新人教版第十第十一章复习资料.docx
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第十章浮力
一、浮力
1:
浮力:
一切浸在液体或气体里的物体,都受到液体或气体对它竖直向上的力,这个力叫浮力。
浮力产生的原因:
浸在液体中的物体受到液体对它的向上和向下的压力差。
浮力方向:
总是竖直向上的。
施力物体:
液(气)体
二、阿基米德原理
1.阿基米德原理:
浸在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所受的重力。
2.方向:
竖直向上
3.阿基米德原理公式:
=ρ液gV排
从阿基米德原理可知:
浮力的只决定于液体的密度、物体排液的体积(物体浸入液体的体积),与物体的形状、密度、质量、体积、及在液体的深度、运动状态无关。
适用条件:
液体(或气体)
三、物体的浮沉条件及应用
⑴前提条件:
物体浸没在液体中,且只受浮力和重力。
物体运动状态
物体运动方向
力的关系
V排与V物
密度关系
下沉
向下
F浮 V排=V物 ρ物<ρ液 悬浮 静止在液体内部 F浮=G物 ρ物=ρ液 上浮 向上 F浮>G物 ρ物>ρ液 漂浮 静止在液体表面 F浮=G物 V排 ρ物>ρ液 ⑵说明: ①密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两块,则大块、小块都悬浮(或漂浮)。 ②一物体漂浮在密度为ρ的液体中,若露出体积为物体总体积的1/3,则物体密度为2/3ρ。 分析: F浮 =G则: ρ液V排g=ρ物Vgρ物=(V排/V)·ρ液=2/3ρ液 ③悬浮与漂浮的比较 相同: F浮 =G不同: 悬浮ρ液=ρ物;V排=V物 漂浮ρ液<ρ物;V排 ④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。 ⑤物体吊在测力计上,在空中重力为G,浸在密度为ρ的液体中,示数为F则物体密度为: ρ物=Gρ/(G-F)。 ⑥冰或冰中含有木块、蜡块、等密度小于水的物体,冰化为水后液面不变,冰中含有铁块、石块等密大于水的物体,冰化为水后液面下降。 漂浮问题“五规律”: 一: 物体漂浮在液体中,所受的浮力等于它受的重力; 二: 同一物体在不同液体里,所受浮力相同; 三: 同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小; 四: 漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几; 五: 将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。 10.3物体的浮沉条件的应用: 1.浮力的应用 1)轮船是采用空心的方法来增大浮力的。 轮船从河里驶入海里,由于水的密度变大,轮船浸入水的体积会变小,所以会上浮一些,但是受到的浮力不变(始终等于轮船所受的重力)。 排水量: 轮船满载时排开水的质量。 单位: 吨(t),由排水量m可计算出: 排开液体的体积V排=m/p;排开液体的重力G排=mg;轮船受到的浮力F浮 =mg,轮船和货物共重G=mg。 2)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜。 3)气球和飞艇是靠充入密度小于的气体来改变浮力。 4)密度计是漂浮在液面上来工作的,它的刻度是“上小下大”。 2、浮力的计算: 1)压力差法: F浮=F向上-F向下 2)称量法: F浮=G物-F拉(当题目中出现弹簧测力计条件时,一般选用此方法) 3)漂浮悬浮法: F浮=G物 4)阿基米德法: F浮=G排=ρ液gV排(当题目中出现体积条件时,一般选用此方法) 课堂联系 1 下列说法中正确的是 ( ) A.物体浸没在水中越深,受的浮力越大 B.密度较大的物体在水中受的浮力大 C.重的物体受的浮力小 D.同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 2 用弹簧测力计拉住一个重为43N的空心铜球,全部浸在水中时,弹簧测力计的示数为33.25N,此铜球的空心部分的体积是________m3.(已知铜的密度为8.9×103kg/m3) 3将一个蜡块( 蜡=0.9×103kg/m3)分别放入酒精、水和盐水中静止后,试比较它受的浮力大小和排开液体的体积大小.( 盐水> 水> 蜡> 酒精) 4把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后,溢出酒精8g( 酒精=0.8×103kg/m3),若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后,从杯中溢出水的质量是 ( ) A.15g B.12.5g C.10g D.8g 5体积是50cm3,质量是45g的物体,将其缓缓放入装满水的烧杯中,物体静止后,溢出水的质量是________g.将其缓缓放入装满酒精的烧杯中,溢出酒精的质量是________g.( 酒=0.8×103kg/m3) 6 (南京市中考试题)如图1—5—3中,重为5N的木块A,在水中处于静止状态,此时绳子的拉力为3N,若绳子突然断了,木块A在没有露出水面之前,所受合力的大小和方向是 ( ) A.5N,竖直向下 B.3N,竖直向上 C.2N,竖直向上 D.8N,竖直向下 图1—5—3 7 (长沙市中考试题)已知质量相等的两个实心小球A和B,它们的密度之比A∶B=1∶2,现将A、B放入盛有足够多水的容器中,当A、B两球静止时,水对A、B两球的浮力之比FA∶FB=8∶5,则 A=________kg/m3, B=________kg/m3.( 水=1×103kg/m3) 8 (北京市中考试题)A、B两个实心球的质量相等,密度之比 A∶ B=1∶2.将它们分别放入足够的酒精和水中,它们受到浮力,其浮力的比值不可能的是( 酒精=0.8×103kg/m3) ( ) A.1∶1 B.8∶5 C.2 A∶ 水 D.2 酒精∶ B 9 (北京市中考试题)如图1—5—6(a)所示,一个木块用细绳系在容器的底部,向容器内倒水,当木块露出水面的体积是20cm3,时,细绳对木块的拉力为0.6N.将细绳剪断,木块上浮,静止时有 的体积露出水面,如图(b)所示,求此时木块受到的浮力.(g取10N/kg) (a) (b) 图1—5—6 10 如图1—5—7所示,把甲铁块放在木块上,木块恰好浸没于水中,把乙块系在这个木块下面,木块也恰好浸没水中,已知铁的密度为7.9×103kg/m3.求: 甲、乙铁块的质量比. 图1—5—7 11 (北京市中考试题)如图1—5—8所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N.剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加1N向下的压力时,木块有20cm3的体积露出水面.求木块的密度.(g取10N/kg) 图1—5—8 12 如图1—5—10(a)所示的圆柱形容器,底面积为200cm2,里面装有高20cm的水,将一个体积为500cm3的实心铝球放入水中后,球沉底(容器中水未溢出). (a) (b) 图1—5—10 求: (1)图(b)中水对容器底的压强容器底增加的压力. (2)图(b)中容器对水平桌面的压强和压力.(不计容器重, 铝=2.7×103kg/m3,g取10N/kg) 13 (北京市中考试题)如图1—5—15(a),在一个较大的容器中盛有水,水中放有一个木块,木块上面放有物体A,此时木块漂浮;如果将A从木块上拿下,并放入水中,当木块和A都静止时(水未溢出),下面说法正确的是 ( ) (a) (b) 图1—5—15 A.当A的密度小于水的密度时,容器中水面上升 B.当A的密度大于水的密度时,容器中水面下降 C.当A的密度等于水的密度时,容器中水面下降 D.当A的密度大于水的密度时,将A拿下后悬挂在木块下面,如图1—3—15(b),容器中水面不变 14 (北京市中考试题)某人用绳子将一物体从水面下2m深处的地方匀速提到水面0.5m处的过程中,人对物体做功为54J.当将物体拉到有 体积露出水面时,让其静止,此时绳子对物体的拉力为40N.不计绳子的质量,忽略水的阻力,求物体的密度.(g取10N/kg 课后作业 1 体积相同的A、B、C三个物体,放入水中静止后,处于图1—5—1所示的状态,试比较三个物体受的重力GA、GB、GC和密度 A、 B、 C. 2 (广州市中考试题)将重为4.5N、体积为0.5dm3的铜球浸没在水后放手,铜球静止后所受的浮力是________N. 3 以下是浮力知识的应用,说法正确的是 ( ) A.一艘轮船在海里和河里航行时,所受浮力一样大 B.一艘轮船在海里和河里航行时,在海里受的浮力大 C.密度计漂浮在不同液体中,所受浮力不同 D.密度计在不同液体中漂浮,浸入液体体积越大,所测得的液体密度越大 4 (河北省中考试题)底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体B,物体B恰好没入水中,如图1—5—11(a)所示.已知物体B的密度为6×103kg/m3.质量为0.6kg.(取g=10N/kg) (a) (b) 图1—5—11 求: (1)木块A的密度. (2)若将B放入水中,如图(b)所示,求水对容器底部压强的变化. 5 (北京市中考试题)在水平桌面上竖直放置一个底面积为S的圆柱形容器,内装密度为 1的液体.将挂在弹簧测力计下体积为V的金属浸没在该液体中(液体未溢出).物体静止时,弹簧测力计示数为F;撤去弹簧测力计,球下沉并静止于容器底部,此时液体对容器底的压力为容器底对金属球的支持力的n倍. 求 (1)金属球的密度; (2)圆柱形容器内液体的质 6 如图1—5—13(a),在天平左盘放一杯水,右盘放砝码,使天平平衡. (a) (b) 图1—5—13 (1)将一质量为27g的铝块( 铝=2.7g/m3)放入左盘水中,水不溢出,天平还能平衡吗? (2)将铝块如图1—5—13(b)方式放入左盘中,天平还能平衡吗? 7 如图1—5—14中,容器内分别装有水和盐水,在液面上浮着一块冰,问: (1)冰在水中熔化后,水面如何变化? (2)冰在盐水中熔化后,液面如何变化? (a) (b) 图1—5—14 第十一章 功和机械能 一、功 1、做功的含义: 如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,这个力的作用就显示出成效,力学里就说这个力做了功。 力学里所说的功包括两个必要因素: 一是作用在物体上的力,二是物体在这个力的方向上移动的距离。 不做功的三种情况: 有力无距离、有距离无力、力和距离(运动方向)垂直。 2、功的计算: 作用在物体上力越大,使物体移动的距离越大,这个力的成效越显著,说明力所做的功越多。 物理学中把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功: 功=力×力的方向上移动的距离 用公式表示: W=FS,符号的意义及单位: W——功——焦耳(J) F——力——牛顿(N) S——距离——米(m) 功的单位: 焦耳(J),1J=1N·m。 注意: ①分清哪个力对物体做功,计算时F就是这个力;②公式中S一定是在力F的方向上通过的距离,必须与F对应。 ③功的单位“焦”(牛·米=焦),不要和力和力臂的乘积(牛·米,不能写成“焦”)单位搞混。 在竖直提升物体克服重力做功或重力做功时,计算公式可以写成W=Gh;在克服摩擦做功时,计算公式可以写成W=F摩S。 二、功率 1、定义: 功与做功所用时间之比。 2、物理意义: 表示做功快慢的物理量。 3、定义公式: P= 使用该公式解题时,功W的单位: 焦(J),时间t的单位: 秒(s),功率P的单位: 瓦(W)。 4、单位: 主单位: W,常用单位kW,它们间的换算关系是: 1kW=103W 5、推导公式: P=Fυ;公式中P表示功率,F表示作用在物体上的力,υ表示物体在力F的方向上运动的速度。 使用该公式解题时,功率P的单位: 瓦(W),力F的单位: 牛(N),速度υ的单位: 米/秒(m/s)。 三、动能和势能 1、能量: 物体能够对外做功,表示这个物体具有能量,简称能。 理解: ①能量表示物体做功本领大小的物理量;能量可以用能够做功的多少来衡量。 (物体做的功越多,表示物体的能量就越大。 另一方面,能量越大,说明做功的本领也越大) ②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”,也不是“正在做功”或“已经做功”如: 山上静止的石头具有能量,但它没有做功。 也不一定要做功。 2、动能①定义: 物体由于运动而具有的能,叫做动能。 ②决定动能大小的因素: 动能的大小与质量和速度有关。 质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能也越大。 3、重力势能①物体由于高度所决定的能,叫做重力势能。 ②决定重力势能大小的因素: 重力势能的大小与物体的质量和物体被举起的高度有关。 高度相同的物体,物体 的质量越大, 重力势能越大;质量相同的物体,物体的高度越高,重力势能越大。 4、弹性势能 物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。 物体的弹性形变越大,它的弹性势能就越大。 四、机械能及其转化 1、机械能: 动能和势能的统称。 (机械能=动能+势能)单位是: J 动能和势能之间可以互相转化的。 方式有: 动能和重力势能之间可相互转化;动能和弹性势能之间可相互转化。 2、机械能守恒: 只有动能和势能的相互转化,机械能的总和保持不变。 人造地球卫星绕地球转动,机械能守恒;近地点动能最大,重力势能最小;远地点重力势能最大,动能最小。 近地点向远地点运动,动能转化为重力势能。 3、动能与势能转化问题的分析: ⑴首先分析决定动能大小的因素,决定重力势能(或弹性势能)大小的因素──看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化。 ⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大──如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即: 没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能势能转化过程中机械能不变。 ⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失──机械能守恒;“斜面上匀速下滑”表示有能量损失──机械能不守恒。 课堂练习 1.甲站在0.5m/s匀速上行的自动扶梯上,乙站在0.7m/s匀速下行的自动扶梯上.甲、乙 两人质量相等,甲上行中动能 (选填“增加”、“不变”、“减少”).某时刻他们的位置如图13所示,该时刻甲的重力势能 乙的重力势能,甲的机械能 乙的机械能.(选填“大于”、“等于”、“小于”).若此时上行的扶梯突然停止运动,甲会向前倾,原因是 。 2.在物理学中,对不同的事物进行比较,需要引入不同的物理量。 例如,要比较物体运动的快慢,需要引入速度;要比较做功的快慢,需要引入;要比较压力的作用效果,需要引入。 3.一建筑工人用50N的水平推力推小车,使小车在水平地面上匀速前进了15m,小车受到的阻力为N.撤去推力,小车仍然能继续向前运动0.5m,这是由于小车具有.在上述小车前进15.5m的过程中,建筑工人对小车做的功为J. 4.图5所示是工厂里用来吊运货物的行车滑轮组。 某次作业时,行车在钢丝绳的自由端用2000N的力,将重6000N的货物匀速竖直提升3m,接着又在水平方向移动6m。 则行车在水平移动货物的过程中,货物重力所做的功是J;在竖直提升货物的过程中,货物重力所做的功是J,行车滑轮组提升货物的机械效率为。 5.20XX年潍坊市学业水平体育测试立定跳远项目中,体重为500N的某同学从最高点到落地点的过程中,重心下降的最大距离为0.3m,用时0.5s,轨迹如图.则此过程重力做的功为________J,重力的功率为_________W. 6.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J,拉力做功的功率为W,写出一条拉力不等于物重的原因: . 7.修拦河大坝是为了提高上游水位,增加水的 能,使水下落时可以获得更多的能,从而带动发电机发电。 水坝下部总要比上部建造得宽一些.这是因为 。 8“世界面临的每一个危险都能追究到科学,拯救世界的每一种手段都将来自科学。 ”也许在不远的将来我们能变害为宝,比如可以建立发电站利用海啸具有的转化为为人类服务。 (以上两空选填“核能”、“机械能”或“电能”) 9.撑杆跳高是一项技术性很强的体育运动,完整的过程可以简化成如图所示的三个阶段: 持杆助跑、撑杆起跳上升、越杆下落。 到达最高点的过程中是动能和转化为;下落过程中能逐渐增加。 10.如图所示,斜面长S=10m,高h=4m.用沿斜面方向的推力F,将一个重 为100N的物体由斜面底端A匀速推到顶端B.运动过程中物体克服摩擦力 做了100J的功.求: (1)运动过程中克服物体的重力做的功; (2)斜面的机械效率; (3)推力F的大小. 11.如图所示,下面是某同学做探究“斜面的机械效率与斜面的粗糙程度、斜面的倾斜程度的关系”实验时,得到如下实验数据. (1)此探究实验是采用了_____________的物理研究方法。 (2)请将上表中空格补充完整. (3)请你根据表中的实验数据,得出要探究的实验结论: 结论一: __________________________________。 结论二: __________________________________。 课后练习 1.20XX年3月5日12时55分,在酒泉卫星发射中心,“长征四号丙”运载火箭成功地将“遥感卫星九号”送入太空预定轨道.图2是火箭发射升空时的情景,以下说法正确的是( ) A.火箭上升过程中动能不变,重力势能增大,机械能增大 B.火箭升空利用了力的作用是相互的 C.火箭升空时受到平衡力的作用 D.火箭升空时受到惯性力的作用 3.过山车是一项非常惊险刺激的娱乐休闲活动.过山车时而从轨道的最低端上升到最高端,时而从最高端飞驰而下(图3).不计能量损失,下列说法正确的是( ) A.a点机械能小于b点机械能 B.d点动能最大,b点势能最大,c点机械能最大 C.由a到b的过程中,动能减少,势能增大,机械能不变 D.由b到c的过程中,动能增大,势能减少,机械能变大 4.如图3所示,小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中,下列说法中正确的是(忽略空气阻力)( ) A.他受重力、支持力、下滑力和摩擦力的共同作用 B.他受重力、支持力和摩擦力的共同作用 C.他的重力势能转化成了动能和内能 D.他的重力势能减小,动能增大,机械能不变 5.图2所示,是上海世博会中国馆一“东方之冠”。 在一次参观中,李先生乘电梯上楼,在电梯匀速上升的过程中,李先生的( ) A.动能不断增大 B.重力势能不断增大 C.动能转化为重力势能 D.重力势能转化为动能 6.如图所示,小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中,忽略空气阻力和摩擦力,仅有动能和势能互相转化.则( ) A.小球在A处的动能等于在D处的动能 B.小球在A处的动能大于在D处的动能 C.小球在B处的机械能小于在C处的机械能 D.小球在B处的机械能等于在C处械能 7.某型号汽车发动机的额定功率为6×104W,在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是1800N。 在额定功率下,当汽车匀速行驶时,求: (l)发动机所提供的牵引力大小; (2)行驶速度的大小; (3)行驶5min牵引力所做的功。
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