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如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有长方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有1/2的体积浸在水中,此时弹簧恰好-九年级物理

[db:作者]  2020-04-22 00:00:00  零零社区

题文

如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有长方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有1/2的体积浸在水中, 此时弹簧恰好处于自然状态,没有发生形变。(不计弹簧受到的浮力,g取10N/kg。)
(1)求此时容器底部受到的水的压强。
(2)求木块A的密度。
(3)向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没水中,立即停止加水,此时弹簧对木块A 的作用力为F1,在原图上画出此时水面的大致位置。
(4)打开阀门B缓慢放水,直至木块A刚好完全离开水面时,立即关闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力为F2,求F1、F2之比。
 
题型:计算题  难度:中档

答案

(1)2×103pa
(2)0.5×103kg/m3
(3)“略”
(4)1:1

据专家权威分析,试题“如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有长方体木块A,..”主要考查你对  液体压强的计算,密度的计算,力的示意图,弹力,弹性  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

液体压强的计算密度的计算力的示意图弹力,弹性

考点名称:液体压强的计算

  • 液体压强的计算公式:
    P=ρgh(ρ是液体密度,单位是千克/米3;g=9.8牛/千克;h是深度,指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,单位是米。)

  • 对液体压强公式的理解
    1.由公式可知,液体内部的压强只跟液体的密度和深度有关,而跟液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积等无关。

    2.公式只适用于计算静止的液体产生的压强,而对固体、气体或流动的液体均不适用。

    3.在液体压强公式中h表示深度,而不是高度。判断出h的大小是计算液体压强的关键,如图所示,甲图中A点的深度为30cm,乙图中B点的深度为 40cm.丙图中C点的深度为50cm。

    4.运用公式时应统一单位:ρ的单位用kg/m3,h 的单位用m,计算出的压强单位才是Pa。 

    5.两公式的区别与联系:是压强的定义式,  无论固体、液体还是气体,它都是普遍适用的;而是结合液体的具体情况通过推导出来的,所以适用于液体。

    6.用公式求出的压强是液体由于自身重力产生的压强,它不包括液体受到的外加压强。

    转换法和控制变量法探究液体压强大小跟哪些因素有关:
         在探究液体压强的大小时,由于液体压强的大小不易测量或是不能直接观测到它的大小,我们用“转换法”,通过液体压强计中两玻璃管液面的高度差的大小来比较液体压强的大小,将抽象的东西变成了直观且形象的东两,使问题简化了。

        由于液体内部压强跟液体的深度和液体密度两方面因素有关,所以在探究液体内部压强的规律时要采用控制变量法,即在探究液体压强与深度的关系时,要保持液体密度不变,在探究液体压强与液体的密度关系时,要保持液体的深度不变。

考点名称:密度的计算

  • 公式:
    密度的公式:ρ=m/V(ρ表示密度、m表示质量、V表示体积)

    密度公式变化:m=ρV、V=m/ρ

  • 正确理解密度公式:
    理解密度公式时,要注意条件和每个物理量所表示的特殊含义。从数学的角度看有三种情况(判断正误):

    1. 同种物质:

    (1)ρ一定时,m和V成正比;(因为ρ=m/V,ρ一定,m增大,V也增大,所以成正比)
    (2)m一定时,ρ与V成反比;(因为m=ρv,m一定,v增大,ρ变小,所以成反比)
    (3)V一定时,ρ与m成正比。
    结合物理意义,三种情况只有(1)的说法正确,(2)(3)都是错误的
    因为同种物质的密度是一定的,它不随体积和质量的变化而变化,所以在理解物理公式时,不可能脱离物理事实,不能单纯地从数学的角度理解物理公式中各量的关系。

    2. 不同物质:

    (1)具有不同物质的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量也大,物体的质量跟它的密度成正比
    (2)具有不同物质的物体,在质量相同的条件下,密度大的体积反而小,物体的体积跟它的密度成反比

考点名称:力的示意图

  • 定义:
    在受力物体上沿力的方向画个箭头,表示物体在这个方向上受到了力,这种表示力的方法叫做力的示意图。

    力的三要素 力的示意图
    力的大小 用线段长短粗略表示力的大小
    力的方向 箭头所指的方向表示力的方向
    力的作用点 力的作用点画在线段的起点火箭头处

  • 力的示意图的画法:
    (1)在受力物体上画出力的作用点;

    (2)确定力的方向,然后沿力的方向画一条直线;

    (3)在线段的末端标上箭头,并在箭头旁标出所画力的符号;

    (4)在同一个图上画几个力的示意图时,力越大线段应越长,大小相同的力线段长度应相等。如图所示为茶杯对桌面的压力的示意图。

  • 力的图示:
    1.为了形象、直观地表示力,我们可用一根带箭头的线段来表示力的大小、方向和作用点(即力的三要素)。这种表示力的方法叫做力的图示,如图所示。力的方向所沿的直线叫力的作用线。


     2.画力的图示的步骤:
    (1)选定标度(用多少毫米表示多少牛的力);
    (2)从作用点沿力的方向画一条线段,根据选定的标度和力的大小按比例确定线段的长度,并在线段上加上刻度;
    (3)在线段的末端加箭头表示力的方向,箭尾在力的作用点上。

    提示:力的作用点一定要画在受力物体上,不可随意画在线段的其他部分,一般要画在物体的重心上,压力要画在被压物体的表面上。当一个物体受多个力作用时,这几个力的作用点都要画在物体的重心上。

    例:水平地面上有一辆小车,甲水平向左推,用力 6N,乙向左上方与水平方向成30角拉,用力9N,作出这两个力的图示。
    解析:作力的图示,应按要求标明角度大小,在一个图上,不管有几个力,标度都应统一,又因为线段的长度最好是标度的整数倍,所以取标度为3N。
    答案:如图所示

考点名称:弹力,弹性

  • 定义:
    弹性:
    受力会发生形变,不受力时又恢复到原来的形状,物体的这种性质叫做弹性;

    弹力:
    是由于物体发生弹性形变而受到的力,例如:压力和支持力。

  • 弹力的特点:
    (1)弹力产生在直接接触并发生弹性形变的物体之间,任何物体只要发生弹性形变就一定会产生弹力。
    (2)弹力方向总是与作用在物体上的使物体产生形变的外力方向相反。
    (3)弹力的大小与物体的弹性强弱、形变大小有关,形变越大,弹力越大,形变消失弹力也随之消失。

  • 弹力的形式:
         因物体的形变有多种多样,所以产生的弹力也有各种不同的形式。例如,把一重物放在塑料板上,被压弯的塑料板要恢复原状,产生向上的弹力,这就是它对重物的支持力.将一物体挂在弹簧上,物体把弹簧拉长,被拉长的弹簧要恢复原状,产生向上的弹力,这就是它对物体的拉力。不仅塑料板、弹簧等能够发生形变,许多物体都能够发生形变,对与它接触的物体产生弹力。我们通常所说的压力、支持力、绳子的拉力等,其实质就是弹力。

    弹力产生条件:
    1.两物体互相接触
    2.物体发生弹性形变(包括人眼不能观察到的微小形变)需要注意的是:任何物体只要发生了弹性形变,就一定会对与它接触的物体产生弹力。一旦超出弹性形变范围,就会彻底失去弹力。(即是超过了弹性限度,塑性物体除外)
    举例:木块A靠在墙壁上,若作用一个推力,在木块A上,则木块对墙壁有挤压,发生形变,此时A与墙壁间有弹力作用。

    弹力的方向:
    弹力的方向与物体形变方向相反,具体情况有以下几种。
    ①轻绳的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向。
    ②压力、支持力的方向总跟接触的面垂直,面与面接触,点与面接触,都是垂直于面;点与点的接触要找两接触点的公切面,弹力垂直于这个公切面指向被支持物。
    ③二力杆件(即只有杆的两端受力,中间不受力(包括杆本身的重力也忽略不计),叫二力杆件),弹力必沿杆的方向。一般杆件,受力较为复杂,应根据具体条件分析。
    ④杆:弹力方向是任意的,有它所受外力和运动状态决定。
          弹力的大小跟形变的大小的关系。在弹性限度内,形变越大,弹力也越大;形变消失,弹力就随着消失。对于拉伸形变(或压缩形变)来说,伸长(或缩短)的长度越大,产生的弹力就越大。对于弯曲形变来说,弯曲的越厉害,产生的弹力就越大。对于扭转形变来说,扭转的越厉害,产生的弹力就越大。

    弹力的本质:
          弹力的本质是分子间的作用力。当物体被拉伸或压缩时,分子间的距离便会发生变化,使分子间的相对位置拉开或靠拢,这样,分子间的引力与斥力就不会平衡,出现相吸或相斥的倾向,而这些分子间的吸引或排斥的总效果,就是宏观上观察到的弹力。如果外力太大,分子间的距离被拉开得太多,分子就会滑进另一个稳定的位置,即使外力除去后,也不能再回到复原位,就会保留永久的变形。这便是弹力的本质。

    弹力的区别:
       
         弹力是按照力的性质命名的。而压力,支持力,拉力则是由力的效果命名的。这是两个完全不同的概念。因此,弹力和压力,支持力,拉力之间没有明确的关系。弹力不一定是压力,支持力,拉力。
        
          例如,套在同一光滑竖直杆的两个环形磁铁,其相同的磁极相对,两个磁铁均处于静止状态。对上面的磁铁进行受力分析,磁铁受本身的竖直向下的重力作用和竖直向上的排斥力作用,二力为一对平衡力。此时,向上的排斥力便作为支持力。此支持力就不是弹力。另外,由牛顿第三定律得,大小等于向上的排斥力,方向向下的磁力也作用于下面的磁铁上。此时,这个向下的磁力就是上面的磁铁给它的向下的压力。这个压力也不是弹力。
         
          又如,在两根光滑平行直导轨间,分布有竖直方向且等距离分布的方向不同的匀强磁场,导轨上有一个宽度与磁场相同的金属框。当磁场匀速运动时,线框就会受到安培力作用而运动起来。此时,安培力就是线框运动的合外力,也就是拉力。此拉力也不是弹力。
          所以,不能笼统地说,弹力就是压力,支持力,拉力。要具体情况具体分析。具题目意思来定。

  • 弹性形变与塑性形变:
    1.弹性形变物体由于在力的作用下发生形变,当力撤去后,物体义恢复原状,如弹簧、橡皮条等,这样的形变叫弹性形变,外力消失后能白动恢复原来形状的性质叫弹性。

    2.塑性形变也有一些物体在发生形变后,不能恢复原状,如一块泥巴,用笔杆插一个洞或用手一压,泥巴不会恢复原状,我们把这样的形变叫做塑性形变。物体变形后不能自动恢复原来的彤状的性质叫做塑性。例如:被拉长的弹簧,如果超出了其弹性限度,弹簧被拉长后,发生改变,但当外力消失后,弹簧无法恢复原状,这样的形变就是塑性形变。



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