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例3. 在如图所示的装有水的杯中漂浮着一块冰,冰块内有一实心小铁块.当冰全部融化后,杯中的液面将会 (填“升高”、“降低”或“不变”).
例4.如图所示,一块0℃的冰放在盛有0℃的水的容器中.已知冰块与容器底部相接触并相互间有压力,则当冰完全融化为0℃的水后.容器中水面的位置将( )
10、液面相对上升题
例1. 如图,圆柱形容器底面积5cm2,盛水高度15cm,圆柱形物体底面积4 cm2,高度10cm,浸入容器中,上表面与液面相平。圆柱形物体相对容器竖直上升多少刚好完全离开水面?
11、问答题
饺子为什么一开始沉底,后来又浮上来?
答:刚下锅时,饺子受到的浮力小于重力,所以下沉;水沸腾后,饺子内部的空气受热膨胀,饺子的体积增大,受到的浮力增大,当浮力大于重力时便上浮. 12、实验探究题
[例1] 给你足够的水,量筒一只,怎样测定小瓷酒杯的密度(酒杯的直径小于量筒的直径)请写出主要实验步骤及密度表达式。
解析:测固体密度的方法有多种,有直接的方法:用天平测质量、量筒(量杯)测体积;有间接的方法:利用物体漂浮时排开液体的重力等于物体的重力,求出物体的质量,再利用排水法测物体的体积,算出物体的密度,本题应使用间接方法测小瓷酒杯的密度。 答案:1. 在量筒里倒入适量的水,记下水面到达的刻度V1 2. 把小酒杯漂浮在水面上,记下水面到达的刻度V2
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3. 把小酒杯沉没在水中,记下水面到达的刻度4. 计算:小酒杯漂浮在水面上
V3
F浮?G?mg??水g(V2?V1)V3?V1小酒杯沉没在水中时,它排开水的体积为,即瓷杯自身瓷的体积。
?瓷??g(V2?V1)V2?V1mG??水??水VgVg(V3?V1)V3?V1
练习题
1.如图所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N。剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加1N向下的压力时,木块有20cm3的体积露出水面.求木块的密度。(g取10N/kg)
2. 底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体B,物体B恰好没入水中,如图(a)所示.已知物体B的密度为6×103kg/m3。质量为0.6kg。(取g=10N/kg) 求:(1)木块A的密度。 (2)若将B放入水中,如图(b)所示,求水对容器底部压强的变化。
(a) (b)
3. 有块金和银的合金,质量为596克,将它浸没在水中称,弹簧测力计示数为5.56牛,试求这块合金中,金和银的质量各是多少?(ρ金=19.3g/cm3 ρ银=10.5g/cm3)
4.如图所示,将一边长为10cm,质量为0.8kg的正方体物体A,用一根不可伸长的细线悬挂在装有水的容器中,容器的底面积为300cm2,下部有一关闭着的出水小阀门K,此时细线刚好拉直,且受到的拉力为零,求:
(l)若细线最大承受的拉力为5N,则开启出水阀门K后,流出多少kg水,细线则刚好被拉断。
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(取g=10N/kg)
5.旅游用的游艇上常常备有救生衣(一种颜色比较鲜艳的背心,并用密度比较小的发泡材料做成内胆),请你用下面给定的要求和数据来设计救生衣:①按能救护的人的质量为80kg设计;②为了保护人的安全,穿上该救生衣能使人的10%的体积露出水面;③发泡材料的密度为0.01×103kg/m3;④做救生衣的面料及其他辅料的质量不计;⑤人的密度可近似地取1×103kg/m3.请计算做一件这种救生衣的发泡材料的最小质量。 6.如图所示,边长为10cm的立方体木块,浮在油和水的分界面上,它浸在水里的深度5cm,其余部分浸在油里,若水深20cm,油深10cm,容器的底面积是20cm2,求: (1)容器底部受到的压力
(2)木块受到的浮力及木块的密度(ρ油=0.6×103kg/m3,g取10N/kg)
7.在底面积为50cm2的圆柱形容器内盛水,当放一个物体在容器内水中后,该物体有25cm3的体积露出液面,而容器底部受到水的压强增大了 2×102Pa,求(l)物体的质量(2)物体的密度(g取10N/kg)
8. 如图所示容器,上部横截面积为S1m2,底部面积为S2m2,容器中盛有某种液体,有一空心金属球用细绳系住,绳的另一端挂在容器底部,此时球全部浸没在液体中,绳对球的拉力为TN,问将细绳剪断待空心金属球静止时液体对容器底部的压力是增大还是减少?变化了多少?
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9. 如图所示,把甲铁块放在木块上,木块恰好浸没于水中,把乙块系在这个木块下面,木块也恰好浸没水中,已知铁的密度为7.9×103kg/m3。求:甲、乙铁块的质量比。
10. 有一高为b,横截面为正方形(正方形的边长为a,a∶b=1∶8)的薄壳容器B,容积为V=1×103cm3,质量为m=100g,现装入体积为1/2V的某种液体A,并将容器B封闭放入水中,该容器恰好能悬浮在水中不动,如图所示,如果容器B内空气质量不计,求: (l)液体A的密度
(2)当装入液体A的体积为1/3V时,容器B保持竖直状态,B底受到水的压强。
11. 在0℃、1标准大气压条件下,氢气的密度是0.09kg/m3;空气的密度是1.29kg/m3。有一个体积为10m3的氢气球,球壳的厚度不计,球壳重为20N。取g=10N/kg。 问:(1)氢气球内充入的氢气有多重?(2)氢气球受到的空气浮力是多大?(3)要使气球能匀速上升,它的下面最多能吊多重的物体?
第十一章 功和机械能
第1节 功
1、功的概念:如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动了一段距离,就说这个力对物体做了功。
2、做功的两个必要因素:一是作用在物体上的力,二是物体在这个力的方向上移动的距离。 3、功的计算:功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积(功=力×力的方向上的距离)。 4、功的计算公式:W=Fs,用F表示力,单位是牛(N),用s表示距离,单位是米(m),功的符号是w,单位是牛?米,它有一个专门的单位叫焦耳,焦耳的符号是J,1 J=1 N?m。 5、在竖直方向上提升物体克服物体重力做功或物体重力做功时,计算公式可以写成W=Gh;在克服摩擦力做功时,计算公式可以写成W=fs。
第2节 功率
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1、功率的物理意义:表示物体做功的快慢。
2、功率的定义:功与做功所用时间之比(或单位时间内所做的功)。
W
3、计算公式:P=,其中W代表功,单位是焦(J);t代表时间,单位是秒(s);P代表功率,
t
单位是瓦特,简称瓦,符号是W。
4、功率的单位:组合单位是焦耳每秒(J/s),专用单位是瓦特,简称瓦,符号W。1W=1J/s。 常用的还有千瓦(kW) 1kW=103W。
第3节 动能和势能 一、能的概念
如果一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能量。能量和功的单位都是焦耳。具有能量的物体不一定正在做功,做功的物体一定具有能量。一个物体能够做的功越多,表示这个物体的能量越大。 二、动能
1、定义:物体由于运动而具有的能叫做动能。
2、影响动能大小的因素是:物体的质量和物体运动的速度。
结论:质量相同的物体,运动的速度越大,它的动能越大;运动速度相同的物体,质量越大,它的动能越大。
3、一切运动的物体都具有动能,静止的物体动能为零,匀速运动的质量一定的物体(不论匀速上升、匀速下降,匀速前进、匀速后退,只要是匀速)动能不变。物体是否具有动能的标志是:它是否在运动。
三、势能(势能包括重力势能和弹性势能) 1、重力势能
(1)定义:物体由于高度所决定的能,叫做重力势能。 (2)影响重力势能大小的因素是:物体的质量和被举的高度。
结论:质量相同的物体,被举得越高,重力势能越大;被举得高度相同的物体,质量越大,重力势能越大。
(3)一般认为,水平地面上的物体重力势能为零。位置升高的质量一定的物体(不论匀速升高,还是加速升高,或减速升高,只要是升高)重力势能在增大,位置降低的质量一定的物体(不论匀速降低,还是加速降低,或减速降低,只要是降低)重力势能在减小,高度不变的质量一定的物体重力势能不变。 3、弹性势能
(1)定义:物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。
(2)影响弹性势能大小的因素是:弹性形变的大小(对同一个弹性物体而言)。
(3)对同一弹簧或同一橡皮筋来讲(在一定弹性范围内)形变越大,弹性势能越大。物体是否
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