压力和受力面积对海绵形变的影响

实验目的

探究压力的作用效果与压力大小、受力面积的关系。

实验原理

实验采用控制变量法和转换法：用海绵凹陷的程度表示压力的作用效果。物理学用压强表示压力的作用效果，定义为压力与受力面积之比，p = F/S，单位是帕斯卡（Pa），1 Pa = 1 N/m²。压力越大、受力面积越小，压强越大。

实验器材

• 海绵
• 小桌
• 砝码
• 水平桌面

实验步骤

1. 把小桌桌腿朝下放在海绵上，观察海绵的凹陷程度。
2. 在桌面上放砝码，桌腿仍朝下，观察凹陷程度。
3. 把小桌翻过来，桌面朝下，再放上同样的砝码，观察凹陷程度。
4. 比较第一、二次，再比较第二、三次，分别得出结论。

实验现象与结论

受力面积相同时，桌上放砝码后海绵凹陷更明显。压力相同时，桌腿朝下比桌面朝下凹陷更明显。结论：压力的作用效果与压力大小和受力面积有关，压力越大、受力面积越小，效果越明显。

注意事项

• 砝码要轻放，避免滑落砸伤
• 海绵要放平，保证受力均匀

常见问题

为什么用海绵而不用木板？

海绵容易发生形变，凹陷程度明显，便于比较压力的作用效果。

本实验用到了哪些研究方法？

用到控制变量法和转换法，把压力的作用效果转换成海绵的凹陷程度。