探究影响压力作用效果的因素
及压强概念
书包里的书越多，背着时肩膀会感觉更勒；同样重量的书包，用窄肩带比宽肩带背，肩膀的勒痛感也更明显。为何同样是压力作用，效果却不同？影响压力作用效果的因素有哪些？本文将借助虚拟仿真实验直观探究。
（VR+AI赋能科学教育）
实验探究
要科学探究影响压力作用效果的因素，需采用控制变量法（即控制其他变量不变，仅改变研究变量，观察实验现象的变化），通过直观的实验现象分析规律。
实验准备
四条腿的小桌子、均匀的海绵、砝码。
实验目的：
控制受力面积不变，探究压力大小对压力作用效果的影响。
*本实验以 “无砝码” 和 “加1个砝码” 为主要对比组。
实验过程：
保持小桌正放（此时小桌子与海绵的接触部分为四条桌腿），待整体稳定后，观察海绵被压下的深度，记为“深度1”。在桌面上放置一个砝码（增大对海绵的总压力），待整体稳定后，观察海绵被压下的深度，记为“深度2”。
实验现象：
对比 “深度1” 与 “深度2”，未加砝码时（压力小），海绵被压下的深度较小；加入砝码后（压力大），海绵被压下的深度显著增大。
再次实验验证：
将小桌子倒放在海绵上（此时小桌子与海绵的接触部分为整个桌面），待整体稳定后，观察海绵被压下的深度，记为“深度3”。在桌上放置一个砝码（增大对海绵的总压力），观察海绵被压下的深度，记为“深度4”。
对比 “深度3” 与 “深度4”，未加砝码时（压力小），海绵被压下的深度较小；加入砝码后（压力大），海绵被压下的深度显著增大。
实验结论：
在受力面积不变的情况下，压力的作用效果与压力大小成正相关 —— 压力越大，压力作用效果越明显；压力越小，压力作用效果越弱。
实验目的：
控制压力大小不变，探究受力面积对压力作用效果的影响。
实验过程：
将小桌子正放在海绵上（此时小桌子与海绵的接触部分为四条桌腿，受力面积较小），待小桌子稳定后，观察海绵被压下的深度，记为"深度1”。
再将小桌子倒放在海绵上（此时小桌子与海绵的接触部分为整个桌面），待小桌子稳定后，再次观察海绵被压下的深度，记为“深度2”。
实验现象：
对比 “深度1” 与 “深度2”可以发现，小桌子正放时（受力面积小），海绵被压下的深度更大；倒放时（受力面积大），海绵被压下的深度更小。
实验结论：
在压力大小不变的情况下，压力的作用效果与受力面积成负相关 —— 受力面积越小，压力作用效果越明显；受力面积越大，压力作用效果越弱。
压强
初中物理
为了更精准地描述和比较压力的作用效果，物理学中引入了 “压强” 这一物理量，将压力与受力面积的关系进行量化。
（一）压强的定义
物体所受的压力与受力面积之比，叫做压强。压强在数值上等于物体单位面积上所承受的压力，它直接反映了压力的作用效果 —— 压强越大，说明单位面积上受到的压力越大，压力产生的作用效果越明显。
（二）压强的公式与符号
若用符号表示物理量：p（代表压强）、F（代表压力）、S（代表受力面积），则压强的计算公式为：
p=F/S
（三）压强的单位
压强的国际单位是帕斯卡，简称 “帕”，符号为Pa。
单位换算关系：根据公式推导，压力单位为 “牛顿（N）”，受力面积单位为 “平方米（m²）”，因此 1 帕斯卡（1Pa）等于 1 牛顿的压力作用在 1 平方米的面积上，即：
1 Pa=1 N/m²
引入压强概念后，我们可以摆脱 “仅靠现象定性判断” 的局限，通过定量计算精准比较不同情境下的压力作用效果。
