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1、专题二浮力压强机械与人功和能江南初中许和平【复习目标】知识与技能：1、了解压力的概念，理解压强的概念和公式。知道增大和减小压强的方法，能进行有关计算；了解液体的压强，理解液体内部压强的规律和公式；知道大气压强的现象；了解影响大气压强变化的因素，了解测量大气压强的方法；知道流体压强与流速的关系；能用压强公式进行简单计算，了解压强在生活、生产和现代高科技领域中的广泛应用。2、认识浮力，了解阿基米德原理，理解物体浮沉的条件；知道轮船、潜水艇和气球的浮原理；会探究浮力大小。3、认识功的概念，了解做功的两个必要因素；理解功的计算公式，知道作功的过程就是能量转化的过程；理解功率的概念，了解功率在实际中的应
2、用；认识机械能，了解动能和重力势能，知道弹性势能；能用实例说明物体的动能和势能以及它们的相互转化；了解机械使用的历史发展过程，会使用简单机械改变力的大小和方向；理解力臂的概念，理解杠杆的平衡条件；知道定滑轮、定滑轮和滑轮组的作用，会组装简单的滑轮组；了解有用功和总功，理.解机械效率。过程与方法：1、经历探究液体压强特点的过程，熟悉控制变量法的应用。2、经历探究浮力大小的过程，认识阿基米德原理和物体浮沉条件。3、经历学习杠杆、滑轮、功、功率、机械效率、机械能、动能、势能等概念的建立过程；杠杆的平衡条件，动能与势能与哪些因素有关，以及机械能转化的探究和某一种机械的效率是否恒定不变的探究过程。【知识
3、归类】一、压强连通器点拨：液体对容器底的压强、压力的确定：压强由P=pgh决定。由于液体具有流动性，因此液体对容器底部的压力往往都不等于所盛的液体的重；故确定容器底部所受的压力只能从F=PS推出。不同形状的容器底部所受的液体压力F与液体的重力G的关系：如2、图E所示：F1q、2吨、363二、浮力F1GLFKG3El3-11)F浮=G排”液W排下沉当P物P液时下沉浮沉条件（2）当F浮=6时悬浮当P物液时悬浮r1)2）3)当F浮G时上浮直至漂浮实验视重法：F浮二6FF浮二G排二P原理法:当P/P液时上浮直至漂浮浮沉条件法：F浮=G漂浮和悬浮什么是浮力方向：竖直向上阿基米德原理文字描述4）压力差法：
4、F浮二尸下一F上综合分析法：主要用于解决综合性较强的浮力问题。步骤为：A、明确物体所处的状态；B、对物体进行受力分析，根据物体的状态列出物体受力的平衡关系；C、结合已知条件，确定物体V排、V物的关系；D、将F浮=?液gV排、G物=?物gV物代入力的平衡关系式列方程、求解。三、机械与人概念五要素杠杆（平衡条件与L1=F2L2当F1F2时为省力杠杆（L1VL2）省力费距离L2）费力省距离当F1=F2时为等臂杠杆（L1=L2）既不省力也不费力俨定滑轮：改变力的方向，不改变力的大小滑轮动滑轮：改变力的大小，不改变力的方向fr机械与人滑轮组：F=G/n|s=nh/做功的两个必要条件公式：W=FS计算有用
5、功（对目的物所做的功）：Ww=Gh功j总功（力F所做的功）：W=FS（其中：s=nh）机械效率：n=w有/w总（W有w总，n1）I做功的快慢-功率：P=W/t计算广动能（m、V）能TI重力势能（m、h）、势能.一弹性势能（弹性形变的大小）【考点简析】压强考点集中考查压强、液体压强的公式，如何增大与减小压强的方法；知道大气压的存在和应用；考查流体压强和流速的关系并解释有关压强的现象。在中考中的分值约为6分左右，常以填空、选择或计算题出现。浮力考点集中考查物体的浮沉条件结合阿基米德原理的应用；浮力是初中物理力学的重点之一，也是中考的难点和热点，浮力的考查将是注重基础，考查能力，注重浮力与生活、社会
6、实际的联系，通过一些立意新颖、贴近学生生活的物理情景，考查学生提取信息、分析和解决问题的能力。在中考中的分值约为6分左右，常以填空、选择、实验探究或计算题出现。机械与人考点集中在对生产、生活中杠杆的识别和杠杆平衡条件考查，考查的焦点机械效率、功和能的知识，中考中的分值约为5分左右，常以选择、填空、实验探究或计算题出现。【典型例析】A. 例一跳伞运动员从空中匀速下落，人和伞的()动能增加，重力势能减少，机械能不变动能不变，重力势能减少，机械能减少动能减少，重力势能增加，机械能增加动能不变，重力势能不变，机械能不变精析从动能、重力势能、机械能的概念出发去分析问题.匀速下落的跳伞运动员，质量和速度不
7、变，动能不变；下落过程中，相对地面的高度减小，重力势能减少；机械能=动能+势能，动能不变，势能减少，机械能减少.答案B例二如图13-3，平底茶壶的质量是400g，底面积是40cm2，内盛0.6kg的开水，放置在面积为1m2的水平桌面中央。试求：水对茶壶底部的压力；茶壶对桌面的压强。解：茶壶静止在水平桌面上二水对茶壶底的压力FG水=皿水g=0.6X10=6(N)茶壶的重力G壶=皿壶g=0.4X10=4(N)图13-3茶壶对水平桌面的压力F2=G水+G壶=6+4=10(N),1,F10茶壶对水平桌面的压强p=-=10(P。)S1你认为上述解题过程中有无错误？如有错误，请指出其中的错误之处并加以订正
8、。分析与解：两个问题的求解均错。(1)由于水的流动性，使得水对茶壶底的压力并不象固体那样，等于其重力的大小。因此要求水对茶壶底部的压力，应由P=Pgh求得压强后，再求压力。(2)茶壶对水平桌面的压强的计算中，受力面积不是整个桌面，应为杯底的面积。整题的正确解法为：.茶壶静止在水平桌面上：h=12cm=0.12m,s=40cm2=0.004m2水对茶壶底的压强p=Pgh=1x103x10x0.12=1200(Pa).水对茶壶底的压为：F=ps=1200x0.004=4.8(N)茶壶的重力G壶二皿壶g=0.4X10=4(N)s=40cm2=0.004m2茶壶对水平桌面的压力F2=G水+G壶=6+4
9、=10(N)F10茶壶对水平桌面的压强p=-2=2500(Pa)S0.004点评：解一道计算题，按自己的思路进行，这比较容易/而对别人的解题过程进行判错，这首先要弄懂对方的解题思路，能将其错误之处找出来，并给予纠正。这需要考生必须具备扎实的物理基础知识以及判断问题、解决问题的能力作保证。例三工人利用图23所示的滑轮组将重400N的物体向上匀速提起2m,所用拉力为250N,滑轮组的机械效率是多少？若用此滑轮组将重900N的物体竖直向上匀速提升2m,拉力在这一过程中所做的功是多少？(不计绳重和摩擦的力)小明的解题过程是：解：W有=Gh=400NX2m=800J而W总=FS=250NX2mX2=10
10、00J/n=w有/w总=800j/i000j=0.8=80%yW有/=G/h=900NX2m=1800J圈刀W总/=W有/n=1800J/80%=2250J答：滑轮组的机械效率是80%,拉力在这一过程中所做的功是2250J。上述解答是否有错误？如有错误，指出错误的原因，并对错误加以订正。解：错误。机械效率会随重物重力的大小而改变G动=2F-G物=2X250400=100NF=(G物+G动)/2=(900+100)/2=500NW总=FS=500X4=2000J析：明确影响滑轮组机械效率的因素有哪些;弄清同一装置提升的重物越重，机械效率越高。变：若换用不同装置提升同一重物，此时的机械效率有为多少
11、？拉力做的功是多少？例四用动滑轮将400N的货物以0.5m/s的速度匀速提高了2m，绳端的作用力是250N，则有用功的功率是W。精析题目给了力、距离和速度等多个数据.考查学生面对多个量，能否正确地挑选出题目所需要的数值。解有用功率的概念：尸有=-=Gv其中G为物体重，v为物体上升速度。有ttP有=Gv=400NX0.5m/s=200W扩展：如果求总功率，则有：P=业总=竺=Fv,总ttv为拉力F提升速度。在此题中，一个动滑轮：s=2h，所以v=2v=im/s.Po=Fv=250Nxim/s=250W通过P有和P总，还可以求出这个动滑轮的机械效率。答案200W例五“曹冲称象”是家喻户晓的典故。某
12、校兴趣小组模仿这一现象，制作了一把“浮力秤”。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中，如图13-5所示。已知玻璃杯的质量为200g，底面积为30cm2，高度为15cm。（水的密度p水=1X103kg/m3）求：将杯子开口向上竖直放入水中时（注：水未进入杯内），杯子受到的浮力。此时杯子浸入水中的深度（即为该浮力秤的零刻度位置）。此浮力秤的最大称量（即量程）。分析与解：（1）杯子漂浮于水面，受重力、浮力的作用，它们大小相等。由此可以求出浮力。（2）由已知的浮力大小，运用阿基米德原理，可以求解此时杯子浸末水中的深度。（3）此浮力秤处于最大称量时，没入水中的深度为15cm，根据杯子的体积和阿基米德原理，就可以
13、求出此时的浮力，而浮力秤的最大称量则等于最大浮力减去杯子自身的重。具体求解过程如下：杯子的重量为G杯G杯=mg=0.2kgX10N/kg=2N杯子在水中处于漂浮状态，根据二力平衡的条件杯子受到的浮力F浮=6杯=2N设杯子浸入水中时，浸入的深度为h,有F浮=6排=?gShF浮h=浮gS=(2N)/(103kg/m3X10N/kgX30X10-4m2)=话m当往杯子内放被测物时，若杯子下沉到水面刚好到杯口（水未进杯内）此时杯子下沉的深度为h=15X102m受到的浮力Fz浮=?gSh=103kg/m3X10N/kgX30X10一4m2X15X10一2m=4.5N设能称量的最大值为FF=F浮一G杯=4
14、.5N2N=2.5N点评：解决浮力问题，首先要弄清物体所处的状态，静止的，还是运动的/其次是对物体进行受力分析，确定力的平衡关系；力的平衡关系往往就是解决问题的关键所在。【中考演练】一、填空题1、有专家认为，对于现代生活给人们带来的紧张症，可用漂浮疗法减轻症状：在漂浮池内放入一定深度的水，再加入适量的（请选“食盐”或“酒精”）后，人进入池内就能漂浮。当质量为50千克的小明在池内漂浮时，受到的浮力为牛。2、“神舟”五号飞船在减速降落的过程中，其减小的机械能转化为能，能量的转化是通过方式来进行的。3、小明利用如图所示的装置沿水平方向匀速拉动一个重2000N，底面积为0.5m2的物体A时,A受到地面
15、的摩擦力为600N，作用在绳端的拉力为250N，则A对地面的压强是Pa；该装置的机械效率是.4、在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止，如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。求：(1) 分析图像可知，圆柱体重力是N；(2)圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是N；(3) 圆柱体的体积是m3；(4) 圆柱体的密度是kg/m3；分析图像BC段，可得结论：物体浸没液体之前，浸入液体的深度越深，受到的浮力越(选填“大”或“小”)；6)分析图像CD段，可得结论：5、“世界第一跨”之称的重庆石板坡长江大桥复线桥主跨跨度为330m，复线桥所需钢箱梁在武汉制造.这是一个长达103m、重达1400t，能浮在水面上却没有动力的大家伙.图所示为今年5月8日钢箱梁在机动船的推动下缓缓驶入三峡船闸时的情景，请根据此情景提出两个与钢箱梁有关的物理问题，并针对所提出的问题做出简答。示例：问题：钢箱梁为什么能
