50 |
40 |
34 |
30 |
26 |
氣體的壓強p(×105Pa) |
1.01 |
1.26 |
1.49 |
1.68 |
1.94 |
壓強與體積的乘積pV(×105Pa?mL) |
50.5 |
50.4 |
50.66 |
50.4 |
50.44 |
【分析與論證】分析表中實驗數據,可以初步得出的結論:一定質量的氣體,在溫度一定時,壓強與體積成
;
【拓展應用】打氣筒是人們生活中常用的工具,當打氣筒的導氣管被堵塞時,我們會感到向下壓活塞特別費力。這是因為筒內封閉一定質量的空氣,當向下壓縮時,氣體的體積越小,壓強越
(選填“大”或“小”)。