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文檔簡介

1、浮力專題復(fù)習(xí) 知識要點(diǎn):1、正確理解阿基米德原理:浸在液體中的物體受到向上的浮力、浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力,這就是阿基米德原理,其數(shù)學(xué)表達(dá)式是:F浮=G排液=液gV排。對阿基米德原理及其公式的理解,應(yīng)注意以下幾個問題: (1)浮力的大小由液體密度液和排開液體的體積V排兩個因素決定。浮力大小與物體自身的重力、物體的體積、物體的密度及物體的形狀無關(guān)。浸沒在液體中的物體受到的浮力不隨深度的變化而改變。(2)阿基米德原理對浸沒或部分浸在液體中的物體都適用。(3)當(dāng)物體浸沒在液體中時,V排=V物,當(dāng)物體部分浸在液體中時,V排G物,物體上浮;F浮物,物體上??;液物,物體下浮;液=物,物體懸浮

2、;對于質(zhì)量分布不均勻的物體,如空心球,求出物體的平均密度,也可以用比較密度的方法來判斷物體的浮沉。3、正確理解漂浮條件:漂浮問題是浮力問題的重要組成部分,解決浮力問題的關(guān)鍵是理解物體的漂浮條件F浮=G物。(1)因?yàn)镕浮=液gV排,G物=物gV物,又因?yàn)镕浮=G物(漂浮條件)所以,液gV排=物gV物,由物體漂浮時V排物,即物體的密度小于液體密度時,物體將浮在液面上。此時,V物=V排+V露。(2)根據(jù)漂浮條件F浮=G物,得:液gV排=物gV物,V排=_V物同一物體在不同液體中漂浮時,物、V物不變;物體排開液體的體積V排與液體的密度液成反比。液越大,V排反而越小。4、計(jì)算浮力的一般方法:計(jì)算浮力的方

3、法一般歸納為以下四種:(1)根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因F浮=F向上F向下,一般用于已知物體在液體中的深度,且形狀規(guī)則的物體。(2)根據(jù)阿基米德原理:F浮=G排液=液gV排,這個公式對任何受到浮力的物體都適用。計(jì)算時要已知液和V排。(3)根據(jù)力的平衡原理:將掛在彈簧秤下的物體浸在液體中,靜止時,物體受到重力,浮力和豎直向上的拉力。這三個力平衡:即F浮=G物F拉(4)根據(jù)漂浮、懸浮條件:F浮=G物,這個公式只適用于計(jì)算漂浮或懸浮物體的浮力。運(yùn)用上述方法求浮力時,要明確它們的適用范圍,弄清已知條件,不可亂套公式。5、浮力 綜合題的一般解題步驟:(1)明確研究對象,判斷它所處的狀態(tài)。當(dāng)物體浸沒時,V排=V物,

4、當(dāng)物體漂浮時,V排+V露=V物,(2)分析研究對象的受力情況,畫出力的示意圖,在圖中標(biāo)出已知力的符號、量值和未知力的符號。(3)根據(jù)力的平衡原理列方程,代入公式、數(shù)值 、進(jìn)行計(jì)算,得出結(jié)果。典型例題解析:例1、邊長1dm的正方形鋁塊,浸沒在水中,它的上表面離水面20cm,求鋁塊受的浮力?(鋁=2.7103kg/m3)解法一:上表面受到水的壓強(qiáng):P上=水gh上=1.0103kg/m39.8N/kg0.2m=1.96103Pa上表面受到水的壓力F向下=P上?S=1.96103Pa0.01m2=19.6N下表面受到水的壓強(qiáng)P下=水gh下=1.0103kg/m39.8N/kg0.3m=2.94103P

5、a下表面受到水的壓力F向上=P下?S=2.94103Pa0.01m2=29.4N鋁塊所受浮力F浮=F向上F向下=29.4N19.6N=9.8N解法二:V排=V物=(0.1m)3=103m3F浮=水gV排=1.0103kg/m39.8N/kg103m3=9.8N答案:鋁塊所受浮力是9.8N。說明:(1)解法一適用于規(guī)則物體,解法二說明浮力大小只與液、V排有關(guān),與物體密度和深度無關(guān)。(2)題中鋁塊密度是多余條件,用以檢驗(yàn)對阿基米德原理的理解。若誤將鋁、代入公式,求出的將是物體重力。在用公式求浮力時,要在字母右下方加上腳標(biāo)。例2、容積為1000m3的氫氣球,吊籃和球殼的質(zhì)量為150kg,在空氣密度1

6、.29kg/m3的條件下,這氣球能載多少噸的物體停留在空中?現(xiàn)在需要載900kg的物體而保持平衡,應(yīng)放掉多少立方米的氫氣?(氫氣密度為0.09kg/m3)解析:由阿基米德原理可知,氣球受到的浮力為:F浮gV1.29kg/m39.8N/kg103m31.264104N分析它們的受力,氣球能載的物重應(yīng)是浮力與它自身重量之差:即在空中能載的物重為:G1F浮G1.264104N1509.8N11.17103N它的質(zhì)量為: 它現(xiàn)在多載的物體的質(zhì)量為:m1140kg900kg240kg即:F2409.8N2352N這一個力也是由氣球產(chǎn)生的浮力,如果放掉了一部分的氫氣后,體積變小浮力也變小,所以應(yīng)放掉的氫氣

7、體積為: 例3、如圖3所示,底面積為80cm2的容器中盛有深30cm的水。將一質(zhì)量為540g的實(shí)心鋁球投入水中。問:(1)鋁球浸沒在水中時受到的浮力是多大?(2)投入鋁球后,水對容器底部的壓強(qiáng)增加了多少?(3)若用一根最多能承受4N拉力的細(xì)繩系住鋁球緩慢向上拉,當(dāng)鋁球露出水面的體積為多大時繩子會拉斷?(已知鋁=2.7103kg/m3,取g=10N/kg)。解析:(1)根據(jù)阿基米德原理,鋁球在水中受到的浮力為F浮=水?g?V排由題意可知,V排= ,得V排=0.2103m3所以,F(xiàn)浮=1103kg/m310N/kg0.2103m3=2N(2)設(shè)投入鋁球后水面上升的高度為H,則:H=V/S=0.21

8、03m3/80104m2=0.025m水對容器底部增加的壓強(qiáng)是:P=水?g?H=1103kg/m310N/kg0.025m=2.5102Pa(3)設(shè)當(dāng)鋁球露出水面的體積為V露時,繩子會斷,此時的浮力為F浮,則:F浮=GF拉即水?g?V排= GF拉V排= =1.4104m3V露=VV排=0.2103m31.4104m3=0.6104m3例4、如圖4所示的直筒形容器的底面積為100cm2,筒內(nèi)有用密度不同的材料制成的a、b兩實(shí)心小球。已知a球的體積為80cm3,是b球體積的3.4倍。兩球用細(xì)線相連能懸浮在水中?,F(xiàn)剪斷細(xì)線,a球上浮,穩(wěn)定后水對容器底的壓強(qiáng)變化了40Pa。試求:(1) 細(xì)線被剪斷前后

9、水面的高度差。(2) a、b兩球的密度。(本題g取近似值10N/kg)解析:(1)分析容器底部的壓強(qiáng)變化的原因,是因?yàn)榧魯嗉?xì)線后,a球上浮,由懸浮變?yōu)榱似?,排開水的體積變小,液面下降,由p=gh可知應(yīng)有:p=gh故液面下降高度為:h= =0.004(m)=0.4(cm)(2)經(jīng)分析可知a球露出水面的體積應(yīng)為液體下降的體積,所以,a球漂浮時露出部分的體積V露=hS=0.4100=40(cm3)此后球排開水的體積為:V排=VaV露= Va應(yīng)用阿基米德原理,對a來考慮,a球漂浮時有:水gV排=agVa,故,a= 水=0.5103kg/m3把a(bǔ)、b看作一個整體來考慮,a、b一起懸浮時有:水g(Va+

10、Vb)=agVa+bgVb將Va=3.4Vb代入解得:b=4.4水3.4a=2.7103kg/m3說明:例3與例4都是浮力與壓強(qiáng)結(jié)合的題目,解這一類問題時,一定要抓住液體壓強(qiáng)的變化,是因?yàn)橐后w中的物體浮力發(fā)生了變化,引起液體的深度的變化,才引起了壓強(qiáng)的變化。另外 ,例4還有一個整體與局部的關(guān)系。例5、一木塊在水中靜止時,有13.5cm3的體積露出水面,若將體積為5cm的金屬塊放在木塊上,木塊剛好全部浸在水中,求:金屬塊密度?解析:這是兩個不同狀態(tài)下的浮力問題,分析步驟是:(1)確定木塊為研究對象,第一個狀態(tài)是木塊漂浮在水面,第二個狀態(tài)是木塊浸沒水中,金屬塊與木塊作為整體漂浮在水面。(2)分析木

11、塊受力,畫出力的示意圖。(3)根據(jù)力的平衡原理列方程求解:甲圖中:F浮=G木(1)乙圖中:F浮=G木+G金(2)(2)式(1)式得:F浮 F浮= G金代入公式后得:水gV木水g(V木V露)=金gV金水V露=金V金金= ?水= 1.0103kg/m3=2.7103kg/m3答案:金屬塊的密度是2.7103kg/m3。說明:(1)涉及兩種物理狀態(tài)下的浮力問題,往往要對兩個不同狀態(tài)下的物體分別進(jìn)行受力分析,再根據(jù)力的平衡原理列出兩個方程,并通過解方程求出結(jié)果來。(2)本題的另一種解法是:木塊增大的浮力等于金屬塊重,即F浮=G金,代入公式:水gV排=金gV金其中V排=13.5cm3,(它等于沒有放上金

12、屬塊時木塊露出水面的體積。)代入數(shù)據(jù)后:1.0g/cm313.5cm3=金5cm3金=2.7g/cm3=2.7103kg/m3變換角度分析問題可以提高思維能力。*例6、如圖,一只盛有水的大瓷碗內(nèi)放一根粗細(xì)和質(zhì)量都均勻,長度為L的木直尺,擱在碗沿上靜止尺子的1/4浸在水中,1/4在碗沿外.求尺子的密度解析:分析尺子的受力情況是受三個力的作用:重力G、浮力F浮、碗邊對尺子的支持力N,如圖所示,其中支持力N是通過支點(diǎn)的,對轉(zhuǎn)動沒有意義。根據(jù)杠桿平衡的條件可知:GOB=F浮OA設(shè)尺子的密度為,橫載面積為S,則:G=gSL,由阿基米德原理,它受到的浮力為:F浮=水gS(L/4)再由AODBOF得: 故由

13、聯(lián)合解得:=5水/8=0.625103kg/m3例7、一木塊浮于足夠高的圓柱形盛水容器中,如圖7所示,它浸入水中部分的體積是75cm3,它在水面上的部分是25cm3。(g取10N/kg)求:(1)木塊受到的浮力; (2)木塊的密度; *(3)若未投入木塊時,水對容器底部的壓力為F0。試分別表示出木塊漂浮時、木塊浸沒時,水對容器底部的壓力F1和F2; *(4)從未投入木塊到漂浮,從漂浮到浸沒的三個狀態(tài)中,水對容器底部第二次增加的壓力為木塊浸沒時水對容器底部壓力的n分之一,求n的取值范圍。解析:設(shè)木塊在水面上的體積為V1,浸入水中體積為V2。(1)由阿基米德原理:F浮=水gV排即:F浮=水gV2=

14、103107510N6N=0.75N(2)由二力的平衡:F浮=G木,又因G木=木V木g所以木= = =0.75103kg/m3(3)考慮到容器為圓柱形,木塊漂浮時,水對容器底部壓力為F1,F(xiàn)1=F0+水gV2木塊浸沒時,水對容器底部壓力為F2,F(xiàn)2=F0+水g(V1+V2)(4)水對容器底部第二次增加的壓力為F,F(xiàn)=F2F1=水gV1據(jù)題意有: n= 因?yàn)?,F(xiàn)00,則,n4。鞏固練習(xí):1、將一物體掛在彈簧秤下,示數(shù)是1.96N,若把它浸沒水中時,彈簧秤示數(shù)是1.47N,則物體的體積是_m3,物體的密度是_kg/m3。2、質(zhì)量相等的木塊和冰塊漂浮在水中(木=0.6103kg/m3,冰=0.910

15、3kg/m3,)則木塊受到的浮力_冰塊受到的浮力,木塊排開水的體積_冰塊排開水的體積。(填“大于”“等于”或“小于”)3、某物體浸沒水中時,彈簧秤的示數(shù)是它在空氣中稱時的4/5,則物體的密度是_kg/m3。4、在彈簧秤下掛一個密度為3103kg/m3的物體,當(dāng)物體浸沒水中時,彈簧秤示數(shù)是98N,當(dāng)物體浸沒在另一種液體中時,彈簧秤示數(shù)是58.8N,求這種液體的密度是_kg/m3。5、將鐵塊浸在水銀中,當(dāng)它靜止時排開水銀的體積是它總體積的_?(鐵=7.9103kg/m3,水銀=13.6103kg/m3)壓強(qiáng)專題 一、知識要點(diǎn):1、掌握壓強(qiáng)單位及有關(guān)計(jì)算。2、理解液體內(nèi)部壓強(qiáng)的產(chǎn)生原因、熟練掌握和運(yùn)

16、用液體內(nèi)部壓強(qiáng)的計(jì)算公式。3、知道什么是大氣壓,理解大氣壓產(chǎn)生的原因,知道驗(yàn)證大氣壓存在的簡單實(shí)驗(yàn)。4、知道標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的值是多少?知道大氣壓值是如何測定的。二、要點(diǎn)點(diǎn)撥1、計(jì)算壓強(qiáng)時,牽涉到受力面積,對于這個“面積”也要有深刻的認(rèn)識,若亂套就會出現(xiàn)錯誤這個面積是施壓物體和受壓物體相互接觸并相互擠壓(發(fā)生了形變)的那部分面積壓力與壓強(qiáng)的定義不同,單位不同,壓強(qiáng)是反映了壓力作用的強(qiáng)弱效果同樣的壓力不一定獲得相同的效果,例如用同樣的力去使用鈍或鋒利的刀去切肉,產(chǎn)生的效果是不一樣的。2、液體的壓強(qiáng)和壓力相對于固體的壓強(qiáng)和壓力要復(fù)雜和難理解,在研究液體的壓強(qiáng)和壓力時,往往受到固體的壓力和壓強(qiáng)的干擾、影響

17、例如高度和深度問題,高度是指某點(diǎn)到底面的豎直距離,如圖1中的AO及BO就是A、B兩點(diǎn)到底面的高度,而AB表示B點(diǎn)到液面的豎直距離即“深度” 液體對容器底面的壓力和容器對支持面的壓力區(qū)別也很大,容易犯錯誤,就是因?yàn)闆]有把固體和液體的壓力和壓強(qiáng)的特征真正搞清如圖2所示,(A)、(B)兩容器的底面積相同水深也相同它們對容器底面的壓力為壓強(qiáng)與底面積的乘積,因?yàn)閷θ萜鞯椎膲簭?qiáng)gh是相同的容器的底面積也相同,所以(A)、(B)兩種液體對容器底面的壓力相同而兩個容器明顯地(B)容器裝的水質(zhì)量大對支持面的壓力等于容器本身的重力(設(shè)兩容器自身的重力相等)與液體重力之和所以(B)容器對支持面的壓力大于A容器對支持

18、面的壓力從壓強(qiáng)看,(A)、(B)兩容器內(nèi)的液體對底面的壓強(qiáng)相等PAPB,而(B)、(A)兩容器對支持面的壓強(qiáng)就不一樣,并且PBPA所以講不論從壓力還是從壓強(qiáng)來看,容器“里外”是有區(qū)別的。對液體內(nèi)部壓強(qiáng)P=gh中的h要了解如圖3所示,容器從豎直到傾斜,對容器底而言其豎直深度就發(fā)生了變化,注意容器內(nèi)液體的深度與容器的形狀,容器的粗細(xì)無關(guān)。3、大氣壓強(qiáng)的測定托里拆利實(shí)驗(yàn)的原理是重點(diǎn)也是難點(diǎn),其實(shí)驗(yàn)原理就是連通器的變形。如圖4所示,設(shè)大氣壓強(qiáng)為P0,水銀的密度為,玻璃管開口端距水銀面深度為h,b為管口處一點(diǎn),a為管口外同深度的另一點(diǎn),在處于平衡狀況時Pa=Pb因?yàn)镻a=P0+gh,Pb=gh+gh,所

19、以P0=gh,(這里特別要強(qiáng)調(diào)的是管內(nèi)水銀面的上方為真空,不會產(chǎn)生壓強(qiáng))也就是說管內(nèi)水銀柱高h(yuǎn)所產(chǎn)生的壓強(qiáng)與管外大氣壓強(qiáng)是等效的,因而用管內(nèi)水銀柱高來代替大氣壓強(qiáng),當(dāng)大氣壓強(qiáng)發(fā)生變化時,管內(nèi)水銀柱高也將隨之變化。這里需注意的是,在特定環(huán)境水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)與水銀柱的粗細(xì),玻璃管是否豎直及玻璃管的長短(一般在1m左右)無關(guān),而只跟水銀柱的豎直高度有關(guān)。三、典型例題解析:例1、如圖,A、B兩個大理石柱,它們的高和截面積均不一樣,hAhB,SA,=,hB,所以PAPB。例2、重為100N,邊長為10cm的正方體被水平向左150N大小的力緊壓在豎直墻上,正方體所受摩擦力為多少?正方體對墻面的壓強(qiáng)是多大?

20、解析:如圖所示,在豎直方向上,物塊受的平衡力,所以物塊應(yīng)受到一個與G大小相等,方向相反的摩擦力, 因?yàn)橹亓=100N,所以摩擦力的大小也為100N。再看水平方向,F(xiàn)=150N,通過物塊傳遞垂直于墻面上,150N就是對墻面的壓力,物塊與墻面的接觸面積為S=0.10.1m2=0.01m2,所以對墻面的壓強(qiáng):_。例3、在水平地面上豎立著A、B兩個實(shí)心圓柱體,它們的底面積之比是2:3,對地面的壓強(qiáng)分別為PA和PB,且PA:PB=1:3,把A疊放在B上面,B對地面的壓強(qiáng)為PB,則PB與P B之比是()(A)11:9 (B)9:11 (C)2:9 (D)9:2解析:我們設(shè)圓柱體A和圓柱體B的密度、高度、

21、截面積分別為A、B,hA、hB,SA、SB,它們的重力GA=AghASA,GB=BghBSB,它們對地面的壓強(qiáng)分別為 ,當(dāng)A疊放在B上,B對地面的壓強(qiáng) ,得 ,由題給條件SA:SB=2:3,可得SB=1.5SA,再代入上式,可得 ,因題給條件PB=3PA,得 ,故 ,正確答案為(B)項(xiàng)。例4、在如圖所示的三種情況中,被水銀柱所封閉的氣體壓強(qiáng)為(A)=_(B)=_(C)=_。 (設(shè)大氣壓強(qiáng)為76cm水銀柱高,管內(nèi)水銀柱為10cm)解析:解此種題目一要利用力的平衡條件,二要會找參考面。水銀柱既然處于平衡狀態(tài),必須受到平衡力(因?yàn)槭芰γ娣e相等,所以由力的平衡轉(zhuǎn)化為“壓強(qiáng)的平衡”),在(A)和(B)中

22、均畫出參考面ab。對(A)水銀柱,對參考面而言,向下受到大氣壓和水銀柱本身產(chǎn)生的壓強(qiáng),向上受到氣體的壓強(qiáng)P1,所以有P0+gh=P1得:P1=76+10=86厘米水銀柱高;對于(B)參考面,上方受到向下的壓強(qiáng)為氣體壓強(qiáng)P2和水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)gh(這里用厘米水銀柱做單位)參考面下方受到向上的壓強(qiáng)為P0,P2+gh=P0得P2=P0-gh=76cmHg-10cmHg=66cmHg。對于(C)因?yàn)樗y柱水平放置處于平衡,所以來自兩面的壓強(qiáng)應(yīng)該相等,即P3=P0=76cmHg。答案:(A):P1=76+10=86cmHg(B):P2=76-10=66cmHg。(C):P3= P 0=76cmHg。例5

23、、如圖,連通器粗管直徑是細(xì)管直徑的4倍,先在連通器內(nèi)裝入水銀,然后在細(xì)管中注入70cm高的水。 求: 粗管內(nèi)水銀面上升多少? 細(xì)管內(nèi)水銀面下降多少? 如果將這些水倒入粗管內(nèi),細(xì)管內(nèi)水銀面比粗管內(nèi)水銀面高多少?解:(1)設(shè)兩管中水銀面的高度差為h水銀,這個銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)與70cm高的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等,則p水=p水銀水gh水=水銀gh水銀 =5.1410-2m=5.14cm (2)細(xì)管中水銀減少的體積等于粗管中水銀增加的體積V1=V2S1h1=S2h2 S1=1/4?D12 S2=1/4?D22 D2=4D1S2=16S1代入式中則有h1=16h2 兩管水銀面高度差等于兩管水銀面上升和下降高度之

24、和 h水銀=h1+h2 聯(lián)立 解得 h1=4.84cm h2=0.3cm(3)將水倒進(jìn)粗管,由于水的體積V一定,S2=16S1,則S1h1=S2h2 兩邊水銀面高度差產(chǎn)生的壓強(qiáng)p水銀等于倒入的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)p水p水銀=p水水銀gh水銀=水gh水 =0.3210-2m =0.32cm答案:0.3cm 4.84cm 0.32cm四、測試1、選擇題:(1)關(guān)于壓力和壓強(qiáng),正確的說法是()。(A)壓力是由物體的重力產(chǎn)生的,它是作用在物體表面的力,所以壓力的大小一定等于物體的重力(B)受力面積相同時,則物體的重力越大,產(chǎn)生的壓強(qiáng)也一定越大(C)因?yàn)橐后w有重力,所以對容器的底面要產(chǎn)生壓強(qiáng)(D)液體的壓強(qiáng)不

25、僅跟液體的密度和深度有關(guān),還跟液體的質(zhì)量有關(guān)(2)若作用在圖釘帽上的力是30N,那么作用在圖釘尖上的壓力()。(A)大于30N (B)等于30N (C)小于30N (D)看情況而定(3)三個圓柱形容器底面積之比為1:2:3,容器里盛有同質(zhì)量的液體,那么液體對容器底的壓力之比為()。(A)1:1:1 (B)1:2:3 (C)3:2:1 (D)2:1:3(4)如圖相同密封容器,里面注滿水,放于水平桌面,現(xiàn)在有兩種放法(甲和乙)那么()。 (A)甲和乙中的水對容器底面壓強(qiáng)相等(B)甲和乙中的水對容器底面壓力相等(C)甲和乙容器對桌面壓力相等(D)甲和乙容器對桌面壓強(qiáng)相等(5)關(guān)于連通器以下說法正確的

26、是()。(A)連通器內(nèi)的液體不流動時各容器內(nèi)液面的高低與容器的橫截面積成反比(B)連通器里的液面一定是相平的(C)連通器內(nèi)各處的壓強(qiáng)都相等(D)連通器內(nèi)裝有同種液體,在靜止時處于同一高度處的壓強(qiáng)都相等(6)一根試管豎直放置,5cm長水銀柱封住一部分氣體,如圖,那么氣體的壓強(qiáng)為()。 (A)81cm水銀柱 (B)71cm水銀柱(C)76cm水銀柱 (D)86cm水銀柱2、計(jì)算題1)、邊長為10cm的正方體鐵塊,置于水平地面上,用一彈簧秤鉤住鐵塊向上用力拉,鐵塊仍在地面上靜止,若此時地面承受的壓強(qiáng)是7044Pa,彈簧秤的讀數(shù)是多少?(鐵=7.8103kg/m3)2)、如圖甲所示,高度為16厘米的圓

27、柱體A用細(xì)線系住后浸入水槽的水中,當(dāng)圓柱體A有7/8的體積露出水面時,細(xì)線施加的拉力恰好為1N。如圖乙所示,用細(xì)線將圓柱體A拉入水槽中,當(dāng)細(xì)線施加的拉力為A重的3/4時,圓柱體A有7/8的體積浸在水中,已知圓柱形水槽的底面積是圓柱體A底面積的6倍。(g取10N/kg) 求:(1)先后兩次水對容器底部的壓強(qiáng)差。(2)圓柱體A所受的重力。生活用電 電和磁 一、復(fù)習(xí)方法指導(dǎo):生活用電:1、利用電功,電功率的知識對家庭電路進(jìn)行分析和計(jì)算。通過學(xué)習(xí)生活用電,聯(lián)系學(xué)過的電流定律和電路有關(guān)知識,要會計(jì)算在一段時間內(nèi)家用電器所消耗的電能。家庭電路中的電流大小和在給定電能表、保險(xiǎn)絲規(guī)格的條件下,計(jì)算能接入家用電

28、器的功率問題。2、家庭照明電路的安裝,是具體的實(shí)驗(yàn)技能,應(yīng)當(dāng)根據(jù)安全用電要求會將電燈和開關(guān)接入到家庭電路中。電和磁1、在有關(guān)磁場的問題中,會用磁感線進(jìn)行分析為了更形象、方便地研究磁場,引入了磁感線,它是假想曲線,實(shí)際并不存在。磁感線給磁場建立起生動、形象而直觀的物理圖景??梢允刮覀兘柚鸥芯€去研究磁場中各點(diǎn)的磁場強(qiáng)弱與方向,分析在磁場中磁體的受力情況,并能結(jié)合安培定則解決電磁現(xiàn)象中的一些問題。2、會用安培定則判定通電螺線管的磁極或電流方向。3、歸納三種電磁現(xiàn)象及應(yīng)用:(1)三種電磁現(xiàn)象:現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)者能量轉(zhuǎn)化判定方法電流磁場奧斯特安培定則電磁感應(yīng)法拉第機(jī)械能電能磁場對電流的作用電能機(jī)械能(2)三種

29、電磁現(xiàn)象的重要應(yīng)用:應(yīng)用能量轉(zhuǎn)化原理備注電磁鐵電能機(jī)械能電流的磁效應(yīng)磁性有無可以控制,磁性強(qiáng)弱與電流大小匝數(shù)多少有關(guān)。發(fā)電機(jī)機(jī)械能電能電磁感應(yīng)周期性改變方向的電流叫交流電電動機(jī)電能機(jī)械能通電線圈在磁場中轉(zhuǎn)動換向器可以在線圈到達(dá)平衡位置時立即改變線圈中的電流方向。主要知識點(diǎn):1、家庭電路、安全用電常識:家庭電路安全用電交流電U=220V,f=50Hz,T=0.02s安全電壓不高于36V電路的組成電能表、閘刀開關(guān)(保險(xiǎn)絲)、支路開關(guān)、電燈、插座、火線、零線保險(xiǎn)絲,一定要接在火線上,開關(guān)一定要控制火線。接地跟用電器外殼相連的電線,通過三腳插頭與大地相接。如果用電器外殼漏電,人接觸外殼沒有危險(xiǎn)。測電筆

30、用來檢測電路及用電器外殼是否有電,是判斷火線的工具。不接觸低壓帶電體,不靠近高壓帶電體。2、磁場、永磁體和電磁體:概念磁場(磁感線)永磁體磁性:吸引鐵、鈷、鎳的性質(zhì)。磁極:“同名相斥、異名相吸”。磁化:“獲得磁性的過程”。磁體:“條”、“蹄”、“針”形磁鐵。 電磁體奧斯特實(shí)驗(yàn):電流周圍存在磁場。通電螺線管:安培定則。電磁鐵:“條形”、“蹄形”電磁鐵(電磁繼電器) 3、電磁感應(yīng)、磁場對電流的作用:概念應(yīng)用電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象和感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件“閉合電路”、“切割磁感線運(yùn)動”發(fā)電機(jī):把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。磁場對電流的作用。通電導(dǎo)線在磁場中受力產(chǎn)生運(yùn)動。通電線圈在磁場中受力產(chǎn)生轉(zhuǎn)動。電動機(jī):把電能轉(zhuǎn)

31、化為機(jī)械能。例題精析例1、以下關(guān)于螺絲口燈座和開關(guān)的連接中,正確的圖是:() 分析與解:連接燈和開關(guān)要注意三點(diǎn):(1)開關(guān)要接在火線上,拉開開關(guān)切斷電路時,燈座脫離火線,人碰燈座不會觸電。(2)螺絲口燈座的螺旋套要接在零線上,不準(zhǔn)接到火線上,以防手接觸燈座時觸電。(3)開關(guān)和它控制的燈應(yīng)當(dāng)串聯(lián)接入電路。由以上的分析可知,正確的選項(xiàng)是B。例2、在家庭電路中,表用來測量用戶消耗的電能,標(biāo)有“220V 2000W”字樣的電熱水壺正常工作3min,消耗電能 度。分析:回憶家庭電路的組成,根據(jù)W=P?t公式計(jì)算。答案: 電度 0.1例3、(1)對人體來講,安全電壓應(yīng)不高于 。(2)電動機(jī)工作時,是將能轉(zhuǎn)

32、化為 能的過程。(3)我國交流電的頻率是50Hz,由此可知,在每秒鐘內(nèi)電流方向變化了次,周期為 s。分析:回憶概念、公式, 。答案:(1)36V (2) 電 機(jī)械 (3) 50 0.02例4、通電螺線管旁有一個靜止的小磁針,如圖所示,在圖上標(biāo)出電源的正、負(fù)極。分析與解:本題的推理過程是:根據(jù)小磁針的N、S極判定磁感線的方向由磁感線方向,判定螺線管的N、S極由螺線管N、S極,用安培定則判定通入螺線管的電流方向由電流方向判定電源的正、負(fù)極(如右圖所示) 說明:(1)通電螺線管的磁極跟螺線管上的電流方向有關(guān),因此靠近電源的螺線管那端不一定是N極。(2)在電源外部,電流是從電源的正極流出,回到它的負(fù)極

33、。例5、下面各畫線配對選項(xiàng)中,完全正確的是() 分析:回憶概念,分清原理。答案:A B D電現(xiàn)象和電路規(guī)律 主要知識點(diǎn)1、摩擦起電及原因,兩種電荷。2、導(dǎo)體、絕緣體。3、電荷量、電流及方向、電源、電路。4、串、并聯(lián)電路。5、電流、電壓、電阻(變阻器)及電流表、電壓表。 6、歐姆定律及應(yīng)用: 7、電功、電功率及焦耳定律。8、電學(xué)公式總結(jié): 典型例題:例1甲、乙兩金屬球,甲不帶電,乙?guī)д姾桑脤?dǎo)線再將甲、乙連接起來時,下面說法中正確的是()A、電流方向從乙到甲,自由電子運(yùn)動方向從乙到甲B、電流方向從乙到甲,自由電子運(yùn)動方向從甲到乙C、電流方向從甲到乙,自由電子運(yùn)動方向從甲到乙D、電流方向從甲到乙

34、,自由電子運(yùn)動方向從乙到甲分析根據(jù)電流方向跟正電荷定向流動的方向相同,跟負(fù)電荷定向移動方向相反來判斷。答案 B例2、如圖所示電路,電源電壓保持不變,電路中開關(guān)S閉合時,通過電阻R2和電阻R3的電流之比為1:2;開關(guān)S斷開時,電阻R1和電阻R2消耗的電功率之比為1:3。則電阻R1和R3之比為:( )。 A、2:3B、3:2C、1:6D、6:1解析:當(dāng)開關(guān)S閉合時,電阻R2和R3并聯(lián),然后再與電阻R1串聯(lián),因?yàn)橥ㄟ^電阻R2和R3的電流之比為1:2,所以R2和R3的電阻之比為2:1,即:R2:R3=2:1,R2=2R3。當(dāng)開關(guān)S斷開時,電阻R1和R2串聯(lián),電阻R3沒接入電路中,已知電阻R1和R2的電

35、功率之比為1:3,即:P1:P2=1:3,根據(jù)串聯(lián)電路中功率與電阻成正比的關(guān)系可知: ,R2=3R1。式和式相等:2R3=3R1,得:R1:R3=2:3。故此該題的正確選項(xiàng)為:A。 例3、如圖所示電路,電源電壓保持不變,當(dāng)電路中開關(guān)S閉合,滑動變阻器的滑片P向左移動時,下列幾種說法中正確的是:( )。A、電流表的示數(shù)變大,燈變暗,B、電流表示數(shù)變小,燈變亮,C、電壓表示數(shù)變大,燈變暗,D、電壓表示數(shù)變小,燈變亮。解析:此電路是一個串聯(lián)電路,電流表是測電路中電流大小的,電壓表是測滑動變阻器兩端電壓的,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向左移動時,滑動變阻器連入電路的阻值變小,因此電路的總電阻變小,根據(jù)歐姆定律

36、公式可知,(電源電壓不變),I= ,所以電路中的電流變大,電路中電流表的示數(shù)變大,那么燈泡的實(shí)際功率:PL=I2RL變大,(燈的電阻是不變的),因此燈泡變亮。由于電壓表是測滑動變阻器兩端電壓的,變阻器連入電路的阻值變小,所以變阻器兩端的電壓也變小,故此電壓表的示數(shù)變小,該題正確選項(xiàng)為:D。例4如圖所示,(甲)是一單刀雙擲開關(guān)的實(shí)物圖,它的符號如圖(乙)所示。圖(丙)是單刀雙擲開關(guān)對電路控制作用的一個實(shí)例,當(dāng)S與“1”接觸時,燈泡L1發(fā)光,當(dāng)S與“2”接觸時,燈泡L2發(fā)光?,F(xiàn)有如下器材:一個電源(兩極間電壓保持不變,但是電壓數(shù)值未知),一個電阻箱(用R0表示),一個待測電阻(用Rx表示),一個電

37、壓表(最大量程大于電源兩極間電壓),一個單刀雙擲開關(guān),導(dǎo)線若干。(1)根據(jù)以上所給器材,設(shè)計(jì)一個能測量并計(jì)算出待測電阻Rx的規(guī)范電路圖(連接好后在實(shí)驗(yàn)過程中不能拆卸)。(2)寫出測量的操作步驟及所測量的物理量。(3)寫出用測量量計(jì)算Rx的表達(dá)式_。分析:依據(jù)題意,電壓表要分別測出電源電壓U,又要測出Rx兩端電壓Ux,所以電壓表連接在雙擲開關(guān)的中間接點(diǎn)上;再設(shè)想Ix=I0,Rx跟R0必是串聯(lián)關(guān)系, .答案:(1)電路圖如圖所示(2)實(shí)驗(yàn)步驟:a、按照電路圖連接實(shí)物電路,變阻箱阻值為R0。b、當(dāng)S與“1”接觸時,讀出電源電壓為U。c、當(dāng)S與“2”接觸時,讀出Rx兩端電壓為Ux。(3)計(jì)算Rx值:

38、例5一個用電器接在電壓是10V的電源上,其功率是25W,欲將它的功率降為16W,且電源電壓不變,設(shè)用電器的電阻不隨溫度而變化,則應(yīng)該給這個用電器串聯(lián)一個多大電阻?該電阻消耗的電功率多大?分析:依據(jù)題意畫出電路圖,先求出電阻R1數(shù)值,然后逐步計(jì)算。答案:解:(1)當(dāng)用電器R1單獨(dú)接在電源上時。 (2)當(dāng)用電器R1跟電阻R2串聯(lián)時。 例6識別變化電路,如圖所示電路:(1)當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合,S3斷開時,燈泡_亮,此時該電路是_電路;(2)當(dāng)開關(guān)S3閉合,S1和S2斷開時,燈泡_亮,此時該電路是_電路。(3)當(dāng)S1和S3閉合時,電路會發(fā)生_。(4)當(dāng)開關(guān)S2和S3閉合,S1斷開,燈泡_不亮,因?yàn)椋?/p>

39、_。分析與解:(1)當(dāng)開關(guān)S1和S2閉合,S3斷開時,燈泡L1和L2都亮,該電路為并聯(lián)電路。(2)當(dāng)開關(guān)S3閉合,S1和S2斷開時,燈泡L1和L2都亮,此時該電路為串聯(lián)電路。(3)當(dāng)開關(guān)S1和S3閉合時,電路會發(fā)生短路。(4)當(dāng)開關(guān)S2和S3閉合時,燈泡L2不亮,燈L1亮,因?yàn)闊鬖2被短路。例7如圖所示,R1和R2為兩個定值電阻,R2是R1的n倍,小燈泡L上標(biāo)有“6V3W”字樣,S為單刀雙擲開關(guān)。當(dāng)S與點(diǎn)a接通時,小燈泡正常發(fā)光;當(dāng)S與點(diǎn)b接通時,小燈泡消耗的功率為額定功率的 。(1)若n為小于5的正整數(shù),試通過計(jì)算說明n的可能值;(2)試求n取以上可能值時,R1和R2相應(yīng)的阻值。分析:解題關(guān)

40、鍵是導(dǎo)出n與電阻R1、R2的關(guān)系式。答案:解:(1) 當(dāng)n為小于5的正整數(shù)時,2n5,即:n=3或n=4。(2) 例8有一個電壓值可任意選取的電源,有若干根電阻值相同的電阻絲。現(xiàn)把一根電阻絲接在電壓值為U的電源上。通電1min,電阻絲產(chǎn)生的熱量為Q。要想使電阻絲產(chǎn)生的熱量為3Q,應(yīng)采取哪三種最簡單的不同方法?分析:根據(jù)公式 進(jìn)行討論。答案:解:設(shè)Q1=Q,Q2=3Q,t1=1min。(1)當(dāng)電源電壓為U1,電阻絲阻值為R1保持不變時,改變通電時間為t2。 t2=3 t1=31=3(min)(2)當(dāng)通電時間為t1,電阻絲阻值為R1保持不變,改變電源電壓為U2, (3)當(dāng)通電時間為t1,電源電壓為

41、U1保持不變,改變電阻絲的電阻值為R2。 即:把三根相同電阻絲并聯(lián)后接在原來電路中。 簡單機(jī)械 功和能 復(fù)習(xí)要點(diǎn)1、簡單機(jī)械:(1)杠桿:力臂:支點(diǎn)到力的作用線的距離,叫力臂,用L表示。杠桿平衡條件: 杠桿的分類: 使用省力杠桿時省力,但費(fèi)距離;使用費(fèi)力杠桿時費(fèi)力,但省距離。(2)滑輪:定滑輪:不省力,但能改變力的方向,定滑輪的實(shí)質(zhì)是等臂杠桿。動滑輪:省一半力,但不能改變力的方向,動滑輪實(shí)質(zhì)是動力臂是阻力臂二倍的杠桿?;喗M:a、豎放: 用滑輪組時,滑輪組用幾段繩子吊著物體,提起物體所用的動力就是物重的幾分之一。即: 此式成立條件:忽略滑輪的重力以及繩、輪摩擦。若忽略摩擦但考慮滑輪的重力時,此

42、式應(yīng)變?yōu)椋?。物體上升距離與繩自由端移動的距離關(guān)系為: 判斷滑輪組用幾段繩子吊著物體的方法:切割分離法:假想將所用繩子從中間切割開來,沿著割點(diǎn)向下數(shù)凡是與動滑輪接觸的段數(shù)之和即為幾段繩子吊著物 體(即為n)。b、橫放: 使用滑輪組時,滑輪組用幾段繩子拉著物體做勻速直線運(yùn)動,拉力大小就是物體所受摩擦力的幾分之一。(不計(jì)繩、輪摩擦)即: 。物體移動距離與繩自由端移動距離關(guān)系: 滑輪組繞法:從動滑輪起繞,n為奇數(shù)從定滑輪起繞,n為偶數(shù)2、功:(1)做功的兩個必要因素: 物體一般沒有做功的情況:a有力而沒有運(yùn)動。即“勞而無功”型。如小孩搬大石頭搬不動。b運(yùn)動一定的距離而沒有作用力。即“不勞而獲”型。如

43、冰塊在光滑水平面上運(yùn)動。C雖然有力作用且通過一定的距離,但力的方向跟物體運(yùn)動方向垂直。即“空手徒勞”型。(2)功的計(jì)算公式:W=F?S(3)功的單位:國際單位制中,功的單位是焦耳。3、功率:(1)物理意義:功率表示做功的快慢。(2)定義:單位時間內(nèi)完成的功叫功率。(3)公式:P=W/t=F?v。(4)功率的單位:國際單位制中,功率的單位是瓦特(W)。4、機(jī)械效率:(1)有用功,額外功和總功:利用機(jī)械做功時,對人們有用的功叫有用功,(W有);對人們沒有用,但又不得不做的功叫額外功(W額);有用功加額外功是總共做的功,叫總功(W總)W總=W有+W額(2)機(jī)械效率的定義:有用功跟總功的比值。(3)機(jī)

44、械效率的公式:=W有/W總,因?yàn)橛杏霉傂∮诳偣?,所以機(jī)械效率總小于1。5、機(jī)械能(1)動能: (2)勢能(包括重力勢能和彈性勢能)重力勢能:物體由于被舉高而具有的能叫重力勢能。物體質(zhì)量越大、舉的越高,它具有的重力勢能就越大。彈性勢能:發(fā)生彈性形變的物體具有的能叫彈性勢能。物體的彈性形變越大,它具有的彈性勢能就越大。(3)機(jī)械能:動能和勢能的統(tǒng)稱。(4)動能和勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化。復(fù)習(xí)方法指導(dǎo):1、力臂的畫法。例1、在下圖中畫出力F1和F2對支點(diǎn)O的力臂。 分析與解:畫力臂的步驟如下:(1)在杠桿示意圖上確定支點(diǎn)O。 從力的作用點(diǎn)沿力的方向用虛線延長,得到動力作用線和阻力作用線。(2)再從支點(diǎn)

45、向力的作用線作垂線。畫出垂足。 從支點(diǎn)到垂足的距離就是力臂。(3)用虛線畫出力臂,支點(diǎn)到垂足之間用大括號勾出,并用字母L1、L2分別表示出動力臂和阻力臂。說明:(1)力臂是從支點(diǎn)到力的作用線的垂直距離,不是支點(diǎn)到力的作用點(diǎn)的距離。(2)力的延長線、力臂都用虛線表示。(3)力臂用大括號括出,并用字母L表示。2、運(yùn)用杠桿平衡條件解有關(guān)問題。例2、如圖,在距支點(diǎn)20cm的B點(diǎn)掛有重600N的物體,要使杠桿水平平衡,在距B點(diǎn)60cm的A處往_方向用力最小,這個力的大小是_N。分析與解:用杠桿平衡條件求解時應(yīng)注意:(1)在杠桿示意圖上先標(biāo)明支點(diǎn)、動力、阻力、動力臂、阻力臂、如下圖。 (2)再根據(jù)杠桿平衡

46、條件列方程,代入數(shù)據(jù),求出結(jié)果。3、正確理解功的概念:例3、判斷下列情況中,力對物體是否做功?(1)起重機(jī)吊起重物后,靜止在空中,鋼繩豎直向上的拉力對重物是否做了功?(2)起重機(jī)吊起重物后,又水平勻速將重物移動一段距離,水平勻速移動中,豎直向上的拉力是否做了功?(3)冰塊在光滑水平冰面上勻速運(yùn)動,冰塊受到的力是否做功?(4)用力推車,使車沿水平路面前進(jìn),水平方向的推力是否做了功?4、正確理解功率的概念:例4、某工人用200N的水平推力,在半分鐘內(nèi),將重1000N的物體沿水平路面向前移動15m,重力對物體做功是_J。人對物體做功是_J,人做功的功率是_w?5、理解機(jī)械效率:例5、用下圖所示的滑輪

47、組,將重600N的物體勻速上拉2m,所用拉力為200N,求滑輪組的機(jī)械效率?6、理解機(jī)械能:例6、下面哪種情況下動能、重力勢能都是增加的?()A、跳傘員張開傘后,勻速下落B、汽車沿斜坡勻速向下行駛C、電梯從樓下加速上升D、列車在平直軌道上勻速行駛本周鞏固練習(xí)題:1、如圖所示,O是支點(diǎn),作用在杠桿右端的力可以是F1、F2、F3中的任意一個,若使杠桿仍能處于平衡狀態(tài),則三個力中最小的力是_。 2、關(guān)于功,下列說法中正確的是()A、舉重運(yùn)動員舉著杠鈴不動,舉力對杠鈴做了功B、人提著重物在水平路面上勻速行走一段距離,人的提力對重物做了功C、蘋果從樹上落下,重力對蘋果做了功。D、推出去的鉛球,在空中運(yùn)動

48、的過程中,推力對鉛球做了功。3、起重機(jī)將2103N的貨物勻速吊起18m,然后又在水平方向上將貨物勻速移動2m,在這一過程中,起重機(jī)的拉力做功大小是()A、4103J B、4104J C、3.6104J D、3.2104J4、用滑輪將400N的物體,提高2m,已知滑輪組的機(jī)械效率是80%,則有用功是_J,總功是_J,額外功是_J。5、用動滑輪提升重物,若用的拉力是100N,重物在0.5s內(nèi)勻速上升0.6m,不計(jì)動滑輪重和摩擦,求:拉力做功的功率是多少?6、水平路面上有一小車,車重200N,人用50N的水平力,在推小車勻速前進(jìn)5m的過程中,下列判斷正確的是()A、重力不做功B、人做功250JC、車受阻力250ND、車受阻力50N第十二章浮力復(fù)習(xí)提綱一、浮力的定義:

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