2023年中考物理复习《“物体出入水过程”的受力变化与图像》

“物体出入水过程”的受力变化与图像 ( G 物 F 拉 /N h / cm 1 2 3 4 空中 入水 浸没 h 2 → 3： F 浮 ↑ = ρ 液 gV 排 ↑ = G 物 － F 拉 ↓ G 物 F 浮 /N h / cm 3 4 1 2 浸没 入水 空中 h 1 2 3 4 下降 h F 拉 = G 物 )根据物体进入水中的过程和物体被拉出水中的过程，可以得到浮力变化与拉力变化的图像如下图所示： ( 1 2 3 4 上拉 G 物 F 拉 /N h / cm 2 1 4 3 空中 出 水 浸没 h 3 → 2： F 浮 ↓ = ρ 液 gV 排 ↓ = G 物 － F 拉 ↑ G 物 F 浮 /N h / cm 4 3 2 1 浸没 出水 空中 h ) 关于两个图像，初中生首先要学会过程分析以及受力分析！ 在物体匀速下降过程中，分为三个阶段： 1.在空中时，即从图中1-2的过程中，物体只受到拉力与重力，拉力等于重力； 2.在物体进入水里的过程中，即从图中2-3的过程中，物体所受的力增加了一个向上的浮力，而且，随着进入越深，浮力越大，导致拉力变小； 3.当物体完全浸没时，即从图中3-4的过程中，由于物体排开液体的体积不再变化，因此物体所受的浮力不再变化，拉力也不再变化！ 由此得出进入水中的拉力图像与浮力图像，与之相反的，物体匀速上升过程中也是分为相反的三个阶段，不再累述，同学们可以自行分析。 需要特别注意的是以下两点—— 一、关于“拉力图像” 根据拉力图像的纵坐标，无论是把物体浸入水中的过程还是把物体拉出水的过程，都可以找到最大的拉力，也就是物体在空中时的拉力，此拉力正好等于物体的重力，再由重力公式G=mg就可以求出物体的质量！ 根据拉力图像的横坐标，可以找到物体在进出水的过程所经过的距离，此距离即为物体的高度，如果知道物体的底面积就可以求出物体的体积！ 根据物体的质量和体积就可以求出物体的密度！ 二、关于“浮力图像” 根据浮力图像的纵坐标，无论是把物体浸入水中的过程还是把物体拉出水的过程，都可以找出，物体在浸没时所受到的浮力，根据阿基米德原理，F浮=ρ液gV排，可以求出浸没时的V排，也就间接的求出了V物，再根据以上信息，也便于求出物体的密度！ 类似相关考查题型如下： 例1.如图甲所示，一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触（未浸入水），将该圆柱体逐渐浸入水中，弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中深度的变化情况如图乙所示，求：（g取10N/kg） （1）圆柱体的质量； （2）圆柱体受到的最大浮力； （3）圆柱体的密度（计算结果小数点后保留1位小数）。 解析：（1）由乙图知：G=2N， （2）圆柱体浸没时，F提=1.4N，F浮=G－F拉=2N－1.4N=0.6N （3）圆柱体浸没时， 例2.如图甲，圆柱体薄壁容器重为0.5N、底面积为100cm2，盛有2000g的水，弹簧测力计的下端挂着一个长方体物块A，将物块A从容器底部开始缓慢向上提起的过程中，弹簧测力计的示数F与物块A下表面距容器底的距离h的关系如图乙。求： ( G F 拉 F 浮 水下 ： F 拉 = G － F 浮 水上 ： F 拉 = G 水下 ： F 拉 ↑ = G － F 浮 ↓ ) （1）物块A的重力为______N，浸没在水中时所受浮力为_______N； （2）物块A的密度； （3）物块A出水前后，水面高度变化量； （4）物块A出水后，水对容器底的压强和容器对桌面的压强分别是多少？ 解析：（1）由乙图知：G=5.6N，F浮=G－F拉=5.6N－3.6N=2N （2） （3） （4） 其实，此类题并不难，但是很多初中生由于不善于思考问题，不研究图像的物理意义，导致在图像与具体情境之间发生了隔阂，建立不起相关联系！导致最终出错！ 第 1 页 共 3 页 学科网（北京）股份有限公司 $