你有沒有遇到過這樣的物理題——明明每個(gè)字都認(rèn)識(shí),連在一起卻完全不知道在說什么?今天我們要揭秘的這道中考物理浮力題,每年都能難倒一大片學(xué)生,甚至不少家長(zhǎng)看了也直搖頭。但你知道嗎?學(xué)霸們其實(shí)有一套破解這類難題的"獨(dú)門秘籍"。
先看第一題。
想象一下,有個(gè)人站在地上,用滑輪組從水池底勻速提起一個(gè)實(shí)心圓柱體 A。這就好比一場(chǎng)水下的 “拔河比賽”,只不過 “對(duì)手” 是水的阻力和物體自身的重力。
從圖乙看,A 的底面受到水的壓強(qiáng)隨著時(shí)間在改變。我們知道,在水里越深處,壓強(qiáng)越大。一開始 A 在池底,壓強(qiáng)最大,隨著時(shí)間推移壓強(qiáng)變小,說明 A 在慢慢往上走。當(dāng)壓強(qiáng)變?yōu)?0 時(shí),A 剛好離開水面。從這里能看出,這個(gè)過程用了 20 秒。而一開始最大壓強(qiáng)對(duì)應(yīng)的深度,就是池水深度,經(jīng)過分析能知道是 4 米。那 A 上升速度呢?就像我們走路,路程除以時(shí)間就是速度,A 上升的路程是 4 米,時(shí)間是 20 秒,所以速度就是 0.2 米每秒。
接著求 A 的高度。觀察圖丙,在 15 秒到 20 秒這個(gè)時(shí)間段,人對(duì)地面的壓強(qiáng)有變化,這意味著 A 開始露出水面啦。A 上升速度是 0.2 米每秒,這個(gè)過程持續(xù)了 5 秒,那 A 的高度就是 0.2 米每秒乘以 5 秒,等于 1 米。A 沒露出水面時(shí),排開的水的體積等于它自身的體積,A 的底面積是 200 平方厘米,高度是 1 米,就能算出體積。根據(jù)浮力的原理,排開這么多水就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的浮力。
再來說拉力。人的質(zhì)量是 60 千克,那他的重力能根據(jù)生活常識(shí)大概估算出來。人雙腳站地和地面接觸面積是 500 平方厘米。從圖丙能看到 A 未露出水面時(shí)人對(duì)地面的壓強(qiáng),根據(jù)壓強(qiáng)和接觸面積能算出人對(duì)地面的壓力,用重力減去這個(gè)壓力,就得到人對(duì)繩的拉力。A 全部露出水面后,人對(duì)地面的壓強(qiáng)變了,同樣方法能算出這時(shí)人對(duì)繩的拉力。
最后求動(dòng)滑輪的重力。這里涉及到機(jī)械效率,A 未露出水面和離開水面后,裝置的機(jī)械效率有比例關(guān)系,結(jié)合前面算出的各種力,就能求出動(dòng)滑輪重力。
再看第二題。
一輛汽車通過繩子和定滑輪,從水中打撈一個(gè)實(shí)心物件。這就像汽車在和水 “搶東西”,要把物件從水里拉出來。
從圖乙可知,汽車對(duì)繩子的拉力隨著物件底面距離水底的高度在變化。物件離開水面后,汽車對(duì)繩子的拉力就等于物件的重力,從圖里能看出這個(gè)拉力是 2500 牛,根據(jù)生活中質(zhì)量和重力的關(guān)系,就能算出物件的質(zhì)量是 250 千克。
物件浸沒在水中時(shí),汽車對(duì)繩子的拉力是 1250 牛,那物件受到的浮力就是物件的重力減去這個(gè)拉力,等于 1250 牛。知道了浮力,再根據(jù)一些相關(guān)的知識(shí),就能算出物件排開的水的體積,也就是物件自身的體積。
當(dāng)物件下表面離水面 0.5 米深時(shí),根據(jù)在水里深度和壓強(qiáng)的關(guān)系,就能算出下表面受到水的壓強(qiáng)。
重視錯(cuò)題,成就物理高分
通過這兩道題的分析,大家是不是發(fā)現(xiàn),只要掌握好物理知識(shí),按照邏輯思考,浮力難題也能輕松解決?其實(shí),物理學(xué)習(xí)最大的誤區(qū)就是盲目刷題。真正高效的方法是:做一道題,弄懂一類題。《八套中考學(xué)霸物理錯(cuò)題集》就是幫你實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的最佳助手。它是由八位歷屆中考學(xué)霸精心手寫整理。包含了幾乎所有初中物理易錯(cuò)題、常錯(cuò)題、重難點(diǎn),還有各種實(shí)用的知識(shí)方法和結(jié)論。有了它,就像有了一位貼心的物理學(xué)習(xí)導(dǎo)師,能幫助孩子取長(zhǎng)補(bǔ)短、博采眾長(zhǎng),攻克物理難題,快速提升成績(jī)。
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