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2012中考物理专题压强浮力复习
2012 中考物理专题压强浮力复习 一、固体的压力和压强：1 ○压力： ⑴ 定义：垂直压在物体表面上的力叫压力。 ⑵ 压力并不都是由重力引起的，通常把物体放在桌面上时，如果物体不受其他力，则压力 F = 物体的重 力G ⑶ 固体可以大小方向不变地传递压力。 ⑸重力与压力的区别： （1）重力是由于地球吸引而使物体受到的力，施力物体是地球，受力物体是地面附近的一切物体。 （2）压力是垂直作用在物体表面上的力，是由于物体间的挤压形变而产生的，施力物体是施加压力作用的 物体，受力物体是被压物体。 （3）重力的方向总是竖直向下；压力方向总是垂直于支撑面，由于物体支撑面有不同的方向，所以压力也 有不同的方向。 3 ○、压强： ⑴ 定义：物体单位面积上受到的压力叫压强。 ⑵ 物理意义：压强是表示压力作用效果的物理量 ⑶ 公式 p=F/ S 其中各量的单位分别是：p：帕斯卡（Pa） ；F：牛顿（N）S：米 （m ） 。２ 2A、使用该公式计算压强时，关键是找出压力 F（一般 F=G=mg）和受力面积 S（受力面积要注意两物体的接触 部分） 。 B、特例：对于放在桌子上的直柱体（如：圆柱体、正方体、长方体等）对桌面的压强 p=ρ gh ⑷ 压强单位 Pa 的认识：一张报纸平放时对桌子的压力约０.５Pa 。成人站立时对地面的压强约为：１.５ ×10 Pa 。它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为：１.５×10 N ⑸灵活运用压强公式进行计算： （1）利用 p=F/S 计算固体压强的关键是确定受力面积，解题时，要抓住“受力”二字， 分析物体表面到底有多大面积受到压力作用，而不能取任意的一个面积代入。 （2）解题的思路：①根据物体平衡条件和物体间相互作用规律求出压力 F；②确认受力面积 S；③再根据公式4 4p=F/S 求出压力对受力面的压强，要特别注意压力和重力的区别。⑹应用：当压力不变时，可通过增大受力面积的方法来减小压强如：铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包 带较宽等。也可通过减小受力面积的方法来增大压强如：缝衣针做得很细、菜刀刀口很薄1小结：压力和重力是两个不同的物理量，要区分清楚。请看以下对比： 名称 定义 垂直压在物体表 压力 面上的力叫做压 力 性质 弹力 施力物体 与它接触并 挤压的物体 方向 垂直于接 触面 作用点 受力物体的表 面 联系 压力由重力引起时才 与重力有关； 压力大小 不一定等于重力大小， 方向不一定相同 由于地球的吸引 重力 而使物体受到的 力叫重力 例题讲解 例 1：有些公共汽车配备逃生锤，遇到紧急情况时，乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生，为了更容易打破玻璃，逃 生锤外形应选择图中的： 引力 地球 总是竖直 向下 物体的重心例2如图 3 所示的四种现象中，属于减小压强的是（）例 3： 通常情况下，物体压在同样的泥地上，如果压强相同则压痕深度相同．野生动物调查员在野外泥地上发现 黑熊刚留下的足印．为了估算黑熊的质量，他把一个底面积是 10cm 的容器放在足印附近的泥地上，再慢慢往容 器中倒入沙子， 直到容器在泥地上留下与黑熊足印深度相同的痕迹， 测出此时装了沙的容器总质量为 1.25 kg． （g 取 10N／kg） （l）装了沙的容器对泥地的压强多大？22（2）量出黑熊与地接触的足印痕总面积共 800cm ，估算黑熊的质量有多大？ 例 4： 汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活提供了便利,促进了社会经济的发展。汽车应用了许多物理知识。请你 运用所学的物理知识解答下列问题： ⑴汽油机是汽车的“心脏” 。汽油机工作时将 转化为-----。 ；2⑵)载重汽车都安装了较多的车轮，且轮胎上有凸凹不平的花纹，其目的是⑶据报道因车辆超载损坏公路，每年给我国造成的经济损失高达 300 亿元。国家规定，载重车辆的轮胎，对 地面的压强应控制在 7×10 Pa 以内。有一辆重 2×10 N 的 6 轮汽车，如果每个车轮与路面的接触面积为 200cm ， 请你计算该汽车允许装载的货物的最大质量是多少？(g 取 10N／kg)5 4 2例 5：（2011 台州）南极洲是世界上最为寒冷的地区。2010 年 11 月 11 日至 2011 年 4 月 1 日，我国完成了第 27 ． 次南极科学考察。下面是科考队员在南极的一些做法： （2）如图是今年 2 月底我国科考队员在薄冰上卸载卡特比勒车时的情景，车质量为 2.5×10 kg，履带与地面接 触总面积为 2.5m 。 （取 g＝10N/kg）2 4①为移动此车，在冰面上铺木板是为了＿＿＿＿＿＿； ②此车对木板的压强为多少？二、液体的压强：（1）液体内部产生压强的原因：液体受重力且具有流动性。 （2）测量：压强计 （3）液体压强的规律： ⑴ 液体对容器底和测壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强； ⑵ 在同一深度，液体向各个方向的压强都相等； ⑶ 液体的压强随深度的增加而增大； ⑷ 不同液体的压强与液体的密度有关。 （4）压强公式： 液体压强公式 p=ρ gh3用途：测量液体内部的压强。说明：A、公式适用的条件为：液体 B、公式中物理量的单位为：p：Pa； g：N/kg； h：m C、从公式中看出：液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的质量、体积、重力、 容器的底面积、容器形状均无关。著名的帕斯卡破桶实验充分说明这一点。 p D、液体压强与深度关系图象：（5） 、一容器盛有液体放在水平桌面上，求压力压强问题：h处理时：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 ） 。F=G 2、连通器：F&GF&G⑴定义：上端开口，下部相连通的容器 ⑵原理：连通器里装一种液体且液体不流动时，各容器的液面保持相平 ⑶应用：茶壶、锅炉水位计、乳牛自动喂水器、船闸等都是根据连通器的原理来工作的。三、大气压强（1）概念：大气对浸在它里面的物体的压强叫做大气压强，简称大气压，一般有 p0 表示。 说明： “大气压”与“气压” （或部分气体压强）是有区别的，如高压锅内的气压――指部分气体压强。高压 锅外称大气压。 （2）产生原因：因为 空气受重力并且具有流动性 （3）大气压的存在――实验证明： 历史上著名的实验――马德堡半球实验。 大气压的实验测定： （4）托里拆利实验。 ①实验过程：在长约 1m，一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中放开堵管口的手指4后，管内水银面下降一些就不在下降，这时管内外水银面的高度差约为 760mm。 ②原理分析：在管内，与管外液面相平的地方取一液片，因为液体不动故液片受到上下的压强平衡。即向上的 大气压=水银柱产生的压强。 ③结论：大气压 p0=760mmHg=76cmHg=1.01×10 Pa(其值随着外界大气压的变化而变化) ④说明： ⑴ ⑵ ⑶ 实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空；若未灌满，则测量结果偏小。 本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度为 10.3 m 将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。5（5）标准大气压： 支持 76cm 水银柱的大气压叫标准大气压。 1 标准大气压=760mmHg=76cmHg=1.01×10 Pa 2 标准大气压=1.01×10 Pa，可支持水柱高约 10.3m 4、大气压的特点： （1）特点：空气内部向各个方向都有压强，且空气中某点向各个方向的大气压强都相等。大气压随高度增加而 减小，且大气压的值与地点、天气、季节、的变化有关。一般来说，晴天大气压比阴天高，冬天比夏天高。 （2）大气压变化规律研究： ①大气压随高度的增加而减小。 ②大气压随高度的变化是不均匀的,低空大气压减小得快,高空减小得慢 5、测量大气压的工具： （1）定义：测定大气压的仪器叫气压计。 （2）分类：水银气压计和无液气压计 （3）说明：若水银气压计挂斜，则测量结果变大。 在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度，该无液气压计就成了登山用的登高计。 6、应用：活塞式抽水机和离心水泵。 7、沸点与压强： （1）内容：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。 （2）应用：高压锅、除糖汁中水分。 8、体积与压强： （1）内容：质量一定的气体，温度不变时，气体的体积越小压强越大，气体体积越大压强越小。 （2）应用：解释人的呼吸，打气筒原理，风箱原理。55 5例题讲解 例 1： 24 中平底茶壶的质量是 0.4kg， 图 成而面积是 4×10 m .内盛 0.6kg 的开水， 水面高度在图中已标出，放置在面积为 l m 的水平桌面中央。试求:（1）由于水的重力 而使水对茶壶底部产生的压力 （2）茶壶对桌面的压强。 （g＝10N/kg）2 －3 2小结： （1）公式 P＝ρ gh 用于计算液体由于重力而产生的压强。由公式可知，液体内部的压强只与液体的密度及 液体的深度有关，而与液体的重量、液体的体积，容器的形状等无关。 （2）公式 P＝ρ gh 只适用于计算静止液体的内部的压强，不适用于计算固体的压强。 （3）公式 P＝ρ gh 中的 h 表示深度，不能理解为高度。H 是指从液面到所求压强处之间的竖直距离。例 2：小明同学利用注射器、弹簧测力计、刻度尺等器材测量大气压强的值．实验步骤如下． （1）把注射器的活塞推至注射器筒的底端，然后用橡皮帽堵住注射器的小孔，这样做的目的是＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿． （2）如图所示，用细尼龙绳拴住注射器活塞的颈部，使绳的另一端与弹簧测力计的挂钩相连，然后水平向右慢 慢拉动注射器筒，当注射器中的活塞＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿时，记下弹簧测力计的示数为 8.2N．（3）用刻度尺测出注射器的全部刻度的长度为＿＿＿＿＿cm，计算得到活塞的横截面积为＿＿＿＿＿cm ． （4）计算得到大气压强的数值为＿＿＿＿＿Pa. （5）小明了解到班内同学的实验误差普遍很大，有的偏大，有的偏小.请分析，该实验过程中导致误差的因素有 （请写出两条）＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿； 例 3：高强同学的爸爸是―名潜水员；暑假期间他随爸爸参加一次水下考察活动，爸爸告诉他本次考察潜水的最 大深度为 150m，还告诉他穿耐压低的潜水服比穿耐压高的潜水服活动方便，让他帮爸爸选择潜水服。高强同学发 现有两种备用潜水服，第一种最大耐压为 2×10 Pa，第二种最大耐压为 6×10 Pa。高强同学通过计算很快帮爸爸6 626选定了其中的一种。请你通过计算说明他选的是哪―种?例 4 有两只大烧杯，其中一杯盛有纯净水，另一杯盛有盐水。老师告诉 小敏盐水的密度大于纯净水的密度，希望她用压强计将它们区别开。如图 19 所示，小敏将压强计的金属盒（探头）先后浸没到甲、乙两杯液体中， 分别记下压强计 U 形管两侧的液柱高度差 h 甲和 h 乙。她发现 h 甲小于 h 乙， 于是认为乙杯子中盛的是盐水。老师指出小敏的实验过程是不正确的。小 敏认真思考后发现自己在实验过程中没有控制变量，并提出了新的实验思路如下：将压强计的金属盒（探头）先 后浸没到甲、 乙两杯液体中， 压强计 U 形管两侧的液柱高度差分别用 h@甲和 h@乙表示， h@甲与 h@乙 使 比较 ，则 的一定是盐水。请你将小敏的实验思路补充完整。 ，1． （2011龙岩）如图5所示，同样的小球在盛有不同液体的容器中保持静止，四个容器中的液面到容器底面的距 离相同，则容器底面受到的液体压强最大的是AB图5CD2、 （2011 天津）小华制成如图 5 所示的“自动给水装置” ，是用一个装满水的塑料瓶子倒放在盆景中，瓶口刚好 被水浸没。其瓶中水面能高于盆内水面，主要是由于（ ） A、瓶的支持力的作用 B、瓶的重力作用 C、水的浮力作用 D、大气压的作用7四、 流体压强与流速的关系流体流动时，流速大的地方压强小；流速小的地方压强大。 升力的形成：机翼横截面的形状为上方弯曲，下方近似于直线。上方的空气要比下方的空气行走较长的距离。 机翼上方的空气流动比下方要快，压强变小；与其相对，机翼下方的空气流动较慢，压强较大。这一压强差 使飞机获得竖直向上的升力或举力。1、 （2011 广安）李老师经常引导学生利用身边的生活用品做实验，通过动手动脑，学习物理知识，揭示物理规律。 下面图 3 的实验中不是揭示流体压强与流速关系的是（ ）图3 2． （2011 黄冈）下面是日常生活中有关事例的描述，其中正确的是 A．用吸管吸牛奶是利用了嘴的吸力 B．高压锅能使食物很快煮熟是因为提高了水的沸点 C．水从自来水管流出是因为大气压强的作用 D．鸟能在空中滑翔是由于受到浮力的原因3. （2011 乐山）几十吨重的飞机能够腾空而起，秘密在于机翼，如图为飞机机翼截面图。飞机起飞过程中，下 列说法正确的是： A.机翼上方空气流速比下方大，上方气体压强比下方大 B.机翼上方空气流速比下方大，上方气体压强比下方小 C.机翼上方空气流速比下方小，上方气体压强比下方大 D.机翼上方空气流速比下方小，上方气体压强比下方小8五、 浮力1、浮力的定义： 一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的力 叫浮力。 2、浮力方向：竖直向上，施力物体：液（气）体 3、浮力产生的原因（实质） ：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差 即浮力。 4、物体的浮沉条件： （1）前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。 （2）请根据示意图完成下空。 F浮 F浮 F浮 F浮 G G 下沉 G G悬浮上浮漂浮F 浮& G ρ 液&ρ（3）说明：物F 浮= G ρ液F 浮& G物F 浮= G物=ρρ液&ρρ液&ρ物① 密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或 漂浮） 。 ②一物体漂浮在密度为ρ 的液体中，若露出体积为物体总体积的 1/3，则物体密度为 2/3ρ F浮 分析：F 浮= G 则：ρ 液 V 排 g =ρ 物 Vg9Gρ 物=（ V 排／V） 液= 2/3ρ ?ρ ③ 悬浮与漂浮的比较 相同： F 浮= G 不同：悬浮ρ 漂浮ρ液液=ρ物；V 排=V 物液&ρ 物；V 排&V 物物④判断物体浮沉（状态）有两种方法：比较 F 浮与G或比较ρ 液与ρ。⑤ 物体吊在测力计上，在空中重力为 G,浸在密度为ρ 的液体中，示数为 F 则物体密度为：ρ 物= Gρ / (G-F) ⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有铁块、石块等密大于水 的物体，冰化为水后液面下降。 5、阿基米德原理： （1）内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。 （2）公式表示：F 浮= G 排 =ρ液V 排 g 从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状 、浸没的深度等均无关。 （3）适用条件：液体（或气体） 6、漂浮问题“五规律”（历年中考频率较高） ： 规律一：物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力； 规律二：同一物体在不同液体里，所受浮力相同； 规律三：同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小； 规律四：漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几； 规律五：将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。 7、浮力的利用： （1）轮船： 工作原理：要使密度大于水的材料制成能够漂浮在水面上的物体必须把它做成空心的，使它能够排开更多 的水。 排水量：轮船满载时排开水的质量。单位 t 。 由排水量 m 可计算出：排开液体的体积 V 排= m ρ液 ；排开液体的重力G 排 = m g ；轮船受到的浮力 F 浮= m g 轮船和货物共重 G=m g 。 （2）潜水艇：工作原理：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。 （3）气球和飞艇： 气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航10行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。 （4）密度计： 原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。 构造：下面的铝粒能使密度计直立在液体中。 刻度：刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大 8、浮力计算题方法总结： （1）确定研究对象，认准要研究的物体。 （2）分析物体受力情况画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态(看是否静止或做匀速直线运动)。 （3）选择合适的方法列出等式（一般考虑平衡条件） 。 I、计算浮力方法: ①读数差法：F 浮= G－F(用弹簧测力计测浮力)。 ②压力差法：F 浮= F 向上－ F 向下（用浮力产生的原因求浮力） ③漂浮、悬浮时，F 浮=G (二力平衡求浮力；) ④F 浮=G 排 或 F 浮=ρ液V 排 g （阿基米德原理求浮力，知道物体排开液体的质量或体积时常用）⑤根据浮沉条件比较浮力（知道物体质量时常用） 例题讲解 例 1：如图，在吸管中间剪一水平切口（吸管未剪断）从切口处折弯吸管，使两段 大致成直角。把吸管一端放进水里，从另一端用力吹气。观察到的现象是（ A．切口处有水向上喷出 B．切口处有水向前喷出 C．水中逸出大量气泡 D．水中吸管内的液面高度保持不变 ）例 2 学习了浮力有关知识后，同学们都已经知道：浮力跟物体所浸在的液体密度、 排开液体的体积有关．但小明总感到：浮力大小应与物体所在液体的深度有关，并猜想： “深度越深，浮力 越大”他跟小红说出自己观点，小红却说“浮力与深度大小无关” ，两人在已有器材中选择了完全相同的器 材，分别做实验，都证实了自己的观点是对的． 已有器材：泡沫（密度小于水） 、石块、细绳、弹簧测力计、天平、烧杯(足够大、没有刻度)各一，水（足量） ． (1)他们选择的器材是：______________________________________________________； (2)写出小明的实验操作、记录观察到的现象，并作结论分析； (3)写出小红的实验操作、记录观察到的现象，并作结论分析； (4)为什么他们的结论都是对的，写出原因． 例 3：将边长是 10cm 的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大水槽内．待木块静止时，从水槽中溢出了 600g 水， g 取 10N／kg，求：11(1)木块受到的浮力； (2)木块的密度； (3)木块下表面受到的水的压强例 4： 如图所示，弹簧秤下悬挂一水桶，桶与水的总质量为 5 千克，用细线系一质量为 1.78 千克的实心铜球， 用手提细线上端将小球缓慢浸没在水中，使铜球在水中静止不动，且不与桶壁、桶底接触，桶中的水也没有溢出。 已知铜的密度为 8.9×10 千克/米 。试分析、计算在这种情况下， ⑴铜球受到的浮力为多大? ⑵小球缓慢浸入水的过程中， 水对桶底的压强是_ ___(选填“增大”“减小”或“不变”)这是因为_____ ___。3 3⑶根据你的判断，小球缓慢浸入水的过程中，弹簧秤的示数将怎样变化? ______________ (选填“增大”、“减 小”或“不变”)例 5： （2011 威海）小刚同学想测出一个实心塑料球的密度，但是发现塑料球放在水中会漂浮在水面上，无法测 出它的体积。小刚设计了以下实验步骤：12A．用天平测量塑料球的质量，天平平衡时如图 a 所示。记录塑料球质量为 m； B．把适量的水倒进量筒中如图 b 所示，记录此时水的体积为 V1； C． 用细线在塑料球下吊一个小铁块放入水中，静止时如图 c 所示，记录此时量筒的示数为 V2； D．把小铁块单独放入水中静止时如图 d 所示，记录此时量筒的为 V3； E．利用密度公式计算出结果。根据上述实验过程，回答下列问题。 （1）实验中使用天平测出塑料球的质量 m＝ ＝ g/cm .3g，塑料球的体积 V＝cm ，计 算出塑料球的密度ρ3（2）实验拓展：本实验中若不用天平，只在 B、C、D 三个步骤中增加一个步骤也可以测出塑料球的密度。请你 写出这个操作步骤 根据你补充的步骤，写出计算塑料球密度的表达式 。 。（用字母表示，水的密度为ρ 水）练习 1． （2011 黄冈）小阳与实践小组成员利用假期到水库清理水面垃圾，发现水面有一形状不规则且不吸水的小固体 漂浮物，为研究该物体密度，小组同学找来了弹簧测力计、滑轮、塑料吸盘、细线等器材，进行了如下实验。 （1）如图甲所示，擦干该物体，静止时读出弹簧测力计的示数为 F1， （2）如图乙所示， 小阳还应________________________，再读出弹簧测力计的示数为 F2， （3）则该物体的密度 ρ＝________。(已知水的密度为 ρ 水，忽略绳重与摩擦) （4）为确保实验成功，请你提出一条合理的建议：_______________________ 2、 （2011 达州）如图所示，将一个体积为 1.0×10 m 、重 6N 的木块用细线系在底面积为 2 400cm 的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时，求： （g=10N/kg） （1）木块浸没在水中受到的 浮力13-3 3（2）剪断细线后，木块处于静止时，木块露出水面的体积多大 （3）木块露出水面处于静止后，容器底部所受水的压强减小了多少3． （2011 荷泽）体积为 2 m3、密度为 2.6 ×103 kg/m3 的古代石像沉在河底，考古工作者用动滑轮将石像缓慢提 升，如图 13 所示，在没有将石像提出水面前，若不计摩擦和滑轮重力，求： （1）石像的重力 （2）石像在水中受到的浮力 （3）作用于绳端的拉力 F （4）若缓慢将石像提升 3 m，拉力做的功是多少？ （g=10 N／kg） 图 13F4． （2011 黄冈） “中国的三一，世界的三一” ，三一重工集团自主创新研制的长臂泵车创造了多项吉尼斯记录。3 月 20 日为支援福岛核电站，三一重工集团将 62 米泵车通过海路运往日本。该泵车部分技术参数如下表所示：(忽 略一切摩擦， 2 ＝1.4， 3 ＝1.7)名称 泵车全长 泵车总质量 长臂总质量 长臂伸直全长 SYxTHB62 米泵车 15.98 m 51 t 8t 62 m（1）海上运输船运载泵车前后，排开海水的体积变化了多少?（ρ 海水＝1.0×103kg／ m3） （2）在水平地面上，泵车开始工作时，在液压顶的作用下缓慢伸展开多节长臂，使之由水平位置升起到与水平 方向成 30o 夹角，历时 1 分 40 秒，此时液压顶恰好与完全伸直的长臂垂直。长臂展开后简化成粗细均匀的杠杆模 型；OA 为长臂全长的 1／10，如图所示。求此液压顶对长臂的作用力 F 的大小? （3）在此过程中，液压顶对长臂做功的功率为多少?4． （2011 宁波）为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油，需要用竖直向下的力 F 把漂浮在油面上的工件缓缓地 压入油内，如图甲所示。工件的下底面与油面的距离为 h，力 F 与 h 的大小关系如图乙所示。小科觉得图中 CB14的延长线 BA 段是没有意义的，老师告诉他，力 F 为负值时，表明它的方向与原来的方向相反了。 (1)分析 BC 段：随着 h 的增大，工件所受的浮力大小将 大”“变小”或“不变”)； 、 (2)若 A 点的坐标为(-a，0)，则 a= 的值，这个量就是工件的 ； 。从图像分析，a 表示了工件一个物理量 ，油对工件下底面的压强大小将 (填“变(3)求 C 点所对应状态下，工件所受的浮力及油对工件下底面的压强。(不考虑大气压强) 5、 （2011 莆田） 《西游记》中对孙悟空到龙宫借宝一段有这样的描 述： “悟空撩衣上前，摸了一把，乃是一根铁柱子，两头是两个金 箍，紧挨金箍有镌成的一行字。 ‘如意金箍棒一万三千五百斤’ ， 约丈二长短，碗口粗细” 。以国际单位制，金箍棒质量为 6750kg， 体积约 0.2m3，问： （1）在海底将上述棒抽出后，棒受到的重力和浮力多大？（g 取 10N/kg，ρ 水=1.0×10 kg/m ） （2）在海水中将上述棒竖直上提 1000m，孙悟空至少要做多大的 功？ （3）为了方便用力，孙悟空将棒变得细短了许多（质量不变） 。而思思同学认为孙悟空可以不做功就能让棒上升 到海面。请你说说孙悟空要怎么做？3 36.（2011 陕西）某兴趣小组的同学观察到不同物体在空气中下落的快慢不同，如石子下落比羽毛快得多，于是他 们联想到“物体在液体中下沉的快慢与哪些因素有关” ，并作出以下猜想： 猜想一：物体下沉快慢与物体质量、体积、形状有关； 猜想二：物体下沉快慢与液体种类有关。 他们利用天平、秒表、长玻璃圆筒、体积和形状相同的小瓶，还有细沙、水、牛奶、食用油等器材，进行探究实 验，将能够下沉的物体从液面处由静止开始下沉，每次下沉深度均为 0.3m。记录的部分实验数据如下表。15（1）物体在液体中下沉的深度相同时，通过比较物体的 判断下沉的快慢。 （2） 分析比较实验序号 1、 3 2、（或 4、 6） 5、 的数据， 可以得出的结论是： 在其它条件相同时， ， 物体下沉的越快。 （3） 要想探究物体下沉快慢与液体种类的关系， 应选择实验序号为 的三组数据， 进行分析比较。 （4）分析比较实验序号 7、8、9 的数据可知，物体下沉快慢还与 有关。 （5）图示为物体分别在三种液体中下沉时间与其质量的关系图象，其中，反映物体在食用油中下沉时间与质量 关系的图象是 。 33.【答案】 （1）下沉时间 (2) 物体的质量越大 （3）1、4、7（或 2、5、8 或 3、6、9） （4）小瓶表面是否粘 油（5）c。 【解析】 ：要想探究物体下沉快慢与液体种类的关系，应选择相同质量的物体在不同液体中下沉。 解析】 ：要想探究物体下沉快慢与液体种类的关系，应选择相同质量的物体在不同液体中下沉。 7. （2011 陕西）某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置， 它的底部较重，可以竖直漂浮在水面，总质量为 0.21kg、底面积为 3× 10-3m2。不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线，如 图-1.请解答下列问题： 取 10N/kg） （g （1）不放物体时，该装置所受的浮力是多大？ （2）如图-2 所示，在该装置中放入一个体积为 1.5×10-5m3 的物块 A，它 的底部在水面下的深度 h=0.11m。此时，该装置受到的浮力是多大？与水 面所对应位置处的刻度线应标为多少克？ （3）物块 A 的密度是多少？ 33.【答案】 （1）2.1N (2)3.3N 120 克 （3）8×103kg/m3。 【解析】（1）该装置的重力为 G=mg=0.21kg×10N/kg=2.1N。 ： 由二力平衡条件可知 F 浮 1= G=2.1N。 （2）该装置排开水的体积为 V 排=Sh=3×10-3m2×0.11m=3.3×10-4m3。 所受的浮力为 F 浮 2=ρ 水 g V 排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.3×10-4m3=3.3N。 由二力平衡条件可知 G 总= F 浮 2=3.3N。 物块 A 的重力为 GA=G 总-G=3.3N-2.1N-1.2N. 物块 A 的质量为 mA= GA/g=0.12kg=120g。 与水面所对应位置处的刻度线应标为 120g。16（3）物块 A 的密度是 ρA= mA/V=0.12 kg =8×103kg/m3。 -5 3 1.5 ? 10 m8、 （2011 天津）如图 18 所示，某桥梁工程部门在一次工程作业中，利用汽车将重为 G，高为 h0 的柱形实心铁块， 从水深为 h1 的河底竖直打捞上来。汽车速度为υ ，且保持恒定。水的密度为ρ 0，铁的密度为ρ 1。不计滑轮 的摩擦和绳重，不考虑水的阻力和物体排开水的体积对水面高度的影响。请完成下列有关分析和计算。 （1）铁块上升过程中所受浮力的最大值； （2）推导出自铁块上表面与水面相平升至整体刚露出水面的过程中，绳子的拉力随时间变化的关系式（从铁块 上表面与水面相平时开始计时） （3）在图 19 中，定性画出 铁块自河底升至滑轮处的 过程中，绳子拉力的功率 P 随铁块上升高度 h 变化 关系的图象。17
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