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大学二年级 376 发私信 2019-5-8 14:19   查看: 1662   回复: 1

本帖最后由 小狮子66 于 2019-5-8 14:50 编辑

[size=14.6667px]如果说压强计算是力学进入“深水区”的标志,那么浮力计算可以算作力学的“最高峰”,无论是在初二期末还是初三中考里,浮力计算都是难度最高的题型,也很有区分度,是所有考生的“痛点”,能否把相关内容掌握到位,直接体现了学科能力的高低。尽管浮力计算的题目表现形式各有不同,概括起来,都可以归结为图像问题、漂浮模型、提拉模型以及弹簧模型等常规模型,所有的解题方法跟技巧,都蕴含在里面。那么要解决浮力计算必须得具备哪些基础知识?针对各种模型又有哪些套路可以使用呢?

第一部分:浮力计算基础知识

1. 可用公式
解决浮力计算,首先得清楚有哪些公式可以使用,知道工具箱里有哪些工具。下表罗列了常用的浮力公式,务必熟练掌握
图片1.png

2.单位换算
然后,涉及到具体的数量计算时,题目所给的数据通常不会是国际单位,需要用到单位换算的知识进行转换,跟浮力计算相关的,无外乎质量、长度、面积、体积以及密度的换算。下表罗列了具体的换算规则,务必准确使用:

图片2.png


第二部分:浮力计算经典模型
所有的浮力计算,在解题套路上都是一样的:第一步是受力分析,知道物体受到了哪些力,这些力的关系是什么样的,第二步是列式计算,先根据平衡条件列出平衡方程,再用浮力、重力、密度跟体积公式替代方程中的物理量,后通过数学推导求出要算的物理量,第三步是得出结论/算出结果,如果题目没给数据,只给了符号,那么推导出的表达式就是最终结论,如果题目给了具体数据,那么在推导出表达式之后,还要带入数据算出最终结果。
各种各样的浮力计算模型,无外乎是在各个环节的复杂程度跟困难程度上有区别,我们一起来看一下,遇到每个浮力计算模型的时候,有哪些具体的技巧可以使用呢?又分别应该注意什么样的问题?

一、图像问题
【模型简介】图像问题是浮力实验的衍生品,在浮力计算的所有模型里,难度是最低的,解决方式非常固定,按部就班操作就行,不管是什么程度的孩子,都得熟练掌握。
【经典例题】如左图所示,弹簧测力计下面挂一实心圆柱体,将圆柱体从盛有液体的容器上方离液面某一高度处缓缓下降(其底面始终与水面平行),使其逐渐浸没入液体中某一深度处。右图是整个过程中弹簧测力计的示数F拉以及圆柱体所受浮力F浮与圆柱体下降高度h变化关系的数据图象,已知ρ液Fa及Fb,试求物体的密度ρ物。

图片3.png


【具体解析】
第一步:受力分析

图片7.png


当物体未接触液体时,F=0NF拉=G物;
当物体逐渐浸入液体中,F逐渐变大,F逐渐减小;
当物体在液体中浸没之后,F不变,F也不变。

第二步:列式计算
图片1155.png


第三步:得出结论

图片10.png


掌握上述结论,可以直接从图像中“看出”物体密度,不信你试一试?

特殊情况:如果拉力图像跟浮力图像最终重合了,又可以得出什么样的结论呢?
图片4.png


15.png


二、漂浮模型
【模型简介】漂浮模型是阿基米德原理相关的经典模型,在浮力计算的所有模型里,难度中档,需要具备一定的公式推导能力,程度中等及以上的孩子,都得熟练掌握。
【经典例题】如图,密度均匀的长方体物块漂浮在液面上,露出液面以上的高度为h1,浸在液面以下的深度为h2,已知液体密度为ρ液,试求物体密度ρ物
999.png

【具体解析】
第一步:受力分析
yibu.png


第二步:列式计算
erbu.png

第三步:得出结论
sanbu.png


掌握上述结论,可以直接从图中“看出”物体密度,不信你试一试?


图片11.png
图片13.png

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家长帮小编 1048 发私信

2019-5-8 15:47 显示全部楼层

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