于 偉●
江蘇省射陽縣第二初級中學(xué)(224300)
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選取合適方法,擊破浮力計算
于 偉●
江蘇省射陽縣第二初級中學(xué)(224300)
浮力知識是初中物理力學(xué)內(nèi)容的一部分,它與實際生活有著緊密的練習(xí),是中考物理必考的知識.同時,浮力部分的綜合性很強,幾乎能與初中物理力學(xué)的所有知識點結(jié)合起來考察,如此強的綜合性又使它成為中考物理的難點,學(xué)生在解這類題時難免會感到束手無策,根據(jù)題目的具體要求選取合適的計算方法是解決這類問題的關(guān)鍵.
命題規(guī)律;浮力;計算
在浮力的計算題中,解決問題的方法有很多,常見的解題思路有阿基米德原理法,二力平衡法,等效法等,根據(jù)題目所設(shè)條件的不同,學(xué)生應(yīng)該認(rèn)真審題,綜合分析條件,選取最適合題目的解題方法,本文我將具體闡述幾種常見的浮力計算求解法,揭示它們各自的適用范圍,以期給廣大學(xué)生以啟發(fā).
阿基米德原理法是求解浮力時一種常用的方法,即物體受到的浮力等于其排開液體的重力,當(dāng)已知物體排開液體的質(zhì)量或者排開的體積時優(yōu)先考慮用這種方法解題,用這種方法求解時往往已知排開液體的密度,不要把它和物體本身的密度混淆.
例1 已知一個物體的體積為200立方厘米,它的密度為0.6×103kg/m3,試求當(dāng)這個物體全部浸沒在水中時它受到的浮力.
解析 因為這個物體全部浸沒在水中,所以它排開液體的體積就是整個物體的體積,不難想到用阿基米德原理來求解,根據(jù)阿基米德原理F浮=G排,排開液體的體積可以表示為G排=ρ水gV排,這里有一個容易混淆的地方就是很多學(xué)生把物體本身的密度當(dāng)成排開液體的密度,從而造成錯誤.帶入數(shù)據(jù)可以得到F浮=G排=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×200×10-6=2N,所以這個物體受到的浮力為2N.
二力平衡法又叫整體漂浮法,當(dāng)多個物體疊放在一起或被繩子連接起來,并且整體漂浮或懸浮在液體上時,可以把多個物體看成是一個新的物體進(jìn)行整體分析,這時新的物體所受到的浮力和重力相互平衡,利用這個性質(zhì),可以求出相關(guān)的物理量.
例2 一位同學(xué)在復(fù)習(xí)浮力相關(guān)內(nèi)容時,做了以下的實驗,實驗的具體步驟為:1.第一步選取一個m=0.75 kg,V=1.25×10-3m3的小木塊,使其處于漂浮狀態(tài).2.第二步選取一些形狀相同、質(zhì)量相等的金屬螺帽,每個螺帽的質(zhì)量為0.05kg.3.第三步將螺帽依次放置在處于漂浮狀態(tài)的木塊上面.試求木塊剛好完全浸沒在水中時放置的螺帽個數(shù).
如果一個物體所受到的外力的形式不同,但是物體所保持的狀態(tài)卻是相同的,那么不同的外力對于這個物體的效果就是相同的,這個概念就是等效法,用等效法處理浮力的計算題可以降低思維的難度,從而簡化解題步驟,提高解題的準(zhǔn)確性.
例3 把一塊木頭浸沒在一個水池里,水池底部的細(xì)線對于木頭有一個大小為2 N的拉力,如果把這條細(xì)線剪斷,木頭向上浮,等木頭處于靜止?fàn)顟B(tài)時,鋸掉木頭露出水面的部分,然后在剩下的木頭上施加一個方向向下,大小為1 N的壓力,木塊露出水面的體積為20立方厘米,試求該木塊的密度.
本文總結(jié)了三種求解浮力時的常用方法,學(xué)生在做題時應(yīng)該學(xué)會“看菜吃飯”,根據(jù)具體的條件選用合適的方法,學(xué)生在浮力計算時,要注意收集這三種方法所適用的題型,爭取做到靈活運用.
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1008-0333(2016)35-0053-01