《压强和浮力》探究题剖析
物理是一门实验科学，科学探究是物理教材及中考的重点。在试题设置及实际探究过程
中，有涉及探究七个要素完整的探究，也有只涉及其中一些细节的部分要素的不完整探究。
一、影响压力作用的效果
例 1 为了探究压力的作用效果与哪些因素有关，某同学用若干个同种材料制成的不
同物体放在同一水平细沙面上，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 表二 表三
实
验
序
号
压力
（N）
受力面积
（cm2）
实验
序号
压力
（N）
受力面积
（cm2）
实验序
号
压力
（N）
受力面积
（cm2）
1 6．0 10 4 3．0 10 7 3．0 20
2 9．0 15 5 4．5 15 8 4．5 30
3 12 20 6 6．0 20 9 6．0 40
⑴分析比较实验序号 1与 4（或 2与 5、3与 6）及观察到的现象，可得出的初步结论
是________。
⑵分析比较_______及观察到的现象，可得出的初步结论是：当压力相同时，受力面
积越小，压力的作用效果越显著。
⑶请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。
①分析比较得_______；②分析比较得_______。
分析：本题除考查同学们对压力作用效果的掌握程度外，着重考查了同学们对数据
表格的分析和处理能力。另外还考查同学们对控制变量法的理解和运用，即在分析压力的大
小影响作用效果时，必须控制受力面积不变；在分析受力面积的大小影响作用效果时，必
须控制压力的大小不变。
答案：⑴受力面积相同，压力越大，产生的效果越显著；⑵ 1、6、9；⑶①受力面积相
同，压力越大，压力产生的效果越显著；②压力相同，受力面积越小，压力产生的效果越
显著。
学法指导：控制变量法是研究物理问题的重要方法之一，在研究某物理量可能与两
个和两个以上的因素有关时都要考虑变量控制。如：实验研究影响液体蒸发快慢的因素；通
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过导体的电流与导体两端的电压及导体的电阻关系；液体压强与液体密度及液体深度关系
等都用到了控制变量法。同学们在解答这类题目时，需先分析要研究的是什么量，影响该量
的因素可能有哪些，若有两个或两个以上的影响因素，就要考虑用控制变量法来研究。
二、测量大气压
例 2 在测量大气压的实验中，某同学将玻璃板放在桌子上，用吸盘贴在玻璃板上面，
用弹簧测力计将吸盘缓慢向上拉，直到吸盘脱离板面。问：
（1）实验原理是什么？
（2）某同学做实验时发现弹簧测力计的量程太小，不能测出吸盘脱离板面时的拉力。
请你选择其他器材与这只弹簧测力计组合，测出吸盘脱离板面时的拉力，要求写出用到的
器材和方法。
分析：本题取材于《大气压强》“想想做做”实验，其原理包括平衡力和压强知识，
如图 1所示，吸盘受到两个力的作用：一是大气作用在吸盘上的大气压力 F 大，其大小始终
不变；另一个是弹簧测力计对吸盘向上的拉力 F 拉，其大小随吸盘被缓慢上拉的同时逐渐增
大，F 大和 F 拉是同直线上反方向的两个力，当 F 拉略大于 F 大时，（粗略认为 F 拉等于 F 大，
即平衡）吸盘被拉离玻璃板，读出此时弹簧测力计的示数，便间接得出 F 大（F 大 =F 拉），
用尺测出吸盘的直径D，算出其面积 S=πD2/4，即大气压的作用面积，借助压强公式 P=F/S
可以粗略算出大气压 P=4F 拉/πD2。
若吸盘面积较大，吸盘受到的大气压力 F 大将较大，超过了常用弹簧测力计的量程，
这就需要辅助于省力机械来测量，本题第（2）问就是针对可能出现的这种情况设计的。
答案：（1）实验原理：二力平衡的条件 F 大=F 拉和压强公式 P=F/S。（2）法（一）：
如图 2所示取一轻质杠杆（质量忽略不计），为使OA、OB分别为阻力臂 L2和动力臂 L1以
便测量，须让杠杆处于水平位置，人手作用于玻璃板上向下缓慢拉动，读出拉开玻璃板时
弹簧测力计的示数 F1，便可算出 F 大=F2=F1L1/L2。法（二）：如图 3所示，取一轻质动滑轮，
缓慢向上拉动弹簧测力计，读出刚拉开玻璃板时弹簧测力计的示数 F1，算出大气压力 F 大
=2F1。
学法指导：挖掘教材实验进行考查是近年各地中考的重点。对教材中的每个探究实验，
同学们不仅要从整体上了解实验的意图、原理、实验器材及方法，同时要善于剖析实验细节，
如实验中可能出现的现象分析，实验方案改进，结论评估等。
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三、探究液体内部压强
例 3 杨扬同学用如图 4所示的压强计研究液体内部压强的特点，实验时，他将压强
计的橡皮膜置于水中不同深度，并调节橡皮膜在水中的方向，得到如下数据。
实验 橡皮膜朝
向
深度 压强计U型管
左液面 右液面 液面高度差
1 朝上 3cm 9cm 12cm 3cm
2 朝左 3cm 9cm 12cm 3cm
3 朝下 3cm 9cm 12cm 3cm
4 朝上 6cm 13．5cm 6cm
5 朝上 9cm 6cm 9cm
⑴分析表格数据，将漏掉的数据补上。
⑵由实验 1、2、3，可得出结论：_________________________________________。
⑶由实验_______________，可得出结论：液体内部的压强随深度的增加而增大。
⑷杨扬想完成研究液体内部压强与液体密度关系的实验，请你帮助他设计一个可行的
方案。
分析：本题表格数据是学生实验的再现，重在考查学生对实验过程的理解。压强计的
橡皮膜受到压强时，其U型管左右液面出现高度差，反过来当压强计U型管左右液面出现
高度差则说明橡皮膜受到了压强，高度差越大则压强越大。设计研究液体内部压强与液体密
度关系的实验方案要采用控制变量法，即橡皮膜在液体中的深度不变。
答案：（1）7．5 15。（2）液体内部向各个方向都有压强，同一深度处液体向各个
方向的压强都相等。（3）①如图 4取一杯水，将压强计的橡皮膜置于水中一定深度处，记
下U型管左右液面高度，算出液面高度差 h1；②将杯中的水换成盐水，将压强计的橡皮膜
置于盐水中相同深度处，记下U型管左右液面高度，算出液面高度差 h2；③比较 h1与 h2 的
大小得出结论。
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学法指导：物理实验数据大多以表格形式呈现，分析处理表格数据是实验能力的重
要方面。在我们所学的物理知识中，主要有三类表格数据：一是成正比或反比型的数据，如：
实验研究欧姆定律、物体质量与体积的关系、物体重力与质量的关系、液体压强与深度关系等；
二是比较型的数据，如实验测灯泡的电阻、串联电路的电流关系、并联电路的电压关系、摩擦
力大小与压力的关系等；三是求和（或求积）型数据，如：实验测串联电路的电压关系、并
联电路的电流关系、杠杆的平衡条件等。
四、验证阿基米德原理
例 4 在《浮力的利用》教学课堂上，王老师做了一个演示实验：取一块牙膏皮，首先
将它揉成团放入盛水的烧杯中，观察到“牙膏皮团”下沉，然后将它展开做成帽形放入水
中，观察到“牙膏皮帽”浮于水面上。王老师提问：两次不同的实验现象告诉我们什么？李
亮同学马上举手回答：实验说明物体所受的浮力与物体的形状有关。
（1）你赞同他的观点吗？简要谈谈你的看法。
（2）若给你一些器材：弹簧测力计、三个形状不同的小石块、橡皮泥、烧杯、细线和水，
你将选择哪些器材实验证明你的观点，写出实验所需器材及你的探究方案。
（3）你将如何根据探究过程中观察到的现象或获得的数据得出结论。
分析：本题重在考查学生设计实验与归纳分析得出结论的能力。由阿基米德原理 F 浮
=ρ 液gv 排 得物体所受浮力只与液体密度和物体排开液体的体积有关，而与物体形状无关，
改变牙膏皮的形状实质是引起了物体排开液体体积的变化，从而使浮力改变。在探究物体所
受浮力与物体形状是否有关时，要采用控制变量法，即控制体积不变，改变形状，其中可
供选择的器材中橡皮泥能满足要求。此实验的关键在于设计对比性实验，利用两次称量去比
较橡皮泥在形状改变时所受浮力大小得出结论。
答案：（1）不赞同。由阿基米德原理 F 浮=ρ 液gv 排 得物体所受浮力只与液体密度和物
体排开液体的体积有关，而与物体形状无关，改变牙膏皮的形状实质是引起了物体排开液
体体积的变化，从而使浮力改变。（2）实验器材：弹簧测力计、橡皮泥、烧杯、细线和水。探
究方案：①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上，测出橡皮泥的重G；②将橡皮泥浸没水中，
记下测力计的示数 F1，算出浮力 F 浮 1=G-F1；③改变橡皮泥的形状，将橡皮泥浸没水中，记
下测力计的示数 F2，算出浮力 F 浮 2=G-F2；④再改变橡皮泥的形状，将橡皮泥浸没水中，记
下测力计的示数 F3，算出浮力 F 浮 3=G-F3。（3）比较三次橡皮泥在水中受到的浮力，若大小
相等，说明浮力大小与形状无关；若大小不等，说明浮力大小与形状有关。
学法指导：实验探究是课改来中考的重点，本题从实验设计、分析论证、评估三个方
面对学生进行科学探究能力考查。在设计实验时，同学们要注意实验方案的可操作性、准确
性和严密性，方案所涉及的实验器材、物理量及表达式都要明确表示出来；分析论证是对可
能发生的现象或实验数据进行归纳，因果推导得出结论的过程，大多可以“如果……，那
么……”句式呈现；评估所涉及的范围很多，如评估实验方案的好坏，评估结论对错，评
估实验器材的选择是否恰当等。在评估时不仅要鲜明表达自己的观点，还要运用物理原理或
规律加以分析说明。
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在学习《压强和浮力》内容时，不仅要注意教材中几个实验的分析与把握，弄清实验原
理，掌握实验方法与步骤，理解实验现象与结论。更要注意加强知识与生产生活、科技社会
的联系，这也是近年中考的重心所在。
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