返回

初中物理

首页
  • 问答题
    如图为某饲养场牲畜自动饮水器.以下分析错误的是(  )
    A.储水箱与饮水杯A、B、C组成连通器
    B.控制进水的自动装置应用了杠杆平衡条件
    C.静止时浮子受到平衡力的作用
    D.静止时水对三个饮水杯底部压强的关系是:PA<PB<PC
    魔方格

    本题信息:2011年哈尔滨物理问答题难度较难 来源:未知
  • 本题答案
    查看答案
本试题 “如图为某饲养场牲畜自动饮水器.以下分析错误的是( )A.储水箱与饮水杯A、B、C组成连通器B.控制进水的自动装置应用了杠杆平衡条件C.静止时浮子受到平衡力...” 主要考查您对

液体压强的计算

连通器原理及应用

二力平衡的定义及条件

杠杆的平衡条件

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 液体压强的计算
  • 连通器原理及应用
  • 二力平衡的定义及条件
  • 杠杆的平衡条件
液体压强的计算公式:
P=ρgh(ρ是液体密度,单位是千克/米3;g=9.8牛/千克;h是深度,指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离,单位是米。)

对液体压强公式的理解
1.由公式可知,液体内部的压强只跟液体的密度和深度有关,而跟液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积等无关。

2.公式只适用于计算静止的液体产生的压强,而对固体、气体或流动的液体均不适用。

3.在液体压强公式中h表示深度,而不是高度。判断出h的大小是计算液体压强的关键,如图所示,甲图中A点的深度为30cm,乙图中B点的深度为 40cm.丙图中C点的深度为50cm。

4.运用公式时应统一单位:ρ的单位用kg/m3,h 的单位用m,计算出的压强单位才是Pa。 

5.两公式的区别与联系:是压强的定义式,  无论固体、液体还是气体,它都是普遍适用的;而是结合液体的具体情况通过推导出来的,所以适用于液体。

6.用公式求出的压强是液体由于自身重力产生的压强,它不包括液体受到的外加压强。

转换法和控制变量法探究液体压强大小跟哪些因素有关:
     在探究液体压强的大小时,由于液体压强的大小不易测量或是不能直接观测到它的大小,我们用“转换法”,通过液体压强计中两玻璃管液面的高度差的大小来比较液体压强的大小,将抽象的东西变成了直观且形象的东两,使问题简化了。

    由于液体内部压强跟液体的深度和液体密度两方面因素有关,所以在探究液体内部压强的规律时要采用控制变量法,即在探究液体压强与深度的关系时,要保持液体密度不变,在探究液体压强与液体的密度关系时,要保持液体的深度不变。


定义:
上端开口,下端连通的容器叫连通器,如图所示。

特点:
连通器里的同种液体不流动时,各容器中的液面总保持相平。

应用:
乳牛自动喂水器、茶壶、锅炉水位计、船闸等。如图所示。

说明:
(1)连通器的特点既可以通过实验归纳得出,也可以通过理论推导得出。
(2)理论推导的过程(建立模型法):如图,液体不流动一液片处于平衡状态一液片两侧受到的压力相等(F左=F右)→液片两侧受到的压强相等(p左=P右)→两管液面高度相等(h左=h右)→两管液面相平。

 (3)连通器特点应用:连通器的特点是只有容器内装有同一种液体时各个容器中的液面才是相平的。如果容器倾斜,则各容器中的液体即开始流动,由液柱高的一端向液柱低的一端流动,直到各容器中的液面相平时,才停止流动。


压强计
    压强计是测量液体内部压强的仪器(如图所示),它由探头,U形管,软管组成,当探头的薄膜(橡皮模) 受压强的作用时,U形管左右两侧液面就会产生高度差,液面高度差越大,薄膜(橡皮模)受到的压强越大。


船闸:

     船闸是利用连通器原理T作的。通过闸门和阀门的打开、关闭,调节船闸内的水位分别与上、下游水位相平,使船经过船闸从上游驶往下游或从下游驶往上游。当上游闸门打开时,闸室与上游河流构成连通器;当下游闸门打开时,闸室与下游河流构成连通器,这样使落差较大的河面上能让船只正常安全地行驶。下面描述的是一艘轮船由上游通过船闸驶往下游的情况。
(1)如图l船在上游(打开上游阀门A,闸室和上游水道构成了一个连通器)。
(2)如图2船进入闸室中(闸室水面上升到和上游水面相平后,打开上游闸门,船驶入闸室)。
(3)如图3船准备出闸室(打开下游阀门B,闸室和下游水道构成了一个连通器)。

定义:
物体在两个力作用下保持静止或匀速直线运动状态,我们就说这两个力平衡.
二力平衡的条件:
同物:两个力作用在同一物体上
等值:两个力大小相等
反向:两个力方向相反
共线:两个力在同一直线上

说明:
①二力平衡时要求四个条件同时具备,缺一不可。
②判断二力是否平衡既可用二力平衡条件来判断,也可根据物体是否处于平衡状态来确定受到的力是否平衡

隐含“二力平衡”的变形题:
    考查二力平衡与平衡状态的试题很多,形式变化多样,有一些条件很直接,而有时具有隐蔽性,但始终遵循平衡力和平衡状态的对应关系,准确把握这一关系,适应多变题型。题型多以填空题、选择题的形式出现。
例:如图所示,各用4N的水平力沿相反的方向拉弹簧测力计的两端(弹簧测力计自重不计),则下列说法中正确的是(   )

A.弹簧测力计的示数为4N,弹簧测力计受的合力为4N
B.弹簧测力计的示数为0N,弹簧测力计受的合力为0N
C.弹簧测力计的示数为8N,弹簧测力计受的合力为0N
D.弹簧测力计的示数为4N,弹簧测力计受的合力为0N
解析:本题考查弹簧测力计的原理,弹簧测力计是利用力产生的效果大小来测量力的大小的。弹簧测力计的构造是弹簧一端固定(与挂环相连的一端),叫做固定端;另一端与挂钩相连,叫做自由端。测量时,使固定端不动,拉力拉挂钩使弹簧伸长,拉力越大,弹簧伸长就越长,弹簧测力计的示数就越大,也就是说,弹簧测力计指针的示数等于作用在挂钩上的拉力的大小,是一端的力的大小,而不是两端的受力之和所以在本题中弹簧测力计的示数是4N。而把弹簧测力计作为研究对象,在一对平衡力作用下,合力是零。
答案:D

二力平衡的判断方法:
    判断一对力是否是平衡力,有两种方法。一种是根据二力平衡条件判断,只要两个力“同体、等大、反向、共线”,那么,这两个力就是一对平衡力。另一种是根据物体的运动状态是否改变判断,如果物体在某一方向上受到一对力而运动状态保持不变,那么这一对力就是平衡力,反之,就不是平衡力。
例1一本物理书静止在水平桌面七,下列各对力中属于平衡力的是()
A.书对地球的引力和地球对书的引力
B.书受到的重力和桌面对书的支持力
C.书对桌面的压力和书受到的重力
D.书对桌面的压力和桌面对书的支持力
解析:互为平衡力的两个力应满足:受力物体相同,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。A 项中的两个力的受力物体不同,是一对相互作用力;B 项重力和支持力四个条件都符合,是平衡力;C项中的两个力不满足受力物体相同和方向相反的条件,不是平衡力;D项中的两个力的受力物体不同,施力物体和受力物体刚好相反,是一对相互作用力。
答案:B
二力平衡的意义:
    二力平衡是力的分析的最简单、最基本的情况,若一物体处于二力平衡状态,我们了解了其中一个力,对另一个力也就了如指掌。如图所示,一物体放在水平桌面上,它将受到重力和桌面对它的支持力,物体处于平衡状态。我们知道了物体的重力,根据等大、反向、共线的关系,也就知道了支持力,的大小、方向及作用点。

二力平衡的作用效果:
    二力平衡的效果不仅使物体保持平衡状态,还使物体发生了形变(只不过有时效果不明显,但形变还是有的,如静止在地面上的物体受重力和地面支持力的作用,发生了微小形变)。因此,两个力并不是完全抵消而没有产生任何力的作用效果。

补充:
(1)物体在两平衡力作用下处于平衡状态,若再加一对或多对平衡力,物体将仍然处于平衡状态。
(2)平衡力可以通过受力图形象地描绘出来。

二力平衡的应用:
(1)用弹簧测力计测量物体所受重力时,就是利用二力平衡条件。
(2)放在桌面上的花瓶受到竖直向下的重力和桌面对他竖直向上的支持力,二力平衡。
(3)悬挂着的吊灯,受到竖直向下的重力和吊线对它竖直向上的拉力,二力平衡。
(4)在水平道路上匀速直线运动的汽车,水平方向受到向前的牵引力和向后的阻力,二力平衡。
(5)在竖直方向,汽车受到向下的重力和路面对它向上的支持力,二力平衡。

杠杆的平衡条件:
动力×动力臂=阻力×阻力臂。

在杠杆平衡时,动力臂是阻力臂的几倍,动力就是阻力的几分之几。


利用杠杆平衡条件来分析和计算有关问题,一般遵循以下步骤:
(1)确定杠杆支点的位置。
(2)分清杠杆受到的动力和阻力,明确其大小和方向,并尽可能地作出力的示意图。
(3)确定每个力的力臂。
(4)根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。

例:如图所示,AOB为一机械设备的简化示意图,我们可以把它看成杠杆(自重不计),已知AO= 2OB。固定D点,使OB处于水平位置,此时B端挂一重为40N的物体,要使杠杆不发生转动,至少需在A端施加F=____N的力,在图上画出此时力F的方向。

解析:要想得到施加在A点的最小力,就要找到最大力臂,由图可知,最大力臂应是OA,故过A点作们的垂线,方向斜向下即为最小力。据杠杆平衡条件得:F·OA=G·OB,代入数值为F×2OB=40N×OB,解方程得F=20N。
答案:20   力F的方向如图


实验法探究杠杆平衡条件:
    实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置上平衡,目的是使杠杆的重心落在支点上,从而消除杠杆的重力对平衡的影响。当杠杆水平平衡时,O点距悬挂钩码处的距离便是力臂,而且可用杠杆上的“格数”代替力臂大小。

例:我们都做过“探究杠杆平衡条件”的实验。
(1)实验没有挂钩码时,若杠杆左端下倾,则应将右端的平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调节,使杠杆在水平位置平衡。实验前使杠杆水平平衡的目的是____.
(2)实验中,用图所示的方式悬挂钩码,杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距),但老师却提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该种方式(    )
A.一个人无法独立操作
B.需要使用太多的钩码
C.力臂与杠杆不重合
D.力和力臂数目过多
(3)图中,不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置,保持左侧第____格的钩码不动,将左侧另外两个钩码改挂到它的下方,杠杆仍可以水平平衡。

解析:(1)实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡,目的是方便地测量力臂。调节方法是将平衡螺母向杠杆偏高的一端调,即哪端轻向哪端调。
(2)探究杠杆平衡条件时,用的力和力臂数目过多,每个力都会给杠杆转动带来影响,给探究过程带来麻烦。
(3)根据杠杆平衡条件,即,所以l1=2(格)。

答案:(1)右方便地测量力臂(2)D(3)2

利用杠杆平衡条件求最小力的方法:
    由公式可知,当阻力、阻力臂一定时,动力臂越长,动力越小。当动力臂最长时,动力最小。要求最小动力,必须先画出最大动力臂。
1.寻找最大动力臂的方法
(1)当动力作用点确定后,支点到动力作用点的线段即为最大动力臂;
(2)动力作用点没有规定时,应看杠杆上哪一点离支点最远,则这一点到支点的距离即为最大动力臂。
2.作最小动力的方法
(1)找到最大动力臂后,过作用点作动力臂的垂线;
(2)根据实际,动力能使杠杆沿阻力作用的反方向转动,从而确定动力的方向。



发现相似题
与“如图为某饲养场牲畜自动饮水器.以下分析错误的是( )A.储...”考查相似的试题有: