内容正文:
疑难点拨06 力学之密度、压强、浮力的计算
1、 考向分析
综合计算题俗称压轴题、大型计算题,是中考试卷主要题型,也是必考题型,同时也是产生差距,判断考生综合应用能力、题型难度属于中等偏上的题型。综合计算题在中考试卷中占有很大比例,一般情况下所占比例在25%左右。
综合计算题很少是单一知识点或考点的计算,常见的是多个考点的综合计算,但其计算内容不变。
2、 考点详解
(1) 压强的计算
压强、液体压强的计算,主要是运用两个公式及其变形式解决有关问题。一个是压强的定义式p=F/S,另一个是液体压强公式p=ρgh。进行计算时,要能正确地确定压力、受力面积、深度。
运用压强、液体压强的公式计算时,必须注意相关知识的理解。如确定压力时,压力可能与重力有关,也可能无关。确定受力面积时要注意此面积就是指两个物体接触部分的面积。确定深度时要注意是指液体与大气(不是与容器)的接触面向下到某处的竖直距离,不是指从容器底部向上的距离(那叫“高度”)。液体对容器底部的压力与液体受到的重力可能相等,也可能不等,这取决于容器的形状。
(2) 浮力的计算
1.称重法:F浮=–F拉。
2.压差法:F浮=F2–F1。
3.阿基米德原理:(1)内容:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力。(2)表达式:F浮=G排。(3)导出式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排。
4.浮沉条件:
状态
漂浮
悬浮
上浮
下沉(沉底)
力的关系
F浮=G物
F浮=G物
F浮>G物
F浮<G物
密度关系
ρ液>ρ物
ρ液=ρ物
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
(3) 【易混淆点】
1.液体压强的压力:液体对容器底部的压力不一定等于液体自身的重力。当容器上大下小时,压力小于重力;当容器下大上小时,压力大于重力;大容器规则,且上下一样粗细时,压力等于重力。
2.受力面积:受力面积等于相互接触的面积,不一定等于某一面的表面积。
3.深度:液体自由液面到该点的距离。
4.对计算浮力的公式到底选哪一个迷茫。根据已知条件选公式,公式中各量已知最多、可求的就是最好的公式。通常情况下,可以参考下面的选法:
(1)已知物体的质量或重力、在液体中时弹簧测力计的示数F示数时,F浮=G(mg)-F示数。
(2)已知物体上下表面的面积、所受压力、深度等时,F浮=F向上-F向下=p下S下-p上S上。
(3)已知液体的密度、物体排开液体的体积时,F浮=ρ液gv排。
(4)已知物体排开液体的重力或质量时,F浮=G排=m排g。
(5)已知物体质量(重力)以及物体处于漂浮或悬浮状态时,F浮=G物。
(6)求比例:首先使用第(3)中的公式。
(7)两个物体在一起漂浮或悬浮时,运用整个分析法,当一个“物体”来思考。
(8)物体上浮或下沉时引起的底部压强变化分析:抓住浮力变化-v排变化-h变化-p变化这一变化逻辑思路。
(4) 计算题解题步骤
第一步:认真审题。明确现象和过程,确定给出的条件或题目中隐含的条件。
第二步:找关系。也就是针对题目内容分析、综合,确定解决问题的方向,选择适合的规律和公式,找准相关物理量之间的关系。
第三步:列出表达式。这一步是在明确了各个已知量、未知量及某个物理量在题目中叙述的物理现象或物理过程变化时存在的关系,根据公式或规律列出相应的表达式,并推导出待求物理量的计算式。
第四步:代入数据求解。这一步是把所用到的已知物理量的单位统一后,把已知量的数据代人计算式中,通过正确运算,得出答案。同时对答案进行合理化验证,最后确定正确答案。
三、真题再现
1.(2022·山东临沂·九年级开学考试)远距离货物流通大多采用集装箱运输,某规格的集装箱装满货物后总质量为20t,集装箱参数如表格所示,g取10N/kg。
(1)若集装箱吊车在2min内把装满货物的集装箱匀速竖直向上吊起36m,该集装箱上升的速度是多少km/h?
(2)集装箱装满货物的总重力是多少?
(3)若该集装箱体所用的材料密度为2.5×103kg/m3,则该箱体所用材料体积为多少?
类型
内长/m
内宽/m
内高
自身质量/t
普通箱
5.93
2.35
2.35
2.25
2.(2022·湖南益阳·八年级期末)如图所示,两个完全相同的圆柱形容器甲和乙放在水平面上,分别装有质量相等的水和酒精,容器的底面积为0.02米2,容器内水的深度为0.2米。(已知ρ铜=8.9×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3)求:
(1)容器甲中水的质量为多少kg。
(2)求乙容器中酒精的体积为多少m3。
(3)将8.9kg铜块浸没在酒精中,酒精刚好到达杯口,现将质量为8kg的物块C放入甲杯水中,不吸水且不溶于水的物块C浸没且水没有溢出,求物块C的密度最小为多少kg/m3。
3.(2022·湖南益阳·