你有沒有遇到過這樣的物理題——明明每個字都認識,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生,甚至不少家長看了也直搖頭。但你知道嗎?學霸們其實有一套破解這類難題的"獨門秘籍"。
先看第一題。
想象一下,有個人站在地上,用滑輪組從水池底勻速提起一個實心圓柱體 A。這就好比一場水下的 “拔河比賽”,只不過 “對手” 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隨著時間在改變。我們知道,在水里越深處,壓強越大。一開始 A 在池底,壓強最大,隨著時間推移壓強變小,說明 A 在慢慢往上走。當壓強變為 0 時,A 剛好離開水面。從這里能看出,這個過程用了 20 秒。而一開始最大壓強對應的深度,就是池水深度,經過分析能知道是 4 米。那 A 上升速度呢?就像我們走路,路程除以時間就是速度,A 上升的路程是 4 米,時間是 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 秒這個時間段,人對地面的壓強有變化,這意味著 A 開始露出水面啦。A 上升速度是 0.2 米每秒,這個過程持續了 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,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。根據浮力的原理,排開這么多水就會產生相應的浮力。
再來說拉力。人的質量是 60 千克,那他的重力能根據生活常識大概估算出來。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 未露出水面時人對地面的壓強,根據壓強和接觸面積能算出人對地面的壓力,用重力減去這個壓力,就得到人對繩的拉力。A 全部露出水面后,人對地面的壓強變了,同樣方法能算出這時人對繩的拉力。
最后求動滑輪的重力。這里涉及到機械效率,A 未露出水面和離開水面后,裝置的機械效率有比例關系,結合前面算出的各種力,就能求出動滑輪重力。
再看第二題。
一輛汽車通過繩子和定滑輪,從水中打撈一個實心物件。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,汽車對繩子的拉力就等于物件的重力,從圖里能看出這個拉力是 2500 牛,根據生活中質量和重力的關系,就能算出物件的質量是 250 千克。
物件浸沒在水中時,汽車對繩子的拉力是 1250 牛,那物件受到的浮力就是物件的重力減去這個拉力,等于 1250 牛。知道了浮力,再根據一些相關的知識,就能算出物件排開的水的體積,也就是物件自身的體積。
當物件下表面離水面 0.5 米深時,根據在水里深度和壓強的關系,就能算出下表面受到水的壓強。
重視錯題,成就物理高分
通過這兩道題的分析,大家是不是發現,只要掌握好物理知識,按照邏輯思考,浮力難題也能輕松解決?其實,物理學習最大的誤區就是盲目刷題。真正高效的方法是:做一道題,弄懂一類題。《八套中考學霸物理錯題集》就是幫你實現這個目標的最佳助手。它是由八位歷屆中考學霸精心手寫整理。包含了幾乎所有初中物理易錯題、常錯題、重難點,還有各種實用的知識方法和結論。有了它,就像有了一位貼心的物理學習導師,能幫助孩子取長補短、博采眾長,攻克物理難題,快速提升成績。
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