家教刘老师的文章专栏 |
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初二物理最后的一次课 你也可以从0基础飞跃满分
发表于:2015-06-28阅读:116次
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初二物理,绝大多数同学会在压强浮力处失分。其实这里是最简单的。浮力压强都有公式,肯背肯算就好。下面看我分析计算 一、浮力与重力压强的有关计算 【例1】(2013,重庆)2013年5月12日是母亲节,小明陪父母一起去商场,想送给妈妈节日礼物,在商场中妈妈看上了既美观又实用的茶几鱼缸,如图甲所示。现将该鱼缸放在水平地面上,已知鱼缸内的底面积是0.8 m2,所装水的深度为0.5 m。一条质量为100 g的金鱼悬浮在鱼缸水中,如图乙所示,g取10 N/kg。 (1)金鱼受到的浮力是多大? (2)水对鱼缸底部的压力是多大? 【解析】(1)知道金鱼悬浮在鱼缸水中,利用悬浮条件确定浮力与总重力的关系。(2)已知水的密度和深度,利用公式p=ρgh计算水对鱼缸底部的压强;已知鱼缸内的底面积,利用公式F=pS计算水对鱼缸底部的压力。 【答案】因为金鱼悬浮,所以它受到的浮力等于总重力:F=G=mg=0.1 kg×10 N/kg=1 N (2)水对鱼缸底部的压强为p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.5 m=5×103 Pa,水对鱼缸底部的压力为F=pS=5×103 Pa×0.8 m3=4×103 N。 【对应练习】 1.(2014,连云港)一边长为0.1 m的正方体实心铝块放在水平地面上。已知ρ铝=2.7×103 kg/m3,g取10 N/kg。 (1)该铝块的重力及它对地面的压强是多大? (2)工人师傅将它铸造成一个体积为3×10-3 m3的工艺品,若将该工艺品放入水中,静止时受到的浮力是多大? 解:(1)正方体底面积S=l2=0.01 m2,体积V=l3=10-3 m3,正方体的质量m=ρ铝V=2.7×103 kg/m3×10-3 m3=2.7 kg,铝块的重力G=mg=2.7 kg×10 N/kg=27 N,铝块对地面的压强p=S(F)=S(G)=0.01 m2(27 N)=2.7×103 Pa (2)将工艺品浸没水中时受到的浮力为F1=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×10-3m3 =30 N,因为F1>G,所以工艺品在水中静止时将处于漂浮状态,其所受的浮力为F浮=G=27 N
3.(2014,重庆)如图甲所示,水平放置的平底柱形容器A的底面积为200 cm2,不吸水的正方体木块B重为5 N,边长为10 cm,静止在容器底部,质量体积忽略的细线一端固定在容器底部,另一端固定在木块底面中央,且细线的长度为L=5 cm,已知水的密度为1.0×103 kg/m3。 (1)图甲中,木块对容器底部的压强多大? (2)向容器A中缓慢加水,当细线受到拉力为1 N时,停止加水,如图乙所示,此时木块B受到的浮力是多大? (3)将图乙中与B相连的细线剪断,当木块静止时,容器底部受到水的压强是多大? 解:(1)木块对容器底部的压强p=S(F)=SB(GB)=100×10-4 m2(5 N)=500 Pa (2)此时木块受重力GB、拉力F和浮力F浮,三力平衡,F浮=GB+F=5 N+1 N=6 N (3)图乙木块浸入水中的深度hB=SB(V排)=ρ水gSB(F浮)=103 kg/m3×10 N/kg×10-2 m2(6 N)=6×10-2 m,图乙中水的深度h=(6×10-2+5×10-2) m=11×10-2 m,剪断细线后木块所受浮力F′浮=GB=5 N,此时排开水的体积V′排=ρ水g(F′浮)=103 kg/m3×10 N/kg(5 N)=5×10-4 m3,此时水面下降的深度Δh=ΔSA(V排)=200×10-4 m2((6-5)×10-4 m3)=0.5×10-2 m,此时水的深度h′=h-Δh=10.5×10-2 m,容器底部受到水的压强p=ρgh′=1050 Pa
二、浮力与密度的有关计算 【例2】(2014,济宁)将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图甲、乙所示。已知ρ水=1.0×103 kg/m3,ρ酒精=0.8×103 kg/m3。则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( ) A.在水中受到的浮力为2 N B.体积为10 cm3 C.质量为3 kg D.密度为3.0×103 kg/m3 【解析】设金属块的重量为m(kg),金属块的体积为V(m3),则金属块浸没在水中所受浮力为F浮水=mg-2 N=ρ水gV……①,金属块浸没在酒精中所受浮力为F浮酒=mg-2.2 N=ρ酒gV……②,解①②联立方程求得m=0.3 kg,V=10-4 m3。在水中所受浮力为F浮水=3 N-2 N=1 N。故正确选项为D。 【答案】D 【对应练习】 4.(2014,凉山)放在水平桌面上的量筒中盛有120 cm3的水,当把挂在弹簧测力计下的小金属块完全浸入量筒里的水中后,量筒的水面上升到170 cm3处,弹簧测力计的示数为3.4 N。则金属块的体积为__50__ cm3,所受浮力为__0.5_N__。金属块受到的重力为__3.9_N__,密度为7.8×103kg/m3。(g取10 N/kg) 5.(2014,黔南州)一个不规则的实心物体,质量为55 g,放入装满纯水的烧杯中,沉入底部,排开0.5 N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌,直到物体悬浮为止。(g取10 N/kg),求: (1)物体在纯水中所受的浮力; (2)物体的体积; (3)物体悬浮时盐水的密度。 解:(1)F浮=G排=0.5 N (2)G排=ρ水gV排,V排=ρ水g(G排)=1.0×103 kg/m3×10 N/kg(0.5 N)=5 ×10-5 m3,浸没时V物=V排=5×10-5 m3 (3)因为物体悬浮,所以ρ盐水=ρ物=m物/V物=5×10-5 m3(0.055 kg)=1.1×103 kg/m3
6.(2014,呼和浩特)如图所示,有一实心长方体,悬浮在水和水银的界面上,浸在水中和水银中的体积之比为3∶1,已知水的密度为1.0×103 kg/m3,水银的密度为13.6×103 kg/m3。求: (1)该物体在水中和水银中所受到浮力之比; (2)该物体在水中所受到浮力与物体重力之比; (3)该物体的密度。 解:(1)F2(F1) |