1、题型八 物理计算 例题演练 例 小科设计了一个能反映水平风力大小的装置。如图所示，AB和OP均为质量不计的细杆，AB48 cm，OP60 cm，下端连接一个圆球P，圆球的重力G2 N，无风时，OP下垂并与A端接触，A点标注的风力是0 N；有风时，OP绕悬挂点O转动。风对 球 的 作 用 力 F 方 向 始 终 水 平 向 右，已 知 OA 12 cm，不计摩擦。(1)如图所示，有风时，OP和AB的接触点为C，细杆OP和球P处于静止状态在这种情况下杠杆平衡的条件是_。(用图中字母表示)(2)当F4 N时，OP和AB的接触点为C(图中未画出)，AC_cm，C点标注的风力是4 N。(3)此装置可以标
2、注的最大风力是_N。(4)细杆AB上标注好风力值后，细杆上的刻度是否均匀？GDPFOD248FG ACOA，F GOA AC，G 与 OA 不变，F 与 AC 成正比，则细杆 AB 上标注好风力值后，细杆上的刻度是均匀的。变式 小科想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤。他们找来一个瓶身为柱状体的空饮料瓶，剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖系上一块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，如图甲所示。使用时，只要把被测物体投入瓶中，从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量，请你按要求完成：(1)石块所起的作用是_，并在乙图中画出石块在甲图中所示状态的受力示意图。(2)已知被测物体的质量为m，饮料瓶圆柱状部
3、分的半径为r，在浮力秤中放入被测物体后，瓶身浸入的深度增加值为k，通过计算分析，这种浮力秤的质量刻度是否均匀。使浮力秤能够竖直地漂浮在水中解：F 浮mg，水g r2hmg，hm水 r2，水，r 为定值，h 与 m 成正比，因此浮力秤的质量刻度是均匀的。(3)经测量，该饮料瓶圆柱状部分的直径为8.0 cm，当浮力秤中不放被测物体时，水面所对位置为零刻度(如图甲所示)。请根据甲图中左侧标明的长度值，通过计算，在左侧“4”刻度线的右侧给浮力秤标明对应的质量值是_g。(取3.14，最后结果只保留整数，不必写出计算过程)。201拓展提升 1有若干个相同的梯形物体，各个面的粗糙程度相同，在力的作用下，以下
4、列三种方式沿相同的水平面运动，如图所示，物体与水平面之间的摩擦力大小关系是()Af2f3f1 Bf2f1f3 Cf1f3f2Df2f1f3 D2实验室常用的弹簧秤如图所示，弹簧的一端与连接有挂钩的拉杆相连，另一端固定在外壳上的O点，外壳上固定一个圆环，外壳和圆环的重为G，拉杆和挂钩的重为G0(G0G)，弹簧质量忽略不计。现将该弹簧秤在图甲所示的位置调零后不动，再以如图乙和图丙的两种方式固定在地面上，并分别用同样的力F0(F0GG0)竖直向上拉弹簧秤，则稳定后乙图中弹簧秤的读数为_，丙图中弹簧秤的读数为_。F0GG0F02G03学习了浮力知识后，小金用表面贴有白纸的木板、弹簧、金属块、细线等制作
5、了一个液体密度计。弹簧下端挂上金属块，指针静止时的位置标为A；将金属块浸没在水中而不接触容器，指针静止时的位置B处标记为1.0；将金属块浸没于密度为0.8 g/cm3的酒精中而不接触容器，在指针静止时的位置C处标记为0.8。(1)C处应在B处的_(选填“上方”或“下方”)。(2)B与C的中点处应标注的值_(选填“”“”或“”)0.9。(3)标记完刻度后发现刻度A与B之间的距离较小，为了增大最小刻度之间的距离，可采取的做法是_(写出一种即可)。下方增大金属块的体积4某兴趣小组的同学对汽车“会说话”的转向指示灯很感兴趣，设计了如图所示的转向指示灯电路模型，接通相应指示灯后，该指示灯会亮、暗(微弱发
6、光)交替闪烁发光。R0为定值电阻，电磁铁线圈及衔铁的阻值忽略不计。(1)若让左转、右转指示灯同时工作(双跳灯开启)，转向开关应与触点_(填“1和2”“2和3”“3和4”或“4和5”)接通。3和4(2)根据电路图写出该指示灯能自动进行亮暗交替闪烁发光的工作原理。解：据图可知，当转向开关接触3、4的瞬间，灯泡较暗，电磁铁中有电流经过，产生磁性，之后将动触点A吸下，电路电流会经过衔铁，经过动触点A和指示灯回到负极，即电磁铁和定值电阻R0短路，电路电阻变小，灯泡变亮；但因此电磁铁失去磁性，由于弹簧的原因使得动触点A与静触点B分离，即上面的电路会断开，电磁铁和定值电阻R0接入电路，电灯又变暗，且此时电磁
7、铁会再具有磁性，从而使动触点再次被吸下，灯泡再变亮，如此更替循环。5如图甲，一薄壁圆柱体容器足够深，容器底面积为350 cm2，容器内放有边长为0.1 m的均匀正方体物块M(不吸水)，随后慢慢向容器中加水，在加水的过程中，物体M对容器底的压强p与所加水的质量m的关系如图乙所示，在整个过程中没有水溢出，且物体M的底面始终与容器中的水面平行。求：(1)物块M的密度？(2)加水1.5 kg时，物体M受到的浮力？解：(1)由图乙可知，当不加水时，M 对容器底压强 p1800 Pa，SMa20.01 m2，F 压p1SM800 Pa0.01 m28 N，GMF 压8 N，mMGMg0.8 kg，VMa3
8、0.001 m3，MmMVm 800 kg/m3。(2)V 水m水水 1.5103 m3，加水 1.5 kg，水并未淹没物块，水深 h1V水S容SM 0.06 m，木块 M 排开水的体积V 排SMh16104 m3，F 浮水gV 排1000 kg/m310 N/kg6104 m36 N。6如图甲所示，重为3 N，底面积为2102 m2的圆柱形玻璃容器放在水平桌面上，重为5 N，边长为L10.1 m的正方体木块(不吸水)静止在容器的底部，用一根长为L20.05 m的细线(质量和体积不计)将木块与容器底部相连，现向容器缓慢注水，直到木块受到的浮力等于6 N时停止注水(如图乙所示)，已知水的密度为1
9、.0103 kg/m3，g取10 N/kg。容器的厚度不计，求：(1)木块的密度。(2)注水过程浮力对木块所做的功。解：(1)木块的质量 mG水g5 N10 N/kg 0.5 kg，木块的密度 mV木 0.5 kg（0.1 m）3 0.5103 kg/m3。(2)浮力为05 N时，木块静止不做功，浮力为5 N时绳子被拉直，此时木块上升0.05 m。水面上升，木块受浮力变大至6 N，但绳子被拉直，浮力并未做功，因此只有第二个过程浮力做功，此时力为5 N，WF浮S5 N0.05 m0.25 J。(3)木块受到的浮力等于6 N时容器对桌面的压强。(3)木块下表面水的体积 V1S 底L21103 m3，F 浮 水gV 排，V 排F浮 水g 6 N1103kg/m310 N/kg6104 m3，木块浸入水中高度为 h，hV排S木 6104 m3（0.1 m）2 6102 m，木块下表面以上水的体积V2S 底hV 排2102 m26102 m6104 m36104 m3，水总体积 V 总V1V21.6103 m3，G 水V 总g16 N，容器对桌面压力 F 压G 水G 容G 木24 N，则对桌面压强 pF压S容 1200 Pa。
