初中物理中,浮力与压强的综合题是考试的重难点。这类题目往往条件复杂,涉及质量、体积、密度等多个知识点,稍不留神就会掉进“陷阱”。今天,我们通过一道典型例题,拆解解题思路,帮助大家避开常见错误。



解题思路拆解

第一步:分析浮力与高度的关系

当圆柱体未接触水面时,弹簧测力计示数等于圆柱体重力(即1.8N)。随着圆柱体下降,接触水面后开始受浮力,示数逐渐减小。根据图像,当圆柱体下降4cm时,示数开始减小,说明此时刚接触水面。继续下降时,浮力逐渐增大,直到完全浸没。

关键结论:

  • 圆柱体总高度=浸入前的下降高度(4cm)+浸没后水面上升的高度(需计算)。

第二步:计算圆柱体的高度(验证选项A)

当圆柱体下降4cm后开始浸入水中,此时排开水的体积会抬高水位。水面上升的高度=排开水的体积÷容器底面积。

排开水的体积由浮力公式计算得出为50cm³(具体过程需结合浮力与重力的平衡关系)。
水面上升高度=50cm³÷50cm²=1cm。
因此,圆柱体总高度=4cm(浸入前下降高度)+1cm(水面上升对应的高度)=5cm。

结论:选项A正确。

第三步:计算圆柱体底面积(验证选项B)

已知圆柱体体积=排开水的体积=50cm³,高度=5cm,底面积=体积÷高度=50cm³÷5cm=10cm²。

但选项B给出的底面积为12.5cm²,显然与计算结果不符。

结论:选项B错误。

第四步:验证圆柱体密度(选项C)

圆柱体质量0.18kg,体积50cm³(即5×10⁻⁵m³),密度=质量÷体积=0.18kg÷5×10⁻⁵m³=3.6×10³kg/m³。

结论:选项C正确。

第五步:计算容器对桌面的压强(选项D)

当h=4cm时,圆柱体刚接触水面但未排开任何水(此时水面未上升),因此总压力包括:

  • 容器自重:100g→1N
  • 水的重量:350g→3.5N
  • 圆柱体通过测力计施加的拉力:1.3N(根据图像示数)

总压力=1N+3.5N+1.3N=5.8N
压强=总压力÷底面积=5.8N÷0.005m²=1160Pa=1.16×10³Pa

结论:选项D正确。



错误选项的陷阱分析

选项B的错误在于混淆了“排开水的体积”与“圆柱体实际体积”的关系。部分学生会误将水面上升的高度直接视为圆柱体高度,或计算底面积时忽略单位换算。

引申:错题整理的重要性

这道题的陷阱并不复杂,但需要学生对浮力、压强、质量与体积的转换关系有清晰的理解。许多同学考试丢分,并不是因为知识点没学过,而是因为平时缺乏对错题的深度分析。

如何高效整理错题?

  1. 标注错因:是计算错误,还是概念混淆?
  2. 归纳题型:将同类错题归类,总结通用解题步骤。
  3. 定期复盘:每周回顾一次错题,强化薄弱环节。

结语:
物理题的难点往往在于逻辑的严密性。通过这道题,我们不仅学会了浮力与压强的综合分析方法,更重要的是意识到:只有通过反复研究错题,才能避免重复犯错,真正实现“弯道超车”。下次遇到类似题目时,不妨拿出错题本,你会发现,曾经的“拦路虎”早已变成“送分题”!

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