解浮力题的基本途径.doc

浮力计算题是学生学习中的一个重点和难点，很多学生都感到束手无策，其实浮力计算题也有一定的解题方法和思路。一、解浮力题的基本途径初中教材主要向学生介绍计算浮力的三个基本途径，每一个方法都有各自的适用条件，要做到准确掌握。1 称重法：F浮=GF示。此公式适用于物体的密度比液体的密度大，F示为物体浸没液体中弹簧测力计的示数。2 阿基米德原理法：F浮=G排=液gv排。此公式对任何受到浮力的物体都适用。3 二力平衡法：物体漂浮在液面或悬浮在液体中时，F浮=G物，注意：悬浮时是浸没在液体中，v排=v物；漂浮时，v排v物。其中，称重法、阿基米德原理法、二力平衡法是常用的计算浮力的方法。阿基米德原理法是最基本的方法，其它方法一般要与原理法联合使用，才能顺利圆满地解决浮力问题。二、解题思路及步骤1 审题：抓住题目中的关键词语和信息，找出隐含条件，确定是哪一类问题，找出适当的公式。如：看到“漂浮”“悬浮”“露出水面”“轮船在海上航行”等信息，确定用漂浮或悬浮法解题，列出相应公式F浮=G物。2 对公式适当变形：如F浮=G物液gv排=物v物g 即液v排=物v物。可见，此类型题可以求的物理量(密度和体积)有四个：液、v排、物、v物，任意知道三个量，可求第四量。1、一石块在空气中称时，弹簧测力计的示数是5N，分别浸没在水和某种液体中，弹簧测力计的示数为3N和2N。则小石块的密度是 kg/m3，这种液体的密度是多少kg/m3。(g取10N/kg)2、把一密度为0.6103kg/m3体积为100cm3的木块轻轻地放入一装满水的木桶中，求（1）木块露出水面的体积；（2）溢出水的质量。 3、密度为0.9103kg/m3质量为8.1千克石蜡，（1）放入足量水中，石蜡受到的浮力多大？（2）若放入密度为0.8103kg/m3煤油中，浮力是多少？ 4、一质量为100克的物体，放入装满水的杯子中，溢出了40克水，求（1）该物体所受的浮力；（2）该物体的密度是多少？ 5、在空气中用弹簧秤称某石块所受重力为5牛；浸没在水中称量，弹簧秤的示数为2牛；浸没在另一种液体中称量，弹簧秤的示数为14牛，求这种液体的密度。补充：甲乙两球体积之比是2：1，放在同种液体中，甲在液面下的深度是乙在液面下深度的3倍，则两球所受浮力之比为 (原因：同种液体中，F浮只与V排有关，与液面下深度无关)。四、浮沉条件的应用比较F浮与G物 比较物 与液G物 下沉 物 液 下沉 F浮G物 上浮至漂浮 物 液 上浮至漂浮F浮G物 漂浮或悬浮 物液 悬浮常见物体的浮沉原理密度计的原理：密度计刻度下大上小。在不同液体中，F浮相同，V排不同F浮潜水艇的浮沉原理：热气球的升降原理：轮船：从河流驶入海里要浮起一些一、是非题1额外功与总功的比值越大，机械效率越小。 （ ）2机械效率大的机械一定既省力又省功。 （ ）3机械效率越高，则机械做的有用功越多。 （ ）4机械做的总功越少，机械效率也越低。（ ）5在总功相同时，机械效率高的机械，有用功就越多。（ ）6机械效率是有用功和额外功的总和。（ ）二、填充题1如果用某个理想的简单机械做功，人对机械做了300焦的功，根据功的原理，机械对外所做的功为_焦。如果这个机械是实际机械，它的效率为8O%那么此时它对外所做的功为300焦，人对机械所做的功为_焦。2某斜面长为L，高为h，有一重力为G的物体被推力F沿斜面从底端匀速移至顶端。若物体所受阻力为f，则此时的有用功为_，总功为_，额外功为_，机械效率为_。3外力对水泵做了7104焦的总功，水泵把 250千克的水送到20米高处，水泵完成的有用功为_焦，水泵的机械效率为_。三、选择题1已知甲机器的机械效率是65，乙机器的机械效率是80，那么下列说法中正确的是 A甲机器一定比乙机器省力B甲机器一定比乙机器省距离C甲机器做的有用功一定比乙机器多D以上说法都不对2斜面高度为h，长度为L，用一个平行于斜面的力把重为G的物体匀速拉到斜面顶端。拉力所做的功为W，则斜面和物体间的摩擦力为 3如图所示是差动滑轮装置，两个连在一起的定滑轮同轴转动，绳在滑轮上不滑动，设拉力为F，物体重力为G，大定滑轮半径为R，小定滑轮半径为r，则机械效率为 四、计算题有一斜面长L=8米，高h=2米，把质量m=200千克的物体沿斜面拉到顶端。若受到阻力是物重的0.1倍，求斜面的机械效率。(60分钟，100分)(打号为选作题属超纲内容)一、填空：(每空1分，共34分)1.杠杆是在_的作用下，能_的硬棒。请在图5-1上分别找出支点“0”，并画出阻力F2，动力臂“0A”和阻力臂“0B”。2.杠杆的平衡条件是：_。省力杠杆一定是动力臂_阻力臂，费力杠杆一定是动力臂_阻力臂。不省力也不费力的杠杆叫等臂杠杆，常见的等臂杠杆有_，_等。3.轮轴实质上是_的杠杆。使用动滑轮可以省_力，但_改变力的方向。使用定滑轮_。4.使用轮轴提起重物，轮半径是30厘米，轴半径是6厘米，如果500牛顿的重物挂在轴上，则在轮上需用_牛顿的力就能将重物匀速提起来。5.做功包括两个必要因素，它们是：_和_。_叫功率。在国际单位制中，功的单位是_，功率的单位是_。6.某工人在水平地面上，用100牛顿的力以0.2米秒的速度匀速推动500牛顿的重物，使它沿水平方向移动50米，这时工人所做的功是_ _焦耳，功率是_瓦特。7.功的原理是：利用任何机械时，人们所做的功都_。或者说，_。8.如图5-2所示，光滑斜面高为h，斜面长为L，物体的重力为G，把物体由地面直接举到h高，需要做功为_ _，用力F使物体沿斜面升到顶端，做功为_，根据功的原理这两个功应该相等，所以力F_。9.沿着长10米，高1米的斜面，把1500牛顿的重物拉到车上去，如果实际用的拉力是250牛顿，则有用功是_焦耳，总功是_焦耳，斜面机械效率是_。10.物体_叫动能，物体_叫势能，_统称为机械能。在_相互转化的过程中，机械能的总量_。二、选择题：(每题3分，共18分)1.在下列几种情况下，力对物体做功的有： A.用力将重物竖直举起B.用力提着重物在原位置不动C.用力提着重物在水平方向移动D.用力推车前进2.在下列说法中正确的有 A.做功越多，功率就越大B.两机器不同，做功一定也不相同C.完成相同的功，作用时间愈长，功率就愈小D.以上三种说法都不对3.如图5-3所示，AB=3AE，AC=2AE，AD=1.5AE。若把物体沿AB、AC、AD三个斜面匀速地拉到顶端A时(不计摩擦)则下列结论中正确的是 A.沿着AB用的拉力小，做功多B.沿着AC用的拉力小，做功多C.沿着AD用的拉力大，做功少D.沿着三个斜面用的拉力不相等，做功一样多4.甲、乙两个机械，甲的机械效率是80%，乙的机械效率只有60%，则 A.使用甲机械做功省力B.使用甲机械做功多C.使用甲机械做功快D.使用甲机械做的额外功占总功的比例小5.如图5-4所示，杠杆已经平衡，下面哪种做法不至于破坏杠杆的平衡？ A.两边各加一个砝码B.左边向右移动2小格，右边向左移动3小格C.左边向右移动3小格，右边向左移动2小格D.左边加两个砝码，并且向右移动3小格6.自行车下坡时，不踩脚踏板，速度越来越快，在这个过程中，车和人的 A.势能不变，动能增加B.势能逐渐转化为动能，动能愈来愈大C.动能逐渐转化为势能，势能越来越少D.势能增加，动能不变三、判断题：(判断结果填在题后括号内。对的画“”，错的画“”。)(每题2分，共20分)1.支点到动力的作用线的垂直距离就是动力臂。 2.杠杆的支点一定在动力作用点与阻力作用点之间。 3.使用杠杆时，需要加在杠杆上的动力不仅跟阻力大小有关，还跟动力臂和阻力臂的长短有关。 4.既省力又少移动距离的杠杆是没有的。 5.当力的作用线通过支点时，力臂长度为零。 6.因为轮半径大于轴半径，所以使用轮轴一定省力。 7.使用轮轴，如果将动力作用在轴缘上，用它提起轮缘上的重物可以省距离。 8.使用一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组，最少用12的力。 9.使用动滑轮时，绳端移动的距离与物体上升距离相等。 10.由于使用动滑轮可以省力，定滑轮可以改变力的方向，所以把它们组合起来使用，可以又省力又改变力的方向。 四、画图题(每题4分，共12分)1.画出图5-5和图5-6中各力的力臂。 3.一根绳子只能承受200牛顿的拉力，要使用滑轮组提起900牛顿的重物，在图5-8中画了穿绳方法(动滑轮和绳重及摩擦忽略不计)五、计算题：(每题4分，共8分)1.一台抽水机，功率是400瓦特，它5分钟能做多少焦耳的功？做这些功能把多少千克的水抽到10米高处？2.在如图5-9所示的滑轮组，重物G的重力是800牛顿，滑轮组的机械效率是80%，拉力F至少多大？六、实验题(每空2分，共8分)测定图5-10所示滑轮组的机械效率，被提起的是质量为200克的物体。对绳子自由端的实际拉力为0.49牛顿，移动的距离为0.5米，物体升高的距离为0.1米。(1)根据测量数据计算：对滑轮组做总功为_焦耳；滑轮组做的有用功为_焦耳；滑轮组的机械效率为_。(2)在图5-10上画出实验时滑轮组的绕绳方法。答 案一、（每空1分，共34分）1.力、绕固定点转动(图略)评分：支点1分，F2、OA、OB均画对1分。2.动力动力臂=阻力阻力臂、大于、小于、天平、定滑轮3.能连续旋转、二分之一的，、不能、不省力，但可改变力的方向4.1005.作用在物体上的力，物体在力的方向上移动的距离，单位时间里完成的功焦耳，瓦特6.5000、207.等于不用机械而直接用手所做的功、使用任何机械都不省功9.1500、2500、60%10.由于运动而具有的能、由于被举高或者发生弹性形变而具有的能、动能和势能、动能和势能的、保持不变二（每题3分，共18分）1.AD 2.C 3.D 4.D 5.C 6.B 三、（每题2分，共20分）1. 2. 3. 4. 5.6. 7. 8. 9. 10.四、（每题4分，共12分）1.每个力各臂1分2.O、F2、OA、OB各1分3. 五、1.解：w=pt=400瓦特560秒=1.210焦耳 (2分)又w=FS=GS=mgS（2分）答：(略)2.解：w有=Gh (1分)w总=F3h (1分)（2分）六、(每空2分，共8分)(1)0.245、0.196、80%(2)同题四、3图、提示：因S=5h，所以n=5机械效率练习题1用图1所示装置提升重为900牛的物体A，加在绳自由端的拉力大小为400牛时恰好可以使物体匀速上升求：（1）求此时滑轮组的机械效率；（2）若不计绳重和摩擦，求动滑轮的重；（3）若提升的重物改为1200牛，此时滑轮组的机械效率又为多少？（4）在（3）问中需要在绳自由端加多大的拉力才能将物体匀速拉起？ 图12用动滑轮将重为80牛的物体匀速提升2米，拉力做功200焦不考虑绳重和一切摩擦（1）求此时动滑轮的机械效率；（2）如果该动滑轮匀速提升200牛的重物，拉力的功率为11瓦，则重物上升的速度是多大？图23一个人用滑轮组匀速提升重G=128N的物体，滑轮组的机械效率为80%，在4s内人用F=40N的力使绳端移动4m（1）求出绳子的股数n；（2）算出有用功的大小和总功功率4用1225牛向下的拉力，通过机械效率为80%的滑轮组可以把重为4900牛的物体匀速提升起来请画出这个滑轮组的装置图5用图3所示滑轮组拉着一重为100牛的物体A沿水平面做匀速运动，所用拉力F的大小为40牛（1）不计轮和绳的重力以及摩擦，求：物体A所受的摩擦力（2）若滑轮组的机械效率为80%，求：物体A所受的摩擦力图36如图4用40牛的拉力使物体匀速上升，不计绳重和摩擦，整个装置的机械效率为75%求：（1）物体和动滑轮的重各是多少？（2）若绳能承受的最大拉力为50牛，此装置的机械效率最大可提高到多少？图4 7如图5，用滑轮组拉着重为600牛的物体沿水平方向向右匀速移动了8米，拉力F 做的功为1280焦，（不计绳重和摩擦）求：（1）拉力的大小； （2）若动滑轮重为12牛，机械效率为多少？8用如图7的装置提升重物，绳子能承受的最大拉力为120N，动滑轮重60N，绳重与摩擦不计求：（1）用此滑轮组最多能将多重的物体匀速提升？（2）用此滑轮组提起重240N的物体，使它匀速上升，问人加在绳子自由端的拉力是多大？此时滑轮组的机械效率是多大？ 当物体以0.5m/s的速度上升时，拉力的功率是多大？（3）该滑轮组的机械效率最高可达到多少？ 9如图8，用甲、乙两个滑轮组匀速提升重物，已知物重G1与G2之比为2 : 1，甲滑轮组中