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    有两种材料制成的体积相同的甲、乙两种实心球,在天平右盘里放2个甲球,在左盘中放3个乙球,天平恰好平衡,则ρ:ρ为(  )
    A.3:2B.2:3C.1:1D.9:4

    本题信息:物理单选题难度一般 来源:未知
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本试题 “有两种材料制成的体积相同的甲、乙两种实心球,在天平右盘里放2个甲球,在左盘中放3个乙球,天平恰好平衡,则ρ甲:ρ乙为( )A.3:2B.2:3C.1:1D.9:4” 主要考查您对

密度公式的应用

杠杆的动态平衡分析

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  • 密度公式的应用
  • 杠杆的动态平衡分析

密度公式的应用:
(1)利用m=ρV求质量;利用V=m/ρ求体积

(2)对于密度公式,还要从以下四个方面理解
①同种物质,在一定状态下密度是定值,它不随质量大小或体积大小的改变而改变。当其质量(或体积)增大几倍时,其体积(或质量)也随着增大几倍,而比值是不变的。因此,不能认为物质的密度与质量成正比,与体积成反比;
②具有同种物质的物体,在同一状态下,体积大的质量也大,物体的体积跟它的质量成正比;
③具有不同物质的物体,在体积相同的情况下,密度大的质量也大,物体的质量跟它的密度成正比

④具有不同物质的物体,在质量相同的条件下,密度大的体积反而小,物体的体积跟它的密度成反比


密度公式的应用:
1. 有关密度的图像问题
此问题一般是给出质量一体积图像,判断或比较物质密度。解答时可在横坐标(或纵坐标)任选一数值,然后在纵坐标(或横坐标)上找到对应的数值,进行分析比较。
 例1如图所示,是甲、乙两种物质的m一V图像,由图像可知(   )
A.ρ
B.ρ
C.ρ
D.无法确定甲、乙密度的大小

解析:要从图像直接看出甲、乙两种物质的密度大小目前还做不到,我们要先借助图像,根据公式ρ =总结规律后方可。
如图所示,在横轴上任取一点V0,由V0作横轴的垂线V0B,分别交甲、乙两图线于A、B两点,再分别从A、B两点作纵轴垂线,分别交纵轴于m、m两点。则甲、乙两种物质的密度分别为,ρ= ,因为m<m,所以ρ甲<ρ乙,故C正确。

2. 密度公式ρ =及变形、m=ρV的应用:
密度的公式是ρ =,可得出质量计算式m=ρV 和体积计算式。只要知道其中两个物理量,就可以代入相应的计算式进行计算。审题时注意什么量是不变的,什么量是变化的。
例2某瓶氧气的密度是5kg/m3,给人供氧用去了氧气质量的一半,则瓶内剩余氧气的密度是_____;容积是10L的瓶子装满了煤油,已知煤油的密度是 0.8×103kg/m3,则瓶内煤油的质量是_____,将煤油倒去4kg后,瓶内剩余煤油的密度是______。
 解析:氧气用去一半,剩余部分仍然充满整个氧气瓶,即质量减半体积不变,所以氧气的密度变为 2.5kg/m3。煤油倒去一半后,体积质量同时减半,密度不变。
答案:2.5kg/m3;8kg;0.8×10kg/m3

3. 比例法求解物质的密度
   利用数学的比例式来解决物理问题的方法称之为 “比例法”。能用比例法解答的物理问题具备的条件是:题目所描述的物理现象,由初始状态到终结状态的过程中至少有一个量保持不变,这个不变的量是由初始状态变成终结状态的桥梁,我们称之为“中介量”。
例3甲、乙丽个物体的质量之比为3:2,体积之比为l:3,那么它们的密度之比为(   )
A.1:2B.2:1C.2:9D.9:2
解析:(1)写出所求物理量的表达式:
(2)写出该物理量比的表达式:

(3)化简:代入已知比值的求解:


密度、质量、体积计算中的“隐含条件” 问题:
  很多物理问题中的有些条件需要仔细审题才能确定,这类条件称为隐含条件。因此寻找隐含条件是解决这类问题的关键。以密度知识为例,密度计算题形式多样,变化灵活,但其中有一些题具有这样的特点:即质量、体积、密度中的某个量在其他量发生变化时保持不变,抓住这一特点,就掌握了求解这类题的规律。

1.隐含体积不变
例1一个瓶子最多能装0.5kg的水,它最多能装_____kg的水银,最多能装_____m3的酒精。 ρ水银=13.6×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精= 0.8×103kg/m3)
解析:最多能装即装满瓶子,由最多装水量可求得瓶子的容积为V=5×10-4m3,则装水银为m水银=13.6×103kg/m3×5×10-4m3=6.8kg。装酒精的体积为瓶子的容积。
答案6.8;5×10-4

2. 隐含密度不变
例2一块石碑的体积为V=30m3,为测石碑的质量,先取了一块刻制石碑时剔下来的小石块作为样品,其质量是m=140g,将它放入V1=100cm3的水中后水面升高,总体积增大到V2=150cm3,求这块石碑的质量m
解析:此题中隐含的条件是石碑和样品是同种物质,密度相同,而不同的是它们的体积和质量。依题意可知,样品体积为:
V=V2-V1=150cm3一100cm3=50cm3 =5.0×10-5m3
=84t
答案:84t

3. 隐含质量不变
例3质量为450g的水结成冰后,其体积变化了 ____m3。(ρ水=0.9×103kg/m3)
解析:水结成冰后,密度减小,450g水的体积为,水结成冰后,质量不变,因此冰的体积为=500cm3=5.0×10-4m3=5.0× 10-4m3一4.5×10-4m3=5×10-5m3

合金物体密度的相关计算:
     首先要抓住合金体的总质量与总体积分别等于各种物质的质量之和与体积之和这一特征,然后根据具体问题,灵活求解。
例两种不同的金属,密度分别为ρ1、ρ2:
(1)若墩质量相等的金属混合后制成合金,则合金的密度为____。
(2)若取体积相等的金属混合后制成合金,则合金的密度为_____。
解析:这道题的关键是抓住“两总”不变,即总质量和总体积不变。在(1)中,两种金属的质量相等,设为m1=m2=m,合金的质量m=2m,则密度为ρ1的金属的体积V1=,密度为ρ2的金属的体积V2=,合金的体积,则合金的密度
在(2)中两种金属的体积相等,设为,合金的体积,密度为ρ1的金属的质量m1=,密度为ρ2的金属的质量为,合金的质量m总,合金的密度为
答案:
注意:上述规律也适用于两种液体的混合,只要混合液的总质量和总体积不变即可。

杠杆的平衡状态:
       杠杆静止不动或匀速转动都叫做杠杆平衡,注意我们在实验室所做的杠杆平衡条件的实验,是在杠杆水平位置平衡进行的,但在实际生产和生活中,这样的平衡是不多的,在许多情况下,杠杆是倾斜静止的,这是因为杠杆受到平衡力作用。所以说杠杆不论处于怎样的静止,都可以理解成处于平衡状态。


杠杆动态平衡问题:
杠杆动态平衡的几种类型杠杆动态平衡是指构成杠杆的某些要素发生变化,而杠杆仍处于静止状态或匀速转动状态,
分析杠杆的动态平衡时,一般是动中取静,根据杠杆平衡条件,分析比较,得出结论。下面就杠杆动态平衡问题归类分析。

一、 阻力一定,判断动力的变化情况
1、l1不变,l2变化
例1、如图1所示,轻质杠杆可绕O转动,在A点始终受一垂直作用于杠杆的力,在从A转动A/位置时,力F将()
A、变大
B、变小
C、先变大,后变小
D、先变小,后变大

分析:当杠杆在水平面以下上升到水平面上时,l1不变,l2增大,由,F增大,当杠杆从水平面继续上升过程中,l2减小,所以F减小。
2、l2不变,l1变化
例2、如图2所示,轻质杠杆OA的B点挂着一个重物,A端用细绳吊在圆环M下,此时OA恰成水平且A点与圆弧形架PQ的圆心重合,那么当环M从P点逐渐滑至Q点的过程中,绳对A端的拉力大小将()
A、保持不变
B、逐渐增大
C、逐渐减小
D、由大变小再变大

分析:当M点从P点滑至Q点的过程中,我们分两个过程分析,
一是从P点滑至竖直位置,动力臂l1逐渐增大(同学们不妨作出这两点的动力臂),由知F逐渐变小;
二是从竖直位置到Q点,动力臂逐渐减小,所以又逐渐增大。故选D。

3、l1与l2同时变化,但比值不变
例3、用图3所示的杠杆提升重物,设作用在A端的力F始终竖直向下,在将重物慢慢提升到一定高度的过程中,F的大小将()
A、保持不变
B、逐渐变小
C、逐渐变大
D、先变大,后变小

分析::F始终竖直向下,与阻力作用线平行,分别作出F与G的力臂l1和l2,构建两个相似三角形(同学们不妨在图中作出),可以看出,
为定值,由杠杆平衡条件,,得,所以,F大小不变。

4、l1与l2同时变化
例4、如图4所示,一个直杠杆可绕轴O转动,在直杆的中点挂一重物,在杆的另一端施加一个方向始终保持水平的力F,将直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置过程中,力F大小的变化情况是()
A、一直增大
B、一直减小
C、先增大后减小
D、先减小后增大


分析:将直杆从竖直位置慢慢抬起到水平位置过程中,l1变小,l2变大,由知,F一直在增大。
二、动力与阻力不变,动力臂与阻力臂变化
例5、如图5所示,用一细线悬挂一根粗细均匀的轻质细麦桔杆,使其静止在水平方向上, O为麦桔杆的中点.这时有两只蚂蚁同时从O点分别向着麦桔杆的两端匀速爬行,在蚂蚁爬行的过程中麦桔杆在水平方向始终保持乎衡,则()
A、两蚂蚁的质量一定相等
B、两蚂蚁的爬行速度大小一定相等
C、两蚂蚁的质量与爬行速度大小的乘积一定相等
D、两蚂蚁对麦桔杆的压力一定相等

分析:蚂蚁爬行的过程中麦桔杆始终保持乎衡,有,即,所以。故选C。

三、动力臂与阻力臂不变,动力与阻力改变
例6、如图6所示的轻质杠杆,AO小于BO.在A、B两端悬挂重物(同种物质)G1和G2后杠杆平衡.若将G1和G2同时浸没到水中则()
A、杠杆仍保持平衡
B、杠杆的A端向下倾斜
C、杠杆的B端向下倾斜
D、无法判断

分析:在空气中,杠杆平衡,故有;G1和G2同时浸没到水中,有,说明杠杆仍然平衡。故选A。


杠杆的转动:
      判断杠杆平衡的依据是:“动力×动力臂”是否等于“阻力×阻力臂”。若二者相等,杠杆平衡;若二者不相等,则杠杆不平衡,且杠杆会向“乘积”大的一方倾斜。
例如图所示,杠杆在水平位置处于平衡状态,杠杆上每格均匀等距,每个钩码都相同。下列四项操作中,会使杠杆左端下倾的是(   )

①在杠杆的两侧同时各减掉一个钩码;②在杠杆的两侧钩码下同时各加挂一个相同的钩码;④将杠杆两侧的钩码同时各向外移动一个小格;④将杠杆两侧的钩码同时各向内移动一个小格。
A.①③B.②④C.②③D.①④

解析根据杠杆的平衡条件,当左边力与力臂的乘积等于右边力与力臂的乘积时,杠杆平衡。哪一边乘积大,哪一边下降,可对本题四种情况逐一分析,最后作出判断。

答案B
发现相似题
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