2006年全国初中物理知识竞赛第二讲力学(二)

第二讲 力学(二)

一、知识要点

[例1]度计。将这支自制的密度计放在水中，木杆上与水面相平的刻线到木杆下端的距离为16.2cm为14.2cm，若缠绕的铅丝体积很小，可忽略，试求盐水的密度?

G，当它竖立在水中时： F

[ F浮＝ρ水gV排 （1） V5ρ

液

gV’排 （3）

(5)

ρ物＝

ρ水＝0.6×103kg/m3 ρ液＝

3

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。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。

（3）当ρ球＞ρ水时，小球会沉入水底，由（1排V物，水面高度下降。所以，B答案正确。

[

16m、

12m、8m等深处时，k排浮力的大小与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]

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 S水gV样 G G' V样

M

G G'

i水g

而 M

样

Gg

样

样

V样

GG G'

水 1.15g/cm

3

查表得：样品中淀粉含量为29%。

[例4]把一个长10cm，直径7cm0.24g，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＝0.24×103×9.8N △F浮＝ ρ2gV－ ρ1gV

－

∴ ρ2gV－ρ1gV＝0.24×103×9.8

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] 一把尺就巧妙地测出了食用油的密度。写出他 分析与解：

(1)

(2)高h1。

(3)H。 (4)h2。

ρ水，推导计算ρ油的公式：

V1，注入食用油后排开水的体积记为V2，于是 V2＝/4(h1－h2)D2

mg(V2－V1)g 食用油的质量为

m ＝ ρ水(V2－V1)＝π/4×ρ水(h1－h2)D2 另一方面，食用油的体积为V油

4HD

2

所以ρ油＝m/V油＝(h1－h2)

ρ水/H

[例5]如图，一木块上面放一块实心铁块A，木块顶部刚好与水面相齐，在同样的木块下面挂另一实心铁块B，木决也刚好全部浸入水中，则A、B两铁块的体积比为多少? 分析与解：将A和木块一起作好研究对象，整体受重力（G＋GA）和 浮力F作用，且处于平衡状态，再将B和木块也视为整体，受重力 （G＋GB）和浮力（F＋FB）作用，也处于平衡状态。则： F＝GA＋G （1） F＋FB＝GB＋G （2） （2）－(1)得 FB＝GB－GA

又GA＝MAg＝ρ铁gVA GB＝MBg＝ρ铁gVB FB＝ρ水gVB ∴ρ水gVB＝ρ铁gVB－ρ铁gVA ∴

VAVB

铁 水

铁

7.8 17.8

3439

[练习5]一块冰内有一小石块，放入盛有水的量筒内，4.6cm；当冰熔化后，水面又下降了0.44cm，已知量筒的横截面积为10cm2（p冰＝0.9×103kg／m3）。 分析与解：

V冰＋V石＝46cm3 V冰－V化水＝4.4cm3

V冰/V化水＝ρ水/ρ冰＝10/9 故∶V冰＝44cm3 V石＝2cm3 G石＝ρ水gV排

当石块沉底时∶V石＝V′排

V排－V′排＝(ρ石gV石/ρ水 2cm3

∴ρ石＝2ρ水＝2×103

[例6]

且车前进是靠车轮的滚动。除空气的阻车轮可向前滚动几周，同步行相比，若前进的距离相等，骑自行车的人腿属屈伸次数因此，骑自行车比步行既省力又省功。这个道理并不违背功的原理，因为骑车与步行相比较的条件是平直公路上通过相同的路程，并非要完成相同的功。所以不能一遇到“既省力又省功”的说法就不问条件，也不具体分析，盲目认为违背功的原理。

[练习6] 某工地在冬季水利建设中设计了一个提起重物的机械，是这个机械组成部分的示意图。OA是钢管，每米长受重力为30N；O是转动轴，重物的质量m为150kg，挂在B处，OB 1m；拉力F加在A点，竖直向上，取g＝10N/

kg。为维持平衡，钢管OA为多长时所用的拉力最小？这个最小拉力

是多少？

分析与解：解：设OA x,OB b，每米长钢管重 为W 30N/m，根据杠杆平衡条件可列出方程：

bmg

x2

Wx Fx

，整理得Wx

2

2Fx 2bmg 0 (1)

这个方程有解的条件是 0，其中 ( 2F) 8Wbmg

F

2Wbmg

2

；由此解出

，把数值代入得F 300 ，这表示拉力的最小值为300N。

x

2F 2W

从（1）式可以解出钢管长为：

x

FW

30030

m 10m

由于拉力最小时 0。

参考答案中巧妙地运用数学中一元二次方程的解存在的条件 0如果充分利用数学知识还可得到以下几种解法： 方法

1：配方法。利用方程（1）可得：F

12Wx

.

方法2方法3

：极值法。 方法及技巧处理物理问题的考题，用来考查学生的智 [5m宽的水渠。成人从左岸到右岸，而小孩从水渠右岸

AB木板视为杠杆，A为支点，成年人对木板压力视A’时，A’对B的支持力最A’B’压力视为阻力F1，小孩对木板的压力视为动力F2。则：F1×A’O＝F2×OB’

而OA’＝1m，OB’ ＝3m， F1＝600N ∴F2＝200N 即小孩体重不能轻于200N

[练习7]

一架不准确的天平，是因为它横梁左右两臂不等长，虽然砝码很准确，但是通常的办法却不能称得待测物体质量的准确值。你能想出什么好办法用这架天平称得物体质量的准确值吗？说出你的办

法。

分析与解： 天平的原理是利用杠杆平衡的条件 动力×动力臂＝阻力×阻力臂。当两个力臂相等，则被测物体的质量等于砝码的质量。利用这种不准确的天平，测物体质量的准确值 …… 此处隐藏：3335字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……