2022年中考物理复习题(含解析)--压强和浮力
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这是一份2022年中考物理复习题(含解析)--压强和浮力,共94页。试卷主要包含了选择题,填空题,作图题,实验探究题,计算题等内容,欢迎下载使用。
2022年中考物理复习新题速递之压强和浮力(2022年5月)
一、选择题(共12小题)
1.(2022春•思明区校级期中)同学们梳理了书中与压强知识相关的实验,如图所示,其中分析正确的是
A.甲图实验,装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越少,海绵凹陷越明显
B.乙图实验,当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时,形管两边液面高度差变大
C.丙图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,不能估测大气压强的值
D.丁图实验,向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
2.(2022春•思明区校级期中)小林做深蹲运动时双脚与地面的接触总面积约,他对地面的压强最接近
A.100 B.1000 C. D.
3.(2022春•包河区期中)如图所示,一块长木板放在水平桌面上,在水平向左推力作用下做匀速直线运动,直至木块右端与桌边对齐,在推木板的过程中,木板对桌面的压力、压强和摩擦力的变化情况分析正确的是
A.和不变,变大 B.和不变,变大
C.变小,和变大 D.和不变,变小
4.(2022•永安市一模)如图甲所示,放在水平桌面上的圆柱形容器(厚度不计)的底面积为,装有的水。、是由不同的材料制成的两个实心物块,且、的体积之比为。当把、两物块用细线相连放入水中时,两物块恰好悬浮,且没有水溢出,如图乙所示。现剪断细线物块上浮,稳定后水对容器底的压强变化了,物块有体积露出水面,下列说法正确的是
A.图甲中水对容器底的压强为
B.物块、的质量之比为
C.物块的密度为
D.物块的密度为
5.(2022•新野县一模)如图所示,嫦娥五号“上升器”搭载着从月球采集的样品从月面顺利起飞,这标志着我国在航天航空方面的能力有着极大提升。下列有关说法不正确的是
A.嫦娥五号自带的太阳能电池板能将太阳能转化为电能
B.嫦娥五号探测器“脚掌”又大又宽是为了减小压强
C.嫦娥五号从月球采集的样品带回地球后,质量不变
D.留在月球表面的嫦娥五号“着陆器”对月球表面的压力和受到的支持力是一对平衡力
6.(2022•乌鲁木齐一模)如图为船闸工作示意图,阀门关闭时,打开阀门,则
A.闸室与上游构成连通器 B.闸室与下游构成连通器
C.闸室中的水位逐渐下降 D.闸室中的水位保持不变
7.(2022•费县一模)2022北京冬奥冠军谷爱凌正在“倾斜”的雪地上匀速向下滑行,对雪有压力,下列有关说法正确的是
A.谷爱凌对雪的压力是竖直向下的
B.谷爱凌对雪的压力大小就等于其重力的大小
C.谷爱凌对雪的压力是作用在谷爱凌上的
D.谷爱凌对雪的压力是由于滑雪板发生形变而产生
8.(2022•房山区一模)如图盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重,高,底面积为;杯内水重,水深,水的密度为,取。下列说法中正确的是
A.水杯对桌面的压力为 B.水杯对桌面的压强为
C.水对杯底的压强为 D.水对杯底的压力为
9.(2022•船营区校级二模)潜水艇在水面下,匀速下潜的过程中
A.重力变大 B.受到的水的压强变大
C.受到的水的浮力变大 D.重力势能转化为动能
10.(2022•安徽模拟)下列物理现象中,分析正确的是
A.推土机的推土铲刃做得锋利,是通过增大受力面积来增大压强的
B.一艘轮船从河里驶入海里,要上浮一些,但所受浮力不变
C.用高压锅炖肉熟的透是因为增大了锅内大气压
D.汽车在行驶过程中车窗打开,窗帘总是往外飘是因为窗外空气流速大,压强大
11.如图所示是研究液体内部压强与深度的关系的实验,当圆盒浸入水中的深度增加时,对压强计的形管中的液面的变化情况描述正确的是
A.左、右液面均升高,液面的高度差减小
B.左面液面降低,右面液面升高,液面的高度差变大
C.左、右液面均降低,液面的高度差不变
D.左液面升高,右液面降低,液面高度差变小
12.图甲表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景。为了探究他们对雪地压力的作用效果与受力面积的关系,小明想利用海绵、小桌、砝码进行模拟实验。实验时应采用的方法是
A.参照图(a)和图(b)进行对比实验
B.参照图(b)和图(c)进行对比实验
C.参照图(a)和图(c)进行对比实验
D.以上都不对
二、填空题(共5小题)
13.(2022春•玉山县校级期中)在生活中,我们有过以下的体验或观察:①写字笔的笔杆握笔处凹凸不平;②厨房的菜刀刃磨得很薄;③装订试卷时用力按压订书机;④运动鞋的鞋底花纹做的很深。其中主要目的为了增大压强的是 ,增大摩擦的是 。(填写序号)
14.(2022春•思明区校级期中)在北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中,中国选手苏翊鸣夺得金牌。滑雪时穿的滑雪板是通过 来减小压强的。如图,滑雪越过雪坡落地时,要让滑雪板的后端先落地,避免由于 而造成摔倒。
15.(2022•剑阁县模拟)如图甲所示,水平桌面上的物体在拉力的作用下做加速运动,物体在加速运动的过程中对桌面的压力 (选填“增大”、“减小”或“不变” ;改变拉力的大小,物体运动的图像如图乙所示,由图像可知物体做 (选填“匀速直线”或“变速直线” 运动。
16.(2021•大连二模)如图所示,同种物质制成的正方体、边长之比为,则对的压力和对地面的压力之比为 ,对的压强和对地面的压强之比为 。
17.(2020•叙州区校级模拟)如图所示,物体在水平推力的作用下,从甲图位置匀速运动到乙图位置。在此过程中,对桌面的压强将 ,受到的摩擦力将 。(变大不变变小)
三、作图题(共2小题)
18.(2022春•银川校级月考)如图所示,重为的木块静止在水平桌面上。请在图中画出水平桌面所受压力的示意图。
19.(2022•从化区一模)如图所示,自来水管中的水正在流入水槽中,在同一时间内,通过粗、细管子的液体总量是相同的,根据流体中流速越大的位置,压强越小。
(1)流过管下方水的速度 (选填“大于”“等于”“小于” 流过管下方水的速度;
(2)请画出管中水面大致的位置。
四、实验探究题(共3小题)
20.(2022•越秀区一模)有一均匀实心长方体,其密度为,长、宽、高分别为、、,按图所示的方式静止在水平面上;使沿水平直线匀速移动距离,拉力为,如图2所示,以拉力后拉动滑轮组,使沿同一水平面匀速移动距离,用时为,如图3所示,已知物体受到的重力与其质量的比值为,(1)、(2)小题均用题目中的符号写出表达式,如:的质量为。
(1)图1中的对水平面的压强为 ;
(2)根据图2、3得出:滑轮组的有用功为 ,总功率为 。
(3)图3所示过程中, (选填“有”或“没有” 受到地面的摩擦力,的机械能 (选填“增大”或“不变”或“减小” 。
21.(2022•江西模拟)观看完“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底的科技记录短片后,实践小组的同学们想知道:
“奋斗者”号在同一深度的不同方向受到的液体压强是否相同;
“奋斗者”号在不同海域(海水密度不同)的同一深度受到的液体压强是否相同;
“奋斗者”号在同一海域的不同深度受到的液体压强是否相同。
设计并进行实验他们利用实验室里的器材进行了如图所示的实验探究。该实验压强计是根据 来反映被测液体压强大小的。从结构来看,压强计的形管 (选填“是”或“不是” 连通器。
(1)实验前,先检查压强计的气密性时,用手指轻轻按压压强计的橡皮膜,发现形管两边液柱的高度差几乎不变化,则压强计 (选填“漏气”或“不漏气” 。
(2)若实验前发现压强计的形管左边液面高,则接下来应该 (选填“向右管中加液体”或“拆开软管重新安装” 。
(3)将实验过程中得到的数据记录如表:
序号
液体
深度
探头方向
左右液面高度差
1
水
5
朝上
5.0
2
水
5
朝下
5.0
3
水
5
朝侧面
5.0
4
水
10
朝侧面
10.0
5
水
15
朝侧面
15.0
6
盐水
15
朝侧面
16.8
分析论证根据表中数据,请回答下列问题:
①比较序号为 的三组数据,可得出结论:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等。
②比较序号3、4、5的三组数据,可得出结论: 。
③比较序号 的两组数据,可得出结论:在同一深度处,液体的密度越大,压强越大。
22.小明同学利用洗手间的肥皂及海绵探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,实验探究过程如图所示。
(1)通过实验图甲、图乙,可以得出:力使物体发生 。
(2)通过实验图乙、图丙,可以得出:在 一定时, 越大,压力的作用效果明显;
(3)通过观察图 、图 后得出:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)小明将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示,由实验现象,他经过分析、论证得到的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。他的实验结论是否正确,为什么? 。
五、计算题(共4小题)
23.(2022春•银川校级月考)放在水平桌面上的正方体物体质量为在桌面中央),的边长为,求:
(1)的底面积为多少平方米;
(2)求受到的重力取
(3)对桌面的压力;
(4)桌面受到的压强。
24.(2022春•崂山区期中)随着时代的进步,轿车的车速和性能有了较大提升,某轿车与车内乘客的总质量是,每个轮子与地面的接触面积是。该汽车沿着平直公路匀速行驶时受到的阻力为车重的0.1倍。
(1)求该汽车静止时对地面的压力?(取
(2)求该汽车静止时对地面的压强?
(3)求汽车匀速行驶时受到的牵引力大小?
25.(2022春•包河区期中)如图所示,在水平地面上有个装有一定量水的圆柱形容器,用细绳系将立方体物块系在弹簧测力计挂钩上(细绳的质量不计),让其浸没在水中与容器底部刚刚接触(但与容器底部没有挤压且非密合)现用弹簧测力计将该物块缓慢拉出水面。弹簧测力计的示数为,立方体物块下表面距容器底的距离为,与的关系如图所示。
求:(1)立方体物块浸没在水中所受的浮力大小;
(2)该立方体物块的密度大小;
(3)当立方体物块上表面刚出水面时,水对该立方体物块下表面产生的压强大小。
26.(2022•昆明一模)如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为、棱长为的正方体物块,与容器底部不密合。以的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度随时间的变化关系如图乙所示,求:
(1)物块的密度;
(2)当时,水对容器底部的压强和压力的大小;
(3)图乙中的值。
2022年中考物理复习新题速递之压强和浮力(2022年5月)
参考答案与试题解析
一、选择题(共12小题)
1.(2022春•思明区校级期中)同学们梳理了书中与压强知识相关的实验,如图所示,其中分析正确的是
A.甲图实验,装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越少,海绵凹陷越明显
B.乙图实验,当微小压强计的探头在水中深度逐渐增大时,形管两边液面高度差变大
C.丙图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,不能估测大气压强的值
D.丁图实验,向外拉活塞,试管内停止沸腾的水再次沸腾,可知气压减小,水的沸点升高
【答案】
【考点】沸点及沸点与气压的关系;压强;液体的压强的特点;大气压强的测量方法
【专题】应用题;压强、液体的压强;应用能力
【分析】(1)压力的作用效果与压力大小和受力面积的大小有关,压力越大、受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(2)液体内部的压强随深度的增加而增大;
(3)知道大气压力和受力面积,利用可求大气压强;
(4)水的沸点随着表面气压的降低而降低。
【解答】解:
、如图实验,装有水的瓶子竖放在海绵上,瓶中水越少,瓶子对海绵的压力越小,受力面积不变,海绵的凹陷程度(压力的作用效果)越不明显,故错误;
、如图实验,当压强计的探头在水中深度逐渐增大时,探头受到水的压强变大,则形管两边液面高度差变大,故正确;
、如图实验,测出拉开吸盘时大气对吸盘的压力和吸盘的面积,根据可估测大气压强的值,故错误;
、丁图实验,向外拉活塞,试管内气压减小、沸点降低,水再一次沸腾,可知气压减小,水的沸点降低降低,因此,水会重新沸腾起来,故错误。
故选:。
【点评】本题为力学综合题,考查了压力作用效果的影响因素、液体内部压强的特点、沸点与气压的关系等,属于基础知识,难度不大。
2.(2022春•思明区校级期中)小林做深蹲运动时双脚与地面的接触总面积约,他对地面的压强最接近
A.100 B.1000 C. D.
【答案】
【考点】压强的大小及其计算
【专题】估算题;压强、液体的压强;应用能力
【分析】中学生的重力约为,根据题意求出双脚站在水平地面上的受力面积,利用求出对地面的压强,进一步结合选项得出答案。
【解答】解:中学生平均体重约为,两脚的总面积约,
则他双脚站在水平地面上时,对地面的压强:
,故只有符合题意。
故选:。
【点评】本题考查了压强的计算,关键是估算出中学生的重力,计算过程要注意单位的换算。
3.(2022春•包河区期中)如图所示,一块长木板放在水平桌面上,在水平向左推力作用下做匀速直线运动,直至木块右端与桌边对齐,在推木板的过程中,木板对桌面的压力、压强和摩擦力的变化情况分析正确的是
A.和不变,变大 B.和不变,变大
C.变小,和变大 D.和不变,变小
【答案】
【考点】摩擦力大小的影响因素;压力及重力与压力的区别;固体压强大小比较
【专题】应用题;重力、弹力、摩擦力;压强、液体的压强;应用能力
【分析】(1)水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据向左缓慢地推木板时受力面积的变化判断对桌面压强的变化;
(2)根据影响滑动摩擦力大小的因素:压力的大小和接触面的粗糙程度判断此过程摩擦力的变化。
【解答】解:因水平面上物体的压力和自身的重力相等,所以,在水平力的作用下沿直线向左匀速直线运动,直至木板右端与桌边对齐时,木板对桌面的压力不变,因滑动摩擦力的大小只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,所以,水平向左的推力作用下做匀速直线运动,压力和接触面的粗糙程度不变,所以,木板受桌面的摩擦力不变;
木板与桌面的接触面积变大,受力面积变大,由可知,长木板对桌面的压强变小。
故选:。
【点评】本题考查了压力和压强大小的比较和影响滑动摩擦力大小的因素的应用,关键是会分析向左匀速运动过程中变化的量和不变的量。
4.(2022•永安市一模)如图甲所示,放在水平桌面上的圆柱形容器(厚度不计)的底面积为,装有的水。、是由不同的材料制成的两个实心物块,且、的体积之比为。当把、两物块用细线相连放入水中时,两物块恰好悬浮,且没有水溢出,如图乙所示。现剪断细线物块上浮,稳定后水对容器底的压强变化了,物块有体积露出水面,下列说法正确的是
A.图甲中水对容器底的压强为
B.物块、的质量之比为
C.物块的密度为
D.物块的密度为
【答案】
【考点】液体压强计算公式的应用;阿基米德原理的应用;物体的浮沉条件及其应用
【专题】应用题;压强、液体的压强;浮力;应用能力
【分析】(1)根据重力公式计算水的重力,水对容器底部的压力等于水的重力,根据压强公式计算甲中水对容器底的压强;
(2)漂浮时物体受到的浮力等于自身的重力,根据物体的漂浮原理可计算出物体密度;
根据压强变化可以知道液面高度的变化,根据体积公式列方程可得物体体积,进一步计算的体积,知道物体的密度,根据重力公式和密度公式计算物体受到的重力;
物体、用细线相连时处于悬浮状态,悬浮时物体受到的浮力等于重力,根据阿基米德原理计算、受到的浮力,进一步计算的重力,根据重力公式和质量公式计算物块、的质量之比,根据重力公式和密度公式可以计算出物体的密度。
【解答】解:(1)水的重力:,
甲中水对容器底的压强为:,故错误;
(2)根据物块上浮,最终漂浮,则;
又因为物块有体积露出水面可知,;
则,故错误;
水对容器底的压强变化了,根据可知△;
根据体积公式可得:△;
则物体的体积:△;
物体的体积:;
物体受到的重力:;
把、两物块用细线相连放入水中时,两物块恰好悬浮可知,;
又因为可知,;
物块、的质量之比:,故错误;
物体的密度:,故正确。
故选:。
【点评】本题考查的是压强、浮力、密度的计算,特别注意物体在漂浮和悬浮状态的受力情况,本题综合性较强,有一定的难度。
5.(2022•新野县一模)如图所示,嫦娥五号“上升器”搭载着从月球采集的样品从月面顺利起飞,这标志着我国在航天航空方面的能力有着极大提升。下列有关说法不正确的是
A.嫦娥五号自带的太阳能电池板能将太阳能转化为电能
B.嫦娥五号探测器“脚掌”又大又宽是为了减小压强
C.嫦娥五号从月球采集的样品带回地球后,质量不变
D.留在月球表面的嫦娥五号“着陆器”对月球表面的压力和受到的支持力是一对平衡力
【答案】
【考点】质量及其特性;平衡力的辨别;减小压强的方法及其应用;太阳能的转化
【专题】应用题;控制变量法;其他综合题;应用能力
【分析】(1)太阳能电池板工作时,将太阳能转化为电能;
(2)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;
(3)质量是物体本身的一种属性,与物体的形状、状态、位置和温度都没有关系;
(4)二力平衡的条件:大小相等、方向相反、作用在同一个物体上,作用在同一条直线上。
【解答】解:、太阳能电池板能将太阳能转化为电能,故正确;
、嫦娥五号探测器“脚掌”又大又宽,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强,故正确;
、嫦娥五号从月球采集的样品带回地球后,其位置发生了变化,但其所含物质的多少没有改变,所以质量不变,故正确;
、留在月球表面的嫦娥五号“着陆器”对月球表面的压力和受到的支持力是作用在不同物体上的两个力,所以不是一对平衡力,故错误。
故选:。
【点评】本题考查了减小压强的方法、质量及其特性、平衡力的辨别和太阳能的转化等,涉及到的知识点多,综合性强,但总体难度不大,掌握基础知识即可正确解题。
6.(2022•乌鲁木齐一模)如图为船闸工作示意图,阀门关闭时,打开阀门,则
A.闸室与上游构成连通器 B.闸室与下游构成连通器
C.闸室中的水位逐渐下降 D.闸室中的水位保持不变
【答案】
【考点】连通器原理
【专题】应用题;压强、液体的压强;应用能力
【分析】上端开口,底部相连通的容器叫连通器;当所装同一种液体静止不流动时,各容器中的液面是相平的。
【解答】解:船闸是利用连通器的原理制成的,图中,阀门打开,阀门关闭,闸室内的水和上游水构成一个连通器,据其特点可知,水面会保持相平,所以水会从上游流向闸室,当它的水面与闸室相平时,上游闸门打开,船驶入闸室。
故选:。
【点评】本题考查了连通器的实际应用,知道连通器的特点(所装同一种液体静止不流动时,各容器中的液面是相平的)是关键。
7.(2022•费县一模)2022北京冬奥冠军谷爱凌正在“倾斜”的雪地上匀速向下滑行,对雪有压力,下列有关说法正确的是
A.谷爱凌对雪的压力是竖直向下的
B.谷爱凌对雪的压力大小就等于其重力的大小
C.谷爱凌对雪的压力是作用在谷爱凌上的
D.谷爱凌对雪的压力是由于滑雪板发生形变而产生
【答案】
【考点】压力及重力与压力的区别
【专题】应用题;运动和力;应用能力
【分析】(1)压力的方向垂直被压物体;
(2)静止在水平地面上的物体,对水平地面的压力等于其重力;
(3)压力的作用点在被压物体上;
(4)弹力的产生条件是发生弹性形变的物体由于要恢复形变,就会对与它接触的物体产生弹力的作用。
【解答】解:、谷爱凌对雪的压力是垂直于“倾斜”的雪地向下的,故错误;
、谷爱凌正在“倾斜”的雪地上匀速向下滑行,因此谷爱凌对雪的压力大小不等于其重力的大小,她对雪的压力大小小于其重力的大小,故错误;
、谷爱凌对雪的压力是作用在雪上,故错误;
、谷爱凌对雪的压力是由于滑雪板发生形变而产生,故正确。
故选。
【点评】此题主要考查压力与重力的区别,其中涉及到压力的方向、作用点、弹力的概念等,难度不大。
8.(2022•房山区一模)如图盛有水的杯子静止在水平桌面上。杯子重,高,底面积为;杯内水重,水深,水的密度为,取。下列说法中正确的是
A.水杯对桌面的压力为 B.水杯对桌面的压强为
C.水对杯底的压强为 D.水对杯底的压力为
【答案】
【考点】压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算;液体的压强的计算
【专题】计算题;压强、液体的压强;应用能力
【分析】(1)根据水杯对桌面的压力等于水与杯子的总重力,即计算水杯对桌面的压力;
(2)根据求解水杯对桌面的压强;
(3)根据求水对杯底的压强;
(4)根据求水对杯底的压力。
【解答】解:、杯子静止在水平桌面上,水杯对桌面的压力:,故错误;
、水杯对桌面的压强:,故错误;
、水对杯底的压强为:,故错误;
、由可知,水对杯底的压力:,故正确。
故选:。
【点评】本题是一道典型的不规则的容器的固、液压强综合计算题,巧妙地将固体压力、固体压强、液体压力、液体压强糅合到了一起,需注意对于不规则容器,求水对杯底部的压力时,必须先根据求出水对杯底的液体压强,再利用求压力,不可直接用液体的重力求压力。
9.(2022•船营区校级二模)潜水艇在水面下,匀速下潜的过程中
A.重力变大 B.受到的水的压强变大
C.受到的水的浮力变大 D.重力势能转化为动能
【答案】
【考点】重力;动能和势能的转化与守恒;液体的压强的特点;阿基米德原理的应用
【专题】其他综合题;比较思想;应用能力;应用题
【分析】(1)潜水艇在水面下匀速下潜的过程中,质量不变。
(2)潜水器在水面下匀速下潜过程中,潜水器所处深度的增加,潜水器排开海水的体积不变,根据可知它受到海水压强的变化,根据阿基米德原理可知它受到浮力的变化。
(3)判断是哪种能量转化成了另一种能量的方法是:能量减少的转化为能量增大的。
【解答】解:、潜水艇在水面下,匀速下潜的过程中,质量不变,则重力不变,故错误;
、潜水器在水面下匀速下潜过程中,潜水器所处深度的增大,海水的密度不变,由可知,潜水器受到海水的压强增大,故正确;
、潜水器在水面下匀速下潜过程中,潜水器排开水的体积不变,海水的密度不变,则由可知,其受到的浮力不变,故错误;
、潜水器在水面下匀速下潜过程中,质量不变,高度降低,则重力势能减少,但其速度不变,动能不变,所以重力势能没有转化为动能,故错误。
故选:。
【点评】本题考查了液体压强公式、阿基米德原理的应用,同时考查了重力、动能和重力势能的转化,关键是判断出潜水器所处深度的变化和排开海水的体积变化。
10.(2022•安徽模拟)下列物理现象中,分析正确的是
A.推土机的推土铲刃做得锋利,是通过增大受力面积来增大压强的
B.一艘轮船从河里驶入海里,要上浮一些,但所受浮力不变
C.用高压锅炖肉熟的透是因为增大了锅内大气压
D.汽车在行驶过程中车窗打开,窗帘总是往外飘是因为窗外空气流速大,压强大
【答案】
【考点】增大压强的方法及其应用;沸点及沸点与气压的关系;物体的浮沉条件及其应用;阿基米德原理的应用;流体压强与流速的关系
【专题】应用题;应用能力;其他综合题
【分析】(1)增大压强的方法:①在受力面积一定时,增大压力,②在压力一定时,减小受力面积;
(2)在海里和河里,轮船都漂浮,受到的浮力都等于轮船受到的重力,根据漂浮条件得出受到浮力的大小关系;
(3)大气压和高度有关,随高度的增加而减小;液体的沸点与气压有关;
(4)对于流体来说,流速大的位置,压强小;流速小的位置,压强大。
【解答】解:、推土机的推土铲刃做得很锋利,是在压力一定时,减小受力面积来增大压强,故错误;
、同一艘轮船,其重力不变,轮船始终漂浮,,由可知,海水的密度大于河水的密度,因此,在浮力不变的情况下,轮船的排水体积要变小,则会上浮一些,故正确;
、用高压锅炖肉熟的透是因为增大了锅内气压,使液体的沸点升高,但不是增大外界的大气压,故错误;
、汽车在行驶过程中车窗打开时,遮阳的窗帘总是往外飘,因为窗外空气流速大、压强小,故错误。
故选:。
【点评】这是一道与生活联系非常密切的物理题,包括增大或减小压强的方法,物体浮沉条件的应用,大气压的认识,流体压强与流速的关系等,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义。
11.如图所示是研究液体内部压强与深度的关系的实验,当圆盒浸入水中的深度增加时,对压强计的形管中的液面的变化情况描述正确的是
A.左、右液面均升高,液面的高度差减小
B.左面液面降低,右面液面升高,液面的高度差变大
C.左、右液面均降低,液面的高度差不变
D.左液面升高,右液面降低,液面高度差变小
【答案】
【考点】探究液体压强的特点实验
【专题】理解能力;定性思想;压强、液体的压强
【分析】液体内部的压强随深度的增加而增大。
【解答】解:随着金属盒浸入水中的深度增加,形管两边液面的高度差逐渐变大,说明液体内部的压强与深度有关,深度越大,压强越大,形管中的液面的高度差变大,左面下降,右面升高,故正确。错误。
故选:。
【点评】本题考查液体压强与深度的关系,难度不大。
12.图甲表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走的情景。为了探究他们对雪地压力的作用效果与受力面积的关系,小明想利用海绵、小桌、砝码进行模拟实验。实验时应采用的方法是
A.参照图(a)和图(b)进行对比实验
B.参照图(b)和图(c)进行对比实验
C.参照图(a)和图(c)进行对比实验
D.以上都不对
【答案】
【考点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【专题】压强、液体的压强;应用能力;应用题
【分析】压力的作用效果与压力大小和受力面积有关,实验中用控制变量法,根据控制变量法的操作原则解答。
【解答】解:如图甲表示体重大致相同的滑雪者和步行者在雪地里行走情景,则压力相同,所以要探究的是受力面积对压力作用效果的影响,
利用海绵、小桌、砝码进行模拟研究,应该选择图乙中的(b)和(c)。
故选:。
【点评】本题考查探究压力作用效果的影响因素,关键是将课本知识内容记忆清楚,仔细分析。
二、填空题(共5小题)
13.(2022春•玉山县校级期中)在生活中,我们有过以下的体验或观察:①写字笔的笔杆握笔处凹凸不平;②厨房的菜刀刃磨得很薄;③装订试卷时用力按压订书机;④运动鞋的鞋底花纹做的很深。其中主要目的为了增大压强的是 ②③ ,增大摩擦的是 。(填写序号)
【答案】②③;①④。
【考点】增大或减小摩擦的方法;增大压强的方法及其应用
【专题】控制变量法;重力、弹力、摩擦力;压强、液体的压强;应用题;应用能力
【分析】(1)减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力;
(2)增大摩擦的方法:在接触面粗糙程度一定时,增大压力;在压力一定时,增大接触面的粗糙程度。
【解答】解:①写字笔的笔杆握笔处凹凸不平,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力;
②厨房的菜刀刃磨得很薄,是在压力一定时,通过减小受力面积来增大压强:
③装订试卷时用力按压订书机,是在受力面积一定时,通过增大压力来增大压强:
④运动鞋的鞋底花纹做的很深,是在压力一定时,通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。
综上分析可知。其中主要目的为了增大压强的是②③,增大摩擦的是①④。
故答案为:②③;①④。
【点评】掌握压强和摩擦力大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强、摩擦力的问题。
14.(2022春•思明区校级期中)在北京冬奥会单板滑雪男子大跳台决赛中,中国选手苏翊鸣夺得金牌。滑雪时穿的滑雪板是通过 增大受力面积 来减小压强的。如图,滑雪越过雪坡落地时,要让滑雪板的后端先落地,避免由于 而造成摔倒。
【答案】增大受力面积;惯性
【考点】惯性;减小压强的方法及其应用
【专题】应用题;运动和力;压强、液体的压强;应用能力
【分析】减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积;在受力面积一定时,减小压力。
物体都有保持原来的运动状态的性质,叫惯性。
【解答】解:滑雪时穿滑雪板,是在压力一定时,通过增大受力面积来减小压强。
滑雪越过雪坡落地时,摩擦力是向后的,如果用前端落地,由于惯性,容易发生摔倒的现象。
故答案为:增大受力面积;惯性。
【点评】本题考查了减小压强的方法、惯性现象,属于基础题。
15.(2022•剑阁县模拟)如图甲所示,水平桌面上的物体在拉力的作用下做加速运动,物体在加速运动的过程中对桌面的压力 不变 (选填“增大”、“减小”或“不变” ;改变拉力的大小,物体运动的图像如图乙所示,由图像可知物体做 (选填“匀速直线”或“变速直线” 运动。
【答案】不变;匀速直线
【考点】压力及重力与压力的区别;匀速直线运动
【专题】压强、液体的压强;应用能力;应用题;长度、时间、速度
【分析】水平面的物体对水平面的压力大小与重力大小相同;根据图像分析物体的运动状态。
【解答】解:物体在加速运动的过程中,物体对水平面的压力大小与重力大小相同,重力不变,压力大小不变;
由图可知,运动图像为一条斜线,这说明物体做匀速直线运动。
故答案为:不变;匀速直线。
【点评】本题考查了压力的大小、图像的分析,属于基础题。
16.(2021•大连二模)如图所示,同种物质制成的正方体、边长之比为,则对的压力和对地面的压力之比为 ,对的压强和对地面的压强之比为 。
【答案】;。
【考点】压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算
【专题】应用题;压强、液体的压强;应用能力
【分析】同种物质制成正方体、的密度相等,根据求出两正方体的重力之比,对的压力等于的重力,对地面的压力等于和的重力之和,据此求出两者压力之比;对的压强的受力面积等于的底面积,对地面的压强的受力面积等于的底面积,根据求出两者的压强之比。
【解答】解:因同种物质制成正方体、的密度相等,
所以,由可得,两正方体的重力之比:,
则对的压力和对地面的压力之比:;
对的压强和对地面的压强之比:。
故答案为:;。
【点评】本题考查了密度公式和重力公式以及压强公式的应用,要注意物体对水平面的压力和自身的重力相等。
17.(2020•叙州区校级模拟)如图所示,物体在水平推力的作用下,从甲图位置匀速运动到乙图位置。在此过程中,对桌面的压强将 变小 ,受到的摩擦力将 。(变大不变变小)
【答案】变小;不变。
【考点】摩擦力大小的影响因素;固体压强大小比较
【专题】压强、液体的压强;应用能力
【分析】由图可知,压力不变,受力面积增大,根据可知对桌面的压强的变化情况。
物体在水平推力作用下在水平桌面上做匀速直线运动,所以摩擦力与水平推力是一对平衡力,故物体受到的摩擦力等于水平推力,据此得出受到的摩擦力的变化情况。
【解答】解:物体在水平推力作用下从甲图匀速运动到乙图,由图可知,压力不变,受力面积增大,根据可知对桌面的压强变小。
物体在水平推力作用下在水平桌面上做匀速直线运动,所以摩擦力与水平推力是一对平衡力,故物体受到的摩擦力等于水平推力,故受到的摩擦力将不变。
故答案为:变小;不变。
【点评】此题主要考查了二力平衡的条件及影响压强大小的因素,属于基础题。
三、作图题(共2小题)
18.(2022春•银川校级月考)如图所示,重为的木块静止在水平桌面上。请在图中画出水平桌面所受压力的示意图。
【答案】见解答图。
【考点】压力及重力与压力的区别
【专题】重力、弹力、摩擦力;作图题;应用能力
【分析】压力是垂直作用在物体表面上的力,本题压力的受力物体是桌面,作用点在桌面上。
【解答】解:过物体与桌面接触面的中点,沿垂直于桌面向下的方向画一条有向线段,用表示,如图所示:
【点评】本题考查了力的示意图的画法,易错点在压力方向的确定。
19.(2022•从化区一模)如图所示,自来水管中的水正在流入水槽中,在同一时间内,通过粗、细管子的液体总量是相同的,根据流体中流速越大的位置,压强越小。
(1)流过管下方水的速度 小于 (选填“大于”“等于”“小于” 流过管下方水的速度;
(2)请画出管中水面大致的位置。
【答案】(1)小于;(2)见解析
【考点】流体压强与流速的关系
【专题】应用题;应用能力;气体的压强、流体压强与流速的关系
【分析】(1)根据管横截面积的大小分析水的流速的大小关系;
(2)流体压强与流速有关,流速越大的位置,压强越小。
【解答】解:(1)由图可知,管下方管的横截面积要大于管下方管的横截面积,水的流量不变,则管下方管的水的流速要小于管下方管的水的流速;
(2)流体压强与流速有关,流速越大的位置,压强越小,管下方管的水的流速大,压强小,所以管中水面要比低一些,如图所示:
。
故答案为:(1)小于;(2)见解析。
【点评】明确流体压强与流速的关系,能看懂图中的装置的特点,是解题的关键。
四、实验探究题(共3小题)
20.(2022•越秀区一模)有一均匀实心长方体,其密度为,长、宽、高分别为、、,按图所示的方式静止在水平面上;使沿水平直线匀速移动距离,拉力为,如图2所示,以拉力后拉动滑轮组,使沿同一水平面匀速移动距离,用时为,如图3所示,已知物体受到的重力与其质量的比值为,(1)、(2)小题均用题目中的符号写出表达式,如:的质量为。
(1)图1中的对水平面的压强为 ;
(2)根据图2、3得出:滑轮组的有用功为 ,总功率为 。
(3)图3所示过程中, (选填“有”或“没有” 受到地面的摩擦力,的机械能 (选填“增大”或“不变”或“减小” 。
【答案】(1);(2);;(3)有;不变。
【考点】功率的计算;压强的大小及其计算;有用功和额外功;机械能的概念;摩擦力产生的条件
【专题】定性思想;应用能力;压强、液体的压强
【分析】(1)根据密度公式表示出物体的质量,由在水平面上物体对水平面的压力等于重力表示出物体对水平面的压力,根据压强公式表示出对水平面的压强;
(2)由图知物体在同一路面匀速移动相同距离,根据表示出滑轮组的有用功;
在图3中,,绳子自由端移动的距离,根据表示出拉力做的总功,由表示出总功率;
(3)机械能等于动能和势能的和;物体在水平面上做匀速直线运动,速度不变,高度不变,在质量一定时,可知其动能和重力势能的变化情况,从而可知其机械能的变化情况。
【解答】解:(1)根据密度公式知物体的质量为:,
在水平面上物体对水平面的压力为:
,
对水平面的压强为:
;
(2)由图知物体在同一路面匀速移动相同距离,
滑轮组的有用功为:;
在图3中,,绳子自由端移动的距离,
拉力做的总功:,
总功率为:
;
(3)物体在水平面上做匀速直线运动,速度不变,高度不变,在质量一定时,可知其动能不变、重力势能不变,机械能不变。
故答案为:(1);(2);;(3)有;不变。
【点评】本题考查了影响动能和重力势能的因素、密度公式、压强公式以及使用滑轮组时有用功、总功的计算,由于是水平拉动物体,明确有用功、总功的含义是关键。
21.(2022•江西模拟)观看完“奋斗者”号在马里亚纳海沟成功坐底的科技记录短片后,实践小组的同学们想知道:
“奋斗者”号在同一深度的不同方向受到的液体压强是否相同;
“奋斗者”号在不同海域(海水密度不同)的同一深度受到的液体压强是否相同;
“奋斗者”号在同一海域的不同深度受到的液体压强是否相同。
设计并进行实验他们利用实验室里的器材进行了如图所示的实验探究。该实验压强计是根据 形管中液面的高度差 来反映被测液体压强大小的。从结构来看,压强计的形管 (选填“是”或“不是” 连通器。
(1)实验前,先检查压强计的气密性时,用手指轻轻按压压强计的橡皮膜,发现形管两边液柱的高度差几乎不变化,则压强计 (选填“漏气”或“不漏气” 。
(2)若实验前发现压强计的形管左边液面高,则接下来应该 (选填“向右管中加液体”或“拆开软管重新安装” 。
(3)将实验过程中得到的数据记录如表:
序号
液体
深度
探头方向
左右液面高度差
1
水
5
朝上
5.0
2
水
5
朝下
5.0
3
水
5
朝侧面
5.0
4
水
10
朝侧面
10.0
5
水
15
朝侧面
15.0
6
盐水
15
朝侧面
16.8
分析论证根据表中数据,请回答下列问题:
①比较序号为 的三组数据,可得出结论:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等。
②比较序号3、4、5的三组数据,可得出结论: 。
③比较序号 的两组数据,可得出结论:在同一深度处,液体的密度越大,压强越大。
【答案】形管中液面的高度差;不是;(1)漏气;(2)拆下软管重新安装;(3)①1、2、3;②同种液体的压强随着深度的增大而增大;③5、6。
【考点】探究液体压强的特点实验
【专题】实验题;实验基本能力;探究型实验综合题
【分析】掌握转换法在实验中的应用,实验中用形管中液面的高度差来反映液体压强的大小;上端开口,下端相连的容器叫连通器;
(1)掌握检查装置是否漏气时,用手轻轻按压几下橡皮膜,看液体能否灵活升降;
(2)压强计形管两边液面的高度不相等,说明软管内的气压与外界大气压不相等,接下来的操作应该是取下橡皮管重新安装;
(3)①根据题意控制液体密度和深度相同,改变金属盒的朝向,根据这一要求选出符合题意的实验序号;
②比较序号3、4、5的三组数据,可看出液体密度相同,金属盒的朝向相同,液体深度不同,根据表中数据得出结论;
③要探究液体的压强与液体密度的关系,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度根据这一要求选出符合题意的实验序号。
【解答】解:压强计是通过形管中液面的高度差来反映被测压强大小的;形管的一端不开口,故组装完好的压强计中的形管不是连通器,压强计形管两边的液面应该相平;
(1)用手轻轻按压几下橡皮膜,如果形管中的液体能灵活升降,则说明装置不漏气;用手指轻按压强计的像皮膜,发现形管两边液柱的高度差几乎不变,则压强计漏气;
(2)压强计形管两边液面的高度不相等,说明软管内的气压与外界大气压不相等,则接下来的操作应该是取下橡皮管重新安装;
(3)①研究同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强大小关系时,控制液体密度和深度相同,改变金属盒的朝向,表中数据1、2、3符合要求;由表中数据可以看出同种液体同一深度时,形管两侧的高度差都相等,由此得出的结论是:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等;
②从表中数据3、4、5可以看出,同种液体,密度相同,深度不同,且随着深度的增加形管两侧的高度差逐渐增大,由此得出的结论是:同种液体的压强随着深度的增大而增大;
③要探究液体的压强与液体密度的关系,需要控制液体的深度相同,改变液体的密度,表中数据5、6符合题意。
故答案为:形管中液面的高度差;不是;(1)漏气;(2)拆下软管重新安装;(3)①1、2、3;②同种液体的压强随着深度的增大而增大;③5、6。
【点评】此题考查的是我们对于液体压强计的了解以及液体内部压强的影响因素。注意物理实验中研究方法转换法和控制变量法的运用。
22.小明同学利用洗手间的肥皂及海绵探究“压力的作用效果与哪些因素有关”,实验探究过程如图所示。
(1)通过实验图甲、图乙,可以得出:力使物体发生 形变 。
(2)通过实验图乙、图丙,可以得出:在 一定时, 越大,压力的作用效果明显;
(3)通过观察图 、图 后得出:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)小明将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,如图丁所示,由实验现象,他经过分析、论证得到的结论是:压力的作用效果与受力面积无关。他的实验结论是否正确,为什么? 。
【答案】(1)形变;(2)受力面积;压力;(3)乙、丙;(4)不正确,没有控制压力相等。
【考点】探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【专题】实验基本能力;探究型实验综合题;实验题
【分析】(1)力可以使物体发生形变,相同受力面的形变程度越大,压力作用效果越明显,可以通过受力面形变程度的大小判断压力的作用效果;
(2)(3)根据控制变量法的要求,根据实验所控制的变量、分析图示实验现象,然后得出实验结论;
(4)一个物理量受多个因素的影响,探究该物理量跟其中一个因素的关系时,必须控制其它因素不变。
【解答】解:
(1)力可以使物体发生形变;在实验中,根据海绵的凹陷程度来比较压力的作用效果,这种方法叫作转换法;
(2)由甲、乙两图可知,压力大小不相同,受力面积相同,受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果明显,可得结论为:受力面积一定时,压力越大,压力作用的效果越明显;
(3)要探究压力的作用效果跟受力面积的关系,应保持压力大小不变,只改变受力面积,比较甲、乙的情况,得出结论:在压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显;
(4)小明将肥皂沿竖直方向切成大小不同的两块,压力变化,受力面积同时也发生变化,得出压力作用效果跟受力面积的关系,这个实验没有控制压力大小不同,就探究压力作用效果跟受力面积的关系是错误的。
故答案为:(1)形变;(2)受力面积;压力;(3)乙、丙;(4)不正确,没有控制压力相等。
【点评】本题探究“压力的作用效果跟什么因素有关”的实验,主要考查控制变量法及转换法的应用,体现了对过程和方法的考查。
五、计算题(共4小题)
23.(2022春•银川校级月考)放在水平桌面上的正方体物体质量为在桌面中央),的边长为,求:
(1)的底面积为多少平方米;
(2)求受到的重力取
(3)对桌面的压力;
(4)桌面受到的压强。
【答案】(1)的底面积为;
(2)受到的重力为;
(3)对桌面的压力为;
(4)桌面受到的压强为。
【考点】重力的计算;压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算
【专题】计算题;重力、弹力、摩擦力;压强、液体的压强;应用能力
【分析】(1)由面积公式计算得的底面积;
(2)由公式计算得受到的重力;
(3)水平面上的物体对面的压力等于自身的重力;
(4)由公式计算得桌面受到的压强。
【解答】解:
(1)的底面积为:
;
(2)受到的重力:
;
(3)因正方体物体放在水平桌面上,所以对桌面的压力:
;
(4)桌面受到的压强:
。
答:(1)的底面积为;
(2)受到的重力为;
(3)对桌面的压力为;
(4)桌面受到的压强为。
【点评】本题考查了压强大小的计算、重力的计算和压力与重力的区别等问题,本题难度不大,属于常考题。
24.(2022春•崂山区期中)随着时代的进步,轿车的车速和性能有了较大提升,某轿车与车内乘客的总质量是,每个轮子与地面的接触面积是。该汽车沿着平直公路匀速行驶时受到的阻力为车重的0.1倍。
(1)求该汽车静止时对地面的压力?(取
(2)求该汽车静止时对地面的压强?
(3)求汽车匀速行驶时受到的牵引力大小?
【答案】(1)该汽车静止时对地面的压力为;
(2)该汽车静止时对地面的压强为;
(3)汽车匀速行驶时受到的牵引力大小为。
【考点】二力平衡条件的应用;压力及重力与压力的区别;压强的大小及其计算
【专题】应用能力;压强、液体的压强;定量思想
【分析】(1)汽车静止时,对地面的压力等于车的总重,根据计算车对地面的压力大小;
(2)根据压强公式求出地面上受到的压强;
(3)汽车匀速行驶时受到的阻力和牵引力是一对平衡力,两个力的大小相等,根据题意求出汽车匀速行驶时受到的阻力即可求出牵引力的大小。
【解答】解:(1)轿车静止在地面上时,地面受到的压力:
;
(2)该汽车静止时对地面的压强为:
;
(3)因汽车匀速行驶时,受到的阻力和牵引力是一对平衡力,
所以,汽车的牵引力:
。
答:(1)该汽车静止时对地面的压力为;
(2)该汽车静止时对地面的压强为;
(3)汽车匀速行驶时受到的牵引力大小为。
【点评】本题考查了重力公式、压强的计算公式和二力平衡条件的应用,关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等。
25.(2022春•包河区期中)如图所示,在水平地面上有个装有一定量水的圆柱形容器,用细绳系将立方体物块系在弹簧测力计挂钩上(细绳的质量不计),让其浸没在水中与容器底部刚刚接触(但与容器底部没有挤压且非密合)现用弹簧测力计将该物块缓慢拉出水面。弹簧测力计的示数为,立方体物块下表面距容器底的距离为,与的关系如图所示。
求:(1)立方体物块浸没在水中所受的浮力大小;
(2)该立方体物块的密度大小;
(3)当立方体物块上表面刚出水面时,水对该立方体物块下表面产生的压强大小。
【答案】(1)立方体浸没在水中所受的浮力为;
(2)立方体的密度为;
(3)立方体上表面刚出水面时,水对下表面产生的压强为。
【考点】密度的计算;液体的压强的计算;浮力大小的计算
【专题】重力、弹力、摩擦力;压强、液体的压强;浮力;分析、综合能力
【分析】(1)根据图象可知:立方体完全浸没在水中弹簧测力计的示数为,立方体离开水面后弹簧测力计的示数不变,为,则此时测力计的示数为立方体重力;根据即可求出浮力;
(2)根据求出物体的体积;然后根据求出立方体质量,利用求出立方体的密度;
(3)根据图象可知立方体的高度,由此可知立方体上表面刚出水面时下表面所处的深度,然后可以求出对下表面产生的压强。
【解答】解:(1)分析图象数据可知:立方体处于浸没时,弹簧测力计的示数为,立方体离开水面后弹簧测力计的示数不变,为,则立方体重力;
所以,立方体浸没在水中所受的浮力:;
(2)根据可得,立方体的体积:
;
由得,物体质量:
,
则物体的密度:
;
(3)由图象数据可知:立方体的高度,
则立方体上表面刚出水面时下表面所处的深度,
所以水对下表面的压强为:
。
答:(1)立方体浸没在水中所受的浮力为;
(2)立方体的密度为;
(3)立方体上表面刚出水面时,水对下表面产生的压强为。
【点评】本题考查阿基米德原理、密度公式、重力公式和称重法求浮力等,关键是知道物体完全浸没时排开水的体积和物体本身的体积相等,注意水面的深度不变,据此可求出物体的高度。
26.(2022•昆明一模)如图甲所示,水平放置的方形容器里有一个重为、棱长为的正方体物块,与容器底部不密合。以的恒定水流向容器内注水,容器中水的深度随时间的变化关系如图乙所示,求:
(1)物块的密度;
(2)当时,水对容器底部的压强和压力的大小;
(3)图乙中的值。
【答案】(1)物块的密度为;
(2)当时,水对容器底部的压强和压力的大小为;
(3)图乙中的值为。
【考点】密度的计算;液体的压强的计算
【专题】计算题;密度及其应用;压强、液体的压强;图析法;分析、综合能力
【分析】(1)已知物块的边长,可求物块的体积,已知物块的重力可求物块的质量,根据公式可求物块的密度;
(2)与水的密度进行比较,即可知道物体的在水中的浮沉状态;由于方形容器在水平方向上放置,则液体对底部的压力等于容器里液体和漂浮物体的总重力,所以根据求出当时注入的水的体积,然后求出水的重力,最后根据即可求出压力;
(3)由乙可知:时,水的深度变化改变,即此时正好是物块处于刚刚开始漂浮的状态,所以根据阿基米德原理求出此时物块浸没的深度即为此时水的深度的值。
【解答】解:(1)物块的体积;
物块的质量:;
物块的密度:;
(2)由图像可知:当时,水的深度为,则水对容器底部的压强为:
;
由于此时水的深度大于立方体物块的边长为,物块的密度;
则根据浮沉条件可知物块在水中将漂浮;
当时,注入的水的体积,
则;
由于是方形容器放置在水平桌面上,所以液体对底部的压力为:
;
(3)当时,正好是物块处于刚刚开始漂浮的状态,则,
根据可得:
,
所以深度为:。
答:(1)物块的密度为;
(2)当时,水对容器底部的压强和压力的大小为;
(3)图乙中的值为。
【点评】此题是一道力学综合题,熟练运用阿基米德原理、液体压强公式、密度公式;准确分析图像中的信息,方可解答此题。
考点卡片
1.沸点及沸点与气压的关系
【知识点的认识】
(1)沸点是指物体由液态转化为气态的温度;
(2)液体的沸点跟气压有关,气压增大,沸点升高;气压减小,沸点降低.但液体沸腾时温度保持不变.
(3)理由:液体在挥发的时候产生蒸气压,当蒸气压(饱和蒸气压)等于外界的压力时,液体就会沸腾,此时的温度就是液体的沸点.
(3)当外界的压力增大时,必须升高温度才能使蒸气压增大以等于外界压力,达到沸腾.当外界压力降低时,温度比较低的时候就能够使蒸气压等于外界压力,达到沸腾.
【命题方向】
利用气压对沸点的影响来解决生活中的一些现象,例如高压锅煮食物熟得快等问题都是命题重点.
例1:成都的蔬菜加工企业为了避免蔬菜在长途运输、贮藏等环节中腐烂变质及高温杀菌时对蔬菜营养成分的破坏,常常对蔬菜进行真空脱水,使之成为脱水蔬菜.从物理学的角度看,真空脱水的原理是( )
A.真空环境的温度极低,可使蔬菜中的水分迅速凝固并升华,从而实现脱水
B.真空环境的温度很高,可使蔬菜中的水分迅速汽化,从而实现脱水
C.真空环境的空气密度很小,可迅速提高蔬菜中水分子的运动速度,从而实现脱水
D.真空环境的气压很小,因而大大降低了水的沸点,使蔬菜中的水分迅速汽化,从而实现脱水
分析:液体表面的气压增大、沸点升高,气压减小、沸点降低,据此分析判断.
解:真空环境,气压很小,这样大大降低了水的沸点,使蔬菜中的水分迅速沸腾(汽化),从而实现脱水,使蔬菜成为脱水蔬菜.
故选D.
点评:本题考查了液体沸点与气压的关系,记住沸点与气压的关系是本题的关系.
例2:用高压锅烹煮食物能节约燃料并且节省时间,是因为( )
A.锅内气压大,液体沸点高
B.锅内气压大,液体沸点低
C.锅内气压小,液体沸点高
D.锅内气压小,液体沸点低
分析:用高压锅烹煮食物能节约燃料并且节省时间是因为高压锅内温度高,而高压锅内温度高是因为气压高而使得沸点高造成的.
解:根据沸点与气压的关系,气压高沸点高;又因高压锅内气压是大的,所以B、C、D错误,故A正确.
故选A.
点评:要解答本题需要知道沸点与气压的关系,又要知道高压锅内气压是高的.
【解题方法点拨】
要理解熟记气压与沸点的关系.
2.质量及其特性
【知识点的认识】
物体所含物质的多少叫质量,通常用字母m表示,是度量物体在同一地点重力势能和动能大小的物理量,是描述物体的惯性的物理量,是决定物体受力时运动状态变化难易程度的唯一因素.质量是物体的一种基本属性,与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关.单位不同于重量.质量大,物体含有物质多;质量小,物体含有物质少.
【命题方向】
质量的属性,质量是描述惯性的量度,以及质量对物理量的影响是中考命题关键.
例1:夏天,从冰箱内拿出一瓶结了冰的矿泉水.一段时间后,瓶内的冰全部化成了水.瓶内的冰化成水的过程中,不变的是物理量是( )
A.体积 B.质量 C.密度 D.比热容
分析:一瓶矿泉水放入冰箱结冰后,密度变小,体积变大,比热容也变化,故当冰化成水的过程是体积变小、密度变大、比热容变大,只有质量是不变的.
解:A、体积变小,故本选项错误;
B、质量不变,因为,质量是物质的一种属性,不随物质状态的改变而改变.
C、密度变大.故本选项错误.
D、比热容变大.故本选项错误.
故选B.
点评:密度和比热容是物质的一种特性,不同的物体这二者一般是不同的.质量是物体的一种属性,不随物体状态的改变而改变.
例2:一块铁块的质量会发生变化的情况是( )
A.将它熔化成铁水 B.磨掉铁块一个角
C.把它轧成薄铁片 D.从地球运到月球
分析:物质质量的大小与外界条件无关,只取决于物体本身所含物质的多少.据此对四个选项逐一分析即可解答此题.
解:质量是物体的一种属性,它不随物体的形状、位置、温度和状态的改变而改变.
将它熔化成铁水是状态变了;把它轧成薄铁片是形状变了;从地球运到月球是位置变了;
但铁块所含铁的多少没有改变,所以其质量不会改变.
磨掉铁块一个角,铁块所含铁物质减少了,所以质量变了.
故选B.
点评:本题主要考查学生对质量及其特性的了解和掌握,难度不大,是一道基础题.
【解题方法点拨】
要牢牢的记住质量的物理属性及定义是解题的关键.
3.密度的计算
【知识点的认识】
(1)密度的公式:ρ=(ρ表示密度、m表示质量、V表示体积)
(2)密度公式变化:m=ρV、V=
【命题方向】
利用公式计算出密度来鉴别物质,利用控制变量法分析函数图来比较密度的大小.
例1:有不同物质组成的甲乙两个体积相同的实心物体,质量之比是2:3,这两种物质的密度值比是( )
A.2:3 B.3:2 C.1:1 D.以上答案都不对
分析:解答此题的关键是学生明确甲乙两个体积相同,根据密度公式即可得出答案.
解:由V甲=V乙,=可得=,故选项A正确;故选A.
点评:此题主要考查学生对密度公式的理解与掌握,此题比较简单,是密度计算题的基础,因此是一道基础题.
例2:小明郊游时捡到一块外形不规则的石头.为了测定它的密度,小明称出石头和一个盛满水的容器的质量 分别为0.56kg、2kg,然后将石头轻轻放入容器中,又测出了容器的总质量为2.36kg.(石头吸水不计,g取10N/kg)求:
(1)石头的体积;
(2)石头的密度;
(3)若石头吸水,所测石头的密度是偏大还是偏小,为什么?
分析:由题意可知,石头的体积等于它排开水的体积,所以根据盛满水的容器溢出的水求出石头的体积;根据密度公式求出石块的密度;若石头吸水,则石块排开水的体积减小,由此判断所测石头的密度值的情况.
解:(1)排出水的质量为:
m排=(0.56kg+2kg)﹣2.36kg=0.2kg;
∵石块完全浸没
∴V石=V排===2×10﹣4m3;
(2)石头的密度:
ρ石===2.8×103kg/m3;
(3)由于石块吸水,导致排出水的体积小于石头的体积;
根据ρ=可知,石头的密度偏大.
答:(1)石头的体积为2×10﹣4m3;(2)石头的密度为2.8×103kg/m3;(3)偏大,由于石块吸水,导致排出水的体积小于石头的体积,根据ρ=可知,石头的密度偏大.
点评:本题考查了密度公式的应用.关键是知道石头浸没水中时,排开水的体积等于石头的体积;石头吸水时,排出水的体积小于石头的体积.
【解题方法点拨】
对于密度公式,还要从以下四个方面理解:
(1)同种物质,在一定状态下密度是定值,它不随质量大小或体积大小的改变而改变.当其质量(或体积)增大几倍时,其体积(或质量)也随着增大几倍,而比值是不变的.因此,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比;
(2)具有同种物质的物体,在同一状态下,体积大的质量也大,物体的体积跟它的质量成正比;
(3)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=
(4)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=.
4.匀速直线运动
【知识点的认识】
(1)概念:如果物体沿直线运动,并且速度大小保持不变,那么我们称这种运动为匀速直线运动.
(2)匀速直线运动的特点:①在整个运动过程中,物体的运动方向和速度大小都保持不变.②在任意相等的时间内通过的路程都相等.
(3)计算公式:v=
(4)匀速直线运动的s﹣t图象是一条倾斜的直线,直线的倾斜程度表示速度的大小;匀速直线运动的v﹣t图象是一条平行于时间轴的直线.如图甲乙所示.
(5)匀速直线运动在现实生活中很少存在,如果物体在运动过程中速度变化不大,并且轨迹近似为直线,在这种情况下我们可以把物体的运动近似地看做是匀速直线运动
【命题方向】
命题方向:(1)匀速直线运动的速度是否与路程成正比,与时间成反比?(2)与力结合:一个物体在受到两个力作用时,如果能保持静止或匀速直线运动,我们就说物体处于平衡状态.
例1:下图是利用每秒闪光10次的照相装置分别拍摄到的四个小球的频闪照片,其中哪幅照片表示小球在做匀速直线运动( )
A. B. C. D.
分析:物体在做匀速直线运动时,在任何一段相等时间内通过的路程也相等,可根据这个特点来进行选择.
解:由题意知:四个图片中,每相邻两点间所用时间是相同的;
若小球在做匀速直线运动,那么相邻两个小球间的距离也应相等,符合这个特点的只有B选项;
故选B.
点评:解答此类打点计时器的题时,一定要注意隐含的条件是相邻两点间所用的时间是相同的.
例2:用绳子栓住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动,当绳子突然断裂,小球将( )
A.保持原来的圆周运动状态
B.保持绳断时的速度作匀速直线运动
C.小球运动速度减小,但保持直线
D.以上三种都有可能
分析:根据题意分析物体的受力情况;光滑平面即无摩擦力,绳子断即无拉力;在竖直方向上受重力和支持力;
再根据物体的受力情况对物体的运动状态做出判断;在本题中,物体受平衡力,则保持绳子断时的速度做匀速直线运动.
解:根据牛顿第一定律可知:当物体不受力时,将保持匀速直线运动状态或静止状态;光滑的水平面没有摩擦,当绳子突然断裂,在水平方向上,不受拉力和摩擦力;在竖直方向上,受到的重力和支持力是一对平衡力,大小相互抵消;故小球相当于不受力,将保持绳子断裂时的速度做匀速直线运动.
A、做圆周运动说明小球的运动状态在改变;说明小球受非平衡力作用;故A错误;
B、当绳子突然断裂,在水平方向上,不受拉力和摩擦力;在竖直方向上,受到的重力和支持力是一对平衡力,大小相互抵消;故小球相当于不受力,将保持绳子断裂时的速度做匀速直线运动.故B正确;
C、小球运动速度减小,标志着小球受到摩擦阻力作用,而平面光滑无摩擦;故C错误;
D、小球只能做匀速直线运动;故D错误;
故选B.
点评:物体将处与什么运动状态,由物体的受力情况来决定.此题中当物体受平衡力作用时,将保持绳子断时的速度做匀速直线运动.
【解题方法点拨】
(1)做匀速直线运动的物体其速度是保持不变的,因此,如果知道了某一时刻(或某一距离)的运动速度,就知道了它在任意时间段内或任意运动点上的速度.
(2)一个物体在受到两个或两个以上力的作用时,如果能保持静止或匀速直线运动,我们就说物体处于平衡状态.
(3)不能从数学角度把公式s=vt理解成物体运动的速度与路程成正比,与时间成反比.匀速直线运动的特点是瞬时速度的大小和方向都保持不变,加速度为零,是一种理想化的运动.
(4)匀速直线运动仅为理想状态.
5.惯性
【知识点的认识】
(1)惯性是一切物体的固有属性,无论是固体、液体或气体,无论物体是运动还是静止,都具有惯性.一切物体都具有惯性.
(2)惯性定义:我们把物体保持运动状态不变的属性叫做惯性.惯性代表了物体运动状态改变的难易程度.惯性的大小只与物体的质量有关.质量大的物体运动状态相对难于改变,也就是惯性大;质量小的物体运动状态相对容易改变,也就是惯性小.
(3)当你踢到球时,球就开始运动,这时,因为这个球自身具有惯性,它将不停的滚动,直到被外力所制止.任何物体在任何时候都是有惯性的,它要保持原有的运动状态.
(4)惯性的应用与防止:在日常生活中惯性现象对我们既有有益的一面,又有有害的一面.有益的要加以利用,例如利用惯性使锤头套紧;有害的要加以防止,例如汽车不能超速超载.
【命题方向】
命题方向有以下方面:(1)惯性的认识;(2)影响惯性的因素;(3)惯性的应用与防止.
例1:下列说法中正确的是( )
A.物体运动的速度越大,它受到的动力越大,惯性也越大
B.骑自行车的人上坡前加紧蹬几下,这是为了增大惯性
C.足球越滚越慢,是因为受到了球场对它施加的力的作用
D.若运动的物体不受任何力的作用,它的速度将慢慢变小,最终停下来
分析:根据:惯性的知识及力的作用效果分析解答此题.
解:A、物体的惯性取决于物体的质量,与物体速度无关,故A错误.
B、骑自行车的人上坡前加紧蹬几下,是为了获得更大的速度,自行车惯性不变,故B错误.
C、足球越滚越慢,是因为受到了球场对它施加的阻力作用,阻力改变了足球的运动状态,使它停下来,故C正确.
D、若运动的物体不受任何力的作用,则物体由于惯性要继续运动下去,不会停止,故D错误.
故选C.
点评:本题考查了:物体的惯性、力的作用效果.应记住:惯性是物体的固有属性,取决于物体的质量,与物体的运动状态及受力情况无关;力的作用效果有:使物体发生形变;改变物体的运动状态.
例2:由于不遵守交通法规酿成的交通事故频繁发生,国家加大了对违反交通法规的处罚力度.关于汽车安全行驶的规定和措施,下列说法正确的是( )
A.限制汽车最大行驶速度,是为了减小汽车的惯性
B.安全带主要是在汽车突然启动时对驾乘人员起到保护作用
C.冬天汽车在冰雪路面上行驶时,轮胎上装防滑链,是为了减小摩擦
D.严禁酒后驾车.主要是因为饮酒后驾驶员反应迟钝,更容易出现交通事故
分析:(1)惯性是物体的固有属性,其大小只取决于物体的质量;
(2)安全带是为了防止在紧急刹车时人会前冲而带来的伤害;
(3)冰雪天因为路面结冰,而使摩擦力减小,故为了增大摩擦可以在轮胎上装防滑链;
(4)汽车的刹车距离取决于汽车的运行速度及人的反应时间,而酒后人的反应时间增长,故可以分析为什么不能酒后驾驭.
解:A、惯性是物体的固有属性,惯性大小与速度大小无关;限制速度的目的是为了减小刹车距离,故A错误;
B、根据惯性可知突然启动时人是向后仰的,安全带不起任何作用,故B错误;
C、防滑链可以增大轮子与地面间的摩擦力,防止交通事故的产生,故C错误;
D、人饮酒后,由于反应变慢,则反应时间变长,则刹车距离变大,极易造成交通事故,故D正确;
故选D.
点评:本题考查物理知识在交通法规中的应用,在生活中要注意体会物理知识的应用.
【解题方法点拨】
(1)惯性不等同于惯性定律.惯性是物体本身的性质,而惯性定律讲的是运动和力的关系(力不是维持物体运动的原因,力是改变物体运动的原因).
(2)惯性是物体固有的一种属性,不能说“由于惯性的作用”“获得惯性”.正确的是“具有惯性”.
6.平衡力的辨别
【知识点的认识】
两个力同时作用在同一物体同一直线上,如果物体保持静止或匀速直线运动状态,则这两个力对物体运动状态的作用效果相互抵消(合力为0),我们就说这两个力平衡.两个力作用在物体上,如果物体不能保持静止或匀速直线运动状态,则这两个力的作用效果不可相互抵消(合力不为0),我们就说这两个不力平衡,也叫非平衡力.
【命题方向】
判断两个力是否为平衡力,平衡状态的物体有哪些平衡力都是中考的命题方向.
例1:如图所示,人抓住牵牛绳沿水平方向拉牛,但没有拉动.其中说法正确的是( )
A.绳拉牛的力小于牛拉绳的力
B.绳拉牛的力小于地面对牛的摩擦力
C.绳拉牛的力与牛拉绳的力是一对平衡力
D.绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力
分析:(1)物体处于平衡状态(静止状态或匀速直线运功)时,所受的力就是平衡力.
(2)二力平衡的条件是两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上.
(3)相互作用力的大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在两个物体上.
解:因牛处于静止状态,所以绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,作用在同一个物体上,所以绳拉牛的力与地面对牛的摩擦力是一对平衡力;
绳拉牛的同时,牛也要拉绳,这两个力大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,分别作用在牛和绳上是一对相互作用力.
故选:D.
点评:本题考查了平衡力和相互作用力的辨别,两者的区别是看作用点是否在同一物体上,这也是学生容易出错的地方.
例2:踢出去的足球在水平草地上滚动,在以下列举的各对力中,属于一对平衡力的是( )
A.球对草地的压力和草地对球的支持力
B.球所受的重力和球所受的摩擦力
C.球所受的重力和球对草地的压力
D.球所受的重力和草地对球的支持力
分析:二力平衡的条件是:作用在同一个物体上、大小相等、方向相反、作用在同一直线上.缺一不可.
解:A、球对草地的压力,作用在草地上,方向竖直向下;草地对球的支持力,作用在球上,方向竖直向上,这两个力不是作用在同一个受力物体上,不是一对平衡力,而是一对相互作用力,故该选项不符合题意;
B、球受到的重力的方向竖直向下,球受到摩擦力的方向是水平方向,不在同一直线上,不符合二力平衡的条件,故该选项不符合题意;
C、球受的重力,作用在球上,方向竖直向下,球对草地的压力,作用在草地上,方向也竖直向下,不符合二力平衡中作用在同一物体上和方向相反的条件,故该选项不符合题意;
D、球受到的重力,作用在球上,方向竖直向下,草地对球的支持力,也作用在球上,方向竖直向上,二者大小相等、方向相反,作用在同一直线上,符合二力平衡的条件,故该选项符合题意.
故选D.
点评:(1)二力平衡的条件是:作用在同一物体上,大小相等、方向相反、作用在同一直线上,缺一不可.
(2)注意平衡力和相互作用力的区别:相互作用力是作用在两个不同的物体上,平衡力是作用在同一个物体上.
【解题方法点拨】
判断两个力是否为平衡力,必须从分析两个力是否“同物”开始,如果不“同物”肯定不是平衡力,如果“同物”再分析它们是否等大、反向、共线.只有同时满足四个条件才是平衡力.相互作用的两个力也具有等大、反向、共线的性质,但受力物体不同.
7.二力平衡条件的应用
【知识点的认识】
二力平衡的条件是:作用在一个物体上的两个力,如果大小相等,方向相反,并且作用在同一直线上,这两个力就彼此平衡,对于二力平衡条件,我们必须注意以下四个要点,且这四个要点缺一不可.二力平衡是初中物理的重点、难点内容之一,在中考试卷中出现的几率较大,很多同学难以正确掌握二力平衡条件,出现了许多模糊甚至是错误的认识,静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力;匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力.
【命题方向】
主要命题有以下几个方面:
(1)根据物体的状态,判断物体所受的力是否为平衡力.
例:跳伞运动员在空中张开降落伞后,跳伞运动员匀速下降,这是因为跳伞运动员( )
A.没有受到力的作用 B.受到的重力小于阻力 C.受到的重力等于阻力 D.受到的重力大于阻力
分析:当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,物体是平衡状态,受平衡力的作用.
解:因为跳伞运动做匀速直线运动,受力平衡,即受到的重力与阻力是一对平衡力,所以重力等于阻力.
故选C.
点评:该题考查了二力平衡条件的应用,解题的关键是先判断出物体是否处于平衡状态.
(2)已知两个力为平衡力,根据一个力的大小和方向来确定另一个力的大小和方向.
例:某人沿水平方向用20N的力推着一辆车匀速向西运动,车受到的阻力大小是 20 N,方向是 水平向东 .
分析:二力平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在同一个物体上.
根据二力平衡条件进行解答.
解:车在水平方向上匀速向西运动,水平方向上受到平衡力的作用,物体受到水平向西的拉力,大小为20N,根据二力平衡条件得,车受到的阻力为水平向东,大小为20N.
故答案为:20;水平向东.
点评:本题考查了二力平衡条件.二力平衡条件应用广泛,一定要熟练掌握.
(3)根据两个力的大小和方向,来确定物体的运动状态.
例:在抗震救灾中,我空降部队从高空跳伞,当伞兵受到的合力为零时,他将( )
A.加速下降 B.匀速下降 C.减速下降 D.加速上升
分析;由二力平衡知:物体所受合力为零时,物体处于平衡状态.即:匀速直线状态.
解:当物体受平衡力时,物体会保持平衡状态,匀速直线运动或静止状态.
而:A、C、D都不是平衡状态.
故此题答案为:B
点评:明确处于平衡状态的物体所受的合力为零.
【解题方法点拨】
两个力彼此平衡,理解二力平衡的含义,要抓住两个要点:(l)一个物体,同时受两个力作用;(2)物体保持静止状态或匀速直线运动状态(即物体处于平衡状态),在这里需要进一步说明的是:在平衡力作用下,原来处于静止状态的物体,依然处于静止状态,原来运动的物体,一定以原来的速度做匀速直线运动.反之,静止的物体只受两个力作用时,这两个力一定是平衡力,匀速直线运动的物体,如果只受两个力作用,那么这两个力也一定是平衡力.
8.重力
【知识点的认识】
物体由于地球的吸引而受到的力叫重力.重力的施力物体是地球.重力的方向总是竖直向下.物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比,计算公式是:G=mg,g为比例系数,大小为9.8N/kg,表示质量为1kg的物体受到的重力为9.8N.重力作用在物体上的作用点叫重心.
【命题方向】
重力的施力物体是什么,重力的符号、单位、g一般取9.8N/kg的含义是此知识点的命题方向.
例1:下列关于重力的说法,正确的是( )
A.重力的大小可以用弹簧测力计直接测量
B.重力的方向是竖直向下的
C.重力在物体上的作用点叫做重心
D.重力的单位是kg
分析:地球附近的一切物体都会受到重力的作用,重力的方向始终竖直向下,重力的作用点被称为重心,其单位是N,可以用弹簧测力计测量其大小.
解:
A、弹簧测力计是测量力的工具,当物体静止时,重力与拉力是一对平衡力,故重力的大小可以用弹簧测力计直接测量.A符合题意.
B、重力的方向指向地心,所以总是竖直向下的(如重锤线静止时,总是位于竖直方向).B符合题意.
C、重力在物体上的作用点叫做重心.C符合题意.
D、力的国际单位是牛顿(N),重力的单位是N.D不符合题意.
故选A、B和C.
点评:本题考查对重力单位、方向、作用点的理解,难度不大,但易出错.
例2:如果没有重力,下列说法中不正确的是( )
A.万川不入海
B.物体没有质量
C.人一跳起来就会离开地球
D.杯里的水倒不进嘴里
分析:如果没有重力,哪些依靠重力来完成的活动将无法进行;而物体的质量是物质的属性,表示物体所含物质的多少,与物体是否受重力无关.
解:A、万川入海,是由于水受到重力作用,才导致水往低处流;若没有重力,则万川不入海;故A不符题意;
B、质量是物质的属性,与物体是否受重力无关;故B符合题意;
C、人跳起来会落向地面,是由于人受到重力作用,若没有重力,人一跳起来就会离开地球;故C不符题意;
D、杯里的水倒进嘴里,是由于水受到重力作用;若没有重力,杯里的水将倒不进嘴里;故D不符题意;
故选B.
点评:此题是一道想象题,考查了学生的逆向思维,将由于重力存在导致的现象,反过来进行分析即可解答.
【解题方法点拨】
(1)重力具有普遍性,地球上的所有物体,无论固体、液体还是气体,不管其质量大小,也不论其有无生命,凡是分子、原子构成的物质,都受到地球的吸引力.
(2)重力是由于地球吸引而产生的,但重力大小不一定等于地球对物体的吸引力,重力一般小于地球对物体的吸引力(重力只是地球对物体万有引力的一个分力).
(3)重力是一种非接触力,抛出去在空中运动的物体与它静止在地面上时所受重力相等.
9.重力的计算
【知识点的认识】
物体由于地球的吸引而受到的力叫重力.重力的施力物体是地球.重力的方向总是竖直向下.公式G=mg,其中G表示重力,单位是N;m表示质量,单位是kg;g取9.8N/kg,粗略计算时,可取g=10N/kg.
【命题方向】
中考命题方向:(1)公式的表述:重力大小跟物体的质量成正比,不能反过来表述:物体的质量跟重力大小成正比.(2)直接利用公式进行重力、质量的计算.(3)由质量计算出重力或直接计算重力做功或克服重力做功.(4)与力的合成或平衡力结合出题.
例1:下列说法正确的是( )
A.“G=mg”表明:物体受到的重力跟它的质量成正比
B.“m=”表明:物体的质量跟它的重力成正比
C.“g=”表明:g值大小等于物体受的重力跟它质量的比值,且是一个恒定的值
D.上述说法都正确
分析:理解重力公式及其变形的物理意义;对各个选项逐一分析.
解:A、公式G=mg表示物体受到的重力跟它的质量成正比,正确;
B、物体的质量是表示物体所含物质的多少,与重力没有关系,故B错误;
C、g在地球上不同的位置,大小不同,所以不能说是一个恒定的值,故C错误;
故选A.
点评:本题考查重力、质量、g的含义,关键是明白他们所表示的物理意义.
例2:甲、乙两人受到的重力之比是5:4,甲的质量是60kg,则乙的质量和重力分别是( )
A.48kg,470.4N B.470.4kg,470.4N C.48kg,48N D.75kg,735N
分析:重力大小跟质量的关系是:物体所受的重力跟它的质量成正比,知道甲、乙两人受到的重力之比,从而可以计算甲、乙两人的质量之比,又知道甲的质量,可求乙的质量,再利用公式G=mg计算乙的重力.
解:物体所受的重力跟它的质量成正比,
∵甲、乙两人受到的重力之比是5:4,
∴甲、乙两人的质量之比是5:4,
又∵m甲=60kg,
∴==,
从而可知,m乙=48kg,
∴乙的重力为:G乙=m乙g=48kg×9.8N/kg=470.4N.
故选A.
点评:本题考查了重力公式的应用,物体所受的重力跟它的质量成正比,而且比值是个定值,等于9.8N/kg.
【解题方法点拨】
理解公式的含义,注意知识点之间的联系.
10.摩擦力大小的影响因素
【知识点的认识】
两个互相接触的物体,当它们做相对运动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力.影响摩擦力大小的因素:压力大小和接触面的粗糙程度.(1)接触面粗糙程度一定时,压力越大摩擦力越大.生活中我们有这样的常识,当自行车车胎气不足的时候,骑起来更费力一些. (2)压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大.
【命题方向】
影响摩擦力大小因素的表述是这个知识点的考查方向.
例1:小明在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验时,提出了如下四个猜想.根据你对本实验的探究,发现其中与实验结论不相符合的是( )
A.摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关
B.把滑动变为滚动,摩擦力变小
C.摩擦力的大小可能与物体间接触面积的大小有关
D.摩擦力的大小可能与接触面上压力的大小有关
分析:完成本题需要掌握增大或减小摩擦力的方法,增大摩擦力的方法:增大压力、使接触面变粗糙、变滚动为滑动;减小摩擦可采取相反的措施:减小压力、使接触面变光滑、变滑动为滚动等.
解:A、在其他条件一定时,使接触面变粗糙,可以增大摩擦力,该猜想与实验结论相符;
B、在其他条件一定时,将滑动变为滚动,可以减小摩擦力,该猜想与实验结论相符;
C、摩擦力的大小与物体间的接触面积无关,该猜想与实验结论不相符;
D、在其他条件一定时,增大物体对接触面的压力大小,可以增大摩擦力,该猜想与实验结论相符;
故选C.
点评:本题考查学生对摩擦力大小的影响因素的了解和掌握,解题时根据所学的物理知识逐个排除.
例2:下列实例中,是通过改变压力大小来改变摩擦力的是( )
A.在行李箱下安装滚轮
B.骑自行车刹车时用力捏闸
C.体操运动员比赛前在手上抹镁粉
D.在轴承上加润滑油
分析:影响摩擦力大小的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度;
要改变摩擦力的大小,就要通过改变压力和接触面的粗糙程度来实现.
解:A、在行李箱下安装滚轮,是通过变滑动为滚动以减小摩擦力;
B、骑自行车刹车时用力捏闸就是通过增大压力来增大摩擦的;
C、体操运动员比赛前在手上抹镁粉是通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦的;
D、在轴承上加润滑油就是使接触面更光滑来减小摩擦力的.
故选B.
点评:摩擦力在生活中的应用是非常广泛的,我们要能够从生活中的实例分析出所用到的物理知识.
【解题方法点拨】
在影响因素表述时一定要运用“控制变量”的方法是解题的关键.
11.摩擦力产生的条件
【知识点的认识】
物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件:
第一:两物体相互接触.
第二:接触面粗糙.
第三:两物体发生相对运动或相对运动趋势.
【命题方向】
主要是判断这个物体受没受摩擦力,是什么摩擦力.
例1:关于摩擦力的说法中不正确的是( )
A.凡是相互接触的物体间一定有摩擦力
B.两物体保持相对静止时也有可能有摩擦力
C.摩擦力的方向不一定与物体运动的方向相反
D.只有接触才有可能产生摩擦
分析:两个相互接触的物体,要发生或已经发生相对运动时,在接触面上产生一种阻碍物体相对运动的力,这种力是摩擦力.
解:A、如果两个物体接触没有运动,也没有运动趋势两个物体之间就没有摩擦力.符合题意.
B、例如斜面上静止的物体,虽然相对斜面来讲物体是静止的,但是物体在斜面上有向下运动的趋势,两者之间也存在摩擦力.不符合题意.
C、摩擦力的方向总是跟物体的相对运动方向相反,有时跟物体运动方向是相同的,有时是相反的.不符合题意.
D、两个物体之间要产生摩擦力一定是接触的,不接触是没有摩擦力的.不符合题意.
故选A.
点评:掌握摩擦力产生的条件、方向、大小影响因素、作用点.
例2:一只啤酒瓶,在下列情况下一定受到摩擦力作用的是( )
A.静止放在粗糙水平桌面上时
B.沿粗糙斜面匀速下滑时
C.握在手中,瓶口朝上静止悬在空中时
D.放在匀速直线行驶的列车茶几上时
分析:1、根据产生摩擦力的条件去判断有无摩擦力
2、可以根据物体所处状态和平衡问题判断摩擦力.
解:A、静止放在粗糙水平桌面上时,没有相对运动.所以不存在摩擦力,故A错误.
B、沿粗糙斜面匀速下滑时,发生相对运动,所以受到摩擦力,故B正确;
C、瓶子被握在手中,瓶口朝上,根据瓶子所处的状态得出瓶子所受合力为0,在竖直方向上瓶子受重力,肯定还受手对它的静摩擦力.故C正确.
D、放在匀速直线行驶的列车茶几上时,在水平方向没有发生相对运动,故不受摩擦力,故D错误;
故选BC.
点评:根据产生摩擦力的条件去判断有无摩擦力也可以根据物体所处状态和平衡问题判断摩擦力.
【解题方法点拨】
有的同学认为两个物体只要接触,接触面上就会产生摩擦力,这种观点是错误的.出错的原因在于不理解摩擦力的概念.两个相互挤压的物体只有发生相对运动或者相对运动趋势时,物体间才会产生摩擦力.如果两个物体相对静止且没有相对运动趋势,则物体间不会产生摩擦力.
12.增大或减小摩擦的方法
【知识点的认识】
增大有益摩擦的方法:
(1)增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹;
(2)增大压力,如骑自行车捏闸的力越大,摩擦力越大;
(3)变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚;
(4)变湿摩擦为干摩擦.
减小有害摩擦的方法:
(1)使接触面变光滑;
(2)减小压力;
(3)用滚动代替滑动;
(4)使接触面分离;
(5)变干摩擦为湿摩擦.
【知识拓展】
①加润滑油,可以在摩擦面间形成一层油膜,使摩擦面不接触,运动部件只在油膜上滑过,大大减小了摩擦;
②利用压缩气体在摩擦面间形成一层气垫,使摩擦面脱离接触,可以使摩擦变得更小,如气垫船;
③利用磁悬浮使摩擦面脱离,可以大大减小摩擦,如磁悬浮列车.
【命题方向】
怎样增大摩擦力或减小摩擦力,生活中的现象使用的是增大还是减少摩擦都是命题方向.
例1:下列做法属于减小摩擦的是( )
A.冬天,在结冰的马路上撒一些细沙以方便路人的行走
B.在生锈的自行车轴上滴一些油,骑车就会感觉轻松一些
C.当汽车后轮陷入泥坑打滑时,司机会就近寻找石块等物垫在车轮下
D.体操运动员进行双杠表演前,在手上涂抹滑石粉以防止人从杠上滑落
分析:(1)摩擦力大小的影响因素:压力和接触面粗糙程度.压力一定时,接触面越粗糙,摩擦力越大;接触面粗糙程度一定时,压力越大,摩擦力越大.
(2)增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度.
(3)减小摩擦力的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动.
解:A、冬天,在结冰的马路上撒一些细沙以方便路人的行走,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.不符合题意.
B、在生锈的自行车轴上滴一些油,使接触面脱离,减小摩擦力,骑车就会感觉轻松一些.符合题意.
C、当汽车后轮陷入泥坑打滑时,司机会就近寻找石块等物垫在车轮下,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.不符合题意.
D、体操运动员进行双杠表演前,在手上涂抹滑石粉以防止人从杠上滑落,是在压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.不符合题意.
故选B.
点评:(1)掌握摩擦力大小的影响因素,增大和减小摩擦力的方法.
(2)能用摩擦力的知识解释生活中的问题.
例2:如图所示的四个实例中,目的是为了增大摩擦的是( )
A. B. C. D.
旅行箱下装有小轮 在轴承中加滚珠 给车轮的轴中加润滑油 轮胎上制有花纹
分析:影响摩擦力大小的因素有压力和接触面的粗糙程度两个因素,
减小摩擦的方法有:减小压力、使接触面变光滑即减小接触面的粗糙程度、变滑动为滚动、加润滑油、使两接触面分开.
增大摩擦的方法有:增大压力、增大接触面的粗糙程度.
据此分析判断.
解:A、轮胎上制有花纹,增大了接触面的粗糙程度,从而增大了摩擦,符合题意;
B、轴承中装有滚珠,是将滑动摩擦变为滚动摩擦,是减小摩擦的一种方法,不符合题意;
C、给车轮的轴中加润滑油,使两接触面分开,减小摩擦,不符合题意;
D、旅行箱下面的小轮可以变滑动为滚动,即减小了摩擦力,不符合题意.
故选A.
点评:增大、减小摩擦的现象在我们的日常生活中随处可见,学习中要注意理论联系实际,用所学物理知识对生活中的物理现象作出解释,这样才能做到举一反三,活学活用.
【解题方法点拨】
解答此类题目时,分析操作前后的摩擦力变化即可.例如,锁生锈不好开时,将少量食用油注入锁孔就易开了,起初开锁难说明摩擦力大;操作后,开锁容易说明摩擦力减小.前后对比说明注入食油使摩擦力减小了,或者,直接分析操作符合增大或减小摩擦的哪一项,这需要我们熟练应用增大或减小摩擦的方法与途径.
13.压力及重力与压力的区别
【知识点的认识】
(1)压力:垂直作用在物体表面上的力叫做压力.
(2)产生的条件:压力是相互接触的物体因相互挤压使物体发生形变时在接触面之间产生的力.
(3)方向:压力的方向与受力物体的表面垂直且指向受压物体.例如按图钉,其方向可以与墙面垂直,与天花板垂直,也可以与水平桌面垂直,无论这个面如何放置,压力的方向总是要与接触面垂直的.
(4)作用点:压力的作用点在受压物体的表面上.
(5)辨析:重力和压力的区别
重力
压力
定义
由于地球的吸引而使物体受到的力
垂直作用在物体表面上的力
产生原因
由于地球的吸引而产生
由于物体对物体的挤压而产生
方向
总是竖直向下
垂直于受压面且指向被压物体
作用点
物体的重心
在受压物体的表面上
施力物体
地球
对受力物体产生挤压作用的物体
联系
在通常情况下,静止在水平地面上的物体,其重力等于物体对地面的压力
注意点
压力不一定是由于物体受到重力而引起的
物体由于受到重力的作用,可以产生压力,但压力的大小不一定等于物体的重力
(6)影响压力作用效果的因素:压力和受力面积.受力面积一定时,压力越大,压力的作用效果越明显;压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显.
【命题方向】
主要从这几个方面命题:(1)压力与重力的区别方面出选择题;(2)利用压力的作用效果方面来体现控制变量法;(3)作图题:重力、压力的示意图
例1:放在水平桌面上的茶杯,对桌面有压力,下列有关“茶杯对桌面压力”的说法中,正确的是( )
A.茶杯对桌面的压力就是重力
B.茶杯对桌面的压力是作用在茶杯上的
C.茶杯对桌面的压力是由于茶杯发生形变而产生的
D.茶杯对桌面的压力是由于桌面发生形变而产生的
分析:物体静止在水平桌面上,物体对水平桌面的压力大小等于物体的重力,但不能说就是重力.压力是由于物体的形变而产生的.
解:A、茶杯对桌面的压力,施力物体是茶杯,受力物体是桌面;茶杯受到的重力的施力物体是地球,受力物体是茶杯.两个力的施力物体和受力物体都不相同,所以这两个力不是同一个力,但两者大小相等;故A错误;
B、茶杯对桌面的压力,是茶杯对桌面施加了一个作用,故施力物体是茶杯,受力物体是桌面.故B错误.
CD、当茶杯放在水平桌面上时,由于桌面对茶杯施加了一个向上的支持力,使茶杯底部发生微小的弹性形变,从而使茶杯对桌面产生了向下的弹力,即茶杯对桌面的压力.故C正确.D错误.
故选C.
点评:(1)此题考查了弹力的产生、压力与重力的区别、力的定义等知识点.
(2)放在水平面上的物体对水平面的压力等于物体的重力,但压力永远不会是重力.
(3)哪个物体对别的物体施加了压力,该物体就发生了弹性形变.
例2:如图所示,水平桌面上放着甲、乙、丙三个底面积相同的容器,若在三个容器中装入质量相等的水,三个容器底部所受水的压力( )
A.甲最大 B.乙最大 C.丙最大 D.一样大
分析:由图可知,知道装入水的质量相等,可知各容器内水的深度关系,然后根据液体压强的公式分析容器底部受到水的压强的大小关系;然后利用p=分析三个容器底部所受水的压力关系.
解:如图三容器装入相同质量的水,
∵容器的底面积相同,
∴三容器内水的深度:h甲>h乙>h丙,
又∵p=ρgh,
∴容器底部受到水的压强p甲>p乙>p丙;
∴由p=得F=pS可知,三个容器底部所受水的压力甲最大.
故选A.
点评:本题考查了学生对压强公式和液体压强公式的掌握和运用,对液体压强大小变化分析关键是确定深度大小,对固体压强的大小情况分析关键是确定压力和受力面积的大小.
【解题方法点拨】
注意压力的概念,理解压力与重力的区别于联系,学会控制变量法分析问题,控制变量法:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中.
14.压强
【知识点的认识】
压强是表示压力作用效果(形变效果)的物理量.在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕(这是为了纪念法国科学家帕斯卡Blaise pascal而命名的),即牛顿/平方米.压强的常用单位有千帕、千克力/平方厘米、托.一般以英文字母「p」表示.对于压强的定义,应当着重领会四个要点:
(1)受力面积一定时,压强随着压力的增大而增大.(此时压强与压力成正比)
(2)同一压力作用在支承物的表面上,若受力面积不同,所产生的压强大小也有所不同.受力面积小时,压强大;受力面积大时,压强小.
(3)压力和压强是截然不同的两个概念:压力是支持面上所受到的并垂直于支持面的作用力,跟支持面面积,受力面积大小无关.
压强是物体单位面积受到的压力.跟受力面积有关.
(4)压力、压强的单位是有区别的.压力的单位是牛顿,跟一般力的单位是相同的.压强的单位是一个复合单位,它是由力的单位和面积的单位组成的.在国际单位制中是牛顿/平方米,称“帕斯卡”,简称“帕”.
【命题方向】
命题点:(1)压强的物理意义(2)压强的单位及单位换算(3)压力与压强的理解.
例1:对于压强公式p=的理解,下列说法中正确的是( )
A.物体受到的重力越大,产生的压强越大
B.物体受到的压力越大,产生的压强就越大
C.受力面积越大,产生的压强就越大
D.受力面积不变时,产生的压强与压力的大小成正比
分析:压强指压力的作用效果,压强的大小与压力大小和受力面积大小有关.据此分析判断.
解:A、压强的大小与压力大小有关,与物体的重力没有直接关系;故A错误;
B、当受力面积相同时,物体受到的压力越大,产生的压强才越大;故B错误;
C、在压力相同时,受力面积越大,产生的压强越小;故C错误;
D、由p=可知,当受力面积不变时,压强与压力的大小成正比,故D正确;
故选D.
例2:近年来,汽车超载现象异常突出,公路损坏严重.你认为超载汽车对公路的损坏主要取决于( )
A.汽车的大小 B.汽车对公路的压强 C.汽车的速度 D.汽车的惯性
分析:汽车超载对公路的压力就越大,压力大对路面产生的压强就越大;压强大就标志着压力的作用效果明显﹣﹣对公路损坏就越严重.
解:汽车超载现象异常突出,超载导致对地面的压力增大(压力F=G),压强是指压力的作用效果,就此题来说,效果越明显则对路面的损坏就越严重;而压力越大压强越大;故超载汽车对公路的损坏主要取决对公路的压强;故B正确;
而汽车的大小、速度、惯性不是对公路损坏的主要原因;
故选B.
点评:明确压强的物理意义﹣﹣压力的作用效果.
【解题方法点拨】
学会用表述法表述物理量,熟记压强的单位及压力与压强的区别.
15.固体压强大小比较
【知识点的认识】
(1)固体压强的比较
准确判断压力、受力面积及其变化:固体压强的大小与压力的大小、受力面积有关。中考中对于压强的考查,往往在同一情境中出现多个力、多个面积发生变化的情景。要想准确的比较、计算压强的大小,找准产生压强的压力和该压力的受力面积是关键。我们审题时要抓住“谁对谁的压强”,找到压力的施力物体和受力物体,以及这两个物体的接触面积就可以准确判断压力和受力面积。利用公式p=,采用控制变量法:
(2)液体压强的比较
液体内部的压强主要与液体的密度、深度有关要比较其大小一定采取控制变量法来分析,利用公式采用密度比较法和深度比较法。
【命题方向】
比较压强的大小是各省、市中考物理的热点,考题常以填空、选择等形式出现。只有加强这方面的训练,全面提高分析问题和解决问题的能力,才能在中考时取得好成绩。
例1:如图所示,放在水平桌面上的两个容器分别装有相同高度的纯水和盐水(ρ盐水>ρ水),下面关于液体中a、b、c三点(其中b、c两点在同一水平面上)压强大小的关系说法正确的是( )
A.pa>pb>pcB.pc>pb>paC.pb>pa>pcD.pc>pa>pb
分析;液体压强与液体的密度和深度有关,密度越大,深度越大,液体压强越大。
解:由b、c两点可知,深度相同,由于盐水的密度大于纯水的密度,所以pc>pb;
a、b两点可知,同种液体中,压强随深度的增加而增大,所以pb>pa;综上所述,pc>pb>pa。
故选B。
点评:本题考查影响液体压强的因素,注意液体压强与密度和深度有关。
例2:如图所示,两个完全相同的装满豆浆的密闭杯子,以下列四种不同的方式放在水平桌面上,若杯子上表面面积是下表面面积的2倍,它们对桌面的压强大小分别是p甲、p乙、p丙、p丁,则( )
A.p甲<p乙<p丙<p丁B.p乙<p甲<p丁<p丙C.p乙<p甲=p丁<p丙D.p丙<p乙<p丁=p甲
分析:杯子放在水平地面上,杯子对水平地面的压力等于杯子自身的重力;
地面的受力面积等于杯子和桌面的接触面积;
可以设一个杯子的重力为G,杯子的下表面积为S1,杯子的上表面积为S2;
根据压强的计算公式P=求出各种情况下的压强,进行比较得出结论。
解:两个装满豆浆的密闭杯子的重力是一定的,杯子放在水平地面上对水平地面的压力就等于杯子的重力;
设一个装满豆浆的杯子的重力为G,杯子正放时地面的受力面积等于杯子的下表面积S1,倒放时地面的受力面积等于杯子的上表面积S2,S2=2S1;
甲图中地面受到的压强p甲==;
乙图中地面受到的压强p乙===;
丙图中地面受到的压强p丙==;
丁图中地面受到的压强p丁====。
通过比较可知,p乙<p甲=p丁<p丙。
故选C。
点评:解答此题我们需要知道:
①某种情况下,物体对水平地面的压力等于物体的自身重力;
②受力面积等于物体和被压物体表面的接触面积;
③压强的计算公式为p=。
【解题方法点拨】
在解题中要注意控制变量法的使用,控制变量法﹣﹣物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中。
16.增大压强的方法及其应用
【知识点的认识】
利用公式:p=来分析增大压强方法:
(1)压力一定,减小受力面积;
(2)受力面积一定,增大压力;
(3)同时增大压力,减小受力面积.
应用:①速滑运动员的冰鞋装有冰刀;②投向靶盘的飞镖;③用力刹车.
【命题方向】
生活中那些是增大压强的现象,是命题方向.
例1:如图所示的事例中,属于增大压强的是( )
A. B. C. D.
书包背带做得较宽 切苹果器的刀片做得较薄 铁轨铺在枕木上“好奇”号火星车模型轮子大而宽
分析:(1)压强大小的影响因素:压力大小和受力面积大小.
(2)增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时,减小受力面积.
(3)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积.
解答:解:A、书包带子做的宽一些,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意;
B、切苹果器的刀片做得较薄,是在压力一定的情况下,通过减小受力面积,增大压强,符合题意;
C、轨道铺在枕木上,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意;
D、“好奇”号火星车模型轮子大而宽,是在压力一定的情况下,通过增大受力面积,减小压强,不符合题意.
故选B.
点评:这是一道与生活联系非常密切的物理题,在我们日常生活中经常需要根据实际情况来增大或减小压强,要学会学以致用,活学活用,这才是学习物理的真正意义.解答时,要注意使用控制变量法.
例2:在一些公共汽车上配备逃生锤,遇到紧急情况时,乘客可以用逃生锤打破玻璃逃生,为了更容易打破玻璃,逃生锤外形应选择图中的( )
A. B. C. D.
分析:(1)压强大小跟压力大小和受力面积大小有关;
(2)增大压强的方法:在压力一定时,减小受力面积来增大压强;在受力面积一定时,增大压力来增大压强.
解:在压力一定时,减小逃生锤和玻璃的受力面积,可以增大逃生锤对玻璃的压强,以便打破玻璃顺利逃生.
故选C.
点评:掌握压强大小的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关增大和减小压强的问题.
【解题方法点拨】
利用公式:p=采用控制变量法(控制变量法﹣﹣物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中)来分析增大压强方法.
17.减小压强的方法及其应用
【知识点的认识】
利用公式:p=来分析减小压强方法:
(1)压力一定,增大受力面积;
(2)受力面积一定,减小压力;
(3)同时减小压力,增大受力面积.
应用:①载重卡车装有许多的车轮;②房屋建在较大的地基上;③书包带做得较宽.
【命题方向】
生活中那些是减少压强的现象,是命题方向.
例1:如图所示的事例中,属于减小压强的是( )
A. B.
刀切芒果 线切鸡蛋
C. D.
用针绣花 厚纸片垫提手处
分析:(1)压强大小的影响因素:压力大小和受力面积大小.
(2)增大压强的方法:在受力面积一定时,增大压力;在压力一定时,减小受力面积.
(3)减小压强的方法:在受力面积一定时,减小压力;在压力一定时,增大受力面积.
解:A、B、C都是在压力一定时,减小受力面积来增大压强.不符合题意.
D、提塑料袋时,用厚纸片垫在提手处,是在压力一定时,增大受力面积来减小压强.符合题意.
故选D.
点评:掌握压强大小的影响因素,掌握增大和减小压强的方法.能在生活中应用压强知识.
例2:细心的小玲同学发现,较重的衣服挂在图中甲衣架上时更不容易变形,这是因为压力一定时,甲衣架能增大与衣服的 受力面积 ,从而减小了对衣服的 压强 .
分析:压强大小跟压力大小和受力面积大小有关.减小压强的方法:在压力一定时,增大受力面积来减小压强;在受力面积一定时,减小压力来减小压强.
解:由图知,甲衣架比乙衣架宽、受力面积大,在压力一定时,减小了对衣服的压强,从而使衣服更不容易变形.
故答案为:受力面积; 压强.
点评:本题考查了减小压强的方法以及在生活中的应用,学习压强时要知道压强大小的影响因素,会解释生活中有关增大和减小压强的现象.
【解题方法点拨】
利用公式:p=采用控制变量法(控制变量法﹣﹣物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中)来分析增大压强方法.
18.压强的大小及其计算
【知识点的认识】
(1)压强定义或解释
①垂直作用于物体单位面积上的力叫做压力.
②物体的单位面积上受到的压力的大小叫做压强.
(2)单位
在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,简称帕,即牛顿/平方米.压强的常用单位有千帕、标准大气压、托、千克力/厘米2、毫米水银柱等等.(之所以叫帕斯卡是为了纪念法国科学家帕斯卡)
(3)公式:p=F/S
p表示压强,单位帕斯卡(简称帕,符号Pa) F表示压力,单位牛顿(N) S表示受力面积,单位平方米
(4)补充说明:
对于(3)所写的为定义式,任何压强都可以用.但是对于液体和气体压强,还有推导公式:
【命题方向】
压强的计算,主要是运用公式及其变形解决有关问题.题型常见的有填空、选择、计算及探究题.压强的定义式p=F/S,经验表明,不少学生在学习了这一部分内容后,一般会记住公式,但理解往往是片面的,有时甚至是错误的.因此,学习中要注意对压强公式的理解,除明确各物理量间的数学关系(学生往往重视这一点),明确各量的单位,最重要的是要明确公式所表达的物理意义(学生往往忽略这一点).进行计算时,要能正确地确定压力、确定受力面积.除此以外,还要明确,由于固体不具有流动性,而液体具有流动性,造成了计算固体对水平支持面的压力压强的方法,与计算液体对容器底部的压力压强的方法一般不同.另外,压强的计算常常与密度公式,重力公式相联系,体现了知识的综合性,所以常成为中考的热点.
例1:如图为站在沙地上的一名初三同学要搬走木箱,已知他一只鞋底的面积为200cm2,请你估计木箱对地面的压强约为( )
A.1000Pa B.7000Pa C.10000Pa D.20000Pa
分析:求木箱对地面的压强,而没有告知木箱对地面的压力和受力面积的大小,因此只有通过比较人和木箱在沙地上的凹陷程度来间接判断.那么就必须先求出人对地面的压强,首先估算人的重力,然后算出两个鞋底的面积,再由压强公式可得出人对沙地的压强,至此题目的未知量就已求出.
解:人的质量大约为60kg,那么其重力约为:G=mg=60kg×10N/kg=600N;
人和地面的接触面积为:S=2×200cm2=400cm2=400×10﹣4m2;
那么人对地面的压强约为:p人===12500Pa;
由图片知:木箱在沙地中的凹陷程度要大于人在沙地中的凹陷程度,因此木箱对地面的压强要远大于人对地面的压强,即:p木箱>p人;
在给出的四个选项中,只有D选项符合这个条件,故选D.
点评:在此题中,与所求内容相关的物理量没有直接给出,所以能够从人和木箱在沙地中的不同凹陷程度入手来得出两个压强的大小关系,是解答此题的突破口,也是难点所在.
例2:一长方体木块平放和侧放在水平地面上时,其受力面积之比为3:1,则平放和侧放时,对地面的压强之比是 1:3 ,压力之比是 1:1 .
分析:木块平放和侧放时对水平地面的压力和自身的重力相等,重力不变,压力不变;根据压强公式求出两者对地面的压强之比.
解:∵木块平放和侧放时,对水平地面的压力和自身的重力相等,
∴木块的重力G不变时,压力F不变,即两种情况下对地面的压力之比为1:1;
∵p=,且S平:S侧=3:1,
∴====.
故答案为:1:3;1:1.
【解题方法点拨】
压强的计算,需要确定压力、面积.要注意面积的计算与单位,其中压力的确定是难点.正确判断物体间的压力,进行受力分析是关键;物体间接触部分的面积,一般与较小的物体面积相同.
19.探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验
【知识点的认识】
在探究“压力的作用效果与哪些因素有关”的实验中,小明和小华利用所提供的器材(小桌、海绵、砝码、木板)设计了图(a)、(b)两个实验,通过观察图(a)、(b)后得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越明显”的结论.此后小华把小桌挪放到一块木板上,发现小桌对木板的压力效果不够明显,如图(c)所示.通过对图(a)、(c)的比较又得出“压力一定时,受力面积越小,压力的作用效果越不明显”的结论.
请你根据已学过的压强知识分析:
(1)小明和小华是根据 的现象来比较压力的作用效果的.
(2)造成前后两个结论不一致的原因是.
(3)设图(b)中小桌对海绵的压强是Pb,图(c)中小桌对木板的压强是Pc,则Pb Pc.
(4)比较图(b)和图(c)可知,根据压力的作用效果比较压强的大小需要满足的条件是:.
答案:(1)受力面(海绵和木板表面)的形变程度
(2)前后两次受力面的材料不同
(3)“=”
(4)必须在相同的物体表面(或相同的材料)的情况下进行比较.
【命题方向】
探究压力的作用效果跟什么因素有关的实验是中考命题的重要知识点,尤其来考查控制变量法的典型实验.
例:在探究压力的作用效果与哪些因素有关时,某同学作了如图所示的三个实验:
(1)通过观察三次实验时泡沫塑料的 形变量 ,显示压力作用的效果;
(2)比较 a 与 c 两图所示实验,说明受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)比较 a 与 b 两图所示实验,说明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显.
(4)该实验说明了:压力的作用效果与 压力大小 、 受力面积 有关.
分析:力可以使物体发生形变,物体的形变量越大,力的作用效果越明显;根据控制变量法的要求,分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象,然后得出实验结论.
解:(1)通过观察三次实验时泡沫塑料的形变量(凹陷程度),显示压力作用的效果;
(2)由图a与c所示实验可知,两实验中受力面积相同为压力不同,泡沫塑料的形变量不同,这说明受力面积相同时,压力越大,压力作用效果越明显;
(3)由图a与b所示实验可知,物体间的压力相同为受力面积不同,泡沫塑料的形变量不同,压力作用效果不同,受力面积越小,压力作用效果越明显,这说明压力相同时,受力面积越小,压力作用效果越明显.
(4)该实验说明了:压力的作用效果与压力大小、受力面积有关.
故答案为:(1)形变量;(2)a;c;(3)a;b;(4)压力大小;受力面积.
点评:本题考查了压力作用效果实验,实验应用了控制变量法,正确应用控制变量法、分析图示实验现象即可正确解题.
【解题方法点拨】
在解题时要注意物理学方法:控制变量法﹣﹣﹣物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法.它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中)来分析增大压强方法.
20.液体的压强的特点
【知识点的认识】
1.液体压强产生的原因是由于液体受重力的作用.若液体在失重的情况下,将无压强可言.
2.由于液体具有流动性,它所产生的压强具有如下几个特点
(1)液体除了对容器底部产生压强外,还对“限制”它流动的侧壁产生压强.固体则只对其支承面产生压强,方向总是与支承面垂直.
(2)在液体内部向各个方向都有压强,在同一深度向各个方向的压强都相等.同种液体,深度越深,压强越大.
(3)计算液体压强的公式是p=ρgh.可见,液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系.
(4)密闭容器内的液体能把它受到的压强按原来的大小向各个方向传递.
液体压强与重力的关系
3.容器底部受到液体的压力跟液体的重力不一定相等.
【命题方向】
命题知识点:(1)液体压强产生的原因(2)液体压强的特点(3)利用公式p=ρgh分析压强的大小.
例1:潜水员由水面下2m深处潜入水面下20m深处的过程中,他受到的压强、浮力变化情况是( )
A.压强增大,浮力增大 B.压强增大,浮力不变
C.压强不变,浮力增大 D.压强减小,浮力不变
分析:①由于潜水员是完全潜入水中,潜水员排开水的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知浮力的变化.
②潜水员在下潜过程中,深度越来越大,由液体压强公式p=ρ液gh可知所受液体压强的变化.
解:
①由于潜水员是完全潜入水中,潜水员排开水的体积不变,而液体的密度不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知,在潜水员继续下潜过程中,受到的浮力大小不变;
②潜水员在下潜过程中,深度越来越大,由液体压强公式p=ρ液gh可知,潜水员在下潜过程中,所受的压强逐渐增大.
故选B.
点评:题考查液体压强公式和阿基米德原理的应用,关键知道影响浮力的因素是液体的密度和物体排开液体的体积,影响液体压强的因素是液体的密度和液体的深度.抓住下潜时深度变大、排开水的体积不变是本题的关键.
例2:在公园平静的湖水中,有一小气泡从湖底向上升.则小气泡在水中向上运动的过程中,下列说法中正确的是( )
A.气泡所受的液体压强不变
B.气泡所受的液体压强变大
C.气泡所受的液体压强变小
D.气泡所受的浮力变小
分析:(1)液体压强跟液体密度和液体的深度有关.在液体密度一定时,液体深度越大,液体压强越大;在液体深度一定时,液体密度越大,液体的压强越大.
(2)浮力大小跟液体的密度和物体排开液体的体积有关,在液体密度一定时,物体排开液体的体积越大越大,物体受到的浮力越大;在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大.
解:小气泡在水中向上运动的过程中,水的密度不变,气泡深度减小,根据p=ρgh得,气泡受到的压强减小,气泡受到的压强减小,气泡体积增大,根据F浮=ρ水gV排得,气泡受到的浮力变大.
故选C.
点评:掌握液体压强和浮力大小的影响因素,利用控制变量法探究液体压强和浮力大小的变化.
【解题方法点拨】
记忆性的知识点,要熟记.
21.液体的压强的计算
【知识点的认识】
计算液体压强的公式是p=ρgh.可见,液体压强的大小只取决于液体的种类(即密度ρ)和深度h,而和液体的质量、体积没有直接的关系。运用液体压强的公式计算时,必须注意相关知识理解,以免造成干扰。确定深度时要注意是指液体与大气(不是与容器)的接触面向下到某处的竖直距离,不是指从容器底部向上的距离(那叫“高度”)。
【命题方向】
液体压强的计算,题型常见的有填空、选择、计算及探究题。
例1:如图所示三个规格相同的杯子里分别装有水、盐水和煤油。它们对容器底部的压强相同,根据杯中液面的位置可以判定( )(ρ油<ρ水<ρ盐水)
A.甲杯是水,乙杯是盐水
B.甲杯是盐水,乙杯是煤油
C.乙杯是盐水,丙杯是水
D.乙杯是水,丙杯是煤油
分析:根据液体压强计算公式可知,压强相等时密度越大深度越小。
解:根据p=ρgh可知,压强相等时,密度越大深度越小,因为盐水密度最大,所以深度最小的是盐水,其次是水,最多的是油。
故选C。
点评:本题考查液体压强公式的应用和计算。
【解题方法点拨】
液体的压强与液体的深度和密度有关,因此计算时关键找到“液体”的深度和密度。当容器是柱形容器时,液体对容器底部压力等于液体重力时,先判断压力等于重力后利用p=F/S求压强。
22.液体压强计算公式的应用
【知识点的认识】
液体压强中隐含“密度不同”的有关计算:
由液体的压强公式p=ρgh可知,液体的压强大小取决于液体的密度和深度,深度的不同比较直观,一眼可以看到,而密度不同需引起注意,有时直接给出物质不同,密度不同,有时则隐含着密度不同,需要自己发现。
液体对容器底的压力与液体的重力
1.由于液体具有流动性,静止在水平放置的容器中的液体,对容器底的压力不一定等于液体的重力。只有当容器是柱形时,容器底的压力才等于液体的重力:底小口大的容器底受到的压力小于液体的重力;底大口小的容器底受到的压力大于液体的重力。液体对容器底的压力F=pS=ρghS,而Sh的含义是以容器底为底、以液体深度为高的柱体的体积。即V柱=Sh,所以F=pS=ρghS=pgV柱=m柱g=G柱,G柱的含义为以V柱为体积的那部分液体的重力,如图中阴影部分。即若容器为柱体,则F=G液;若容器为非柱体,则F≠G液。
2.在盛有液体的容器中,液体对容器底的压力、压强遵循液体的压力、压强规律;而容器对水平桌面的压力、压强遵循固体的压力、压强规律。
液体对容器底的压强、压力与容器对支持面的压强、压力的计算方法:
液体对容器底的压强和压力与容器对支持面的压强和压力不是一同事。
1.液体内部压强是由液体的重力产生的,但液体对容器底的压力并不一定等于液体的重力,而等于底面积所受的压强乘以受力面积,因此,处理液体内部问题时,先求压强再算压力。
2.容器对支持面的压力和压强,可视为固体问题 处理,先分析压力大小,再根据p=计算压强大小。
【命题方向】
利用液体压强的公式比较液体的压强的大小是各省、市中考物理的热点,考题常以填空、选择等形式出现。只有加强这方面的训练,全面提高分析问题和解决问题的能力,才能在中考时取得好成绩。
例:如图是甲、乙两种液体内部的压强与深度关系的图象。设甲液体的密度为ρ甲,液体乙的密度为ρ乙,则ρ甲和ρ乙的关系是( )
A.ρ甲=ρ乙B.ρ甲<ρ乙C.ρ甲>ρ乙D.无法确定
分析:要比较甲、乙两种液体的密度关系,可控制两种液体的深度相同,通过比较两种液体的压强大小来判断其密度关系。
解:由图可知,当甲乙两液体深度相同时,甲中的压强大于乙中的压强,由p=ρgh可得:ρ甲>ρ乙。
故选C。
点评:图象法是物理中的重要方法之一,应用较多,本题应注意由控制变量法分析图象
【解题方法点拨】
(1)是液体的压强公式,对于固体来说,不能直接应用此公式,但对于长方体、正方体、圆柱体等规则形状的物体来说,经过推导以后可以使用。
(2)找出题目中隐含条件是解本题的关键。
(3)一些题按常规方法比较,很复杂。重要是抓住问题的关键:容器内液体体积不变。结合图形分析、比较,得出结论。
23.连通器原理
【知识点的认识】
上端开口不连通,下部连通的容器叫做连通器.连通器的原理可用液体压强来解释.若在U形玻璃管中装有同一种液体,在连通器的底部正中设想有一个小液片AB.假如液体是静止不流动的.左管中之液体对液片AB向右侧的压强,一定等于右管中之液体对液片AB向左侧的压强.因为连通器内装的是同一种液体,左右两个液柱的密度相同,根据液体压强的公式p=ρgh可知,只有当两边液柱的高度相等时,两边液柱对液片AB的压强才能相等.所以,在液体不流动的情况下,连通器各容器中的液面应保持相平.
【命题方向】
连通器原理的应用(生活中的事例)是命题方向例如,水渠的过路涵洞、牲畜的自动饮水器、水位计,以及日常生活中所用的茶壶、洒水壶等都是连通器.世界上最大的人造连通器是三峡船闸和自来水水塔.
例:如图所示的装置中不是利用连通器原理工作的是( )
A. B. C. D.
分析:根据连通器:上端开口下端连通的容器.连通器里只有一种液体,在液体不流动的情况下,连通器各容器中液面的高度总是相平的.
解:A、茶壶是利用连通器的原理制成的,本选项不符合题意;
B、锅炉水位计也是利用连通器的原理工作的,本选项不符合题意;
C、盆景的自动给水装置是利用大气压来工作的,本选项符合题意;
D、乳牛自动喂水器是利用连通器的原理制成的,本选项不符合题意.
故选:C.
点评:本题考查生活中常见的连通器原来的应用,同时干扰选项设计到大气压的应用,属于简单题目,考试需要准确区分各物理知识点及其应用.此点中考出现概率很高.
【解题方法点拨】
利用原理解题是关键,同时要注意物理学方法﹣﹣﹣理想模型法:通过建立模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法称为理想模型法.理想模型法是物理学中经常使用的一种研究方法.这种方法的主要特点是,它把研究对象所具有的特征理想化,也就是它突出强调了研究对象某方面的特征或主要特征,而有意识地忽略研究对象其他方面的特征或次要的特征.使用这种方法的根本目的在于,使人们能集中全力掌握研究对象在某些方面表现出的本质特征或运动规律.事实证明,这是一种研究物理问题的有效方法,也是我们理解有关物理知识的基础.
24.探究液体压强的特点实验
【知识点的认识】
研究液体内部的压强与哪些因素有关
1.观察U形管压强计
U形管压强计左右两管中液面相平,液面上方的压强相等。用手指轻压橡皮膜,橡皮膜所受的压强较小,两管液面呈现较小的液面差。用手指稍重一些压橡皮膜,橡皮膜所受的压强较大,两管液面呈现较大的液面差。
2.研究液体内部的压强与液体内部深度的关系。
[实验 一]玻璃筒中盛有水,将U形管压强计的覆有橡皮膜的金属盒放入玻璃筒中,观察在不同深处U形管压强计左右两管中液面高度差的变化情况。
U形管压强的金属盒在水内较深处,U形管左、右两管中液面的高度差大于金属盒在水内较浅处的高度差。
[实验 二]玻璃筒中盛有水,将U形管压强计的覆有橡皮膜的金属盒放入玻璃筒中,观察在一定深度处,改变橡皮膜面的朝向,观察U形管压强计左右两管中液面高度差的变化情况。
U形管压强计的金属盒在水内一定深度处,改变橡皮膜的朝向,U形管左、右两管中液面的高度差。
实验表明,在同种液体内部,深度越小,该处压强越小;在同一深度处,各个方向的压强相等。
3.研究液体内部液强与液体密度的关系。
[实验 三]两个玻璃筒内分别盛有水和浓盐水,将U形管压强计的覆有橡皮膜的金属盒放在水和浓盐水内部同一深度处,观察U形管压强计左右两管中液面高度差的变化情况。
U形管压强计的金属盒在浓盐水内一定深处,左、右两管中液面的高度差大于金属盒在水内相同深处的高度差。
实验表明,在不同液体的同一深度处,密度大的液体产生的压强。
4.液体内部的压强取决于液体密度的和液体内部的深度。
【命题方向】
考查探究实验液体压强的大小跟什么因素有关是命题关键,主要加强考查物理学方法。
例:小明做“研究液体的压强”实验时得到的几组数据如下表:
序号
液体
深度/cm
橡皮膜方向
压强计左右液面高度差/cm
1
水
5
朝上
4.9
2
水
5
朝下
4.9
3
水
5
朝侧面
4.9
4
水
10
朝侧面
9.7
5
水
15
朝侧面
14.6
6
酒精
15
朝侧面
11.8
根据表中的数据,请回答下列问题:
(1)比较序号为 1、2、3 的三组数据,可得出的结论是:同种液体在同一深度处,液体向各个方向的压强都相等。
(2)比较序号3、4、5的三组数据,可得出的结论是: 液体压强的大小随深度的增加而增大 。
(3)比较序号为 5、6 的两组数据,可得出的结论是:在同一深度处,不同液体的压强与密度有关。
分析:由图表可知,(1)同种液体、深度相同,不同的是方向,液面差相等即压强相等;
(2)同种液体、方向相同、深度增加,压强计液面差增大即压强增大;
(3)同一深度、不同液体,只有5、6组。
解:由图表可知:
(1)序号为1、2、3的三组数据液体相同、深度相同,方向不同,液面差相等即压强相等,说明液体压强与方向无关;
(2)序号3、4、5的三组数据液体相同、方向相同、深度增加,压强计液面差增大即压强增大,说明液体压强与深度有关,深度越深压强越大;
(3)同一深度、不同液体,只有5、6组。
故答案为:(1)1、2、3;(2)液体的压强随深度的增加而增加;(3)5、6。
点评:本题研究液体压强的特点,采用的是控制变量法。即探究与其中一个因素的关系时,必须控制其他的量不变。
【解题方法点拨】
通过猜想﹣﹣设计实验﹣﹣进行实验﹣﹣分析归纳﹣﹣总结交流等环节培养良好的探究习惯。注意控制变量法(控制变量法﹣﹣﹣物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。)的使用。
25.大气压强的测量方法
【知识点的认识】
11年前意大利科学家托里拆利在一根1米长的细玻璃管中注满水银倒置在盛有水银的水槽中,发现玻璃管中的水银大约下降了24厘米后就不再下降了.这24厘米的空间无空气进入,是真空.托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱的长度,这就是著名的托里拆利实验.托里拆利实验:在长约1m,一段封闭的玻璃管里灌满水银,用手指将管口堵住,然后倒插在水银槽中.放开手指,管内水银下降到一定程度时就不再下降,这时管内外水银高度差约为760mm,把玻璃管倾斜,则水银柱的长度变长,但水银柱的高度,即玻璃管内外水银面的高度差不变.测量结果表明这个高度是由当时的大气压的大小和水银的密度所共同决定的,与玻璃管的粗细、形状、长度(足够长的玻璃管)无关.标准大气压约为1.013×105 Pa.
大气压强的测量方法很多:(1)利用气压计(2)设计实验
【命题方向】
此知识点主要考查教材中测量大气压的方法和怎样设计实验来测量大气压.
例:小明利用最大刻度值标有2.5mL的一次性注射器等器材,对大气压的值进行测量.其实验步骤如下:
a.先让注射器吸入少量水,然后将活塞推至注射器底端,当注射器的小孔充满水后,再用橡皮帽封住注射器的小孔.
b.用细绳拴住注射器活塞的颈部,使绳另一端与弹簧测力计的挂钩相连,然后水平向右慢慢地拉动注射器筒,如图所示.当注射器中的活塞刚开始滑动时,记下弹簧测力计的示数为7.5N.
c.测出注射器全部刻度的长度为4cm.
d.根据测量数据,算出大气压的值.
(1)实验所用的器材为:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水和 刻度尺 .
(2)此注射器活塞的横截面积是 0.625 cm2.根据实验数据计算出大气压强是多大?
(3)小明发现,同学们在做此实验时测得的大气压值误差很大,对此小明与同学找出了下列可能的原因:
①橡皮帽封住的注射器小孔中有残余气体;
②活塞与注射器筒壁间有摩擦;
③弹簧测力计的示数没有读准;
④活塞与注射器筒壁不完全密封.
上述原因一定会使测量值小于真实值的是 B .
A.①③;B.①④;C.②③;D.②④.
(4)小红对小明所做实验进行改进,在完成a、b步骤,活塞口到注射器底端后,添加了“取下封住注射器小孔的橡皮帽,再次水平向右慢慢匀速拉动注射器筒,记下弹簧测力计的示数为1.2N”这一实验步骤,这是为什么?
分析:(1)实验中要测出注射器的长度,因此要用到刻度尺.
(2)注射器的容积可通过图中读出,其单位为ml,注射器是圆柱体,利用公式V=SL的变形,可求其横截面积的大小;
根据二力平衡的条件,当活塞刚刚拉动时,弹簧测力计的拉力与大气对活塞的压力是一对平衡力;再根据公式p=将测得的压力和面积代入公式即可算出压强的大小;
(3)注射器筒内有空气或没有读准弹簧测力计的示数都会导致测量值大于真实值.
(4)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而影响测量结果.
解:(1)实验中要测出注射器的长度,因此除了:注射器、弹簧测力计、细绳、橡皮帽、水,还要有刻度尺.
(2)读图可知,注射器容积为2.5ml,即2.5cm3.注射器全部刻度的长度L=4cm,因为注射器为圆柱体,根据其体积公积可得,S===0.625cm2
实验时,把活塞推至注射器筒底端是为了排出注射器中的空气.弹簧测力计的示数F=7.5N,这就是大气对活塞的压力,将其代入公式得,
p===1.2×105Pa;
(3)活塞与注射器筒壁不完全密封,注射器筒内有空气会使拉力变小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小;没有读准弹簧测力计的示数也会导致测量值小于真实值,也会大于真实值,故选B.
(4)如果活塞与注射器内壁间存在摩擦力,注射器在拉力F作用下平衡时,拉力F大于大气对活塞的压力,从而使测量值偏大.所以小红的这一实验步骤,是为了减小摩擦力对实验结果的影响.
故答案为:(1)刻度尺;
(2)0.625;实验数据计算出大气压强是1.2×105Pa;
(3)B;
(4)减小摩擦力对实验结果的影响.
点评:本题属实验探究题,实验探究题一般对学生的要求都较高,不仅要求学生熟练掌握课本上所学的相关知识,还要求学生具有一定的物理素养.
【解题方法点拨】
借助于压强的计算公式及二力平衡的知识.
26.流体压强与流速的关系
【知识点的认识】
液体和气体都具有流动性,统称为流体.如:空气、水等.流体流动时的压强称作流体压强.空气和水流动时有快有慢,流体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大.
【命题方向】
联系生活实际用流体压强与流速的关系解释现象是命题方向,一般出现选择题、填空题或简答题.
例:如图是家用煤气灶灶头的示意图使用时打开煤气阀门,拧动点火装置,煤气和空气在进口处混合流向燃烧头被点燃,而煤气不会从进口处向空气中泄漏,其原因是( )
A.进口处煤气流速小,压强大于大气压强
B.进口处煤气流速小,压强小于大气压强
C.进口处煤气流速大,压强小于大气压强
D.进口处煤气流速大,压强大于大气压强
分析:流体的压强跟流速有关,流速越大,压强越小.比较煤气进口处的内外气体的流速是解决本题的关键.
解:因为流速越快,流体的压强越小,所以进口处煤气流速大,压强小于大气压,煤气和空气在大气压的作用下流向燃烧头,而煤气不会向空气中泄露.
故选C.
点评:掌握流体的流速和压强的关系,并能运用压强和流速的关系解释生活中有关流体压强的问题.
【解题方法点拨】
理解、记住流体压强与流速的关系.
27.阿基米德原理的应用
【知识点的认识】阿基米德定律是物理学中力学的一条基本原理。浸在液体(或气体)里的物体受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。其公式可记为F浮=G排=ρ液•g•V排液。
【命题方向】
直接用阿基米德原理来解题,用阿基米德原理分析解决与浮力有关的问题。
例:将一铁块第一次浸没于水中,第二次浸没于煤油中,比较铁块在两种液体中所受到的浮力,正确的是( )
A.铁块浸没于水中受到的浮力大
B.铁块浸没于煤油中受到的浮力大
C.两次铁块受到的浮力一样大
D.无法比较两次铁块所受到的浮力大小
分析:同一铁块浸没于水中和煤油中,排开液体的体积相同,根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排判断铁块所受浮力大小关系。
解:∵铁块浸没于水和煤油中,
∴铁块排开水和煤油的体积相同,
∵F浮=ρgV排,水的密度大于煤油的密度,
∴浸没在水中的铁块受到的浮力大。
故选A。
点评:本题关键是知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积,本题的影响因素是液体的密度,本题隐含的条件是铁块排开液体的体积相同。
【解题方法点拨】
解题时注意找物理量,分析问题时要注意控制变量法:物理学中对于多因素(多变量)的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题。每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。它是科学探究中的重要思想方法,广泛地运用在各种科学探索和科学实验研究之中)来分析增大压强方法。
28.浮力大小的计算
【知识点的认识】
浮力大小的计算方法:
(1)两次称量求差法 F浮=F1﹣F2
(2)二力平衡法 F浮=G物
(3)阿基米德原理法 F浮=G排
【命题方向】
利用公式计算或综合性题目,即浮力与密度、压强、二力平衡条件和杠杆等相结合类题目。
例:一个边长为a的立方体铁块从图(甲)所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平),下降至图中的虚线位置,则能正确反映铁块所受水的浮力的大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图象是( )
A. B.
C. D.
分析:根据公式F浮=ρgV排可知,物体排开水的体积越大,受到的浮力越大,完全浸没后物体排开水的体积不再变化,所受浮力不再变化。
解:铁块在没有完全浸没时,根据公式F浮=ρgV排可知,物体所受浮力随浸没深度的增加而增大,因为浸没的深度越大,排开水的体积越大;当完全浸没后,排开水的体积不再变化,不管浸入多深,所受浮力将不再改变。
故选A。
点评:本题考查浮力大小与物体浸入深度的关系,关键知道完全浸没前和完全浸没后的区别,还要知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积。
【解题方法点拨】
要灵活运用以上各种方法例如:
1.两次称量求差法
由上面的分析知道,浮力的方向是竖直向上的,与重力的方向刚好相反,所以先用弹簧测力计称出物体在空气中的重力F1,然后把物体浸入液体中,这时弹簧测力计的读数为F2,则。
2.二力平衡法
把一个物体浸没在液体中让其从静止开始自由运动,它的运动状态无非有三种可能:下沉、不动或上浮。物体浸没在液体中静止不动,叫做悬浮,上浮的物体最终有一部分体积露出液面,静止在液面上,叫做漂浮。下沉的物体最终沉入液体的底部。根据物体的受力平衡可知,悬浮和漂浮的物体,浮力等于重力,
3.阿基米德原理法
阿基米德原理的内容是:浸入液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
29.物体的浮沉条件及其应用
【知识点的认识】
物体在液体中的浮沉条件
上浮:F浮>G 悬浮:F浮=G 漂浮:F浮=G
下沉:F浮<G 沉底:F浮+N=G
理解:研究物体的浮沉时,物体应浸没于液体中(V排=V物),然后比较此时物体受到的浮力与重力的关系。如果被研究的物体的平均密度可以知道,则物体的浮沉条件可变成以下形式:①ρ物<ρ液,上浮 ②ρ物=ρ液,悬浮 ③ρ物>ρ液,下沉
浮沉条件的应用
潜水艇是通过改变自身的重来实现浮沉的;热气球是通过改变空气的密度来实现浮沉的;密度计的工作原理是物体的漂浮条件,其刻度特点是上小下大,上疏下密;用硫酸铜溶液测血液的密度的原理是悬浮条件。此外,轮船、气球、飞艇等都是利用了沉浮条件的原理而设计的。
【命题方向】
主要以选择题、计算题的形式考查:物理的浮沉,如何控制物体的浮沉,怎样运用物体的浮沉原理解释问题等。
例1:质量相同的甲、乙、丙、丁4个小球,分别静止在水中的不同深度处,如图所示,则这4个小球在水中所受浮力最小的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
分析;由图知,甲、乙球为漂浮,丙球为悬浮,丁球沉入容器底部,根据浮沉条件得出球受到的浮力与重力的关系,而4个小球的质量相同、重力相同,可得4个小球受到的浮力大小关系。
解:由图知,甲、乙球为漂浮,丙球为悬浮,丁球沉入容器底部,
∵漂浮和悬浮时,F浮=G=mg,4个小球的质量相同
∴甲、乙、丙球受到的浮力:
F浮甲=F浮乙=F浮丙=G,
丁球沉入容器底部时,F浮丁<G,
∴F浮甲=F浮乙=F浮丙>F浮丁,
则丁球的浮力最小。
故选D。
点评:本题考查了重力的公式、物体的浮沉条件,利用好漂浮和悬浮条件是本题的关键。
例2:一艘远洋轮船装上货物后,发现船身下沉了一些,则它受到的浮力 变大 (填“变大”、“变小”“不变”)。当船由内河驶入大海后,船受到的浮力 不变 (填“变大”、“变小”“不变”),船身相对于水面将 上浮 (填“上浮”、“下沉”“不变”)。
分析:货轮在装上货物后,船身下沉,说明排开水的体积变大,根据阿基米德原理分析船受到浮力的变化情况;
当船由长江驶入大海后,都是漂浮,根据漂浮条件分析船受到浮力的变化情况,再根据阿基米德原理判断排开水的体积的变化,从而得出船是上浮还是下沉。
解:由题知,货轮在装上货物后,船身下沉,排开水的体积V排变大,
∵F浮=ρ水V排g,
∴船受到水的浮力变大;
当船由内河驶入大海后,都是漂浮,
船受到的浮力:F浮=G,
∵船受到的重力不变,
∴船受到的浮力不变;
∵F浮=ρ液V排g,ρ河水<ρ海水,
∴排开河水的体积大于排开海水的体积,船将上浮一些。
故答案为:变大,不变,上浮。
点评:本题关键有二,一是漂浮条件的使用,二是利用阿基米德原理时要同时考虑影响浮力的两个因素(液体的密度和排开液体的体积)。
【解题方法点拨】
判断物体浮沉(状态)有两种方法:比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。
30.有用功和额外功
【知识点的认识】
(1)有用功:利用机械做功的时候,对人们有用的功就叫做有用功.
(2)额外功:并非我们需要但又不得不做的功叫做额外功.
(3)总功:有用功与额外功的和叫总功.
(4)总功的计算:W总=Fs;W总=W有用+W额外
(5)有用功的计算方法:W有用=Gh;W有用=W总﹣W额外
(6)额外功的计算方法:W额外=G′h,W额外=f摩s;W额外=W总﹣W有用
【命题方向】
此考点主要考察有用功与额外功的区别及功之间的简单计算,主要以选择、填空题为主.
例1:下列说法正确的是( )
A.用水桶从井中提水的时候,对桶做的功是有用功
B.用水桶从井中提水的时候,对水做的是总功
C.桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,对桶做的功是有用功
D.桶掉到井里,从井里把桶捞上来的时候,桶里带了一些水,对桶和水做的功是有用功
分析:(1)有用功就是人们为达到某一目的而需要做的功;额外功是指人们在做功时,并不需要做,但是为了达到目的而不得不做的功.
(2)区分有用功和额外功关键是要看目的是什么.
解:A、用水桶从井中提水的时候,目的是提水,所以对水做的功是有用功,对桶做的功是额外功,故A错误.
B、用水桶从井中提水的时候,对水做的功是有用功,对桶做的功是额外功,有用功和额外功之和是总功.故B错误.
C、桶掉到井里,从井里把桶捞上来,目的是捞桶,所以对桶做的功是有用功,故C正确.
D、桶掉到井里,从井里把桶捞上来,目的是捞桶,所以对桶做的功是有用功,桶里带了一些水,对水做的功是额外功.故D错误.
故选C.
点评:区分有用功和额外功关键是要看目的是什么.为达到目的做的功就是有用功,对达到目的没有用,但又不得不做的功就是额外功.
例2:把一桶水从5m深的井里提到地面上,桶重4N,水重16N,提水过程中,做的有用功为 80 J;若刚才是把不慎落入井里的水桶打捞上来,则所做的有用功为 20 J.
分析:要解决此题,需要掌握有用功、额外功、总功及机械效率的概念,并能将各个功区别开.
有用功是指对人们有用的功.
额外功是没有用但又不得不做的功.
总功是有用功与额外功之和.
解:在提水的过程中,对水做的功是有用功,所以W有用=G水h=16N×5m=80J
对水桶做的功是额外功,所以额外功为W额=G桶h=4N×5m=20J
若是把不慎落入井里的水桶打捞上来,则对水桶做的功为有用功,则此时的有用功为20J.
故答案为:80;20.
点评:此题通过对有用功的计算考查了学生对有用功的理解,在做功时对人们有用的功是有用功,没有用但不得不做的功是额外功,额外功与有用功的和是总功.
【解题方法点拨】
要弄清有用功、额外功和总功的概念.针对不同的题意确定有用功和额外功.举例来说,用水桶打水,提起水桶自身做功是额外功,提出水做的功是有用功.但把水中的桶捞上来,提起水桶自身做的功是有用功,把桶里的水提出来做的功成了额外功.
31.功率的计算
【知识点的认识】
(1)功率:在物理学中,功与做功所用时间之比叫做功率。功率是表示物体做功快慢的物理量。
(2)功率的公式:P=(其中P表示功率,W表示功,t表示时间)
(3)计算功率的另一个公式:P=Fv,即物体在拉力F的作用下,以速度v沿拉力的方向做匀速直线运动,则拉力F所做功的功率可表示为Fv.(其中F表示物体所受的拉力,v表示物体运动的速度)
a.推导:由P=,联立W=Fs,得P===Fv。
由该公式可知:在功率P一定时,力F与速度v成反比。
b.应用:当汽车上坡时,司机采取换挡的办法,减小速度,以获得较大的牵引力。
【命题方向】
第一类常考题:
某九年级同学家住5楼。一天,他提着装有30个鸡蛋的塑料袋从1楼走到家里在此过程中,下列估算不合理的是( )
A.他提鸡蛋的力做的功约为200J
B.他提鸡蛋的力做功的功率约为3W
C.他爬楼做的功约为6×103J
D.他爬楼做功的功率约为1×103W
分析:估算出30个鸡蛋的重力和爬楼的高度,根据W=Fs可算出做功的多少。然后再根据P=计算功率。
解:(1)根据书本中“手托两只鸡蛋的力大约为1N”,可知提30个鸡蛋的力大约为F=15N;住宅楼的楼层高大约3米,家住5楼,此同学实际爬楼高度h=3m×4=12m;故提鸡蛋的力大约做功W=Fs=15N×12m=180J。
W1=Gs=500N×12m=6×103J,
他爬楼做的功W总=W+W1=180J+6×103J=6.18×103J,
故A、C比较符合实际;
(2)从1楼到5楼大约1min,则他提鸡蛋的力做功的功率P===3W;故B符合实际;
爬楼做功的功率P1===1.03×102W,故D不符合实际。
故选D。
点评:所谓估算,不是猜,而是依据生活经验或常识,对相关物理量进行估计,必要时还需根据相关公式计算得出结果;需注意:实际爬楼的层数等于楼层数减一。
第二类常考题:
工人用定滑轮将重240N的物体匀速向上提升,所用拉力为250N,5s内重物上升4m。此过程中,有用功为 960 J,拉力做功的功率为 200 W。
分析:解决此题是利用功的公式W=Fs求解有用功和拉力所做的功,利用功率的公式P=求解功率。
解:重物上升时克服重力所做的功为有用功,W′=Fs=Gh=240×4=960J;
拉力所做的功为总功,W=250×4=1000J,利用功率的公式P===200W;
故答案为:960,200。
点评:解决此类型题目要区分有用功和总功,会利用功率公式求解功率。
【解题方法点拨】
(1)要明确是哪个力对哪个物体做功,或者是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
(2)公式中的F是作用在物体上的力,公式中的‘是物体在力的作用下“在力的方向上通过的距离”,即注意F和s的同体性和同向性,否则在计算功时容易出错。
(3)W=Fs中的F是使物体沿着F方向移动、距离过程中(同时性),始终作用在物体上的力,其大小和方向是不变的。
(4)W=Fs的变形公式F=,s=可求力和物体在力的作用下移动的距离•
32.机械能的概念
【知识点的认识】
(1)动能和势能之和称为机械能。
动能和势能都属于机械能,动能是物体运动时具有的能量,势能是存储着的能量,动能和势能是机械能的两种表现形式。
(2)大小:物体具有的机械能是指动能和势能的总和。
【命题方向】
第一类常考题:机械能的概念
海啸具有巨大的破坏力,主要是因为海啸形成的海浪具有强大的( )
A.电能 B.机械能 C.核能 D.内能
分析:要解决此题,需要掌握机械能的概念,知道机械能包括动能和势能,运动的物体具有动能;被举高的物体具有重力势能。
解:海啸产生后,推动了海波,使海浪具有较大的动能,从而产生了极大的破坏力,机动能属于机械能,故产生破坏性的原因是海浪具有机械能。
故选B。
点评:本题考查机械能概念,应明确动能及势能都属于机械能。
第二类常考题:机械能的大小判断
下列关于机械能的说法中,正确的是( )
A.气球匀速上升时,它的动能减小,势能增加,它的机械能保持不变
B.卫星在远地点时,势能最大,动能为零
C.两辆相同的汽车,运动速度相同,具有的机械能一定相等
D.水平路面上匀速前进的洒水车,在洒水的过程中,它的动能减小
分析:(1)动能大小的影响因素:质量和速度,质量越大,速度越大,动能越大。
(2)重力势能大小的影响因素:质量和高度,质量越大,高度越高,重力势能越大。
(3)机械能等于动能和势能之和。
解:A、气球匀速上升时,质量不变,速度不变,动能不变。高度不断增大,重力势能增大,故它的机械能增大。说法错误。
B、人造地球卫星在远地点时,卫星和地球的相对距离最大,速度最小,故人造地球卫星在远地点时势能最大,动能最小但不是零。说法错误。
C、两辆相同的汽车运动速度相同时,故其动能相同,但不能判断重力势能的大小。说法错误。
D、匀速前进的洒水车,在洒水过程中,速度不变,但质量变小,故它的动能逐渐减小。说法正确。
故选D。
点评:掌握动能、重力势能、弹性势能的影响因素,根据影响因素能判断动能、重力势能、弹性势能的变化。卫星和地球的相对距离很远,已经脱离的地球引力范围,不再受重力,具有的不是重力势能,而是势能。此处学生容易出现错误。
【解题方法点拨】
机械能的大小可能是物体的动能与势能的和,可能全部都是物体的动能,也可能全部是物体的势能,在分析机械能的大小时,应该综合考虑动能、重力势能和弹性势能。
33.动能和势能的转化与守恒
【知识点的认识】
动能和重力势能之间可以相互转化.动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运动过程中,例如滚摆在下降的过程中,越转越快,它的重力势能越来越小,动能越来越大,重力势能转化为动能;滚摆在上升过程中,越转越慢,它的重力势能越来越大,动能越来越小,动能转化为重力势能. 动能和弹性势能之间也可以相互转化.它可以发生在同一物体上,也可以发生在不同物体之间,例如,从高处落下的皮球与地面撞击的过程中,由于皮球发生弹性形变,皮球的动能转化为弹性势能,皮球在恢复形变的过程中,它的弹性势能转化为动能.拉弯的弓把箭射出去的过程中,拉弯的弓具有弹性势能,射出去的箭具有动能,这是弓的弹性势能转化为箭的动能.
在动能和势能相互转化的过程中,如果没有机械能和其它形式的能量之间的相互转化,则机械能的总量保持不变.这就是机械能守恒定律.
【命题方向】
第一类常考题:动能和势能的相互转化
如图所示,从斜面上滚下来的小球,接触弹簧后,将弹簧压缩至最短.在这一过程中,小球的 重力势 能转化为 动 能又转化为弹簧的 弹性势 能.
分析:因为是同一个小球,根据速度、高度、弹性形变程度的变化来分析动能、重力势能和弹性势能的变化情况,从而得出能量的转化情况.
解:小球从斜面上由静止滚下,高度减小,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能;
接触弹簧后,弹簧发生弹性形变,具有弹性势能,速度减小,动能减小,动能转化为弹性势能;
小球将弹簧压缩至最短时,弹性势能最大,动能最小,动能全部转化为弹性势能;
所以在这一过程中,小球的能量的转化情况是:重力势能→动能→弹性势能.
故答案为:重力势、动、弹性势.
点评:在做能量的转化这种题时,我们要注意分析影响各种形式能的因素是如何变化的,从而得出哪种能量增加了,哪种能量减少,因为总是减少的这种能量转化为增加的那种能量.
第二类常考题:能量守恒条件
如图所示,一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下,若它在顶端的重力势能为65J,则滑到底端的动能是( )
A.35J B.50J C.55J D.65J
分析:因为是光滑的曲面,所以,在曲面上滑下的小球没有能量的损耗,在能量转化过程中能量是守恒的,重力势能全部转化为动能.
解:一个小球由静止从光滑曲面的顶端自由滑下时,在能量转化过程中能量是守恒的,65J的重力势能全部转化为动能,所以滑到底端时的动能为65J.
故选D.
此题主要考查的是动能和重力势能的相互转化问题,因为是光滑的曲面,所以在能量的转化过程中,总能量是守恒的.
【解题方法点拨】
通过物体的速度、所处高度、弹性形变程度的变化判定物体动能、重力势能、弹性势能的大小变化,能量总是从逐渐减小的那种向逐渐增加的那种转化.
34.太阳能的转化
【知识点的认识】
(1)光﹣热能转换
原理:利用太阳辐射加热物体而获得热能
应用:太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室
(2)光﹣电转换
原理:根据光电效应,利用太阳能直接转换成电能
应用:为无电场所提供电池,包括移动电源和备用电源、太阳能日用电子产品
【解题方法点拨】
需掌握人类对太阳能的利用主要是将太阳能转化为内能和电能,
【命题方向】
此知识点为识记性题型,考察太阳能利用中能量的转化形式,主要以选择题为主.
第一类常考题:
《深圳商报》2004年3月11日报导:近日一种新型太阳能公共卫生间落户北京东郊民巷,该卫生间的能源全部由位于顶部的太阳能电池板提供,它还能将多余的能量储存在蓄电池里.这种能量的转化和储存方式是( )
A.太阳能转化为内能,再化为化学能
B.太阳能转化为电能,再转化为化学能
C.太阳能转化为内能,再转化为化学能
D.太阳能转化为电能,再转化为光能
分析:不同形式的能之间是可以相互转化的,在转化和转移的过程中能的总量不变.
解:太阳能电池板把太阳能转化成电能,它还能把多余的能量储存在蓄电池里,是指把多余的电能转化成化学能储存在蓄电池里.
故选B.
点评:照明时,太阳能转化成电能,电能再转化成光能;不照明时,太阳能转化成电能,电能在转化成化学能,储存在蓄电池里.
第二类常考题:
北京市在申办2008奥运会期间推出一种太阳能环保路灯,如图所示,该环保路灯主要部件由太阳能电池板及照明灯泡组成,在晴好的白天里充分接受阳光照射,在这一过程中实现 太阳 能转化为 电 能.到了傍晚,当外界光线平均照度降低到约20LX时,照明灯泡就能自动发光,在这一过程中电池板的 电 能最终转化为照明灯泡的 光 能.
分析:根据太阳能电池板工作时能量的转化情况分析答题.
解:在晴好的白天里太阳能电池板把太阳能转化为电能;到了傍晚,照明灯泡就能自动发光,在这一过程中电池板的电能最终转化为照明灯泡的光能;
故答案为:太阳;电;电;光.
点评:本题考查了太阳能电池板工作过程的能量转化,是一道基础题,知道转化前后能量存在的形式,是正确解题的关键.
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