第39届≤97中学入学考试浮力计算综述_浮力论文

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浮力问题是初中物理的重点也是难点。浮力问题将涉及到密度、物体的浮与沉,一直线上力的合成等重点知识。因此,试题知识复盖大,导致试题难度增加。在解答有关浮力的试题时,不仅要熟练掌握上述知识,而且还应具有灵活运用数学知识的能力。下面从1997年各省、市中考试题中筛选几题进行解析,达到捕捉考试信息的目的。

例1 (南京)用如右图所示的滑轮组提升水中的物体A,若物体的质量为140千克,体积60分米[3],滑轮组机械效率为80%,本题g取10牛/千克,求:

(1)物体A在水中被匀速提升时,拉力F多大?

(2)如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连,而滑轮组绳索能承受的最大拉力为350牛,当物体露出水面的体积多大时绳子会断(设物体出水过程中,滑轮组的机械效率不变)?

解:(1)由G=mg得:

根据同一直线上二力合成法则得:

评析:解答这类题应注意两点:一是对物体进行受力分析,物体在水中受三个力,即竖直向下的重力G和竖直向上的拉力、浮力,而滑轮组提升的不是重力G,是重力和浮力的合力,即F[,合]=G-F[,浮];二是当物体露出水面的体积一定时,绳端拉力是绳索能承受的最大拉力。

例2 (连云港)弹簧秤的下端挂着一个实心金属球,让球逐渐浸入水中,当弹簧秤的示数减小到原来示数的5/6时,金属球恰好有一半体积浸在水中,取下金属球,并与密度为0.6×10[3]千克/米[3]的实心木球拴在一起,为使它们能悬浮在水中,木球的体积应是金属球的几倍?

评析:解答这道题的关键是熟练掌握公式,先根据这两个公式求得金属密度与水的密度两者之间的数量关系,然后再根据悬浮条件F[,浮]=G求解。

例3 (山西)一物体浮在水面上,且有1/5的体积露出水面。将食盐放入水中全部溶解后,物体仍浮在液面上,且露出液面的体积变为原来的2倍。求物体和盐水密度。

评注:凡是漂浮(或悬浮)在液面(或液中)的物体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力,依据一直线上的二力合成知识可知,这两个力是一对平衡力。所以,物体所受浮力等于其重力。漂浮时物体浸入液体中的体积只是其体积的一部分,该题中弄清两种情况下排开液体的体积至关重要。

例4 (山东)将一金属块吊在弹簧秤的秤钩上,弹簧秤的示数为39牛。若将金属块浸没于水中,弹簧秤的示数变为34牛。求金属块的体积密度(g取10牛/千克)。

评注:凡用弹簧秤测浮力的方法通常称为视重法。物体在空气中称得重力G称为G[,空],物体浸没在液体中称时,弹簧秤示数称为视重用G[,液]表示。此时物体受三个力:竖直向下的重力G[,空],竖直向上的弹簧拉力G[,液]和浮力F[,浮],这是一直线上的三力平衡,依据力的合成知识有:

F[,浮]=G[,空]-G[,液]

例5 (湖南)将质量为2.7千克的冰块投入水池中,这时水面高度为1.5米(如下图)。求:

(1)冰块露出水面的体积;

(2)冰块完全熔化后,水对池底的压强。ρ[,冰]=0.9×10[3]千克/米[3],g=10牛顿/千克。

评注:这道题是浮力与压强相结合的综合计算题。在解题过程涉及到“冰化水”后液面变化问题,使问题复杂化。要讨论液面变化问题,主要需研究水浸没在水中的体积与冰全部熔化成水后的体积之间的大小关系。若V[,排]=V[冰化水],液面不变;若V[,排]<V[冰化水],液面上升;若V[,排]>V[冰化水],液面下降。

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