8. 在探究压力作用效果与受力面积的关系时,小敏用拇指和食指分别以如图所示两种方式压在铅笔两端。
(1)小金认为图
(b)
的方式不合理,因为该方式没有控制
压力相同
。
(2)若笔尾横截面积约为$0.5\ cm^2$,整个截面都和食指充分接触,当食指用$0.5\ N$的力压铅笔时,食指受到的压强约为
$1 × 10^4$
$ Pa$。

解析:
【分析】
要探究压力作用效果与受力面积的关系,需用到控制变量法,要控制压力大小相同。分析两图:图(a)中铅笔水平,拇指和食指对铅笔的力平衡,铅笔对两手指的压力相等;图(b)中铅笔竖直,自身重力会使两手指受到的压力不等,未控制压力相同,所以该方式不合理。第二问根据压强公式计算,需先统一单位再代入数值。
【解析】
(1) 探究压力作用效果与受力面积的关系时,需控制压力大小相同。图(b)中铅笔竖直放置,铅笔自身有重力,会导致拇指受到的压力与食指受到的压力不相等,没有控制压力相同,因此该方式不合理。
(2) 已知食指对铅笔的压力$ F=0.5\ \mathrm{N} $,根据力的作用是相互的,铅笔对食指的压力也为$ 0.5\ \mathrm{N} $。受力面积$ S=0.5\ \mathrm{cm}^2=0.5×10^{-4}\ \mathrm{m}^2=5×10^{-5}\ \mathrm{m}^2 $,根据压强公式$ p=\frac{F}{S} $,可得食指受到的压强:
$ p=\frac{0.5\ \mathrm{N}}{5×10^{-5}\ \mathrm{m}^2}=1×10^4\ \mathrm{Pa} $
【答案】
(1) (b);压力相同
(2) $ 1×10^4 $
【知识点】
控制变量法;压强的计算
【点评】
本题考查控制变量法在探究实验中的应用以及压强的计算,需注意实验中控制变量的必要性,同时掌握压强计算的单位换算和公式应用。
【难度系数】
0.6