人教版2024八下《浮力压强与简单的机械综合问题》学案

/ 让教学更有效 精品学案 | 物理学科 【学习目标】 1. 掌握杠杆与切割的问题 2. 掌握杠杆与浮力的问题 3. 掌握滑轮与浮力的问题 4. 掌握杠杆、滑轮与浮力的综合问题 【自主学习】 一、杠杆与切割的问题 一般是如图所示的两种情况： （1）切完（一般都是竖直切）之后就不要了，然后来比较对地面的压强变化了多少，或者说是还剩下多少。 解题思路：其实这两种问题都是要找出切掉的质量（重力）即可。需要提醒注意的是设未知数的时候可以用比例来进行未知数的表示（主要是受力面积的表示），也可以用密度公式和体积公式进行转化。压力要注意使用杠杆平衡来重新表示。如图甲切掉 m 的质量，则切后的压强可以表示为： 抓住B点的力不变进行第二次受力分析从而得到FA切后，也是解决问题不可缺少的一步。 【例1】单独将一个底面积为1.5×10-4m2的甲物体静止在水平地面上时，对地面的压强为6×105Pa。如图所示，现将甲物体用细绳挂在轻质杠杆的A端，杠杆的B端悬挂乙物体，使杠杆在水平位置平衡，已知乙物体的质量为2kg，AO∶OB=1∶3，g=10N/kg。下列说法中正确的是（　　） A．甲物体的重力为150N B．杠杆B端所挂物体的质量增加1.5kg，甲对地面的压强恰好为0 C．移动支点O的位置，使AO∶OB=2∶7时，甲物体恰好被拉离地面 D．若其余条件不变，甲对地面的压强变为切割前的0.5倍，应将甲沿竖直切割1.8kg （2）切完（一般都是竖直切）之后还要，放到杠杆的另一边去了，问我们切掉的质量、重力等。如图MN是一个异性物体，竖直切N，把切掉的放入A端的桶里面，下面是MN切后的压强： 值得注意的是 FA切后 这个力只需要用桶的重力加上切过来的重力就行了，再根据杠杆平衡公式算出 FB切后，桶的质量一般都会说的。需要强烈注意的是受力面积比例的表达形式，是竖直切去N，所以，应该： 【例2】小诺设计了如图甲所示的装置来探索杠杆的平衡，轻质硬杆AB能绕O点无摩擦转动，LAO=40cm，LOB=80cm。异形工件是由两个同种材料的正方体M、N焊成的，通过细线与杠杆B端相连，M、N的边长之比为1:2，M的重力为20N。在杠杆A端悬挂了一个质量为4kg的空桶，此时物体M受到细线的拉力为 N；现将物体N沿着竖直方向切下一定质量m，将其放入空桶中（M、N始终相连），物体N对水平地面的压强p与切去质量m的关系如图乙所示，则m1= kg。 二、杠杆与浮力问题 此类问题往往是额外加上了一个杠杆平衡公式的浮力问题，一般会涉及到放水、加水、物体一开始就在液体里面以及切割物体导致液面变化等问题。加水、放水没有额外的结论，还是应用之前浮力的解决思路，只不过告诉力的情况会在杠杆的另一端，这样便能结合杠杆平衡公式了，具体实例我们以下面几个例题进行讲解。 【例3】如图所示，轻质杠杆AOB可以绕支点O转动，且lAO∶lOB=1∶2。A端用细杆连接物体C，C浸入薄壁柱形容器水中3cm，此时水深为23cm。B端用细杆连接物体D，D与地面接触，不计细杆的质量和体积，此时杠杆水平平衡。已知C、D都是边长为10cm的实心正方体，C的质量为500g，D的密度为2g/cm3，C、D都不吸水；容器底面积为150cm2，容器足够高，g取10N/kg。求：（1）D物体的质量；（2）当C浸入水中3cm时，细杆对B点的拉力；（3）将D物体左右两端沿竖直方向切去相同的体积，将切去部分都放入容器的水中，杠杆保持水平平衡，当D剩余部分对地面的压强为2125Pa时，D切去的总体积为多少。 【例4】图甲为某自动注水装置的部分结构简图，杠杆AOB始终在水平位置保持平衡，O为杠杆的支点，，竖直细杆a的一端连接在杠杆的A点，另一端与高为0.1m的长方体物块C固定；竖直细杆b的下端通过力传感器固定，上端连接在杠杆的B点（不计杠杆、细杆及连接处的重力和细杆的体积）。圆柱形水箱中有质量为3kg的水（图中未画出），打开水龙头， ... ...