Question

2．小芳同學觀察到許多建筑材料的截面多是倒V形或倒U形，這引起了她的好奇心．
提出問題：物體能承受的壓力與哪些因素有關(guān)？
猜想與假設(shè)：
猜想一：物體能承受的壓力與物體的形狀有關(guān)．
猜想二：②物體能承受的壓力與物體的材料有關(guān)
猜想三：…
于是小芳利用如圖所示的裝置，選取了紙條、細繩、火柴盒和若干火柴棒，對猜想一進行實驗探究．
實驗步驟：
（一）選取長、寬、厚和材料相同的紙條若干．
（二）將一張紙條折成V形，放在裝置上，在紙條兩端距中點（支點）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)．
（三）將紙條分別折成U型、圓弧型，重復步驟（二）．
（四）更換紙條，將以上實驗再做兩次．

物體形狀 火柴根數(shù) 實驗次數(shù)	V形	U形	圓弧形
1	46	36	75
2	43	32	63
3	45	35	83

請回答以下問題：
（1）補充步驟一內(nèi)容：長、寬、厚和材料相同．
（2）小芳是如何判斷實驗中的物體所承受的壓力不同？紙條被壓彎時火柴盒內(nèi)火柴棒的根數(shù)．
（3）分析實驗數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論是：圓弧形承受的壓力最大（或物體承受的壓力與形狀有關(guān)）（寫出一條即可）
（4）如果要驗證猜想②，應該如何操作？將長度、寬度、厚度都相同，而材料不同的紙條折成相同的形狀，放在裝置上，在紙條兩端距中點（支點）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)．

Answer 1

分析 （1）由日常生活中的經(jīng)驗可知，物體承受的壓力與物體的形狀、材料等因素有關(guān)，因此研究物體承受壓力的能力時要用到控制變量法．
（2）物體承受壓力大小的能力在此題中是通過火柴盒中火柴棍的多少來體現(xiàn)的．
（3）根據(jù)表中所給數(shù)據(jù)，也就是火柴棍的數(shù)目，即可得出結(jié)論；
（4）根據(jù)控制變量法的思想，要研究物體承受的壓力與物體的材料的關(guān)系，就要讓被研究的兩個物體除了材料不同外，讓其余的幾個因素都相同．

解答 解：（1）利用控制變量法的思想，可以確定研究物體承受的壓力與物體的形狀有關(guān)時，要控制其它量相同；因此，選取長、寬、厚和材料相同的紙條；
（2）實驗中根據(jù)火柴盒中火柴棒的數(shù)目多少來判斷紙條承受壓力的能力；
（3）由表中的實驗數(shù)據(jù)可知，當物體的形狀為圓弧形時，兩端懸掛的火柴棒的數(shù)目最多，所以圓弧形狀的物體能夠承受的壓力最大；
（4）在保證形狀相同的前提下，還要讓它們的長度、寬度、厚度都相同，因為這幾個方面也能影響物體承受壓力的程度，重復上面實驗即可，通過火柴盒中火柴的數(shù)量多少關(guān)系得出結(jié)論．
故答案為：
（1）長、寬、厚和材料相同；
（2）紙條被壓彎時火柴盒內(nèi)火柴棒的根數(shù)；
（3）圓弧形承受的壓力最大（或物體承受的壓力與形狀有關(guān)）；
（4）將長度、寬度、厚度都相同，而材料不同的紙條折成相同的形狀，放在裝置上，在紙條兩端距中點（支點）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)．

點評 此題是一個探究題，它探究的問題在課本上找不到對應的知識點，但根據(jù)學過的研究方法，可以解決這個問題．題目的難點在于舉實例．