Question

为了探究实心圆柱体对水平地面压力的作用效果与哪些因素有关，某同学用若干个不同的圆柱体竖直放置在同一水平沙面上，进行了三组实验，并记录有关数据分别如表一、表二、表三所示．实验时，他仔细观察沙面的凹陷程度，并通过比较，发现每一组沙面的凹陷程度相同，而各组却不同，第一组凹陷程度最大，第二组其次，第三组最小．
表一 （ρ_铜=8.9×10³kg/m³）

实验序号	材料	高度（cm）	底面积（cm^2  ）
1	铜	20	10
2	铜	20	20
3	铜	20	30

表二（ρ_铁=7.9×10³kg/m³）

实验序号	材料	高度（cm）	底面积（ cm^2  ）
4	铁	20	10
5	铁	20	20
6	铁	20	30

表三（ρ_铜=8.9×10³kg/m³）

实验序号	材料	高度（cm）	底面积（cm^2   ）
7	铜	10	10
8	铜	10	20
9	铜	10	30

（1）分析比较实验序号1、2、3（或4、5、6，或7、8、9）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当圆柱体材料的密度和高度相同时，压力的作用效果与底面积 ______（选填“有关”或“无关”）．
（2）分析比较实验序号 ______的数据及观察到的现象，可得出的初步结论是：当圆柱体的高度相同时，材料的密度越大，压力的作用效果越显著．
（3）请分析比较实验序号1与7（或2与8，或3与9）的数据及观察到的现象，可得出的初步结论：______．
（4）进一步综合分析比较表一、表二、表三中的数据及观察到的现象，并归纳得出结论．
（a）分析比较表一、表二或表三中的数据及观察到的现象，可初步得出：______．
（b）分析比较表一、表二和表三中的数据及观察到的现象，可初步得出：______．

Answer

（1）每一组沙面的凹陷程度相同，也就说明了压力的作用效果是相同的．通过分析每一组的数据可以知道物体的密度和高度都是一定的，只要底面积是不同的，这说明底面积的大小不影响压力的作用效果．
（2）要探究压力作用效果和物体密度的关系，就要采用控制变量法控制高度和底面积一定，而物体的密度不同；
要探究压力的作用效果和物体高度的关系，就要采用控制变量法控制物体密度和底面积一定，而物体的高度不同．
（3）综合比较三个表格的数据可以知道，压力的作用效果和物体的密度和高度都有关系，物体密度和高度的乘积相等，压力的作用效果就是一样的；物体密度和高度的乘积越大，压力的作用效果就越明显．
【解析】
（1）分析实验序号1、2、3可以发现材料、高度相同，底面积不同，压力的作用效果相同，说明压力的作用效果和底面积没有关系．
故答案为：无关．
（2）要得出压力作用效果和材料密度的关系，就要保证高度和底面积一定，1和4，2和5，3和6都符合题意．
故答案为：1与4（或2与5，或3与6）．
（3）实验序号1与7，材料和底面积相同，高度是不同的，压力的作用效果也是不同的，这说明压力的作用效果和圆柱体的高度有关，当圆柱体的材料相同时，高度越高，压力的作用效果越显著．
故答案为：当圆柱体的材料相同时，高度越高，压力的作用效果越显著．
（4）综合比较表一、表二和表三，可以发现圆柱体物体所产生压力的作用效果和材料的密度与高度的乘积有关；乘积越大，压力的作用效果越明显．
故答案为：圆柱体材料的密度与高度的乘积相同，压力的作用效果就相同；
圆柱体材料的密度与高度的乘积越大，压力的作用效果就越显著．