2024年中考物理压轴题：压强与浮力解析技巧
2024年中考物理压轴题：压强与浮力解析技巧
2024年云南省中考物理试卷中出现了一道关于压强与浮力的典型题目，该题目通过一个具体的情境，考查学生对浮力计算和力的平衡条件的理解。下面我们将详细解析这道题目，帮助考生掌握解题技巧。
题目描述
如图所示，一个边长为10cm、质量为5kg的正方体木块被细线固定在装有水的容器底部。已知水的密度为1.0×10³ kg/m³，g取10N/kg。求：
- 木块完全浸没时受到的浮力大小。
- 细线对木块的拉力大小。
解题步骤
第一步：计算木块完全浸没时受到的浮力
根据阿基米德原理，物体完全浸入液体中所受的浮力等于它排开液体的重力。公式为：
[ F_{\text{浮}} = \rho_{\text{液}} g V_{\text{排}} ]
其中，( \rho_{\text{液}} ) 是液体的密度，( g ) 是重力加速度，( V_{\text{排}} ) 是排开液体的体积。
木块边长 ( a = 10 , \text{cm} = 0.1 , \text{m} )，因此其体积 ( V = a^3 = (0.1)^3 = 0.001 , \text{m}^3 )。
将已知数值代入公式得：
[ F_{\text{浮}} = 1.0 \times 10^3 , \text{kg/m}^3 \times 10 , \text{N/kg} \times 0.001 , \text{m}^3 = 10 , \text{N} ]
第二步：计算细线对木块的拉力
木块静止时，受到三个力的作用：重力 ( G )、浮力 ( F_{\text{浮}} ) 和细线的拉力 ( T )。由平衡条件可知：
[ T + F_{\text{浮}} = G ]
[ T = G - F_{\text{浮}} ]
木块的质量 ( m = 5 , \text{kg} )，则其重力 ( G = mg = 5 , \text{kg} \times 10 , \text{N/kg} = 50 , \text{N} )。
将已知数值代入公式得：
[ T = 50 , \text{N} - 10 , \text{N} = 40 , \text{N} ]
答案
- 木块完全浸没时受到的浮力大小为 10 N。
- 细线对木块的拉力大小为 40 N。
解题技巧总结
- 理解阿基米德原理：浮力等于物体排开液体的重力，这是解决浮力问题的关键原理。
- 掌握力的平衡条件：在静止状态下，物体所受合力为零，这是求解拉力等未知力的基础。
- 准确计算体积和密度：对于规则物体，体积计算较为简单；对于不规则物体，可以利用排水法测量体积。
- 注意单位换算：在计算过程中，确保所有物理量的单位一致，如将厘米换算为米，克换算为千克等。
通过这道题目的解析，我们可以看到，压强与浮力的计算题虽然看似复杂，但只要掌握了基本的物理原理和解题方法，就能够轻松应对。在备考过程中，建议考生多做类似题目，熟练运用相关公式，提高解题速度和准确性。