2008年中考物理教材同步基礎(chǔ)復(fù)習(xí)之
——壓強與浮力
湖南 李曉雄
剖析2007年中考
[考情分析]
從2007年全國各省、市中考試卷分析情況來看,對“壓強與浮力”的考查,既具有命題的獨立性,也具有和物體質(zhì)量、密度、熱學(xué)等其他知識點綜合命題的特點,所占分值比例約為卷面總分的8%,幾乎覆蓋了《課標》中對應(yīng)內(nèi)容的所有知識點和能力要求,特別是《課標》中強調(diào)的“通過實驗探究……”。課改新理念的考查顯得尤為突出,依托日常生活中的事例和實驗事實命題,重點考查了對所學(xué)物理知識的理解和掌握情況,運用物理知識解釋和解決實際問題的能力。題型分布廣,有選擇題、填空題、實驗作圖題、簡答題、科學(xué)探究題和計算題等。
[命題規(guī)律]
在考查壓強與浮力基本概念的同時,突出了運用壓強與浮力基本規(guī)律分析和解答物理問題能力的考查。這些物理問題緊扣教材,與我們的日常生活緊密相聯(lián),考查同學(xué)們的觀察分析能力、科學(xué)探究和創(chuàng)新能力,以及對物理問題解答正確與否的辨別和賞析能力。
文字不再是惟一的信息載體,引入圖像、圖線和表格(數(shù)據(jù)),使得解題中獲取信息的渠道更多;對“壓強與浮力”相關(guān)實驗的考查,側(cè)重從教材上現(xiàn)有實驗出發(fā),考查對實驗知識進行遷移或?qū)嶒炦M行完善和創(chuàng)新的能力。
總之,“壓強與浮力”在2007年中考命題中,呈現(xiàn)出緊扣教材、以日常生活中所見到的現(xiàn)象和實驗事實為基礎(chǔ)的命題特點。
[中考樣題剖析]
1、有關(guān)壓強和浮力的概念
例1. (2007,四川遂寧)我國沉船打撈人員在南海打撈宋朝的商船。潛水員在水面下作業(yè),當他繼續(xù)下潛的過程中,以下說法正確的是:( )
A. 所受浮力變大,壓強變大
B. 所受浮力變大,壓強變小
C. 所受浮力不變,壓強變大
D. 所受浮力不變,壓強不變
剖析:依據(jù)《課標》要求,物理學(xué)科中基本概念和基本規(guī)律是中考命題的重點,對壓強和浮力相關(guān)概念、規(guī)律理解和掌握的考查也不例外。影響壓強和浮力的大小有哪些因素,它們的方向性是怎樣的,液體壓強和浮力有什么聯(lián)系?這些問題我們都應(yīng)該理解并掌握。
由阿基米德原理可知“潛水員在水面下作業(yè)”時所受到的浮力等于他所排開的水的重力,他在“繼續(xù)下潛”中自身的體積不變,所排開的水的重力不變,故所受浮力不變;由液體壓強計算公式p=ρgh可知“繼續(xù)下潛”中ρ、g不變,h增大,故壓強p變大。
答案:C
2、運用壓強公式進行簡單計算
例2. (2007,福建福州)如圖1所示,質(zhì)量為60kg的滑雪運動員其腳下每塊滑雪板長2m、寬0.1m、重10N。求運動員站立時,水平雪面受到的壓強。(取
某同學(xué)的求解如下:
已知:
求:p
解:運動員站立時水平雪面的受力面積
因為運動員站立在水平雪面上,所以水平雪面受到的壓力F=G
由壓強公式得
答:運動員站立時,水平面受到的壓強是
請檢查該同學(xué)的解題過程與結(jié)果,指出其中的錯誤并加以更正。
剖析:對物理解答過程的賞析,是一種全新的命題思路。本題涉及到了對物理概念、規(guī)律的理解,運用能力和規(guī)范解題的考查。對物理規(guī)律或物理原理(計算公式)的理解,要具體落實到對每一個物理公式中的符號所代表的物理意義、對應(yīng)性和方向性上。運用物理規(guī)律解題,認真讀題、慎重審題是前提,規(guī)范解題是關(guān)鍵。規(guī)范解題可以提高解題速度,避免解題時失誤所造成的丟分。同時,規(guī)范解題也是一種能力,反映了一個人的科學(xué)素質(zhì)和對待科學(xué)的態(tài)度。
答案:人的質(zhì)量為60kg,滑雪板重10N;每塊滑雪板長2m、寬0.1m。因此作用在滑雪板上的力
運動員站立在水平雪面上時水平雪面受到壓強為p,依壓強公式,將以上數(shù)據(jù)代入有:
3、探究液內(nèi)部的壓強規(guī)律
例3. (2007,四川廣安)如圖2所示是老師在演示液體內(nèi)部壓強情況的六幅圖,除②圖杯中裝的是濃鹽水外,其余杯里裝的都是水。請你仔細觀察這六幅圖后回答:
(1)比較①②兩幅圖,可以得出:液體內(nèi)部壓強大小跟液體的____________有關(guān);
(2)比較⑤⑥兩幅圖,可以得出:液體內(nèi)部壓強大小還跟液體的____________有關(guān);
(3)比較③④⑤三幅圖,還可以得出什么結(jié)論?
____________________________________________________________
剖析:這是一道課堂教學(xué)演示實驗情景再現(xiàn)的觀察、分析綜合試題,通過實驗探究液體壓強的特點和影響液體壓強大小的因素,考查了大家對這個實驗的掌握情況、平時養(yǎng)成的對實驗的細心觀察分析能力、基本實驗器材的使用和讀數(shù)能力,以及液體壓強基本規(guī)律的掌握情況。認真讀題,細心看圖,弄清實驗中用到了什么器材,其中的測量工具怎樣讀數(shù),是正確解答本題的關(guān)鍵。
這是一個有關(guān)液體壓強的研究性實驗,研究水和濃鹽水的壓強:“除②圖杯中裝的是濃鹽水外,其余杯里裝的都是水”。從圖中我們可以看到:實驗中用到了測量液體內(nèi)部壓強的壓強計;除⑥圖中測量較大深度處的壓強外,其他都是測同一深度處的壓強;①②④四幅圖中所測的是液體向上的壓強,③圖測的是液體側(cè)向的壓強,⑤⑥圖測的是液體向下的壓強。我們知道:濃鹽水的密度比水的密度大;壓強計中U形管內(nèi)兩側(cè)液面高度差越大,反映出所測液體某深度處的壓強越大.
答案:(1)密度 (2)深度 (3)同種液體在同一深度處各方向的壓強大小相等。
4、運用阿基米德原理解題
例4. (2007,四川遂寧)如圖3所示,一邊長為10cm的立方體木塊,在水中靜止時,剛好有二分之一露出水面。若g取10N/kg,求:
(1)木塊的密度是多大?
(2)用手將木塊緩慢壓入水中,當木塊全部沒入水中時,手對木塊的壓力是多大?
剖析:這是一道涉及到液體壓強和浮力的綜合計算題,運算量不是很大,但涉及到了浮力和壓強的所有概念和相關(guān)原理,體現(xiàn)了初中物理學(xué)習(xí)重在對物理基本概念和基本規(guī)律的了解和掌握,依據(jù)物理知識在生活、生產(chǎn)中應(yīng)用的現(xiàn)實性,立足提高大家運用物理規(guī)律分析問題和解決問題的能力,同時考慮到這一部分知識在高中階段不再深入學(xué)習(xí)的特點,借助壓強和浮力的計算,考查大家的運算能力。題干敘述簡潔,但每句話都是解題的重要信息,如木塊的體積、木塊靜止時所排開水的體積及其關(guān)系等。將這些信息量化,再和密度、浮力及平衡力等知識聯(lián)系起來,解答并不困難。
答案:(1)木塊的體積
木塊靜止在水中所受的浮力:
因木塊靜止時所受的浮力
木塊的重力
木塊的質(zhì)量
木塊的密度
(2)木塊剛好浸沒于水中所受的浮力:
因手對木塊的壓力F和木塊的重力G與木塊所受的浮力
5、實驗探究和創(chuàng)新能力
例5. (2007,重慶)同學(xué)們在學(xué)習(xí)“阿基米德原理”這節(jié)課上,仔細觀察了老師所做的演示實驗(如圖4所示)。課后復(fù)習(xí)時,物理興趣小組的同學(xué)們經(jīng)過反復(fù)思考、討論,提出了對該實驗的改進意見,并動手制作了如圖5所示的實驗裝置。其中A、B為兩個規(guī)格相同的彈簧測力計,C為重物,D為薄塑料袋(質(zhì)量不計),E是用廢棄的大號飲料瓶、帶孔橡皮塞以及彎曲玻璃管自制的溢水杯。杯中加入紅色的水,F是升降平臺(搖動手柄,可使平臺高度緩慢上升、下降),G為鐵架臺。
(1)實驗中,同學(xué)們逐漸調(diào)高平臺F,使重物浸入水中的體積逐漸增大,觀察到彈簧測力計A的示數(shù)___________;彈簧測力計B的示數(shù)___________(選填“增大”、“減小”或“不變”)。比較彈簧測力計A的示數(shù)變化量
(2)通過分析,你認為應(yīng)提醒興趣小組的同學(xué)在操作時要注意什么問題?(請寫出兩條)
①_______________________________________________________;
②_______________________________________________________。
(3)對比圖4、圖5兩組實驗,改進后的實驗與原實驗比較有哪些優(yōu)點?(請寫出三條)
①_______________________________________________________;
②_______________________________________________________;
③_______________________________________________________。
剖析:這是一道課改理念較強的試題。仿照探究“阿基米德原理”演示實驗,原理不變,運用廢舊材料對實驗器材進行改進,創(chuàng)設(shè)出新的實驗,對物理實驗的改進和創(chuàng)新提供了典范,并就如何對創(chuàng)新能力的考查進行了探索;通過改進后的實驗讓大家“經(jīng)歷探究浮力大小的過程”;借助試題的開放性,渲染物理學(xué)科傳承和批判意識的同時,突出了對“三維目標”的全面考查。
解答本題的關(guān)鍵是依據(jù)實驗原理,回顧原演示實驗的操作過程和數(shù)據(jù)處理方法,將該實驗與原實驗進行比較、分析。
答案:(1)減小 增大 =
(2)①彈簧測力計使用前要調(diào)零;②待彈簧測力計示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù);③盡量避免玻璃管與塑料袋的相互作用;④玻璃管不能插入塑料袋里的水中;⑤平臺高度的調(diào)節(jié)只能是越來越高,讓物體浸入液體的部分越來越大;⑥溢水杯中加水時,使水面略超過溢水口,此時溢出的水用玻璃杯承接,水斷流后移走玻璃杯;……(任填兩條)
(3)①溢水杯中加紅色水,增加可見度;②能同時顯示出物體所受浮力大小和物體排開液體的重力大小;③調(diào)節(jié)平臺F的高度,可觀察到物體所受浮力隨排開液體的體積的增大而增大;④彈簧測力計上端有鐵架臺固定,彈簧測力計示數(shù)更穩(wěn)定;⑤薄塑料袋不計質(zhì)量,彈簧測力計B的示數(shù)直接反映物體所受的浮力大小;⑥上課時不用老師拎著彈簧測力計讀數(shù),便于老師的講解;……(任填三條)
展望2008年中考
[考情預(yù)測]
隨著課改的不斷深入,學(xué)業(yè)評價機制將會得到不斷的完善,將與《課標》、教材和課堂教學(xué)理念的聯(lián)系更加緊密。對于“壓強與浮力”這部分知識,在2008年中考命題中將具體體現(xiàn)在:
1、圍繞《課標》中“壓強與浮力”知識點、并以基本概念和規(guī)律為考查重點進行命題,試題將更加充分體現(xiàn)從生活走向物理,從物理走向社會的學(xué)科理念,即依據(jù)“壓強與浮力”與生活的密切聯(lián)系,將會繼續(xù)以生活、生產(chǎn)中的物理現(xiàn)象和事實設(shè)置新的物理情景,對“壓強與浮力”基本概念、規(guī)律和運用這些知識解答問題的能力進行考查,但會適當?shù)牡皦簭娕c浮力”的繁瑣運算。
2、根據(jù)物理學(xué)科的特點,對“壓強與浮力”部分內(nèi)容的相關(guān)實驗,以及創(chuàng)設(shè)簡易實驗對實驗操作能力的考查,將會得到進一步加強,如實驗數(shù)據(jù)分析與論證中的控制變量法的運用,對實驗現(xiàn)象分析得出結(jié)論等,命題形式也將會更接近于實驗操作實際。
3、實驗探究是對同學(xué)們進行科學(xué)素質(zhì)考查的最有效形式,提出問題、猜想與假設(shè)、探究過程以及結(jié)論與評估等主要步驟,最能體現(xiàn)大家的創(chuàng)新思維能力,這也是初中物理學(xué)習(xí)的目的所在,將在命題中顯得更為突出,如通過實驗探究液體壓強和氣體壓強、浮力的特點以及影響其大小的因素等。
4、對“壓強與浮力”這一部分內(nèi)容的考查,體現(xiàn)在題型分布上存在著不確定因素,但一般是設(shè)置2~3道題,并以低、中檔題的難度出現(xiàn),總分值仍將會控制在6~10分范圍不變。
[應(yīng)對技巧]
對結(jié)合物理問題或新的物理情景對物理基本概念和能力的考查題,如讀圖題、材料信息題和實驗探究題,解答時首先是要沉著、冷靜,認真讀題,找出題中所交待的已知條件,特別是隱含條件,摒棄故意設(shè)置的多余條件,排除干擾因素,將題中提出的問題與所學(xué)過的物理知識和所做過的物理實驗聯(lián)系起來,注重分析問題的全面性、綜合性和批判性,思維過程的可逆性、發(fā)散性和創(chuàng)新性,解答問題的規(guī)范性和完整性。
[考點解讀]
考點1:壓強
知識點:壓強的概念、利用壓強解釋現(xiàn)象。
內(nèi)容解讀:增大壓強和減小壓強的現(xiàn)象在我們的生活中到處可見,運用壓強知識解釋我們?nèi)粘I钪械默F(xiàn)象、服務(wù)于我們的生產(chǎn)和生活,是學(xué)習(xí)物理的目的之一。
典例剖析:
例1. 下列事例中,能夠增大壓強的是:( )
A. 在鐵路的鋼軌下鋪設(shè)枕木
B. 把背包帶做得寬些
C. 菜刀鈍了磨一磨
D. 在坦克的輪子上安裝履帶
[思路點撥]回顧所學(xué)壓強知識,由
[方法技巧]對物理概念的考查通常與生活中的事例聯(lián)系起來,既考查了對物理概念的理解和掌握,又考查了運用物理知識對一些日常生活中現(xiàn)象進行解釋的能力,這種命題形式是物理學(xué)科的特點所決定的。
[誤區(qū)警示]很多同學(xué)不能很好將生活中的事例與所學(xué)物理知識聯(lián)系起來,特別是不能將公式中的物理量與所敘述的事實對應(yīng)聯(lián)系起來,找不到解答問題的依據(jù),或者不能依照題目的要求作出選擇。
考點2:實驗探究改變壓強大小的因素
知識點:壓強的大小跟壓力和受力面積有關(guān)
內(nèi)容解讀:當壓力一定時,受力面積越大壓強越?。划斒芰γ娣e一定時,壓力越大,壓強越大。“控制變量法”是物理實驗中經(jīng)常用到的研究問題的方法。
典例剖析:
例2. 上物理課時,老師要小明同學(xué)用磚和海綿狀泡沫塑料演示壓力的作用效果并研究與哪些因素有關(guān),小明首先將一塊磚平放在一泡沫塑料上,然后又將兩塊相同的磚疊放在另一泡沫塑料上,如圖6中甲、乙所示。發(fā)現(xiàn)兩塊泡沫塑料下凹的程度差不多,實驗失敗了。根據(jù)你所學(xué)的物理知識說明:小明同學(xué)造成這次演示實驗失敗的主要原因是________________ ________________________________________;違背了實驗中的________________________ ________________________________________原理。
[思路點撥]中考大多數(shù)題都是源于教材。此題巧妙地借用了教材上“實驗探究”欄目中“壓力的作用效果與哪些因素有關(guān)”實驗的研究方法(圖也相同),并將相同泡沫塑料改為兩塊不同的泡沫塑料,結(jié)合壓強知識和實驗中最常用的“控制變量法”,考查同學(xué)們分析問題的能力和對常規(guī)實驗基本原理的掌握情況。正確答案是:甲、乙實驗中選用了兩塊不同的泡沫塑料;控制變量法。
[方法技巧]只要我們在弄清題意、看懂配圖的前提下,抓住實驗中兩樣器材——磚和兩塊海綿狀泡沫塑料,認真回顧所學(xué)過的壓強知識和進行這一實驗時對器材的具體要求,自然會找到解題的突破口。
[誤區(qū)警示]如果平時對實驗不夠重視,觀察不仔細,動手沒有到位,解題時審題、審圖不嚴謹,不善于對所學(xué)知識進行回顧,對物理實驗中常用到的“控制變量法”了解甚少,解答此類題就會很困難。
考點3:液體的壓強、連通器
知識點:液體壓強特點 連通器的原理。
內(nèi)容解讀:液體內(nèi)部向各個方向都有壓強,壓強隨液體深度的增加而增大;同種液體在同一深度的各處、各個方向的壓強大小相等;不同的液體,在同一深度產(chǎn)生的壓強大小與液體的密度有關(guān),密度越大,液體的壓強越大。連通器利用了液體壓強的特點,液體總是從高液面處流向低液面處。
典例剖析:
例3. 公路兩側(cè)的甲、乙兩條水渠由路面下的傾斜涵洞相連,如圖7所示,則涵洞中的水:( )
A. 由甲流向乙
B. 由乙流向甲
C. 不流動
D. 不能確定流向
?。鬯悸伏c撥]依據(jù)連通器原理:“靜止在連通器內(nèi)的同一種液體,各部分與大氣接觸的液面總是保持在同一高度”。由圖中可以看到甲處液面高,乙處液面低,要達到兩液面同一高度,涵洞中的水必定是由甲流向乙。故正確選項為A。
[方法技巧]這是一道將物理知識和生活現(xiàn)象相結(jié)合的試題。若將圖7中甲、乙水渠視為兩容器,傾斜涵洞視為連通管道,那么題目所敘述的物理模型就是一個我們所熟悉的連通器。
[誤區(qū)警示]連接兩水渠的傾斜涵洞制造了一定的審題干擾性和迷惑性,認為液體總是沿著管子往下流的;解題時不能將所學(xué)知識和遇到的新問題有機地聯(lián)系起來進行分析,造成錯選B。
考點4:測量大氣壓的方法
知識點:托里拆利實驗。
內(nèi)容解讀:托里拆利實驗中,當玻璃管傾斜時,管內(nèi)液面將會在同一水平高度上保持不變,此時與大氣相通的液面的點的壓強等于大氣壓強?,F(xiàn)在,人們通常用各種氣壓計測量大氣壓,如空盒氣壓計、汞氣壓計等。
典例剖析:
例4. 在標準大氣壓下做托里拆利實驗時,將玻璃管豎直倒插在汞液槽中,如圖8中甲所示,此時玻璃管內(nèi)外汞柱面的高度差為_________mm;若將玻璃管適當傾斜至圖8中乙位置時,則此時玻璃管內(nèi)下端與汞液槽液面等高的a點的壓強是____________Pa。
[思路點撥]在生活、生產(chǎn)中經(jīng)常用到的物理常數(shù)是同學(xué)們必須記住的,1個標準大氣壓強能支持玻璃管內(nèi)760mm高的汞柱;當玻璃管傾斜時,管內(nèi)液面將會在同一水平高度上保持不變,此時玻璃管內(nèi)下端與汞液槽液面等高的a點的壓強即是玻璃管內(nèi)汞柱產(chǎn)生的壓強,也是外界大氣壓強
[方法技巧]這也是一道源于教材的實驗題,考查的是1標準大氣壓能支持多高的汞柱,對實驗現(xiàn)象的分析能力以及相關(guān)液體壓強知識?;仡櫪蠋熢谡n堂上所做的托里拆利演示實驗或者觀看過的有關(guān)這個實驗的視頻,就會回憶起當玻璃管傾斜時管內(nèi)液面的實際變化的情況。
[誤區(qū)警示]有些同學(xué)對生活生產(chǎn)中用得到的物理常數(shù)記得不牢或者將長度單位mm看成cm而填上76;回憶不起看到過的演示實驗或視頻,認為玻璃管傾斜時管內(nèi)液面相對玻璃管壁的位置不變,管內(nèi)外汞面高度差減小,對a點的壓強填不上恰當?shù)臄?shù)值;同時,由于“玻璃管內(nèi)下端與汞液槽液面等高的a點的壓強”這句話拐彎較多,具有一定的干擾性,辨別不清a點的壓強就等于大氣壓強。
考點5:浮力
知識點:浮力的概念與方向。
內(nèi)容解讀:液體和氣體對浸在其中的物體有向上的托力,物理學(xué)中把這個托力叫做浮力。物體在氣體和液體中的浮力總是阻礙物體下沉的,跟物體重力方向相反,即方向豎直向上。
典例剖析:
例5. 如圖9所示的ab木棒用柔軟細線懸掛,然后置于水槽中,則此時木棒所受到的浮力方向是:( )
A. 垂直ab向上 B. 沿著ab向上
C. 豎直向上 D. 不能確定
[思路點撥]依據(jù)浮力的定義可知:不論物體的形狀怎樣,所處的狀態(tài)如何,處在液體和氣體中所受浮力的方向都是豎直向上的。故選項C正確。
[方法技巧]關(guān)于浮力的定義是這樣敘述的:“液體和氣體對浸在其中的物體有豎直向上的托力,物理學(xué)中把這個托力叫做浮力”。其中就明確闡述了什么叫做浮力,浮力的方向怎樣。
[誤區(qū)警示]圖中ab棒傾斜且部分浸沒在水中是此題解答過程中的重要干擾因素,受分析彈力方向思維定勢的影響,往往會認為此時ab棒所受浮力方向是垂直ab向上的,錯選A。由此可知,排除題中設(shè)置的干擾因素,找到解題依據(jù),是正確、快速解題的關(guān)鍵。
考點6:物體的浮沉條件
知識點:物體的浮沉條件。
內(nèi)容解讀:物體的浮沉只跟物體的重力和所受到的浮力大小有關(guān),當浮力大于重力時,物體上浮;當浮力小于重力時,物體下沉,當浮力等于重力時,物體處于懸浮或漂浮狀態(tài)。
典例剖析:
例6. 物體在某種液體中一定能夠浮起來的條件是:( )
A. 當這種液體足夠深時,物體就一定能浮起來
B. 當這個物體足夠大時,物體就一定能浮起來
C. 當這種液體的密度大于或等于物體的密度時,物體就一定能浮起來
D. 當物體在這種液體中受到的浮力大于物體的重力時,物體就一定能浮起來
[思路點撥]物體的浮沉條件是:“浸在液體或氣體中的物體,其浮沉決定于它所受到的浮力和重力的大小。當浮力大于重力時,物體上?。划敻×π∮谥亓r,物體下沉;當浮力等于重力時;物體處于懸?。ɑ蚱。顟B(tài)”。也就是說,物體處在液體或氣體中是浮還是沉,只需要抓住浮力和重力進行比較就可以。所以本題選D。
[方法技巧]依據(jù)物體的浮沉條件,認真閱讀各個選項,很容易能得出答案。
[誤區(qū)警示]選項中利用深度、大小和密度混淆概念,制造迷惑,A、B選項是日常生活中的錯誤認識,C選項中當液體的密度等于物體的密度時,物體處于懸浮狀態(tài),即A、B、C選項都是設(shè)置的陷阱,如果學(xué)習(xí)中不用舉例法加深對物體浮沉條件的理解,則極容易錯選A、B或C中招。
考點7:浮力大小的計算及估算方法
知識點:阿基米德原理。
內(nèi)容解讀:阿基米德原理:浸在液體中的物體所受浮力的大小等于被物體排開的液體所受的重力。
典例剖析:
例7. 游泳時,有的人會有這樣的體會,當人站立在水中且身體將要浸沒時,池底對腳的支持力幾乎為零,假如一個體重490N的同學(xué)正在體驗這種感覺,這時他受到的浮力約為_________N;排開水的體積約為_________
[思路點撥]題目所敘述的是日常生活事例,“身體將要浸沒時”也就是說身體已沒有多少在水面上了,則可看成已全部浸沒在水中;“池底對腳的支持力山乎為零”也就是可以視為零。綜合以上兩點,此題實際上就是一個懸浮問題。由懸浮問題處理方法和阿基米德原理得:
[方法技巧]我們只要理解了阿基米德原理,這種題就可迎刃而解。
[誤區(qū)警示]缺乏對日常生活中的現(xiàn)象進行科學(xué)抽象和估算能力,“身體將要浸沒時”肯定還沒有完全浸沒,那還有多少露在水面上,題目沒有說明;“池底對腳的支持力幾乎為零”肯定池底對腳還有支持力,題目也沒有說明。認為題目不嚴謹,找不到具體數(shù)據(jù)進行運算。
考點8:探究“影響浮力大小的因素”
知識點:科學(xué)探究影響浮力大小的因素。
內(nèi)容解讀:當物體浸入某種液體時,隨著浸入的體積增大浮力也逐漸增大;當物體浸沒在液體中時,液體的密度越大,浮力也越大。
典例剖析:
例8. 在探究“影響浮力大小的因素”這一問題時,班級的“物理小博士”為同學(xué)們做了如圖10所示的一系列實驗,請你從中選取出一些圖,針對某一因素進行探究,并通過分析彈簧測力計的示數(shù),說明你的探究結(jié)果。
探究的因素是_______________________________________。
選用的圖是_____________(填圖中的序號)。
探究的結(jié)果是_______________________________________。
[思路點撥]與實驗相關(guān)的題一般都配合示意圖,審圖是關(guān)鍵,圖中每一樣器材所處的狀態(tài)、所標注的文字和符號,特別是所標注的示數(shù)和反映物質(zhì)性質(zhì)的文字,字字關(guān)鍵,一定要看清楚弄明白。圖中各彈簧測力計的示數(shù):①中是4N,②中是3.6N,③④都是3N,⑤是2.8N。②③④玻璃杯中盛的是水;⑤玻璃杯中盛的是鹽水。結(jié)合實驗探究時常用的“控制變量法”分析可知:②③探究的是物體受到的浮力與浸入液體中體積的關(guān)系,得到的結(jié)論是:“同一個物體浸在液體中的體積越大,浮力越大”;③④探究的是物體受到的浮力與浸沒后深度的關(guān)系,得到的結(jié)論是:“同一個物體浸沒在液體中的浮力,與物體浸在液體中的深度無關(guān)”;④⑤探究的是物體受到的浮力與液體密度的關(guān)系,得到的結(jié)論是:“同一個物體浸在不同液體中的浮力,與液體的密度有關(guān),液體的密度越大,浮力越大”。
[方法技巧]這是一道實驗探究題,同樣是以教材上“探究液體的浮力”實驗為原形,原實驗的兩次操作,用一種形式一次性展示?!坝绊懜×Υ笮〉囊蛩亍笔鞘裁矗课覀冎灰叵胍粯咏滩纳系膶嶒?,就能很容易得出答案。
[誤區(qū)警示]對題目理解不清,找不到解題的依據(jù);另外由于題目的開放性(探究因素不同),導(dǎo)致少數(shù)同學(xué)無所適從。
考向演練
一、選擇題
1、如圖11是北美草原犬鼠洞穴的示意圖,它有兩個出口,當風吹過隆起洞口A表面時,風速較大,吹過平坦洞口B時,風速較小,從而給洞中的犬鼠帶去習(xí)習(xí)涼風。則下列有關(guān)洞內(nèi)風向分析正確的是:
A. 風總是A口吹入,B口吹出
B. 風總是B口吹入,A口吹出
C. 風總是A、B口同時吹入
D. 風有時從A口吹入,有時從B口吹入
2、關(guān)于物體受到的浮力,下列說法正確的是:( )
A. 漂在水面的物體比沉在水底的物體受到的浮力大
B. 物體排開水的體積越大受到的浮力越大
C. 沒入水中的物體在水中的位置越深受到的浮力越大
D. 物體的密度越大受到的浮力越大
3. 如圖12所示,懸吊的實心金屬球緩慢浸沒于傾斜的盛滿水的大燒壞中,浸到底部,則從大燒杯中溢出、流入小燒杯中的水和此金屬球的關(guān)系是:( )
A. 兩者體積相等,小燒杯中水的質(zhì)量等于金屬球質(zhì)量
B. 兩者體積相等,小燒杯中水的質(zhì)量大于金屬球質(zhì)量
C. 金屬球受到的浮力等于小燒杯中水的重力
D. 金屬球受到的浮力大于小燒杯中水的重力
4、如圖13所示的容器內(nèi)裝滿水,在它側(cè)壁的不同深度處開三個小孔,水從小孔射出,試判斷圖中水從孔中噴射正確的畫法:( )
5、下列事例中屬于增大壓強的是:( )
A. 將鐵路的鋼軌鋪在枕木上
B. 將書包的背帶做得更寬
C. 將切菜刀磨得更鋒利
D. 載重汽車安裝更多的輪子
6、站在地面上的小明想讓自己對地面的壓強變?yōu)樽钚?,他?yīng)該:( )
A. 抬起一只腳 B. 走動
C. 坐在地面上 D. 平躺在地面上
7、如圖14所示,將一只玩具青蛙放入水中,它能漂浮于水面;把它放入另一種液體中,它卻沉入底部。則在這兩種情況下這只玩具青蛙受到的浮力大小相比較:
A. 在水中受到的浮力較大
B. 在另一種液體中受到的浮力較大
C. 受到的浮力一樣大
D. 無法比較浮力大小
8、如圖15所示,小明看到雞蛋浮在鹽水面上,他沿杯壁緩慢加入清水使雞蛋下沉。在此過程中,雞蛋受到的浮力F隨時間t的變化圖像可能是圖16中的:( )
二、填空題
9、如圖17所示,邊長為5cm的正立方體均勻物體質(zhì)量為0.25kg,只在水平拉力F的作用下做勻速直線運動,則物體對水平面的壓力為__________N,水平面受到的壓強為__________Pa。(取
10、甲、乙兩杯中盛有不同的液體,把同一個雞蛋放入甲杯,它沉底;放入乙杯,它漂浮,如圖18所示。則這兩種情況比較,雞蛋在__________杯中受到的浮力較大。
11、輪船的排水量是指輪船所排開水的質(zhì)量,一艘輪船空載時的排水量是2600t,滿載時的排水量是5800t,則該船最多能裝載__________N的重物。此時浸沒在水中的體積是__________
12、將一個重為78N的鐵塊浸沒在盛滿水的容器中,從容器中溢出的水重為10N,鐵塊所受的浮力為__________N,彈簧測力計的示數(shù)變?yōu)?/span>__________N。
13、一名潛水員需到水下打撈體積為
14、如圖19所示的連通器有一個特點:__________在連通器內(nèi)的同一種液體,各部分直接與大氣接觸的液面總是保持在__________。
15、如圖20所示,用一只手掌平壓在氣體上,另一只手的食指頂著氣球。與手掌接觸的那部分氣球形變__________,而手指頂著的部分氣球形變__________。由此可得出結(jié)論:壓力相同時,受力面積越小,壓強越__________。
三、實驗探究題
16、小欣在海南島旅游時上街賣新鮮椰子,發(fā)現(xiàn)售貨員在每一個削去外殼、即時飲用的椰子上都打兩個洞,如圖21所示,小欣想,一只孔是用來插吸管的,那為何還另開一個孔呢?你能幫小欣解釋嗎?
17、某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)將不同的實心物塊浸沒在液體中并松手后,發(fā)現(xiàn)有的物塊上升至液面,有的物塊下降至容器底部,為了研究實心物塊的質(zhì)量和體積對此現(xiàn)象的影響,他們分別用甲、乙兩種不同的液體做實驗。表一、表二為該小組同學(xué)記錄的實驗數(shù)據(jù)及觀察到的實驗現(xiàn)象。
表一:液體甲(質(zhì)量為8.0kg,體積為
實驗序號 | 物塊 | 質(zhì)量 ( | 體積 ( | 現(xiàn)象 |
1 | A | 7.5 | 30 | 上升至液面 |
2 | B | 25.2 | 42 | 上升至液面 |
3 | C | 24.3 | 27 | 上升至液面 |
4 | D | 21.6 | 12 | 下降至底部 |
5 | E | 91.8 | 34 | 下降至底部 |
表二:液體乙(質(zhì)量為6.4kg,體積為
實驗序號 | 物塊 | 質(zhì)量 ( | 體積 ( | 現(xiàn)象 |
6 | A | 7.5 | 30 | 上升至液面 |
7 | B | 25.2 | 42 | 上升至液面 |
8 | C | 24.3 | 27 | 下降至底部 |
9 | D | 21.6 | 12 | 下降至底部 |
10 | E | 91.8 | 34 | 下降至底部 |
(1)小明同學(xué)分析比較實驗序號1與4和3與5(或6與9和6與10)的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象,得出結(jié)論:在液體中,物塊的上升和下降跟它們的體積無關(guān);跟它們的質(zhì)量有關(guān),且質(zhì)量小的物塊上升,質(zhì)量大的物塊下降。
小華同學(xué)分析比較實驗序號1與4和2與4(或6與8和7與8)的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象,得出結(jié)論:在液體中,物塊的上升和下降跟它們的質(zhì)量無關(guān);跟它們的體積有關(guān),且體積大的物塊上升,體積小的物塊下降。
請判斷:小明的結(jié)論是____________的;小華的結(jié)論是____________的。(均選填“正確”、“錯誤”)
(2)請進一步綜合分析表一、表二中的數(shù)據(jù)及現(xiàn)象,并歸納得出結(jié)論。
當________________________________________________時,液體中的物塊就上升。
當________________________________________________時,液體中的物塊就下降。
四、計算題
18、物理興趣小組的同學(xué)利用星期天開展一次登山活動,想利用所學(xué)的物理知識測量花果山的高度。若已知在豎直方向每升高10m大氣壓強減小△p,且山下的大氣壓強為
(1)為了測量山頂?shù)拇髿鈮簭?,你認為實驗中應(yīng)測出的物理量有(指出物理量的名稱并用相應(yīng)的符號表示):____________________________________;
(2)山頂?shù)拇髿鈮簭?/span>p=____________(用所測量的物理量及已知量表示);
(3)花果山的高度h=____________(用所測量的物理量及已知量表示)。
19、如圖23所示,邊長分別為0.2m和0.1m的實心正方體A、B放置在水平地面上,
(1)物體A的質(zhì)量
(2)物體B對地面的壓力
(3)小明和小華兩位同學(xué)設(shè)想在正方體A、B上部沿水平方向分別截去一定的高度后,通過計算比較A、B剩余部分對地面壓強的大小關(guān)系。小明設(shè)想在A、B的上部均截去0.09m,小華設(shè)想在A、B的上部均截去0.05m,他們的計算過程及得出的結(jié)果如下表所示:
①請判斷:就他們設(shè)想截去的厚度而言,小明的結(jié)論是____________的,小華的結(jié)論是____________的。(均選填“正確”或“錯誤”)
②是否可能存在一厚度h,沿水平方向截去h后使A、B剩余部分對地面的壓強相等?若有可能求出h的值;若沒有可能,說明理由。
20、盛夏時分,“小問號”王欣同學(xué)在打開冰箱時突然腦海里浮出一個問題:為什么每次打開冰箱門都比較費力?通過仔細觀察他發(fā)現(xiàn)打開冰箱門時,冰箱里的冷空氣出來,外面的熱空氣進去。當冰箱門重新關(guān)上后,就將這部分空氣也關(guān)在里面,箱內(nèi)熱空氣冷卻收縮,壓強減小,王欣判斷這應(yīng)該是開冰箱門費力的一個原因。若冰箱門長為0.6m,寬為0.5m,冰箱外的氣壓為
(1)冰箱內(nèi)氣體壓強多少?
(2)冰箱內(nèi)、外氣體對門的壓力各是多少?
(3)冰箱門受到的內(nèi)外壓力差相當于質(zhì)量為多少的物體受到的重力大???(
21、學(xué)習(xí)了大氣壓的知識以后,小明對“大氣壓強通常有
(1)小明買來一個塑料掛鉤,把它的吸盤貼在玻璃餐桌的下表面,如圖24所示,測出塑料吸盤與玻璃的接觸面積為
(2)當小明把水桶掛到鉤上時,吸盤卻被拉掉了,是大氣壓沒有那么大還是其他原因?請發(fā)表你的看法。
參考答案
1、B 2、B 3、C 4、B 5、C
6、D 7、B 8、A
9、2.5
10、乙
11、
12、10 68
13、50 向上
14、靜止 同一水平面上
15、小 大 大
16、另一個孔用來使椰子內(nèi)與大氣相通,便于吸取椰汁時大氣將椰汁壓入嘴中
17、(1)錯誤 錯誤
(2)物塊質(zhì)量與體積的比值小于液體的質(zhì)量與體積的比值 物塊質(zhì)量與體積的比值大于液體的質(zhì)量與體積的比值
18、(1)拉力F 針筒上有刻度部分的長度L
(2)
(3)
19、(1)
(2)
(3)①正確 正確
②有可能。依
代入數(shù)據(jù)有:
解得:
20、(1)
(2)冰箱門的面積:
(3)冰箱門受到的內(nèi)外壓力差為:
設(shè)此壓力相當于質(zhì)量為m的物體所受重力,則
21、(1)8L水的重力:
大氣對塑料掛鉤吸盤的壓力:
顯然,大氣對吸盤的壓力大于小桶內(nèi)水的重力,所以塑料桶掛到掛鉤上不會把吸盤拉掉。
(2)不是大氣壓沒有那么大,可能是沒有把吸盤內(nèi)的空氣全部排出,或吸盤與玻璃的接觸面粗糙,有漏氣現(xiàn)象。
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