内容正文:
第十章 浮力(二)—浮力的综合计算及分析
【中考透视 明确航向】
主要考查的知识点和要求:灵活运用浮力的四种计算方法解决综合性的问题.有关浮力与压强、密度、简单机械及功相联系的综合问题出现的频率有所增加.有关利用浮力知识测密度的探究实验题也是考查的热点.近年来,浮冰和液面升降问题也开始走进中考阵线。
【典例探究 提炼技法】
考点一:浮力的综合计算
命题角度1:称重法和阿基米德原理的结合
【解法技巧】首先根据称重法和阿基米德原理分别列出等式,然后将两等式联立求解相关的物理量(如计算物体密度或者液体密度等)。注意:①V排和V物是求解待求量的联系纽带;②当物体受到几个力的作用时,首先应对物体进行受力分析,找出这些力之间的关系,再代入公式、物理量求解.③涉及两个物理状态的浮力问题,往往要对两个状态下的物体分别进行受力分析,根据力的平衡原理,列出两个方程,通过解方程得出结果.
【例1】:如图所示,有一正方体物块,用弹簧测力计在空气中竖直悬挂物块,此时弹簧测力计示数为。然后将物块浸没在水中,静止时弹簧测力计示数为。求:
物块浸没在水中时受到的浮力大小;
物块的体积;
物块的密度。
命题角度2:和阿基米德原理的结合
【解法技巧】①首先明确研究对象所处的状态(漂浮或悬浮),列出浮力与物重的等式。②然后根据阿基米德原理写出关系式。③最后根据待求量将两种关系式分别进行合理变形或展开,用已知量和未知量来表示.注意:①V排和V物是求解待求量的联系纽带;②在计算中若遇到连接体、叠加体时,通常用整体法进行巧妙处理.
【例2】:如图所示,质量为的正方体木块静止在水面上时,露出水面的体积为总体积的取求:
木块受到的浮力.
木块排开水的体积.
木块的密度.
【例3】:底面积为的平底圆柱形容器内装有适量的水,放置子水平桌面上。现将体积为,重为的木块轻放入容器内的水中,静止后水面的高度为,如图甲所示,若将一重为的物体用细绳系于的下方,使其恰好浸没在水中,如图乙所示水未溢出,不计绳重及其体积。求:
图甲中木块静止时浸入水中的体积;
物体的密度;
图乙中水对容器底部的压强。
考点二:浮力与压强的综合
命题角度1:压强、浮力的大小比较
【解法技巧】审清题意,首先根据已知条件确定比较浮力大小的方法,从而判断出浮力的大小关系;然后再根据压强公式定性比较压强或压力的大小关系。
注意:涉及压强大小比较时,一定要分清是比较固体压强还是比较液体压强;①求解盛有液体的容器对水平桌面的压力压强时:把盛放液体的容器看成一个整体,先确定压力(水平面受的压力F=G容+G液),后确定压强(一般常用公式 p= F/S ).②对于形状规则的实心几何体(如正方体、圆柱体),若已知它们的密度及高度,则对水平面的压强可用公式p=ρgh计算或定性分析。③有“柱形容器”中的液体对容器底的压力才等于液体重力.
【例4】:4.如图所示,某同学将两个完全相同的物体、分别放到甲、乙两种液体中。物体静止时,漂浮,悬浮,且两液面相平,容器底部受到的液体压强分别为,物体、所受浮力分别为、。则( )
A. 、
B. 、
C. 、
D. 、
【例5】:两个完全相同的容器中,分别盛有甲、乙两种液体,将完全相同的两个小球分别放入两容器中,当两球静止时,液面相平,球所处的位置如图所示,两球所受浮力分别为、,甲、乙两种液体对容器底的压强大小分别为、,则它们的关系是( )
A.
B.
C.
D.
命题角度2:浮力、压强、密度的综合计算
【解法技巧】1.审题:①明确已知条件和待求量,挖掘隐含条件;读图弄清两个坐标轴所代表的物理量及相应单位,根据图象信息分析一个量随着另一个量如何变化,读懂特殊坐标值的含义.③
读表格分析一个量随着另一个量如何变化,找出变化规律.2.然后选择密度、压强、浮力合适的公式,结合顺推法和逆推法进行求解。注意:①涉及两个物理状态的浮力问题,往往要对两个状态下的物体分别进行受力分析,根据力的平衡原理,列出两个方程,通过解方程得出结果.②涉及液面变化时一定要明确其中S容为柱形容器的底面积。③浸在液体中的物体对柱形容器底增加的压力在数值上等于物体受到的浮力。即:
【例6】:6.在如图所示的甲图中,石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力随时间变化的图像,若不计水的摩擦力水的密度。求:
石料的质量;
石料受到的最大浮力;
石料的体积;
石料的密度。
【例7】:7.如图甲所示,用轻质细线将一不吸水的木块悬挂在弹簧测力计下,静止时测力计读数为;如图乙所示,将该木块静置于平放的盛水容器中,木块有的体积露出水面;如图丙所示,用竖直向下的力压该木块时,木块刚好全部浸入水中且静止.已知水的密度为,取,求:
图乙中木块所受的浮力大小.
木块的体积.
木块的密度