中考物理夺分宝典 综合提高专题课件.ppt

专题 专题1动态电路问题专题2电路故障问题专题3电路安全问题专题4电学实验拓展专题5电学综合计算专题6特殊方法测密度专题7浮力变化问题专题8效率问题 第二篇综合提高篇 专题1动态电路问题 专题1 动态电路问题 专题1 动态电路问题 一 概述 专题1 动态电路问题 二 知识储备 1 串联基本电路变化规律如图t1 1甲所示 当滑动变阻器的滑片p向右移动时 滑动变阻器接入电路电阻变大 总电阻变大 电源电压不变 故电路电流变小 图t1 1 2 并联基本电路变化规律如图t1 1乙 丙所示 当滑片p移动或开关s闭合与断开时 只影响其所在支路及干路电流 不影响其他支路电流 且并联电压不变 专题1 动态电路问题 典例分析 例1 2012 成都 如图t1 2所示 电源电压保持不变 闭合开关 当滑动变阻器的滑片p向左移动时 电流表示数将 电压表示数将 均选填 变大 不变 或 变小 专题1 动态电路问题 变大 类型一滑动变阻器引起的电表示数变化 1 串联电路 图t1 2 变小 专题1 动态电路问题 思路点拨 1 2012 天津 多选 如图t1 3所示 r1为定值电阻 r2为滑动变阻器 电源电压恒定 闭合开关s 调节滑动变阻器的滑片 r1 r2两端的电压u1 u2与电流i的变化关系图象如图t1 4所示 其中正确的是 bc 专题1 动态电路问题 针对训练 图t1 3 图t1 4 例2 2012 大连 如图t1 5所示 电源电压保持不变 闭合开关 在滑动变阻器的滑片p从a向b滑动的过程中 设灯泡工作时的电阻不变 下列说法正确的是 a l1灯逐渐变亮b l2灯逐渐变亮c 电流表的示数变小d 滑动变阻器两端的电压逐渐变大 专题1 动态电路问题 2 并联电路 图t1 5 b 专题1 动态电路问题 思路点拨 针对训练 2 2012 兰州 如图t1 6所示的电路 电源电压保持不变 当开关s闭合时 在滑动变阻器的滑片由中点向右滑动的过程中 下列说法正确的是 a 电流表a1示数变小 电流表a2示数不变b 电流表a1示数不变 电流表a2示数变小c 电流表a1示数变大 电流表a2示数变小d 电流表a1示数变小 电流表a2示数变大 专题1 动态电路问题 图t1 6 b 例3 2011 哈尔滨 如图t1 7所示 电源电压不变 闭合s1后 再闭合s2 电流表的示数 电压表的示数 均选填 变大 变小 或 不变 专题1 动态电路问题 变大 类型二开关的通断引起的电表示数变化 1 串联电路 图t1 7 变大 专题1 动态电路问题 思路点拨 例4 2012 扬州 如图t1 8所示的电路中 电源电压恒定 当开关s闭合时 a 电压表示数变小 电流表示数变大b 电压表示数变大 电流表示数变小c 电压表示数不变 电流表示数变小d 电压表示数不变 电流表示数变大 专题1 动态电路问题 2 并联电路 图t1 8 d 专题1 动态电路问题 思路点拨 专题2电路故障问题 专题2 电路故障问题 专题2 电路故障问题 一 概述 专题2 电路故障问题 二 知识储备 1 电路短路 1 串联电路短路 如图t2 1甲 乙所示 甲图为局部短路 乙图为电源短路 图甲中由于电阻r1被短路 电路电阻减小 电路电流增大 电阻r2两端电压增大 图乙中电源被短路 容易烧坏电源 图t2 1图t2 2 2 并联电路短路 如图t2 2所示 此时一条支路短路 造成电源短路 容易烧坏电源 2 电路断路 1 串联电路断路 如图t2 3甲所示 电阻r1断路 此时电路电流为零 所有用电器停止工作 电阻r1两端有电压 几乎等于电源电压 电阻r2两端电压为零 专题2 电路故障问题 甲乙图t2 3 2 并联电路断路 如图乙所示 电阻r1断路 此时本支路电流为零 本支路上的用电器停止工作 但是其他支路不受影响 电流 电压均不变 电路总电流变小 3 电表接反如果电流表或电压表的接线柱接反 会造成电流表或电压表指针反偏 容易损坏电表 专题2 电路故障问题 4 滑动变阻器错误连接如图t2 4所示 如将接线柱ab同时接入电路 则小灯泡发光较暗 且移动滑片时灯泡亮度不变 如将接线柱cd同时接入电路 则小灯泡发光较亮 且移动滑片时灯泡亮度不变 专题2 电路故障问题 图t2 4 5 家庭电路故障如图t2 5所示 若发生短路 则用电器不工作 保险丝熔断 若进户火线断路 则a b c d点均不能使试电笔氖管发光 若进户零线断路 则a b c d点均能使试电笔氖管发光 专题2 电路故障问题 图t2 5 专题2 电路故障问题 三 思路图解 以图t2 6为例 图解串联电路故障判断思路 假如故障只在l1或l2上 图t2 6 典例分析 例1 2012 大连 如图t2 7所示的电路中 闭合开关 灯泡l不发光 电流表无示数 电压表有示数 若电路中只有一处故障 则可能是 a 灯泡l短路b 灯泡l断路c 电阻r短路d 电阻r断路 专题2 电路故障问题 类型一基本电路故障 1 串联电路 图t2 7 b 专题2 电路故障问题 思路点拨 1 2011 福州 如图t2 8所示电路 当开关s闭合后 l1 l2均能发光 电流表 电压表均有示数 过一会儿 灯都不发光 电流表 电压表的示数均为零 可能发生的故障是 a l1灯丝断了b l1短路c l2灯丝断了d l2短路 a 专题2 电路故障问题 针对训练 图t2 8 专题2 电路故障问题 2 并联电路 图t2 9 b 例2小艳同学某天在家开灯时 灯不亮 经检查发现保险丝被烧断 她在爸爸的协助下用一盏标有 220v40w 字样的灯泡l0 校验灯泡 取代保险丝接入电路 如图t2 9所示 然后进行如下操作 并观察到相应的现象 当只闭合开关s1时 l0和l1均发光 但都比正常发光暗 当只闭合开关s2时 l0正常发光 l2不发光 由此可以判断 a l1和l2所在的支路均短路b l1所在的支路完好 l2所在的支路短路c l1所在的支路完好 l2所在的支路断路d l1所在的支路短路 l2所在的支路断路 专题2 电路故障问题 思路点拨 针对训练 2 如图t2 10所示电路 闭合开关s后 发现灯l1不亮 l2正常发光 此电路的故障可能是 a 开关s接触不良b 电灯l1灯丝断了c 电灯l1短路d 电灯l2短路 专题2 电路故障问题 图t2 10 b 例3 2011 岳阳 小明探究 电流跟电阻的关系 的实验电路图如图t2 11所示 1 图中的a是 表 b是 表 2 连接电路后 闭合开关 两表均有示数 但是无论怎样调节滑动变阻器的滑片 两电表示数均保持不变 其原因可能是 写出一个即可 专题2 电路故障问题 电压 类型二实验电路故障 电流 滑动变阻器接入了两个上接线柱 或两个下接线柱 专题2 电路故障问题 思路点拨 3 在 测量小灯泡的电功率 的实验中 小明连接了如图t2 12所示的电路 1 请帮小明将电路补充完整 图略 专题2 电路故障问题 针对训练 图t2 12 2 正确连接电路后闭合开关 发现小灯泡不亮 电流表 电压表都没有示数 小明确定电路的接线良好 且电表和电源都完好 小明做出了以下猜想 猜想 小灯泡断路 猜想 开关断路 猜想 滑动变阻器断路 假设故障只有一处 经过分析 小明确定猜想 是不可能的 如果猜想 成立 则 会有示数 为了尽快查出故障原因 小明将导线a端拆下 把它改接在 选填 b 或 c 点的接线柱上 如果电流表 电压表都无示数 则猜想 填序号 正确 如果电流表 电压表都有示数 则猜想 填序号 正确 专题2 电路故障问题 电压表 b 例4 2012 烟台 小明同学想在家里安装一盏照明灯 如图t2 13所示是他设计的电路 图中虚线框1和2应连入开关和电灯 则开关应装在虚线框 中 安装完毕后 闭合开关 电灯不亮 用试电笔分别测试a b c点时 试电笔的氖管都发光 则电路的故障为 专题2 电路故障问题 进户零线断路 类型三家庭电路故障 2 图t2 13 专题2 电路故障问题 思路点拨 4 2012 常州 如图t2 14所示的家庭照明电路 已知其中一只灯泡的灯头接线处存在故障 电工师傅为查明故障 在保险丝处接入一只 220v40w 的灯泡l0 当只闭合开关s s1时 灯泡l0和l1都呈暗红色 比正常发光状态暗得多 当只闭合开关s s2时 灯泡l0正常发光 l2不发光 由此可以确定 a l1灯头接线处断路b l1灯头接线处短路c l2灯头接线处断路d l2灯头接线处短路 d 专题2 电路故障问题 针对训练 图t2 14 专题3电路安全问题 专题3 电路安全问题 专题3 电路安全问题 一 概述 专题3 电路安全问题 二 知识储备 1 串联电路 如图t3 1甲 乙所示 由于l1 l2 滑动变阻器 是串联连接的 且都有各自的允许最大电流 故应取小电流为电路中的串联电流 再进行相应计算 甲乙图t3 1 2 并联电路 如图t3 2甲所示 由于l1 l2是并联的 且有各自的最大电压 故应取小电压进行相应计算 乙图中由于干路中电流表有最大电流限制 因此在考虑最大电压的同时 还要考虑最大电流 专题3 电路安全问题 甲乙图t3 2 专题3 电路安全问题 三 思路图解 典例分析 例1小华用如图t3 3所示的电路测小灯泡的功率 电路中电源电压恒为4 5v 电压表的量程为0 3v 电流表的量程为0 0 6a 滑动变阻器的规格为 20 1a 灯泡标有 2 5v1 25w 字样 若闭合开关 两电表的示数均不超过所选量程 灯泡两端电压不允许超过额定值 不考虑灯丝电阻的变化 则下列说法正确的是 a 电流表示数的变化范围是0 0 5ab 滑动变阻器的电阻允许调节的范围是2 5 20 c 灯泡的最小功率是0 162wd 该电路的最大功率是2 7w 专题3 电路安全问题 类型一串联电路 图t3 3 c 专题3 电路安全问题 思路点拨 1 如图t3 4所示的电路中 电源电压为4 5v不变 电阻r1标有 6 0 5a 滑动变阻器r2标有 30 1a 电流表量程为 0 0 6a 电压表量程为 0 3v 为了保护各电表和元件 滑动变阻器r2允许接入电路的阻值范围是 a 0 12 b 0 30 c 3 12 d 3 30 c 专题3 电路安全问题 针对训练 图t3 4 2 如图t3 5所示的电路中 电源电压u 18v保持不变 定值电阻r1的阻值为10 电流表量程为0 0 6a 电压表量程为0 15v r2是由阻值均匀的电阻线构成的滑动变阻器 阻值范围为0 100 则闭合开关s后 滑片p在滑动变阻器上允许移动的范围是 a 0 100 b 20 100 c 10 50 d 20 50 d 专题3 电路安全问题 图t3 5 3 2012 福州 如图t3 6所示电路 灯l标有 3v0 9w 字样 滑动变阻器r上标有 50 1a 的字样 电压表量程为0 3v 则灯l正常工作时的电流为 a 若电源电压为4 5v 为了保证电路中各元件安全工作 滑动变阻器允许接入电路的阻值范围是 设灯丝电阻不变 0 3 专题3 电路安全问题 图t3 6 5 20 例2 2011 哈尔滨 如图t3 7所示 电源电压为12v 定值电阻r1为12 滑动变阻器r2标有 50 1a 字样 电流表a1量程为0 3a a2量程为0 0 6a 当滑动变阻器的滑片在中点时 通过滑动变阻器的电流为 a 在滑片移动过程中 电路消耗的最大功率为 w 专题3 电路安全问题 0 48 类型二并联电路 19 2 图t3 7 专题3 电路安全问题 思路点拨 4 2011 柳州 如图t3 8所示 电阻r1标着 10 1a r2标着 5 1 2a 电流表a1 a2的量程均为0 3a 电压表量程为0 15v 在a b之间接入电压可调的电源 闭合开关s后 为保证r1 r2均不被损坏 则允许加的电源电压和通过电流表a1的电流不得超过 a 16v1ab 10v2 2ac 6v2 2ad 6v1 8a d 专题3 电路安全问题 针对训练 图t3 8 专题4电学实验拓展 专题4 电学实验拓展 专题4 电学实验拓展 一 概述 专题4 电学实验拓展 二 知识储备 1 正常电路测电阻 电功率 如图t4 1所示 用电压表测量待测电阻两端电压 电流表测量通过待测电阻的电流 并进行相应的计算即可 图t4 1 2 缺少电流表测电阻 电功率 如图t4 2所示 将待测电阻与一已知阻值的电阻串联 用电压表测量定值电阻两端的电压 求出电流 根据串联电路电流特点便间接得到了通过待测电阻的电流 再用电压表测待测电阻两端电压 求电阻 电功率 专题4 电学实验拓展 图t4 2 3 缺少电压表测电阻 电功率 如图t4 3所示 将待测电阻与一已知阻值的电阻并联 用电流表测量通过定值电阻的电流 根据欧姆定律计算出电压 根据并联电路电压特点便间接知道了待测电阻两端的电压 再用电流表测通过待测电阻的电流 求电阻 电功率 专题4 电学实验拓展 图t4 3 专题4 电学实验拓展 三 思路图解 典例分析 例1某同学在没有电流表的情况下 利用电压表和已知阻值的电阻r测量未知电阻rx的阻值 图t4 4中不能实现测量rx的阻值的电路图是 专题4 电学实验拓展 类型一缺少电流表 图t4 4 d 专题4 电学实验拓展 思路点拨 明确缺少电表 缺少电流表 明确辅助测量仪器或电阻 a b d图中附加定值电阻及开关 c图中附加滑动变阻器 分析电路 a图中开关闭合时 电压表测量电源电压 开关断开时 电压表测量定值电阻两端电压 可计算出电路中电流及待测电阻阻值 b图中开关断开时 电压表测量电源电压 开关闭合时 电压表测量定值电阻两端电压 可计算出电路中电流及待测电阻阻值 c图中滑片移至a端时 电压表测量电源电压 滑片移至b端时 电压表测量待测电阻两端电压 可计算出滑动变阻器两端电压 进而计算出电路中电流及待测电阻阻值 d图中不论开关闭合 断开 电压表均测量电源电压 故不能间接测量待测电阻阻值 1 2012 北京 小明利用电压表和阻值为r0的定值电阻 测量额定电压为2 5v的小灯泡l正常发光时的电阻rl 他选择了满足实验要求的实验器材 并连接了部分实验电路 如图t4 5所示 专题4 电学实验拓展 针对训练 图t4 5 1 为了测出rl的阻值 请只添加两条导线完成实验电路的连接 2 请把小明的实验步骤补充完整 断开开关s2 闭合开关s1 s3 移动滑动变阻器的滑片p 使 保持滑动变阻器的滑片位置不变 断开开关s3 闭合开关s1 s2 记录电压表的示数为u 请用r0及实验数据表示出rl rl 如图所示 专题4 电学实验拓展 电压表示数为2 5v 例2 多选 如图t4 6所示 几个同学在只有电流表时 利用一个已知阻值的电阻r设计了四个测未知电阻rx的电路 其中可行的是 专题4 电学实验拓展 类型二缺少电压表 abcd 图t4 6 专题4 电学实验拓展 思路点拨 明确缺少电表 缺少电压表 明确辅助测量仪器或电阻 a b d图中附加定值电阻及开关 c图中附加滑动变阻器 分析电路 a图中 开关闭合时 电流表测量干路电流 开关断开时 电流表测量通过定值电阻的电流 可计算出电路两端电压及待测电阻阻值 b图中 开关断开时 电流表测量串联电路电流 开关闭合时 定值电阻被短路 电流表测量通过待测电阻的电流 可根据两次电压相等 均为电源电压 计算出电源电压及待测电阻阻值 c图中 滑片移至a端时 电流表测量只有待测电阻时电路中的电流 移至b端时 电流表测量串联电路中的电流 可根据两次电压相等 均为电源电压 计算出电源电压及待测电阻阻值 d图中 测量过程类似b图 也能间接测量待测电阻阻值 2 2011 北京 小明想利用一块电流表和阻值已知的电阻r0测量未知电阻rx的阻值 小明选择了满足这个实验要求的实验器材 并连接了部分实验电路 如图t4 7所示 专题4 电学实验拓展 针对训练 图t4 7 1 为了测出电阻rx的阻值 请你只添加两根导线完成实验电路的连接 2 只闭合开关s1 电流表的示数用i1表示 开关s1 s2都闭合时 电流表的示数用i2表示 请你用i1 i2和r0表示rx rx 如图所示 专题4 电学实验拓展 专题5电学综合计算 专题5 电学综合计算 专题5 电学综合计算 一 概述 电学综合计算 电学综合计算题多以生活情景为载体 涉及图象 变化电路等问题 综合性较强 此类综合性问题一般电路较为复杂或伴有其他信息同时存在 因此需要认真分析题目所给的条件 画出相应的等效电路图 再结合图象等其他信息 找出解决问题的方法 专题5 电学综合计算 二 知识储备 1 图象识别 如图t5 1所示为甲 乙两电阻的u i关系图象 从图象中可知甲电阻两端的电压与电流成正比 为一定值电阻 乙电阻的阻值不固定 随两端电压 温度 的升高而增大 图t5 1 2 信息提取 如图t5 2所示为一电能表 从图中可以获得的信息有 该电能表的计量单位是kw h 到目前为止 连接该电能表的用电器已经消耗了1931 0kw h的电能 该电能表应该在220v的电路中使用 该电能表的标定电流为5a 该电能表在50hz的交流电路中使用 接在这个电能表上的用电器 每消耗1kw h的电能 电能表的转盘转过2500转 专题5 电学综合计算 图t5 2 3 多挡功率问题 电热器的 高低挡 指的是 功率 不同 电功率大的为高挡位 电功率小的为低挡位 在电源电压不变的情况下 通过改变电路的总电阻从而改变用电器的总功率 实现高 中 低挡之间的转换 一般是通过电阻短路或改变电路连接方式来实现 常见多挡电路图如图t5 3所示 专题5 电学综合计算 图t5 3 专题5 电学综合计算 三 思路图解 典例分析 例1 2012 梅州 在如图t5 4甲所示的电路中 已知电源为电压可调的直流学生电源 灯泡l1的额定电压为8v 如图乙所示是灯泡l2的u i图象 专题5 电学综合计算 类型一图象类电学综合题 图t5 4 1 当开关s接a时 电压表的示数为1 2v 电流表的示数为0 3a 求定值电阻r0的阻值 2 当开关s接a时 调节电源电压 使灯泡l1正常发光 此时r0消耗的功率为1w 求灯泡l1的额定电功率 3 开关s接b时 通过调节电源电压使灯泡l1正常发光 求电路消耗的总功率 专题5 电学综合计算 4 4w 6w 专题5 电学综合计算 思路点拨 明确电路连接 当开关s接a时 灯泡l1与定值电阻r0串联 此时电流表测量电路电流 电压表测量定值电阻r0两端电压 当开关s接b时 灯泡l1与灯泡l2串联 此时电流表测量电路电流 明确图象含义 图象乙是灯泡l2的电压与电流关系图象 且电流与电压不成正比 专题5 电学综合计算 分析计算 1 当开关s接a时 灯泡l1与电阻r0串联 电流表测量电路电流 i 0 3a 电压表测量r0两端电压 u0 1 2v 根据 2 调节电源电压 当开关s接a时 r0与灯泡l1串联 灯泡正常发光 则灯泡两端的电压为8v r0消耗的功率为1w 由p0 i2r0 得 p额 u额i0 8v 0 5a 4w 3 开关s接b时 l1与灯泡l2串联 灯泡l1正常发光 则根据 2 可知此时通过灯泡l1和l2电流为i 0 5a 根据图象可知 l2两端的电压为4v 则电源电压为 u总 u1 u2 8v 4v 12v 电路消耗的总功率为 p总 u总i 12v 0 5a 6w 1 如图t5 5甲所示是某种压力秤的电路原理示意图 电压表 量程为0 3v 可对应显示压力的大小 已知r0 100 电源电压u 4 5v保持不变 压力传感器r的阻值随所受的压力变化的图象如图乙所示 设踏板的重力忽略不计 1 当一个重为600n的中学生站在压力秤上时 电压表的示数为多少伏特 2 此时电路消耗的总功率为多少瓦特 0 081w 专题5 电学综合计算 针对训练 图t5 5 1 8v 例3 2012 本溪 我国对家用电冰箱 空调这两个产品率先实施能源效率标识制度 以后生产 销售 进口的空调 冰箱均应在显著位置粘贴 中国能效标识 的标签 如图t5 6所示 能效标识将能效分为1 2 3 4 5五个等级 等级1表示产品最节能 等级5是市场准入指标 低于该等级要求的产品不允许生产和销售 专题5 电学综合计算 类型二用电器铭牌问题 空调a空调b图t5 6 1 图中所示的是两台空调的能效标识 按照图中所给的输入功率 试计算空调a在220v电压下工作时的电流是多少安培 计算结果保留两位小数 2 两台空调的制冷量相同 但能效比却不相同 假设两台空调的使用寿命都为12年 平均每台每年使用500小时 试求出使用12年 高效节能空调a比一般节能空调b能节约多少千瓦时的电能 专题5 电学综合计算 4 55a 1380kw h 专题5 电学综合计算 思路点拨 明确题目计算问题 1 计算空调a在220v电压下工作时的电流 2 求节约电能 找准相关参数 1 根据公式i 可知 题目已知电压 求解电流时 需要找出空调a的输入功率 2 根据w pt可知 需要找出两台空调的输入功率 计算功率差 分析计算 1 空调a在220v电压下工作时的电流为 2 节约电能为 w pt pb pa t 1230w 1000w 500h 12 1380kw h p u 2 2012 安徽 某同学家的电子式电能表上个月月初 月末的表盘如图t5 7所示 表盘上 1600imp kw h 表示每用电1kw h 指示灯闪烁1600次 根据表盘上的信息 回答下列问题 专题5 电学综合计算 针对训练 图t5 7 1 该同学家上个月共用电多少千瓦时 2 该同学家同时使用的用电器总功率不得超过多少 3 若只让一个标有 220v484w 的电热器工作3min 观察到电能表的指示灯闪烁了32次 则该同学家的实际电压是多大 设电热器的电阻不变 95kw h 专题5 电学综合计算 2200w 200v 例3 2012 桂林 小明同学家里的电热饮水机有加热和保温两种功能 可由机内温控开关s0进行自动控制 小明从说明书上收集到如下表所示的部分数据和如图t5 8所示的电路原理图 专题5 电学综合计算 类型三多挡功率问题 图t5 8 请解答如下问题 计算结果若不能整除 保留一位小数 1 这个电热饮水机正常工作时 在加热状态下的总电流大约是多大 2 若电阻r2的阻值为1210 则电阻r1的阻值为多少 3 在傍晚用电高峰期 供电电压可能会下降 当实际电压只有198v时 这个电热饮水机加热的实际功率是多大 专题5 电学综合计算 4 2a 55 745 2w 专题5 电学综合计算 思路点拨 明确挡位变换原理 两电阻并联 当开关s0闭合时 总电阻减小 总功率变大 电热饮水机处于加热状态 当开关s0断开时 总电阻增大 总功率变小 电热饮水机处于保温状态 认清相关参数 电热饮水机的额定电压为220v 额定加热功率为920w 专题5 电学综合计算 专题5 电学综合计算 专题5 电学综合计算 3 2012 东营 一种电吹风有冷风和热风两个挡位 其电路如图t5 9所示 铭牌上的主要参数如下表 专题5 电学综合计算 针对训练 图t5 9 1 电吹风正常工作时 通过电动机的电流是多少 2 电热丝正常工作时的电阻是多大 结果保留一位小数 3 电吹风在热风挡正常工作1min 电吹风消耗的电能是多少 0 15a 专题5 电学综合计算 41 5 7 2 104j 专题6特殊方法测密度 专题6 特殊方法测密度 专题6 特殊方法测密度 一 概述 特殊方法测密度 常规的测量密度的方法是用天平测量物体的质量 用量筒 或直尺 测量物体的体积 根据密度公式计算出物体的密度 特殊方法测量密度指的是在没有量筒或天平的情况下 借助其他工具来完成密度的测量的方法 测量质量和体积时 一般利用浮力知识及等量法间接测量物体的质量与体积 此方法中一般会涉及水 在此水的密度作为已知量 专题6 特殊方法测密度 二 知识储备 1 等量法测量密度 1 天平平衡法测液体密度 缺少砝码 在水平面上将天平调平 在两托盘中各放一个完全相同的烧杯 分别在两烧杯内加入水和待测液体使得天平平衡 分别测出加入烧杯内的水和待测液体的体积v水 v液 则 液 专题6 特殊方法测密度 专题6 特殊方法测密度 2 利用浮力知识测密度 1 漂浮法测密度 测固体密度 可利用在水中漂浮 可以自己漂浮 也可借助容器漂浮 测固体漂浮时的v排 则g物 f浮 水gv排 m物 水v排 再测出固体的体积v 水 测液体密度 可利用另一物体在水和待测液体中均漂浮 水gv排水 液gv排液 则 液 2 称量法测密度 用天平称出容器和适量水的质量 将物体用线拴住浸没在水中悬停 添加砝码使天平平衡 则增加的砝码的重力g等于物体受到的浮力f浮 则v排 v物 用天平称出物体的质量 则可求出物体的密度 专题6 特殊方法测密度 专题6 特殊方法测密度 专题6 特殊方法测密度 三 思路图解 典例分析 例1 2012 泸州 小华测量一个实心玻璃球的密度 所用实验器材和操作步骤是 第一步 如图t6 1甲所示 先将两个完全相同的烧杯分别放置在已调好的天平左右两个托盘中 再将玻璃球放入左盘烧杯中 同时向右盘烧杯中倒入一定量的水 并用滴管小心增减 直至天平平衡 第二步 将右盘烧杯中的水倒入量筒 量筒示数如图乙所示 则水的体积为 ml 第三步 用细线拴好玻璃球 轻放入量筒中 此时玻璃球和水的总体积如图丙所示 由实验中测得的数据 小华得出实心玻璃球的质量为 g 密度为 g cm3 专题6 特殊方法测密度 类型一等量法测密度 10 10 2 5 专题6 特殊方法测密度 图t6 1 专题6 特殊方法测密度 思路点拨 明确实验中能够直接测量 实心玻璃球的体积可以直接利用量筒测量 明确缺少工具及辅助工具 实验中缺少砝码 增加了水和烧杯 需要借助水及烧杯间接测量实心玻璃球的质量 认识间接测量过程 平衡法 先将两个完全相同的烧杯分别放置在已调好的天平左右两个托盘中 再将玻璃球放入左盘烧杯中 同时向右盘烧杯中倒入一定量的水 并用滴管小心增减 直至天平平衡 专题6 特殊方法测密度 结果分析 在实验过程中 实心玻璃球的体积测量是准确的 但是间接测量其质量时 由于将水从烧杯中倒入量筒中时 烧杯内壁上不可避免沾有水珠 因此质量的测量结果会偏小 根据公式分析可知 测量的实心玻璃球的密度也偏小 1 2012 株洲 小军利用天平 水和烧杯来测量一不规则小石块的密度 请将他的实验步骤补充完整 1 把托盘天平放在水平台面上 将标尺上的游码移到零刻度处 调节天平的 使天平平衡 2 用天平测量小石块的质量 右盘中的砝码和标尺上的游码如图t6 2所示 则小石块的质量为 g 平衡螺母 专题6 特殊方法测密度 针对训练 图t6 2 62 3 小军采用如图t6 3所示的方式测量小石块的体积 a 往烧杯中加入适量的水 把小石块浸没 在水面到达的位置上作标记 b 取出小石块 测得烧杯和水的总质量为153g c 往烧杯中加水 直到标记处 再测出此时烧杯和水的总质量为183g d 计算出小石块的体积为 cm3 4 计算出小石块的密度为 g cm3 2 07 或2 或2 1 专题6 特殊方法测密度 图t6 3 30 例2下面是张超同学利用量杯和水测量橡皮泥密度的实验过程及分析 请完成下列填空 1 在量杯中装适量的水 读出水面对应的刻度值v1 2 把橡皮泥捏成碗状 小心放入量杯使之漂浮在水面上 读出此时液面对应的刻度值v2 根据漂浮原理可求出橡皮泥的质量m g 3 再把橡皮泥团成球放入量杯使之沉入水底 读出此时水面对应的刻度值v3 4 利用密度计算公式可推导出橡皮泥的密度表达式为 图t6 4是整个实验的操作情景 由图中读数可算出橡皮泥的密度是 kg m3 专题6 特殊方法测密度 类型二利用浮力知识测密度 14 1 75 103 专题6 特殊方法测密度 图t6 4 专题6 特殊方法测密度 思路点拨 明确实验中能够直接测量的物理量 橡皮泥的体积可以利用量杯 带有刻度 测量 明确缺少工具及辅助工具 实验中缺少天平 增加了水 需要借助水及量杯利用浮力知识间接测量橡皮泥的质量 认识间接测量过程 因为橡皮泥形状容易改变 首先把橡皮泥捏成碗状 使其漂浮在量杯内的水面上 然后将其捏成团放入量杯内使其完全浸没沉底 专题6 特殊方法测密度 处理结果 当橡皮泥漂浮在量杯内水面上时 根据物体的浮沉条件可知 此时橡皮泥受到的浮力等于其重力 而其受到的浮力等于排开水受到的重力 故可间接计算橡皮泥的质量 再根据排水法测得其体积即可以计算出其密度 根据图甲 乙可知 橡皮泥漂浮时排开水的体积为v排 v2 v1 故其排开水的重力为g排 水 v2 v1 g 排开水的质量为m排 水 v2 v1 所以橡皮泥的质量m 水 v2 v1 根据甲 丙可知橡皮泥的体积为v橡皮泥 v3 v1 则橡皮泥的密度为 将 水 1 0g cm3 v1 50cm3 v2 64cm3 v3 58cm3代入后可计算出该橡皮泥的密度为 橡皮泥 1 75g cm3 1 75 103kg m3 专题6 特殊方法测密度 结果分析 在实验过程中 将橡皮碗从水中取出时 不免带出一部分水 导致橡皮泥团成球放入前水的体积小于v1 50cm3 因此体积的测量结果会偏小 根据公式分析可知 测量的橡皮泥的密度会偏大 实验时也可以直接将橡皮泥碗按入水中而不拿出来捏成团 2 2012 河北 小明用天平 细绳 烧杯和水 水 1g cm3 测定某工艺品 实心 的密度 1 实验过程如下 往烧杯中倒入适量的水 用调节好的天平测出烧杯和水的总质量为200g 用绳将工艺品拴好并浸没在水中 如图t6 5所示 在右盘中增加砝码并移动游码 当天平平衡后 测得质量为208g 则工艺品的体积为 cm3 8 专题6 特殊方法测密度 针对训练 图t6 5 从烧杯中取出工艺品 用天平测量其质量 当天平平衡后 右盘中砝码和游码的位置如图t6 6所示 工艺品的质量为 g 专题6 特殊方法测密度 图t6 6 工艺品的密度 g cm3 64 8 2 小明测量的工艺品密度比真实值 选填 偏大 或 偏小 是由于 3 被测工艺品是由下表中的某种金属制成的 这种金属在生产和生活中有着广泛的应用 如 列举一例 偏大 专题6 特殊方法测密度 将工艺品从烧杯中取出时沾有水 使测量的质量偏大 铁锅 专题7浮力变化问题 专题7 浮力变化问题 专题7 浮力变化问题 一 概述 浮力变化问题 浮力变化是指物体浸入液体的体积发生变化或液体的密度等发生变化时 引起的物体受到的浮力变化 一般伴随着液体压力及压强的变化分析 由 液面升降 分析压强 由 状态分析 比较浮力 物体浸入液体中后 观察液面是否上升和物体静止后所处状态 根据液面变化分析液体对容器底的压强变化 根据物体状态可对比分析密度 体积 浮力和质量相关量的变化 专题7 浮力变化问题 二 知识储备 1 液面变化引起的其他变化 1 物体浸入体积变化 如果容器内的液体没有满时 浸入液体内的物体体积越大 液面越高 此时容器底部受到液体的压强越大 压力越大 如果容器内的液体满了时 浸入液体内的物体体积增大 液面不变 此时容器底部受到的液体压强 压力不变 2 冰块熔化 漂浮在水面上的冰块熔化后 根据物体的浮沉条件可知 冰块漂浮时v排与熔化后化成水的体积v水相等 故其液面高度不变 专题7 浮力变化问题 3 漂浮物下悬挂重物 如图t7 1甲 乙所示 物体a的密度小于液体的密度 物体b的密度大于液体的密度 将a与b间的连线剪断 或将重物b取下放入液体中 物体b将下沉到容器底部 物体a与b受到的总浮力减小 液面下降 容器底受到的液体对其的压强 压力变小 甲乙甲乙图t7 1图t7 2 专题7 浮力变化问题 2 浮力与压力 对于柱形容器 未将物体放入容器内的液体中时 容器内液体对容器底部的压力等于容器内液体的重力 当将物体放入液体中时 如果物体处于漂浮或悬浮状态 如图t7 2甲所示 则容器底部所受压力的增加量等于物体的重力 即物体受到浮力的大小 如果物体下沉 如图乙所示 则容器底部所受液体压力的增加量等于物体受到的浮力大小 小于物体重力 3 漂浮问题 六规律 规律一 二力平衡 即物体漂浮在液面上 所受浮力等于重力 f浮 g物 规律二 质量相等 即物体漂浮在液面上 所排开液体质量等于其质量 m排 m物 规律三 浮体定比 即物体漂浮在液面上 排开液体体积与其总体积之比等于物体密度与液体密度之比 v排 v物 物 液 专题7 浮力变化问题 规律四 任漂 浮等 即物体任意漂浮在不同液面上 所受浮力相等 f1 f2 g物 规律五 密大浸少 即物体漂浮在不同液面上 在密度大的液体里浸入的体积少 规律六 三力平衡 即将漂浮物体全部浸入液体中 物体受到浮力 重力及压力或拉力作用处于平衡状态 f 浮 g物 f压或拉 需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力 f压或拉 f 浮 g物 专题7 浮力变化问题 专题7 浮力变化问题 三 思路图解 典例分析 例1 2012 孝感 如图t7 3所示 一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯置于水平桌面中央 杯内水中漂浮着一冰块 若冰熔化前 后水对杯底的压强分别为p1 p2 杯底对桌面的压强分别为p3 p4 已知 水 玻璃 则下列关系式中正确的是 a p1 p2 p3 p4b p1 p2 p3 p4c p1 p2 p3 p4 且p1 p3d p1 p2 p3 p4 且p1 p3 专题7 浮力变化问题 类型一液面变化引起的其他变化 d 图t7 3 专题7 浮力变化问题 思路点拨 明确冰块熔化前状态 冰块漂浮在水面上 浮力等于重力 明确冰块熔化后状态变化 冰块熔化成水 可以看作熔化后的水悬浮在原来的水中 浮力等于重力 前后对比 据浮力变化判断其他变化 冰块熔化后 状态由漂浮到悬浮 浮力大小不变 排开液体体积不变 液面高度不变 容器内液体产生的压强及对容器底部的压力不变 容器对桌面的压强属于固体压强 烧杯与液体的总重力不变 故容器对桌面的压力及压强不变 但是杯底对桌面的压强要大于内部液体对容器底的压强 水 玻璃 1 2012 随州 如图t7 4所示 在盛有某种液体的圆柱形容器内放有一木块a 在木块a的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块b 金属块b浸没在液体内 而木块a漂浮在液面上 液面正好与容器口齐平 某瞬间细线突然断开 待稳定后液面下降了h1 然后取出金属块b 液面又下降了h2 最后取出木块a 液面又下降了h3 由此可以判断a与b的密度之比为 a h3 h1 h2 b h1 h2 h3 c h2 h1 h3d h2 h1 h1 a 专题7 浮力变化问题 针对训练 图t7 4 例2 2012 杭州 小吴同学为探究力之间的关系做了如图t7 5所示的实验 将弹簧测力计下端吊着的铝块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中 直至刚没入水中 不接触容器 无水溢出 在该过程中 下列有关弹簧测力计和台秤示数的说法正确的是 a 弹簧测力计的示数减小 台秤示数不变b 弹簧测力计的示数不变 台秤示数也不变c 弹簧测力计的示数减小 台秤示数增大d 弹簧测力计的示数不变 台秤示数增大 专题7 浮力变化问题 类型二浮力与压力 图t7 5 c 专题7 浮力变化问题 思路点拨 明确测力计测量物体的含义 弹簧测力计测量铝块的重力 台秤测量容器重力及内部水的重力 明确放入物体后测力计测量的含义 弹簧测力计测量物体重力与浮力之差 台秤测量容器重力及内部水的重力与铝块所受浮力之和 前后对比判断 弹簧测力计示数减小 减小的示数即为铝块受到的浮力大小 台秤示数增加 增加的示数即为铝块受到的浮力大小 2 如