水中自由自在的魚兒,嘴里吐著串串氣泡,這種現(xiàn)象大家肯定不陌生??赡阏J真觀察過嗎?里面蘊含著豐富的物理知識呢!不信我們來欣賞一道07年中考題:
例題 (2007 廣西)小杰同學在游玩海底世界時,觀察到魚嘴里吐出的氣泡上升時的情況如圖所示,對氣泡上升時受到的浮力和氣泡內氣體壓強分析正確的是( )
A.浮力不變,壓強不變。
B.浮力變小,壓強變小。
C.浮力變大,壓強變大。
D.浮力變大,壓強變小。
簡析如下 魚嘴中吐出的氣泡,所受浮力大于重力,所以氣泡將會上升。在上升過程中氣泡受到水的壓強變小,而氣泡內的氣壓較大,因而氣泡的體積變大隨之浮力變大,氣泡上升變大、再上升、再變大……到液面破裂開來。所以上題選:D。
水沸騰時氣泡上升變大的實驗現(xiàn)象與此現(xiàn)象非常相似,道理不言而喻。下面再來透析兩道中考題,以飧讀者。
1、(2007 貴港市)玩具氣球充氣后置于水池底部,松開手后,氣球從池底開始上浮,最后浮出水面,在此過程中氣球所受的浮力( )
A.先不變,后變小。B.先不變,后變大。
C.先變小,后變大。D.先變大,后變小。
簡析 氣球從池底上浮,是由于所受浮力大于重力,而在上浮過程中水對氣球的壓強會變小,氣球內的氣壓會使氣球體積脹大,因此氣球所受浮力變大。露出液面后,排開水的體積逐漸變小。故選:D。
2、(2006 鹽城)一個充氣的氣球下面掛一個金屬塊,把他們放入水中某處恰能靜止,如圖所示如果把金屬塊及氣球的位置輕輕向上移一些,則金屬塊和氣球( )
A.仍能靜止。 B.向下運動。
C.向上運動。 D.上下晃動。
簡析 氣球和金屬塊在水中恰能靜止時,它們所受浮力和重力恰好相等。當向上移一些時,氣球體積變大(道理同上),所以它們所受的浮力變大,浮力大于重力,因而向上運動,故選:C。
其實“魚吐氣泡現(xiàn)象”其中的道理,也能解決一些空氣中的類似問題。如:
一個小朋友的氫氣球不小心脫手升到了空中,當氣球升到高空時發(fā)生了破裂。以下關于氣球升空破裂的原因分析正確的是( )
A.高空的大氣壓增大,氣球體積減小,將氣球壓破。
B.高空的大氣壓增大,氣球體積增大,將氣球脹破。
C.高空的大氣壓減小,氣球體積增大,將氣球脹破。
D.高空的大氣壓減小,氣球體積減小,將氣球壓破。
請讀者給出正確答案。
綜合以上的分析,解決此類問題無非用到以下三方面物理知識:
1、液體的壓強隨深度的增加而增大,即:P=ρgh。2、阿基米德原理,即:F浮=ρ液gv排。3、一定質量的氣體(溫度不變時),體積越大壓強越小。
生活處處有物理,我們只要能善于觀察,認真思考,就會發(fā)現(xiàn)其中的奧妙!
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。