涉及这三个物理量!关键头脑中要在掌握清晰物理概念的情况下建立完整清晰的物理图像!此类题目重点考察两个基本公式:
基本公式(1)是由物体平衡状态受力分析所得;基本公式(2)是阿基米德原理!公式(3)为基本公式(1)的导出式!
下面先以2道典型例题展开说明:
例题1:(镇江2016初三一模12题)弹簧测力计下挂一长方体物体,将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降,然后将其逐渐浸入水中如图5(甲);图5(乙)是弹簧测力计示数与物体下降高度h变化关系的图像。则下列说法中正确的是(g取10N/kg)( )
A.物体的体积是500cm3
B.物体受到的最大浮力是5N
C.物体的密度是2.25×103kg/m3
D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N
解析:此类题目无非就是求题选项中这几个常见问题:利用浮力知识求物体体积、密度,求液体密度,浮力大小或者其变化等,考察对阿基米德原理的理解以及和受力分析综合在一起后考察!首先此类题目第一步首先要把图像含义搞清楚,自变量和因变量各是什么?图像中数字的含义图像为什么会这样变化?把这几个问题搞懂有助于建立一个清晰的物理图像!把整个物理过程了然于胸!
做题步骤:整个物理过程很清晰就是弹簧测力计吊着一个重物从水面上方逐渐浸入水中!图乙中自变量h为物体下降高度,因变量拉力F随h的变化经历了3个过程:未浸入水之前
在这里针对D选项做出说明,物体刚浸没时下表面受到水的压力可由2种方法求得:先求得刚浸没时下表面处压强,再根据
例题2:(镇江2013中考12题)如图(1)所示,边长为10cm的立方体木块A通过细线与圆柱形容器底部相连,容器中液面与A上表面齐平.从打开容器底部的抽液机匀速向外排液开始计时,细线中拉力F随时间t的变化图像如图(2)所示.木块密度ρ = 0.5×103kg/m3,容器底部面积为200cm2,g = 10N/kg.下列说法中正确的是( )
A.随着液体的排出,木块受到的浮力不断减小
B.容器中的液体是酒精
C.抽液机每秒钟排出液体的质量是10g
D.第 30 s时,木块露出液面的高度是 2cm
解析:此题可看做是例题1的变形题目,很明显本题的受力分析为(基本公式1):
做题步骤:整个物理过程可以分解为两个过程:0~50s,由于容器往外均匀排水导致
,很显然C是对的。D选项木块露出水面应该为3cm,此处也不再赘述!
下面再看一道涉及受力分析的浮力综合选择题!
例3:(镇江2016初三二模12题)如图所示是某公共厕所的自动排水装置。浮筒A是边长为20cm的正方体,受装置所限只能竖直上下浮动。盖片B的质量为1kg,表面积为
A. 浮筒A的质量为3kg
B. B.水箱中的水刚好浸没浮筒A时,A受到的浮力大小为8N
C. 盖片B被拉开前瞬间,其受到的水的压强为
D. 当水箱中的水达到35cm深时,盖片B恰能自动关上
解析:此题的物理过程较为复杂些,浮筒A既可以上浮导致盖片B被拉开从而排水,也可以下沉使得盖片B正好盖住排水管!并且此题涉及高中物理常用的受力分析方法:整体分析法!
在此简单阐述一下该题涉及物理过程:一开始供水管供水,水箱内水位上升同时浮筒A所受浮力逐渐增大直至临界状态1,即A完全被水浸没时盖片B恰好被拉开,然后紧接着通过排水管排水,由于排水速度大于供水速度(这一点很容易做到),导致水箱内水位在不断下降同时浮筒A所受浮力也在不断减小直至临界状态2,即盖片B恰好盖住排水管!
做题步骤:首先提取题目中有用信息
考虑临界状态1,即A正好完全浸没导致盖片B恰好被拉开从而排水,以浮筒A,盖片B连同连接A和B的硬杆为一个整体受力分析:
临界状态1物体A完全浸没,此时A所受浮力大小为:
由上受力分析可得平衡关系:
由
显然A选项正确!
考虑临界状态2,即盖片B被拉开后,随着排水导致的水位不断下降,A所受浮力减小,并且考虑到题目中说排水时可不考虑水对盖片B压力,故临界状态2即A所受浮力大小正好与
其中
则物体A浸入水中深度为
故此时水箱中水深为
显然D选项错误,BC选项易如反掌在此不做赘述!
综上,通过3道有关浮力的综合选择题可知此类题目的具体做法以及其中所涉及到的物理思维以及方法,有些是和高中物理思维紧密联系的!做此类物理题目乃至其他综合物理题目的时候关键在于于头脑中建立一个清晰的物理图像或者物理过程!通过详细分析这3道典型题目的分析过程乃至做题过程旨在告知读者做物理综合题目要养成逻辑清晰,整体全局思考的一种物理思维观!首先把整个物理过程理解透彻,这意味着最简单的做题方法!这不仅在初中物理中至关重要,在之后高中物理的学习过程中此点显得尤为重要!
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