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垂直作用在物体表面
垂直作用在物体表面
压力大小
受力面积
压力
不同
压力大小，压力作用面积大小
【分析】
1. 对于画力的示意图：首先明确压力的方向是垂直于接触面指向被压物体，确定作用点在被压物体的接触面上，然后画出带箭头的线段表示力的方向并标注力的符号。
2. 归纳压力特点：观察两个力的方向和作用方式，总结出它们的共同特征，进而明确压力的定义。
3. 探究压力作用效果：结合课本实验的操作，分析实验中改变的量（压力大小、受力面积）和对应的作用效果变化，从而猜想出影响因素。
【解析】
1. 力的示意图绘制：
杯子对桌面的压力：作用点选取桌面与杯子接触区域的中心，方向垂直桌面向下，用带箭头的线段表示，标注为$F_{压}$。
手对钉帽的压力：作用点选取钉帽处，方向垂直钉帽指向墙面，用带箭头的线段表示，标注为$F_{压}$（示意图参考参考答案中的对应图像）。
2. 归纳总结：观察两个力可知，它们的共同特点是垂直作用在物体表面，我们把这种垂直作用在物体表面的力叫作压力。
3. 探究猜想：根据教科书第69页的实验，当保持受力面积不变时，改变压力大小，压力作用效果不同；当保持压力大小不变时，改变受力面积，压力作用效果也不同，因此猜想压力的作用效果与压力大小、受力面积有关。
【答案】
1. 示意图：（如参考答案中对应图像，杯子对桌面的压力作用点在桌面，方向垂直向下；手对钉帽的压力作用点在钉帽，方向垂直指向墙面）
2. 垂直作用在物体表面；垂直作用在物体表面
3. 压力大小；受力面积
【知识点】
压力的定义；压力作用效果的影响因素；力的示意图绘制
【点评】
本题围绕压力的核心知识点展开，通过作图、归纳、猜想三个环节，帮助学生夯实压力的基础概念，同时引导学生建立实验探究的思维，注重对基础知识的理解和探究能力的初步培养。
【难度系数】
0.8
【分析】
1. 对于手指疼痛及笔尖手指更疼的问题：先从力的相互性入手，手指压铅笔时，铅笔会对手指施加反作用力，力能使物体形状改变，所以手指疼痛；再结合压强的影响因素，两只手对铅笔的压力是平衡力，大小相等，而笔尖受力面积远小于笔尾，根据压强公式，压力相同时受力面积越小压强越大，压力作用效果越明显，故笔尖手指更疼。
2. 对于沙滩脚印问题：沙滩松软，人对沙滩施加压力，力使物体发生形变，所以留下脚印；不同人对沙滩的压力或受力面积不同，导致压力作用效果不同，故脚印深浅不同。
3. 实验方案需用控制变量法：先控制受力面积相同，改变压力；再控制压力相同，改变受力面积，通过海绵凹陷程度反映压力作用效果。
4. 实验结论结合控制变量法分析：受力面积相等时，压力越大作用效果越明显；压力相等时，受力面积越小作用效果越明显。
5. 压强相关问题：回忆压强的定义、公式、单位，计算时注意将接触面积单位换算为平方米，再代入公式计算。
【解析】
1. （1）手指感到疼痛的原因：力的作用是相互的，当手指对铅笔施加压力时，铅笔会对手指施加大小相等的反作用力，力可以使物体的形状发生改变，因此手指会感到疼痛。
（2）压笔尖的手指更疼的原因：两只手指对铅笔的压力是一对平衡力，大小相等，所以铅笔对两只手指的压力大小相等。但笔尖与手指的接触面积远小于笔尾与手指的接触面积，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，在压力$F$相同时，受力面积$S$越小，压强$p$越大，压力的作用效果越明显，所以压笔尖的手指受到的压强更大，感觉更疼。
2. 沙滩上留下脚印是因为沙滩受到人的压力，力使沙滩的形状发生改变；而脚印的深浅不同是由于压力在沙滩上产生的作用效果不同。
3. 实验方案：
① 将小桌正放在海绵上，观察海绵的凹陷程度；
② 在小桌上放置一个砝码，保持受力面积不变，观察海绵的凹陷程度，与步骤①对比，探究压力大小对作用效果的影响；
③ 将小桌倒放在海绵上，放置相同的砝码，保持压力大小不变，观察海绵的凹陷程度，与步骤②对比，探究受力面积对作用效果的影响；最后对比三次实验现象，分析压力作用效果的影响因素。
4. 通过实验可知：当受力面积相等时，压力越大，压力的作用效果越明显；当压力相等时，受力面积越小，压力的作用效果越明显。
5. (1) 压强的定义：物体所受的压力与受力面积之比。
(2) 压强公式：$\boldsymbol{p=\frac{F}{S}}$。
(3) 压强的单位是帕斯卡，简称帕，符号是$\boldsymbol{Pa}$。
(4) 一杯水放在桌面上，它对桌面的压强约为$\boldsymbol{1000\ Pa}$。
(5) 计算过程：
单位换算：$S = 340\ \mathrm{cm^2}=340×10^{-4}\ \mathrm{m^2}=0.034\ \mathrm{m^2}$
物体对地面的压力$F=G=680\ \mathrm{N}$，代入压强公式：
$p=\frac{F}{S}=\frac{680\ \mathrm{N}}{0.034\ \mathrm{m^2}}=2×10^4\ \mathrm{Pa}$
【答案】
1. 手指感到疼痛是因为力的作用是相互的，铅笔对手指有反作用力，力使手指形状发生改变；压笔尖的手指更疼是因为压力相同，笔尖处受力面积小，压强大，压力作用效果更明显。
2. 压力；不同
3. ①将小桌正放在海绵上，观察海绵的凹陷程度；②在小桌上放置一个砝码，观察海绵的凹陷程度；③将小桌倒放在海绵上，放置相同的砝码，观察海绵的凹陷程度，对比三次实验现象，分析压力作用效果的影响因素
4. 大；小
5. (1) 物体所受的压力与受力面积之比
(2) $\boldsymbol{p=\frac{F}{S}}$
(3) 帕斯卡；帕；$\boldsymbol{Pa}$
(4) $\boldsymbol{1000\ Pa}$
(5) $\boldsymbol{2×10^4\ \mathrm{Pa}}$
【知识点】
1. 力的作用相互性
2. 压强的影响因素
3. 压强的计算
【点评】
本题围绕压强的概念、影响因素及计算展开，结合生活实例和实验探究，考查了力的作用效果、控制变量法的应用以及压强公式的计算，需理解压力作用效果的影响因素，熟练掌握单位换算和压强公式的应用，注重物理知识与生活实际的联系。
【难度系数】
0.6
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