2016年河北中學(xué)考試物理15題詳解

1、2016年某某中考物理15題詳解索楊軍2017年10月4日中考沖刺階段，做完終結(jié)性練習(xí)，發(fā)現(xiàn) 2016年某某中考物 理15題拓展一問最難，學(xué)生無人能做對，搜索網(wǎng)上也未見正確解法。 對于當(dāng)時我所帶的九五班，講解的比擬匆忙，也有些粗糙，局部學(xué)生 未能完全掌握，決定在空閑時撰文詳述，供學(xué)生們參考學(xué)習(xí)。15. 6分2016 某某探究水對容器底的壓強(qiáng)。將一由 A和B構(gòu)成、兩端開口的玻璃制品的底部扎上薄橡皮膜，做成容器。A、B的橫截面積分別為Sa和Sb，且Sa = 2Sb = 40cm 2容器壁的厚度忽 略不計(jì)，卩水=1.0 X103kg/m3, g取10N /kg。實(shí)驗(yàn)過程如下： 將容器固定在放有電子秤

2、的鐵架臺上，使橡皮膜剛好與電子秤完 全接觸，且電子秤的示數(shù)為零，如下列圖。電-幵往容器內(nèi)分三次緩慢倒入適量的水，將收集的數(shù)據(jù)填入下表中繼續(xù)往容器內(nèi)緩慢倒入60g水后，水進(jìn)入了容器中B局部，且在B內(nèi)的高度為1cm .然后往容器內(nèi)再分三次緩慢倒入適量的水，再將收集的數(shù)據(jù)填入下表中。計(jì)算水對容器底的壓強(qiáng)實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456容器內(nèi)水的質(zhì)量/ g60100160240300360電子秤的讀數(shù)/ g60100160280400520容器內(nèi)水的深度/ cm471013水對容器底的壓強(qiáng)/ Pa15025040070010001300回答如下問題：1）將表格中的空白處補(bǔ)充完整。2）分析表中數(shù)據(jù)可知：水對容器底的

3、壓強(qiáng)與水的深度成正比。假設(shè)在一底面積為40cm2的圓柱形容器中裝入300g水，水對容器底 的壓強(qiáng)沏 _Pa，與表格中第5組數(shù)據(jù)比照可知，水對容器底 的壓強(qiáng)與水受到的重力大小 _選填 有關(guān)或 無關(guān)。3）容器A局部的高度為5 cm。4）拓展完成實(shí)驗(yàn)后，小明將一小合金塊浸沒在容器中，B內(nèi)水面上 升了 1cm ,電子秤的讀數(shù)增加了 80g ,如此合金塊的密度為3 g / cm3。解：合金塊侵沒后，B內(nèi)水面上升了 1cm，由此可求得合金塊體積會金= 20cn2 X ict1 - 20cid3進(jìn)而求得合金塊所受浮力僖三P水君絡(luò)金三107kg/mx 10N/kg x 20 x 10J %:三G倒B內(nèi)水面上升

4、了 1cm，水對橡皮膜的壓強(qiáng)增加了= P址止h = IQg/ju；x ION/kg x 10= lOOPa水對橡皮膜的壓力增加了A姝對膜=»禺三100卩赳x 40 X 10二瞥三&爾電子秤的讀數(shù)增加了 80g，如此橡皮膜對電子秤的壓力增加了戶觸對秤=砒=H) Jkg x ION/kg = Q 敘電子秤增加的壓力0.8N由三局部組成，認(rèn)識這一點(diǎn)是解決此題的關(guān)鍵，即膩對秤二人餘對IB上跆金° F害故珞金A/誕對秤+作孚一 誦膜=ft6N+ttN-ft N = °£N如此絲=竺口金密1 ON/kgeg于是期合金_60官會金 20cm33耳/ cm3反思

5、:在此題中，為何電子秤增加的讀數(shù)80g不等于合金塊的質(zhì)量60g呢？也就是說，橡皮膜對電子秤增加的壓力0.8N并不等于合金塊的 重力0.6N，這是解答此題的難點(diǎn)所在，也是學(xué)生犯錯的根源。如前所述，電子秤增加的壓力 0.8N由三局部組成，認(rèn)識這一點(diǎn) 是解決此題的關(guān)鍵，當(dāng)然也是難點(diǎn)所在，即3險對秤二對腹+跆金一冷現(xiàn)對此進(jìn)展講解?？梢源竽懴胂蟛⒓僭O(shè)，力求分解難度，各個擊 破，分兩步進(jìn)展： 將合金塊G合金換作等體積的水 G排，此時水面仍是升高了 1cm，橡皮膜對電子秤增加的壓力為A你對膜H Ma 2 P的瓜 將等體積的水G排又換回合金塊G合金，此時橡皮膜對電子秤 再次增加的壓力為心戶存金對膜=陀金一創(chuàng)二

6、路金-隔將兩者相加，即可得到心/宦赴秤 二心你對膜 士金旭膜徐對膜跆金.博可見放入合金塊增加的壓力 F膜對秤不等于合金塊的重力G合金。提咼：在此題中合金塊重0.6N ,增加的壓力卻為0.8N ,多了 0.2N ,這 是其一；此外，將題目中的表格擴(kuò)展還會發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水面進(jìn)入B玻璃品 后，電子秤的讀數(shù)大于水的質(zhì)量，即電子秤所受壓力大于水的重力。 這是其二。實(shí)際上這兩者的道理是一樣的。下面進(jìn)一步詳解。實(shí)驗(yàn)次數(shù)123此兩列是根據(jù) 題意追加的456容器內(nèi)水的質(zhì)量/ g60100160200220240300360水的重力/ N123電子秤的讀數(shù)/ g60100160200240280400520電子秤所受壓

7、力/N124容器內(nèi)水的深度/ cm45671013水對容器底的壓強(qiáng)/ Pa15025040050060070010001300水對容器底的壓力/N124假設(shè)沒有鐵架臺，并忽略橡皮膜和 AB玻璃品的質(zhì)量，只考慮水 的質(zhì)量，如如下圖hBB把水、橡皮膜和AB玻璃品這三個物體組看作一個整體，作為研 究對象，它受重力G水和支持力N秤對膜而靜止，故二力平衡，等大 反向鮪対.又因電子秤對橡皮膜的支持力 N秤對膜和橡皮膜對電子秤壓力F膜對秤 是一對相互作用力，故二力等大反向綜合以上，得心M二碌|即橡皮膜對電子秤的壓力等于水自身的重力再繼續(xù)刨根問底，水對橡皮膜的壓力為餘對膜二叭 二卩水認(rèn)如斗 卩朮川A更

8、7;_加廉）=瞬觀察以上不等式，使人疑惑的是：為何水對橡皮膜的壓力沒有等大地傳遞給電子秤呢？這就要分析物體組內(nèi)部的內(nèi)力啦。看圖示的綠色面，即 A玻璃品的突出部的上外表，它受水的壓力為 F向上倫上匸卩林加心二麗）即水把橡皮膜向下壓的同時也把 A玻璃品的突出部的上外表向上壓，求其合力F合=你對膜-/向上=卩水J% +加）皿-P水也1（$ -和=P好即F合等于G水，可見水對橡皮膜的壓力雖大，但被水對突出部的上外表的壓力抵消掉一局部，最終結(jié)果還是電子秤所受的壓力 F膜 對秤 等于水的重力G 7水,即斥劉秤=F合=6由此也得出一個技巧，分析一個 物體組的受力，對于其內(nèi)部之間 相互作用的力，簡稱 內(nèi)力，沒必要深究，因?yàn)樗鼈儠舜说窒?，只需要對它們和外部相互作用的力，簡稱 夕卜力，加以分析就行 再考慮鐵架臺緊緊抓住AB玻璃品的情形依然將水、橡皮膜和 AB玻璃品這三個物體組看作一個整體，作為研究對象，唯一不同的是，水將 A玻璃品的突出部的上外表向上壓的同時，鐵架臺會抓住 AB玻璃品向下壓，這是一對相互作 用力，等大反向，且這個力屬于外力，必須考慮，其大小F臺對AB略對怔二倫上二卩水號冰$二對F臺對AB和G水二者求合力就是橡皮膜