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寒假专题

年级

初二

学科

自然科学

版本

浙江版

内容标题

寒假专题——力学复习

编稿老师

李玉

【本讲教育信息】

一、教学内容

力学复习专题

二、考点清单

1.理解密度的概念、公式和单位,会进行有关密度的计算,学会对物质密度的测定。

2.理解压强的概念、公式和单位,会进行有关固体压强的计算,了解水和液体压强的特点。

3.理解浮力的概念、公式和单位,会根据阿基米德原理对浮力进行计算及解决一些实际问题,了解物体的浮沉条件及浮沉条件的应用。

4.能用密度、压强、浮力的知识解决实际问题。

三、全面突破

知识点一:

密度、压强、浮力基本知识。

(一)密度

1.密度是物质的一种特性。

密度用单位体积某种物质的质量来表示,公式为ρ=

,单位有千克/米3和克/厘米3等。

2.密度的应用:

利用密度知识可以:

(1)求物质的质量;

(2)求物质的体积;(3)鉴别物质;(4)判断物体是否空心。

3.学会有关密度问题的计算。

利用密度公式及其变形公式求物质的密度、物体质量或体积。

4.学会测物质的密度:

(1)测物质密度的原理是ρ=

(2)测量方法:

用天平测物体的质量,用量筒测物体的体积。

(二)压强

1.压力。

(1)压力是物体之间由于相互挤压而产生的。

(2)压力的特点:

①方向:

与受力物体的表面垂直;

②作用点:

在被压物体上;

③大小:

可能与重力无关。

2.压强。

(1)压强是衡量压力作用效果的物理量,大小与压力大小及受力面积大小有关;

(2)单位面积上受到的压力称压强,公式为p=

,单位为牛/米2,该单位的专门名称为帕斯卡。

3.有关压强的计算。

(1)分析压力和受力面积分别是哪个、多大?

(2)注意单位的统一。

4.增大和减小压强的方法。

根据压强公式,增大压强的方法:

①减小受力面积②增大压力。

减小压强的方法:

①增大受力面积②减小压力。

5.液体的压强。

(1)液体对支撑它的容器底部和侧壁都有压强,大小与液体的深度有关,深度越大,压强越大。

(2)液体内部向各个方向都有压强,同一深度向各个方向压强都相等。

液体内部的压强可用压强计测量。

液体内部的压强跟液体的密度和深度有关,计算公式为p=ρ液gh。

(三)浮力

1.浸在液体中的物体都受到液体向上的作用力——浮力的作用。

2.浮力的计算——阿基米德原理。

F浮=ρ液gV排液=G排液

对公式的理解:

(1)浮力的大小只与液体的密度和物体排出液体的体积有关,与物体的密度、物体的体积、液体的体积无直接关系;

(2)计算浮力时ρ液的单位是千克/米3,V排液的单位是米3;

(3)浮力的计算公式也适用于气体。

3.物体在液体中的浮沉条件。

对浸没在水中的物体:

(1)当F浮>G物时,物体上浮,最后漂浮,此时F浮=G物,V排液

(2)当F浮=G物时,物体悬浮,V排液=V物;

(3)当F浮

对于实心物体:

(1)漂浮时ρ液>ρ物;

(2)悬浮时ρ液=ρ物;

(3)下沉时ρ液<ρ物。

4.物体浮沉条件的应用。

(1)密度计(测液体的密度)根据漂浮原理制成;

(2)潜水艇靠改变自身重力来实现上浮或下沉(浮力不变)。

【典型例题】

例1、根据密度公式ρ=

可知,物质的密度与质量成正比;与体积成反比,这样的看法对吗?

为什么?

解析:

这样的看法都是错误的。

因为密度是物质的一种特性,其大小与物质质量、体积的大小均无关。

当物质的体积扩大一倍时,其质量也随之扩大一倍,而其质量与体积的比值即密度值不变。

只有在两种不同物质的密度大小比较时,当体积相同时,质量大的密度也大(密度与质量成正比);当质量相同时,体积小的密度大(密度与体积成反比)。

例2、“铁比棉花重”这种说法对不对?

解析:

我们平时所说的“铁比棉花重”实际是“铁的密度比棉花大”的不严格的讲法,或者是当体积相同时,铁的质量比棉花的质量大的一种省略说法。

事实上,一枚铁制的大头针要比一条棉絮轻(质量小)得多。

例3、一只瓶的质量为200克,装满水后总质量为700克,若先在瓶内装一些金属颗粒,使瓶和金属颗粒的总质量为878克,然后在瓶内再装水至满瓶,称得瓶的总质量为1318克,求金属颗粒的密度。

解析:

该瓶装满水后,水的质量为700克-200克=500克,则该瓶的容积V=

=500厘米3

金属颗粒的质量m金=878克-200克=678克

瓶内再装满水,水的质量m'水=1318克-878克=440克,水的体积V'水=

=440厘米3

所以金属颗粒的体积V金=500厘米3-440厘米3=60厘米3

金属颗粒的密度ρ金=

=11.3克/厘米3=11.3×103千克/米3

例4、一个质量为4.5千克的铁球,体积是0.7分米3,它是空心的还是实心的?

如果是空心的,空心部分体积多大?

(ρ铁=7.2×103千克/米3)

解析:

判断一个物体是否空心有三种方法,而此题又问空心部分体积,所以从体积入手比较简便。

假设铁球是实心的,根据密度计算公式得

V铁=

=

=0.625×10-3米3=0.625分米3<0.7分米3

所以V铁

V空=V物-V=0.7分米3-0.625分米3=0.075分米3

答:

例5、一枚镀金的铜质奖牌,质量为17.06克,体积为1.8厘米3,求这枚奖牌中铜和金的质量分别是多少克。

(ρ铜=8.9×103千克/米3,ρ金=19.3×103千克/米3)

解析:

奖牌的质量m=m铜+m金,

奖牌的体积V=V铜+V金,

根据密度公式可求得答案。

m铜+m金=17.06克①

ρ铜=8.9×103千克/米3=8.9克/厘米3,ρ金=19.3×103千克/米3=19.3克/厘米3

V铜=

=

V金=

=

+

=1.8厘米3②

由①②两式可求得:

m铜=15.13克

m金=1.93克

答:

例6、关于压力的概念中,下列说法正确的是()

A.压力的大小总等于物体受到的重力

B.压力的方向总是竖直向下的

C.压力的大小和方向总跟重力有关

D.压力就是垂直压在物体表面上的力

解析:

压力与重力是两个本质完全不同的力。

重力是由于地球吸引而使物体受到的力,作用点在受力物体的重心上,方向总是竖直向下的;而压力是垂直作用于物体表面上的力,作用点在被压物体上,其方向是垂直指向被压物体的。

压力可以由重力或其他力引起。

故应选D。

答案:

D

例7、两块完全相同的砖块,如图所示叠放在水平地面上,砖块的长、宽、高之比为4:

2:

1,若砖块A对砖块B的压力是FA,压强为pA;砖块B对地面的压力是FB,压强为pB,则FA:

FB和pA:

pB是()

A.1:

22:

1B.1:

21:

2C.1:

21:

1D.1:

11:

1

解析:

砖块A对砖块B的压力大小等于砖块A的重力,砖块B对地面的压力大小等于A、B两块砖的重力,故FA:

FB=1:

2。

A对B的受力面积是砖块的宽×高,B对地面的受力面积是长×宽,SA:

SB=1:

4,则pA:

pB=2:

1。

答案:

A

例8、一位芭蕾舞演员的质量与一头大象的质量之比为1:

200,大象每只脚的着地面积是芭蕾舞演员与地接触面积的100倍,求演员对地的压强和大象站立时对地的压强之比。

解析:

演员和大象对地的压力之比应等于重力之比,也等于两者质量之比,即F1:

F2=1:

200,大象站立时四只脚着地,由题意可知,大象站立时与地的接触面积是演员的400倍,则压强之比可求。

因为F1:

F2=G1:

G2=m1:

m2=1:

200

S1:

S2=1:

(4×100)=1:

400

所以p1:

p2=

×

=2:

1

例9、下列关于压强的说法错误的是()

A.滑雪时,人穿上长的滑雪板是为了减小压强

B.把剪刀口磨得锋利是为了增大压强

C.铁轨铺在枕木上是为了减小对路基的压强

D.书包带窄的比宽的对肩的压强小

解析:

在压力不变的情况下,可以通过增大受力面积来减小压强。

题中A、C两项都属于压力不变、通过增大受力面积来减小压强的。

相反,在压力不变的情况下,可以通过减小受力面积来增大压强,如题中的B。

题中的D应是书包带宽的比窄的压强小。

答案:

D

例10、有一棱长为10厘米、重为12牛的正方体,放在面积为1米2的水平桌面中央,求物块对桌面的压强。

解析:

对于本题,有的同学容易将1米2的桌面面积作为受力面积来求解,而没有真正理解受力面积的真实含义。

同时还应注意单位统一。

S=(10厘米)2=100厘米2=10-2米2

F=G=12牛

p=

=

=1200帕

答:

例11、河面结冰后,冰面能承受的最大压强为4×104帕,质量为60千克的学生想携带货物通过水面,他每只脚与冰面的接触面积是175厘米2,如果他要安全通过冰面,最多能携带多少千克的货物?

(g取10牛/千克)

解析:

该学生要安全通过冰面,则行走时只能是一只脚落地,且此时对冰面的压强不能超过冰面所能承受的最大压强。

由压强公式p=

F=p·S,F大=p大·S

S=175厘米2=1.75×10-2米2

所以F大=p大·S=4×104帕×1.75×10-2米2=700牛

即G总=700牛

m总=

=

=70千克

m物=m总-m人=10千克

答:

例12、两支相同的试管内,装有质量相等的不同液体,a管竖直放置,b管倾斜放置,此时两管内液面处于同一水平位置,如图所示,则管底受到液体的压强pa和pb是()

A.papbC.pa=pbD.无法判断

解析:

在深度相同的条件下,液体内部的压强只与液体密度有关。

液体密度大的管底受到的压强大。

由于两管液面等高而a竖直b倾斜,管子的横截面积又一样,说明a管内液体的体积小于b管内液体的体积。

又已知两管内液体质量相等,可见a管内液体的密度应大于b管内液体的密度,则有pa>pb。

应选B。

答案:

B

例13、我国约有4亿多人需配戴近视或远视眼镜,组成眼镜主要材料的部分技术指标如下表:

材料

技术指标

树脂镜片

玻璃镜片

铜合金

钛合金

透光量

92%

91%

密度(kg/m3)

1.3×103

2.5×103

8.0×103

4.5×103

性能

较耐磨损

耐磨损

较耐磨损

耐腐蚀

(1)求一块体积为4×10-6米3的玻璃镜片的质量;

(2)如图所示的一副铜合金镜架的质量为2×10-2千克,若以钛合金代替铜合金,求这副镜架的质量。

解析:

(1)利用m=ρ·V求玻璃镜片的质量,则需要知道玻璃镜片的体积和密度,已知其体积为4×10-6米3,密度为2.5×103kg/m3,则:

m玻=ρ玻·V玻=2.5×103千克/米3×4×10-6米3=0.01千克

(2)若以钛合金代替铜合金,则密度变小,镜架体积不变,质量变小,根据

V=

=

=2.5×10-6米3

则m钛=ρ钛·V=4.5×103千克/米3×2.5×10-6米3=1.125×10-2千克

答:

例14、某人体重600牛,站在一块木板上,木板平放在沙地上,设木板重200牛,木板底面积为0.5米2,每只鞋底面积为200厘米2。

求:

(1)人对木板的压强;

(2)木板对沙地的压强。

解析:

(1)木板所受的压力等于人的重力,受力面积为两只鞋的面积之和,则根据压强的定义式可得:

人对木板的压强p1=

=

=15000帕

(2)木板对沙地的压力等于木板和人的重力之和,受力面积为木板的底面积则

p2=

=

=1600帕

答:

例15、水面下10米深处有一个重4500牛、体积500分米3的水雷,它受到的浮力为多大?

当它处于水面下5米深处时,它受到的浮力又是多大?

静止后受到的浮力又是多大?

解析:

(1)10米深处时,根据阿基米德原理。

F浮=ρ水gV排水=ρ水gV物=1.0×103千克/米3×9.8牛/千克×0.5米3=4.9×103牛

(2)5米深处时,由于V排水不变,故浮力大小不变,所以F'浮=4900牛。

注意:

物体全部浸没在液体中时,所受浮力和深度无关。

(3)全部浸没时,由于F浮>G物,根据物体浮沉条件可知水雷要上浮,最后处于漂浮状态,即静止后,F'浮=G物=4500牛。

例16、下图中,溢水杯A内水面恰好与溢水管口相平,B是小桶,弹簧秤四次测得数据由左向右分别为F1、F2、F3、F4,由以上数据可计算出另两个数据。

(1)F浮=;

(2)G排水=;

(3)比较

(1)和

(2),可得上述两个数据之间的关系是的。

此实验所得结论的文字表达为。

解析:

浮力等于物体浸入液体前后两次弹簧测力计的读数差,即F1-F2;而F3-F4即为物体排开液体所受的重力,两者相等,说明浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体受到的重力。

答案:

(1)F1-F2

(2)F3-F4(3)相等浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体受到的重力

例17、一只铁球在空气中重3.12牛,全部浸没在水中重为2.5牛,问这个铁球是实心的还是空心的?

(ρ铁=7.8×103千克/米3)

解析:

这类题有多种解法。

解法一:

比较密度。

先计算出铁球在水中所受的浮力,再计算出排开水的体积,即为球的体积,从而求出球的密度ρ球,再与铁的密度ρ铁相比较,就可知球是否空心。

F浮=G-G'=3.12牛-2.5牛=0.62牛

V排水=

=6.3×10—5米3

ρ球=

=5.05×103千克/米3

因为ρ球<ρ铁,所以此球是空心铁球。

解法二:

比较重力。

先由浮力知识求出铁球排开水的体积,然后求出具有这样体积的铁球的重力,把这个重力与铁球的实际重力相比,如果大于实际重力则为空心。

F浮=G-G'=ρ水gV排水

V排水=

=0.63×10—4米3

G=m铁g=ρ铁gV排水=4.82牛>3.12牛

所以是空心的。

解法三:

比较体积。

先根据铁球在空气中的重力和铁的密度,求出有此重力的实心铁球应有的体积V应,然后由浮力求出铁球的实际体积,再比较这两个体积,即能判定铁球是否空心。

V应=

=0.4×10-4米3

V实=V排水=0.63×10-4米3

因为V实>V应,所以此铁球是空心的。

答:

此铁球是空心的。

例18、有一体积是2分米3、密度是0.6×103千克/米3的木块,用绳子将它拴在水池底部的钩子上,如图所示。

如果绳子断了,木块就上浮到水面。

问:

(1)木块在上浮过程(未露出水面)中,受到浮力的大小是否会发生变化?

(2)木块漂浮在水面时露出液面的体积多大?

解析:

由于ρ木<ρ水,根据物体浮沉条件可知,当绳子断了时,木块受到的浮力F浮>G木。

(1)木块在上浮过程中,当木块尚未露出水面时,由于排开液体受到的重力大小不变,故受到的浮力大小将不发生改变。

(2)木块受到的重力。

G木=m木g=ρ木gV木=0.6×103千克/米3×9.8牛/千克×2×

米3=11.8牛

由于木块最后处于漂浮状态,则有F'浮=ρ水gV排=G木

所以V排=

=1.2×10-3米3

所以V露=V木-V排=0.8×10-3米3=0.8分米3

答:

例19、如图所示,装有铁块的小烧杯漂浮在水面上,当将杯中铁块取出并投入水中后,水面的高度将如何变化?

解析:

方法一:

烧杯和铁块原先漂浮在水面上。

则有F浮=G杯+G铁

即ρ水V排g=G杯+G铁

整个杯子的排水体积为

V排=

+

当把铁块投入水中后,杯与铁块排开水的总体积为V'排=V杯排+V铁

因为G铁=ρ铁V铁g,G杯=F浮杯=ρ水V杯排g

所以V'排=

+

比较V排与V'排的表达式,因为ρ铁>ρ水,所以V排>V'排,铁块投入水中后水面将下降。

方法二:

将烧杯和铁块看做一个整体,因为原先两者一起漂浮在水面上,故有F浮=

铁块投入水后,G总不变,由于铁块受到杯底对它向上的支持力N,所以整体受到的浮力减为F'浮=G总-N,即知F'浮V'排,水面将下降。

方法三:

如下图所示,

设想将铁块从杯中取出,用细线挂在杯底,使其不与杯底接触,此时杯和铁块受到的总浮力与排开水的总体积与原先一样,都是F浮=G杯+G铁,V排=F浮/ρ水g。

再设想将细线剪断,铁块将沉入杯底,而杯子因失去向下的拉力将向上浮起一些,这将使杯子排开水的体积减小,于是水面将下降。

方法一为常规解法,方法二则采用了整体分析法,方法三采用了等效变换的分析方法。

后面两种解法比较巧妙。

其中方法二更具一般性,可方便地用来解决类似的有关浮力问题。

因此,在此基础上可进一步思考:

假若把杯内的铁块依次换成木块、水、盐水、酒精,再将它们投入(或舀入)水中,水面高度又将如何变化?

四、应考锦囊

密度、压强、浮力是自然科学在中考中的重点,同时又是初中科学学习力学方面的难点。

涉及知识面广、知识点多、问题情景复杂等因素,从而造成在学习的过程中分析问题的思路模糊,找不出所要求的量之间的关系。

为此,要突破计算这一难关,我们必须理清解题的思路,掌握各种基本类型的特征,和解题的技巧与方法。

请同学们在假期中注意练习巩固。

五、本讲小结

本讲主要对力学知识进行了系统复习,要求能用密度、压强、浮力的知识解决实际问题。

六、超前思维(大气运动专题)

复习大气运动知识,完成下列习题。

1、1标准大气压的数值为_________帕,测量大气压的工具有_________和___________。

2、“嫦娥一号”发射成功,成为我国第一颗月球卫星,我国成为继美、俄之后少数几个掌握发射月球卫星的国家,那么“嫦娥一号”飞离地球的时候它依次经过了大气层的、平流层、中间层、暖层、外层。

3、风向和风速的测定仪器常用和。

4、如图在容器a点放上一冰块,水的流动方向是。

(填“顺时针”或“逆时针”)

5、读我国某日的天气图,从图中可看出该日影响我国天气的天气系统有__________、_________和低压天气系统,该日的天气为___________。

6、低气压控制的地方大气往往都呈上升状态,所以(填“容易”或“不容易”)成云致雨。

由此可知,多雨的赤道地区主要受控制。

7、空气湿度用来测量,用来表示,干球温度减去湿球温度为干湿差,当温度一定时,干湿差大,表示空气中湿度(填“大”或“小”)。

8、中国是掌握空中加油技术的少数国家之一。

如图是我国自行研制的第三代战斗机“歼-10”在空中加油的情景。

(1)飞机机翼上方空气流动速度下方空气流动速度(填“大于”“小于”“等于”)

(2)根据所学知识解释飞机能飞行于天空的原理:

9、下面是小明在电话中给父母描述海南岛的天气:

“蓝天上只有一丝一丝的云飘动着,天气很热,现在是下午2点,气温高达34℃,好在阵阵的凉风从东南方的海面上吹来,把一些小椰树吹得一晃一晃的,才使人感到有点凉意。

”请用气象预报用语把此时小明那里的天气再描述一遍______________。

10、煤油的比热是2.1×103焦/(千克·℃),将质量为4千克的煤油从20℃加热到70℃需要吸收_________焦热量.如果将煤油倒掉一半,它的比热将为________焦/(千克·℃).

11、读诗“大林寺桃花”:

人间四月芳菲尽,山寺桃花始盛开。

长恨春归无觅处,不知转入此中来。

回答下列问题:

(1)山上与山下相比,气温较高。

(2)当庐山脚下(海拔50米)气温为18.1℃时,海拔1400米处的山顶气温大致是。

(3)造成以上自然差异的主要因素是。

12、如图所示,在1标准大气压下把一端封闭的玻璃管装满水银后,倒插在水银槽中,管顶受到的压强是__________厘米高水银柱;若把管顶开个小孔,管中水银将______________.

【模拟试题】(答题时间:

60分钟)

1.以下有关密度概念及应用的叙述,正确的是()

A.一块铁挫成铁粉,铁粉的密度将变小

B.铁的密度比木块大,指的是铁的重量大于木块的重量

C.水的密度为1.0×103千克/米3,表示1米3纯水的质量为1.0×103千克/米3

D.密度是物质本身的一种特性

2.今年第8号台风凤凰在福建省福清市东瀚镇登陆,中心气压975百帕,近中心最大风力12级。

这“百帕”是()单位

A.压力B.距离C.压强D.速度

3.下列说法正确的是()

A.潜水艇在水中下潜越深受到浮力越大;

B.热气球匀速上升时,浮力大于重力;

C.气象探测气球里所充气体的密度小于空气密度;

D.同一支密度计漂浮在不同液体中,受到的浮力大小不同

4.很多动物是“科学应用高手”,它们为了适应生存的环境,进化出了符合一定物理规律的身体部位,下列从物理学的角度给出的认识中正确的是()

A.啄木鸟有尖硬的喙,可以减小压强

B.老虎有锐利的牙齿,可以减小压强

C.骆驼的脚掌很大,可以减小压强

D.鸭子有较大的蹼足,可以增大压强

5.一个普通中学生双脚站立在水平地面上,他对水平地面的压力和压强最接近于()

A.50牛、103帕;B.50牛、104帕;

C.500牛、104帕;D.500牛、103帕

6.体积相同的铁块和木块,全部浸没在水中时,木块和铁块所受浮力()

A.木块的大B.铁块的大C.一样大D.无法判断

7.一支正在燃烧的蜡烛,它的()

A.质量不断减少,密度不变;B.质量不断减少,密度也减小;

C.质量不变,密度也不变;D.质量不变,密度减小。

8、如图为一段圆台形木材,本来如图甲所示放置,今把它翻过来按图乙所示放置,下列说法中正确的是()

A.翻过来后对地面的压力不变,压强不变

B.翻过来后对地面的压力变小,压强变大

C.翻过来后对地面的压力不变,压强变小

D.翻过来后对地面的压力不变,压强变大

9.下图是一条小鱼吐出的气泡在水中的上升情况示意图,关于气泡受到的水的压强和水的浮力的变化情况,下列说法正确的是()

A.浮力不变,压强增大B.浮力增大,压强不变

C.浮力增大,压强变小D.浮力不变,压强不变

10.挂在弹簧测力计下的铁球浸没在水中静止时,测力计的示数是4.5牛,那么这个铁球所受重力的大小()

A.一定等于4.5牛;B.一定小于4.5牛;

C.一定大于4.5牛;D.无法确定

11.关于浮力,下列说法中不正确的是()

A.在液体中的物体不一定受到浮力

B.下沉的物体一定比上浮的物体受到的浮力小

C.浮力的大小与物体的运动状态无关

D.体积相同的铝球和铁球浸没在水中浮力一样大

12.带鱼是海洋中的深水鱼类,在市场上没有活的带鱼出售,这是因为带鱼难以养殖。

造成带鱼难以养殖的主要因素是()

A.水温B.食物C.水的压强D.水中溶解的氧气

13.如图所示,一块砖由平放变为侧放,则它对桌面:

()

A.压力变大,压强不变B.压力不变,压强变大

C.压力和压强都不变D.压力和压强都变大

14.如图所示,甲乙两圆柱形容器中分别装有等高度的水,水对容器底的压力分别是F甲和F乙,压强分别是P甲和P乙,则:

()

A.F甲=F乙,P甲=P乙B.F甲>F

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