2023學年完整公開課版力學綜合

專題八力學綜合專題八┃力學綜合專題八┃要點聚焦要點一密度測量多樣化“間接”測ρ固、“平衡”測ρ液缺少天平或量筒的情況下，要完成密度的測量，一般采用“間接法”或“平衡法”的思想來設(shè)計實驗，具體如下：①“間接法”測固體密度：測量工具只有天平、量筒或彈簧測力計其中之一，有適量水?！伴g接法”測密度的關(guān)鍵在于利用所測量，借助水表示出物體的質(zhì)量和體積，然后根據(jù)密度ρ＝m/v導出表達式，一般用于固體密度的測量。②“平衡法”測液體密度：測量工具有刻度尺、適量水?！捌胶夥ā睖y密度的關(guān)鍵在于找出平衡量，進而列出平衡等式(具體見例2點評)，然后導出密度表達式，一般用于液體密度的測量。專題八┃要點聚焦例1研究性學習小組假期到水庫清理水面垃圾，發(fā)現(xiàn)水面有一形狀不規(guī)則且不吸水的小固體漂浮物。為研究該物體密度，小組同學找來了彈簧測力計、滑輪、塑料吸盤、細線等器材，進行了如下實驗。圖TZ8－1專題八┃要點聚焦

(1)如圖TZ8－1甲所示，擦干該物體，靜止時讀出彈簧測力計的示數(shù)為F1；

(2)如圖乙所示，小陽還應_____________________________________，再讀出彈簧測力計的示數(shù)為F2；

(3)則該物體的密度ρ＝________；(已知水的密度為ρ水，忽略繩重與摩擦)(4)為確保實驗成功，請你提出一條合理的建議：_________________________。向上拉動彈簧測力計，使物體完全沒入水中增大吸盤的表面積專題八┃要點聚焦[點評]利用彈簧測力計和水可“間接”測量物體的質(zhì)量和體積，完成固體密度測量。還可以利用量筒與水，借助于漂浮知識“間接”測出物體的密度，具體方法如下：步驟：如圖TZ8－2所示，向量筒中倒入適量水，記下體積V1；將物體放入水中使其漂浮，記下體積V2；用細鐵絲將物體壓入水面下，記下體積V3(對于密度大于水的固體可將其放入小燒杯內(nèi)，使小燒杯漂浮于水面)。圖TZ8－2專題八┃要點聚焦

例2小明用刻度尺、兩端開口的玻璃管、橡皮膜和水等器材測鹽水的密度，操作步驟如下：

①將玻璃管的一端扎上橡皮膜并倒入水，出現(xiàn)如圖TZ8－3甲所示的現(xiàn)象，說明水對________有壓強。②用刻度尺測出玻璃管中水柱的高度為h1(如圖甲所示)。③將玻璃管緩慢插入裝有鹽水的燒杯中，直到橡皮膜表面與水平面相平，測出管底到鹽水液面的高度為h2(如圖乙所示)。圖TZ8－3容器底部專題八┃要點聚焦

(1)用小明測得的物理量推導出鹽水密度的表達式為ρ鹽水＝________(水的密度用ρ水表示)。(2)分析實驗過程，小明測得的鹽水密度值比真實值偏________，這主要是操作中的第________步造成的。大[解析]分析題意知，當橡皮膜變平時，說明燒杯內(nèi)水對橡皮膜向上的壓強與玻璃管內(nèi)水對橡皮膜向下的壓強相等，利用液體壓強找平衡即p水＝p液＝ρ水gh水＝ρ鹽水gh鹽水，然后用刻度尺測出水和鹽水到橡皮膜的深度即可。②專題八┃要點聚焦

[點評]本題利用液體壓強找“平衡”測出了液體的密度，還可以利用“質(zhì)量找平衡”、“體積找平衡”等測出液體的密度，具體方法如下：

工具操作圖表達式天平、刻度尺、水利用質(zhì)量找平衡：專題八┃要點聚焦刻度尺、密度計、水彈簧測力計、水專題八┃要點聚焦要點二力學綜合計算專題八┃要點聚焦專題八┃要點聚焦專題八┃要點聚焦

例3

[2012·大慶]如圖TZ8－4所示的汽車總質(zhì)量為1150kg，以72km/h的速度勻速行駛10km，若汽車所受阻力為汽車重力的0.1倍，每個輪胎與路面的接觸面積為0.05m2。(g取10N/kg)求：(1)汽車對路面的壓強為多少？(2)汽車行駛過程中克服阻力做了多少功？其功率為多少？(3)若該汽車熱機的效率為25%，如果不考慮熱機其他的能量損失，汽油熱值為4.6×107J/kg，則該汽車行駛10km過程中需要的汽油質(zhì)量為多少千克？圖TZ8－45.75×104

Pa1.15×104J2.3×104

w1Kg專題八┃要點聚焦專題八┃要點聚焦專題八┃要點聚焦

例4

[2012·遂寧]中華神州打撈公司用如圖TZ8－5所示的滑輪組，打撈沉在長江三峽江底的一個方形物體，物體上表面距離水面50m，重力為2400N，體積為0.2m3

，打撈時勻速提升該物體。(g取10N/kg，ρ水＝1.0×103kg/m3)求：(1)物體沉在江底時，上表面受到的水的壓強。(2)