奥物 压强 浮力 杠杆.doc

中小學1對1課外輔導專家精锐教育学科教师讲义讲义编号_ 学员编号： 年 级： 初二 课时数： 3学员姓名： 科目： 物理 学科教师： 柳叶课 题 初中物理奥林匹克 压强、浮力、杠杆授课时间：2012-02-01备课时间：2010-01-31教学目的1、 对压强、浮力、杠杆的考点有比较深的认识2、 对知识点所出题型的基本了解3、 对知识点的重点，难点的掌握教学内容[例1]如图所示的连通器，粗管截面积为16cm2，半径是细管半径的2倍，横管长10cm，粗细与细管一样先把0．24L水银注入连通器内，然后在细管一端灌水问：灌多少毫升水可以灌满?如果改在由粗管一端灌水，则需多少毫升可以把粗管灌满?分析与解：设灌水前两管中高度为h1∵R∶r＝2∶1，则S粗∶S细＝4∶1∴细管截面积S细＝16×＝4（cm２）则在未灌水前：S细(h1＋L)＋S粗h1＝V即：4(h1＋10)＋16h1＝240 ∴h1＝10cm。

在细管中倒水：若这时细管中水银下降Δh，则粗管中水银面上升那么水银面的高度差为 ∴代入数据得Δh＝5.625cm h水＝9５.625cm∴V水＝S细h水＝4×95.625＝382.5(cm３)＝382.5ml２）若在粗管中倒水：若这时粗管中水银下降Δh’，则细管中水银面上升4Δh’那么水银面的高度差为5Δh’有：代入数据得Δh’＝1.6cm h’水＝91.6cm∴V’水＝S粗h’水＝16×91.6＝1465.6(cm3)＝1465.6ml[练习1]课外小组设计了一个间歇式放水装置，基本构造如图所示，其中T为蓄水A为进水口，C为排水口，C与倒置的Ｕ形管连接，出水口E与水箱底部B等高使用前水箱里没有水，试分析这个排水装置的工作过程并指出要实现间歇式排水，需要满足什么条件?分析与解：向水箱里注水过程中，水箱Ｔ与管CD构成连通器，管内水面与箱内水面同步升高由于进水口的位置高于U形管最高端D当水箱内水面达到D的高度时，开始向外排水如果在相同的时间内从A进入水箱的水量大于或等于从C排放的水量，就不能出现间歇式排水的效果实现间歇式水排水需要满足的条件是：相同时间内向箱内注水量小于从C排放的水量排水过程开始后，因注水量小于排水量，水箱内的水面很快低于D的位置，不过CDE是一个虹吸管，排水过程会继续下去。

当水箱里的水面降到C的位置时，停止排水，箱内水面就逐渐升高，水面升到D的高度时，新的一轮排水过程又开始[例2]如图所示的容器中装有液体，当液体温度升高而膨胀时，容器底部受到液体的压强将如何变化?分析与解：借用一圆柱形容器进行比较、分析下图甲、乙两容器中装有等质量、等深度、同温度的同种液体当温度升高时，图乙中液体因质量不变，容器底部受到的压力不变，圆柱体底面积Ｓ不变，由可知，圆柱形容器底部所受液体的压强不变当甲、乙两容器液体升高相同的温度时，液体体积的增大量相等，但液面上部甲的横截面积大些，因而h1＜h2，所以温度升高后，甲中液体深度h甲＝h＋h1小于h乙＝h＋h2由Ｐ＝ρgh可知P甲＜P乙，而Ｐ乙不变，所以Ｐ甲减小所以答案应为：减小[练习2]老师给小华一支粗细均匀的两端开口的长直细玻璃管，一把带毫米刻度线的刻度尺，让小华通过实验测量食用花生油的密度老师问小华是否还需要其它器材，他考虑片刻后又要了一盏酒精灯和一些清水，然后开始做实验，很快测出了花生油的密度，请你说出他的方法?分析与解：先用酒精灯加热长直细玻璃管的中部，中部变软后将长直细玻璃管制成Ｕ形管待冷却后，将水灌入Ｕ形管内，兼Ｕ形管开口竖直向上放置时，两侧管内水面处在同一水平面，此时从管的一侧缓慢注入待测花生油，注入油的一侧管内水面下降，另一侧管内水面上升，注入适当高度的油后，使管内液体保持静止（如图），测出油柱高度h1及两侧管内水面高度差h2，根据h1产生的压强与h2的水柱产生的压强相等，得：ρ油gh1＝ρ水gh2 [例3]用长度相同、直径分别为d１和d２＝2d１的输油管输送石油，如果泵站保证两管管端的压强差始终不变，且液体匀速流动，流动时所受阻力与速度成正比，问一昼夜后者所输送的石油是前者的多少倍?分析与解：液体匀速流动，有Ｆ阻＝Ｆ压＝ΔPS，其中Ｆ阻＝kV，设一昼夜流过管子的石油流量为M＝SVt（t为一昼夜的时间）则：ΔPS＝kV＝ 即后者是前者的16倍[练习3]同学们仔细观察过生活中的水桶形状吗？下图的三种情况，从桶子耐用角度讲，哪中形状最适用做水桶？为什么？分析与解：由例9的解答可知：桶底所受压力：F甲>G水、F乙＜G水、F丙＝G水一般情况下，桶底与桶围不是一个整体，使用太久，容易导致桶底与桶围出现裂缝而漏水因此必须使桶底受到的压力尽量减小，使桶底水压小于水重，水的部分压力压在桶围上，故乙图最合要求。

第三讲 力学(三)一、知识要点知识点分项细目(一)浮力：1．浮力产生的原因2．浮力的计算：①漂浮：F浮＝G＝ρ物gV物②称量法；F浮＝G－F③成因法：F浮＝F下－F上④定律法：F浮＝G排＝ρ液gV排3．阿基米德定律的应用；物体沉浮条件的应用(二)功和能：1．功和功率的计算2．功的原理、机械效率3．机械能的转化和守恒(三)简单机械：杠杆、滑轮、斜面 二、例题与练习[例1]小明在一根粗细均匀及质量分布也均匀的直木杆的一端缠绕少许细铅丝制成一支测液体密度的密度计将这支自制的密度计放在水中，密度计直立浮在水面上，木杆上与水面相平的刻线到木杆下端的距离为16.2cm将这支自制的密度计放在盐水中，密度计上与盐水表面相平的刻线到木杆下端的距离为14.2cm，若缠绕的铅丝体积很小，可忽略，试求盐水的密度?分析与解：设木杆的底面积为Ｓ，木杆及细铅丝共重G，当它竖立在水中时：F浮＝G即ρ水gSL1＝G……①同理，当它竖立在盐水中时，有：ρ盐gSL2＝G……②由①、②可得ρ盐＝1.14×103(kg／m3)[练习1]有一方木决，当它浮在水面上时，露出水面部分是它总体积的五分之二，当把它放在某种液体中时，露出液面的部分是它总体积的三分之一，求物体的密度和液体的密度。

解答：设物体的体积为V，漂浮在水面时：G物＝F浮＝ρ水gV排 ……（1） ……(2) G物＝F浮＝ρ液gV’排 ……（3） ……(4) G物＝ρ物gV ……(5)解以上方程得： ρ物＝ρ水＝0.6×103kg/m3 ρ液＝ ρ物＝0.9×103kg/m3[例2] 在一个盛有150Ｎ水的容器中放入一物块，则它所受到的浮力应为Ａ．大于150Ｎ Ｂ．小于150Ｎ Ｃ．等于150Ｎ Ｄ．以上答案都可能分析与解：由阿基米德原理可知∶Ｆ浮＝ρ水ｇＶ排 ………………………①容器中的水受到的重力为∶Ｇ水＝ρ水ｇＶ水 ………………………②由①式除以②式得∶Ｆ浮＝Ｖ排／Ｖ水Ｇ水 ……………………③由③式可知，当Ｖ排＜Ｖ水时，Ｆ浮＜Ｇ水； 当Ｖ排＝Ｖ水时，Ｆ浮＝Ｇ水； 当Ｖ排＞Ｖ水时，Ｆ浮＞Ｇ水． 所以以上题目正确答案应是选项Ｄ． 由以上分析可知，Ｖ排与原液体的量没有直接关系[练习2]已知小球A能在水中悬浮，小球B能在水中下沉，小球C能漂浮在水面上。

现将三个小球放在一只盒内，然后把小盒漂浮在盛水的容器里，测下列判断正确的是：A．只把小球A从小盒中拿出放入水里，容器中水面下降B．只把小球B从盒中拿出放入水中，容器中水面下降C．只把小球C从盒中拿出放入水里，容器中水面高度不变分析与解：设盒子中只装一只小球，球的密度为ρ球，把盒子和小球看成一个漂浮在水面上的整体，此时相当于小球和盒子分别漂浮在水面上（如图）对球：F浮＝G球 即：ρ水gV排＝ρ球gV球 ①（1）当 ρ球 ＜ ρ水 小球仍漂浮在水面上，与乙图情况一样，故水面高度不变所以，C答案正确2）当 ρ球 ＝ ρ水时，由①式可知，此时，V排＝ V球即小球将悬浮水中，水面高度亦不变 所以，A答案错误3）当ρ球＞ρ水时，小球会沉入水底，由（1）式将V排＞V物，水面高度下降所以，B答案正确[例3] 在湖水中24m深处，有一个体积为2dm3的气泡，当它上升到离液面16m、12m、8m等深处时，它的体积逐渐变大，相应为3dm3、4dm3、6dm3，如图甲所示．①求气泡在各深度处所受的浮力．②作出F随Ｖ排变化的函数图象． 分析与解：k＝ρ水ｇ＝1×103kg/m3×10N/kg＝104N／m3根据Ｆ浮＝kＶ排＝104Ｖ排，列表计算如下：气泡所在处深度／mＶ排／dm3Ｆ浮／N2422016330124408660根据表中数据可作F随Ｖ排变化的图象，如图乙所示．由图象可看出：浮力的大小与Ｖ排成线性关系．用图象表示物理规律最形象、最直观．[练习3]马铃薯中所含淀粉的百分率与它密度关系如下表所示：马铃薯密度（g／cm３）1.081.101.121.141.15所含淀粉百分率（％）141822.526.529某采购员在选购马铃薯时，在空气中称洗净的马铃薯样品重为150g，再将样品浸没在水中称得重为19.6g，求样品中淀粉的百分含量?分析与解：设样品重为G，在水平中重G’, 样品在水中有：G’＋F浮＝G.又F浮＝ ρ水gVs样 而 查表得：样品中淀粉含量为29%。

[例4]把一个长10cm，直径7cm的金属圆柱体，先后放在空气和二氧化碳里称，所得数据相差0.24g，求CO2的密度?分析与解：由受力分析和平衡条件可知：在空气中称时，有：N1＋F浮1＝G在CO2中称时，有：N2＋F浮2＝G由（1）－（2）得：△N＝△F浮而△N＝0.24×10－3×9.8N △F浮＝ ρ2gV－ ρ1gV∴ ρ2gV－ρ1gV＝0.24×10－3×9.8将空气的密度ρ1值和圆柱体的体积V代入得， CO2的密度为ρ2＝1.91kg/m3[练习4] 小华用一只有颈圆柱形的塑料饮料瓶和一桶水、一把尺就巧妙地测出了食用油的密度写出他的操作步骤，用字母代表测量量，推导出计算密度的公式分析与解：(1)剪去饮料瓶的上部，保留中间的圆柱部分2)瓶中放入几个石块和少量水，使水没过石块，将它放入桶中使它浮在水面上，测量露出水面的瓶高h13)在瓶内注入一些待测的食用油，测量瓶内水面上的油层厚度H4)再次将瓶放入桶中，测量露出水面的瓶高h2瓶的直径记为D，水的密度记为ρ水，推导计算ρ油的公式：第一次放入桶中以后，排开水的体积记为V1，注入食用油后排开水的体积记为V2，于是V2－V1＝π/4×(h1－h2)D2根据阿基米德原理，食用油所受的重力为∶mg＝ρ水(V2－V1)g食。