2016年河北中学考试物理15题详解

1、2016年某某中考物理15题详解索杨军2017年10月4日中考冲刺阶段，做完终结性练习，发现 2016年某某中考物 理15题拓展一问最难，学生无人能做对，搜索网上也未见正确解法。 对于当时我所带的九五班，讲解的比拟匆忙，也有些粗糙，局部学生 未能完全掌握，决定在空闲时撰文详述，供学生们参考学习。15. 6分2016 某某探究水对容器底的压强。将一由 A和B构成、两端开口的玻璃制品的底部扎上薄橡皮膜，做成容器。A、B的横截面积分别为Sa和Sb，且Sa = 2Sb = 40cm 2容器壁的厚度忽 略不计，卩水=1.0 X103kg/m3, g取10N /kg。实验过程如下： 将容器固定在放有电子秤

2、的铁架台上，使橡皮膜刚好与电子秤完 全接触，且电子秤的示数为零，如下列图。电-幵往容器内分三次缓慢倒入适量的水，将收集的数据填入下表中继续往容器内缓慢倒入60g水后，水进入了容器中B局部，且在B内的高度为1cm .然后往容器内再分三次缓慢倒入适量的水，再将收集的数据填入下表中。计算水对容器底的压强实验次数123456容器内水的质量/ g60100160240300360电子秤的读数/ g60100160280400520容器内水的深度/ cm471013水对容器底的压强/ Pa15025040070010001300回答如下问题：1）将表格中的空白处补充完整。2）分析表中数据可知：水对容器底的

3、压强与水的深度成正比。假设在一底面积为40cm2的圆柱形容器中装入300g水，水对容器底 的压强沏 _Pa，与表格中第5组数据比照可知，水对容器底 的压强与水受到的重力大小 _选填 有关或 无关。3）容器A局部的高度为5 cm。4）拓展完成实验后，小明将一小合金块浸没在容器中，B内水面上 升了 1cm ,电子秤的读数增加了 80g ,如此合金块的密度为3 g / cm3。解：合金块侵没后，B内水面上升了 1cm，由此可求得合金块体积会金= 20cn2 X ict1 - 20cid3进而求得合金块所受浮力僖三P水君络金三107kg/mx 10N/kg x 20 x 10J %:三G倒B内水面上升

4、了 1cm，水对橡皮膜的压强增加了= P址止h = IQg/ju；x ION/kg x 10= lOOPa水对橡皮膜的压力增加了A姝对膜=»禺三100卩赳x 40 X 10二瞥三&尔电子秤的读数增加了 80g，如此橡皮膜对电子秤的压力增加了户触对秤=砒=H) Jkg x ION/kg = Q 叙电子秤增加的压力0.8N由三局部组成，认识这一点是解决此题的关键，即膩对秤二人餘对IB上跆金° F害故珞金A/诞对秤+作孚一 诵膜=ft6N+ttN-ft N = °£N如此丝=竺口金密1 ON/kgeg于是期合金_60官会金 20cm33耳/ cm3反思

5、:在此题中，为何电子秤增加的读数80g不等于合金块的质量60g呢？也就是说，橡皮膜对电子秤增加的压力0.8N并不等于合金块的 重力0.6N，这是解答此题的难点所在，也是学生犯错的根源。如前所述，电子秤增加的压力 0.8N由三局部组成，认识这一点 是解决此题的关键，当然也是难点所在，即3險对秤二对腹+跆金一冷现对此进展讲解。可以大胆想象并假设，力求分解难度，各个击 破，分两步进展： 将合金块G合金换作等体积的水 G排，此时水面仍是升高了 1cm，橡皮膜对电子秤增加的压力为A你对膜H Ma 2 P的瓜 将等体积的水G排又换回合金块G合金，此时橡皮膜对电子秤 再次增加的压力为心戶存金对膜=陀金一创二

6、路金-隔将两者相加，即可得到心/宦赴秤 二心你对膜 士金旭膜徐对膜跆金.博可见放入合金块增加的压力 F膜对秤不等于合金块的重力G合金。提咼：在此题中合金块重0.6N ,增加的压力却为0.8N ,多了 0.2N ,这 是其一；此外，将题目中的表格扩展还会发现，当水面进入B玻璃品 后，电子秤的读数大于水的质量，即电子秤所受压力大于水的重力。 这是其二。实际上这两者的道理是一样的。下面进一步详解。实验次数123此两列是根据 题意追加的456容器内水的质量/ g60100160200220240300360水的重力/ N123电子秤的读数/ g60100160200240280400520电子秤所受压

7、力/N124容器内水的深度/ cm45671013水对容器底的压强/ Pa15025040050060070010001300水对容器底的压力/N124假设没有铁架台，并忽略橡皮膜和 AB玻璃品的质量，只考虑水 的质量，如如下图hBB把水、橡皮膜和AB玻璃品这三个物体组看作一个整体，作为研 究对象，它受重力G水和支持力N秤对膜而静止，故二力平衡，等大 反向鮪対.又因电子秤对橡皮膜的支持力 N秤对膜和橡皮膜对电子秤压力F膜对秤 是一对相互作用力，故二力等大反向综合以上，得心M二碌|即橡皮膜对电子秤的压力等于水自身的重力再继续刨根问底，水对橡皮膜的压力为餘对膜二叭 二卩水认如斗 卩朮川A更

8、7;_加廉）=瞬观察以上不等式，使人疑惑的是：为何水对橡皮膜的压力没有等大地传递给电子秤呢？这就要分析物体组内部的内力啦。看图示的绿色面，即 A玻璃品的突出部的上外表，它受水的压力为 F向上倫上匸卩林加心二丽）即水把橡皮膜向下压的同时也把 A玻璃品的突出部的上外表向上压，求其合力F合=你对膜-/向上=卩水J% +加）皿-P水也1（$ -和=P好即F合等于G水，可见水对橡皮膜的压力虽大，但被水对突出部的上外表的压力抵消掉一局部，最终结果还是电子秤所受的压力 F膜 对秤 等于水的重力G 7水,即斥刘秤=F合=6由此也得出一个技巧，分析一个 物体组的受力，对于其内部之间 相互作用的力，简称 内力，没必要深究，因为它们会彼此抵消，只需要对它们和外部相互作用的力，简称 夕卜力，加以分析就行 再考虑铁架台紧紧抓住AB玻璃品的情形依然将水、橡皮膜和 AB玻璃品这三个物体组看作一个整体，作为研究对象，唯一不同的是，水将 A玻璃品的突出部的上外表向上压的同时，铁架台会抓住 AB玻璃品向下压，这是一对相互作 用力，等大反向，且这个力属于外力，必须考虑，其大小F台对AB略对怔二倫上二卩水号冰$二对F台对AB和G水二者求合力就是橡皮膜