在各地的行測(cè)考試基本題型都差不多,但各地又有各自的特點(diǎn),其中上海、湖南等地的行測(cè)試題中又會(huì)安排很有特點(diǎn)的機(jī)械推理試題。這類(lèi)試題主要是結(jié)合生活中的現(xiàn)象考查中學(xué)階段學(xué)習(xí)過(guò)的一些基本的物理知識(shí)。在考查的各個(gè)知識(shí)點(diǎn)中,浮力又是??嫉囊粋€(gè)知識(shí)點(diǎn)。國(guó)家公務(wù)員網(wǎng)老師下面就為大家介紹如何解決有關(guān)浮力的題目。
做浮力的題目一般可以分兩步來(lái)解決,第一步先判斷物體受不受到浮力,判斷的依據(jù)是浮力產(chǎn)生的原因——上下表面的壓力差,而在實(shí)際生活中我們?cè)谠S多情況下只要看物體的下表面是否與液體接觸,就能判斷其是否受到浮力。比如大橋橋墩的下表面是埋在河床的土中,未與水接觸,所以橋墩就不受到浮力。在判斷了物體受不受到浮力后,下面就分析物體的受力情況寫(xiě)出合力的表達(dá)式。第二步把上面合力表達(dá)式中的浮力用阿基米德原理表示,即F浮=ρ液gV排,其中ρ液是物體所浸入液體的密度,g是常數(shù)為9.8N/kg,V排是物體排開(kāi)液體的體積,下面大家只要分析這些量的變化對(duì)物體受到浮力的影響。而浮力相關(guān)的試題很多都是把V排作為考點(diǎn)的,但也有一些試題把ρ液作為考點(diǎn),比如2009年上海市公務(wù)員行測(cè)試題的54題就是這類(lèi)試題的代表。
【例題】如下圖所示,完全相同的兩根彈簧,下面掛兩個(gè)質(zhì)量相同、形狀不同的實(shí)心鐵塊,其中甲是立方體,乙是球體?,F(xiàn)將兩個(gè)鐵塊完全浸沒(méi)在某鹽水溶液中,該溶液的密度隨深度增加而均勻增加。待兩鐵塊靜止后,甲、乙兩鐵塊受到的彈簧的拉力相比,____________。
A. 一樣大
B. 甲比較大
C. 乙比較大
D. 無(wú)法確定

第一步判斷甲、乙的下表面都與水接觸都受到浮力,由于都是靜止在水中,所以受力平衡,表達(dá)式為F浮+N拉=G物,第二步把表達(dá)式中的浮力換成阿基米德公式代入,有ρ液gV排+N拉=G物。題干中說(shuō)溶液的密度隨深度增加而均勻增加,這樣不同部分的物體受到的浮力不等。我們可以像右圖所示來(lái)求浮力。先取距正中間平面上下等距的兩塊薄片分別記作上片和下片,由球形對(duì)稱(chēng)性可知這兩塊薄片體積相等記作V,則其浮力分別為F上=ρ上gV和F下=ρ下gV,這兩塊薄片的總浮力就等于F上+F下=ρ上gV+ρ下gV=(ρ上+ρ下)gV=ρ中g(shù)V,ρ中為中心平面所在處的密度,球體可以分解成很多這樣的對(duì)稱(chēng)薄片,再把這些薄片的浮力加起立求
和就得到球體受到的總浮力為ρ中g(shù)V乙,同理正方體受到的浮力也等于ρ中g(shù)V甲,都是質(zhì)量相等的實(shí)心鐵塊,所以V甲與V乙相等,即甲乙所受的浮力由其中心面所在液體的密度決定。
假設(shè)現(xiàn)在甲乙中心在同一平面,如圖,則甲乙的重力和浮力一樣大,但體積一樣大的球的直徑大于正方體的邊長(zhǎng),所以乙的彈簧拉力小,要平衡,乙的中心就要低于甲的中心。
假設(shè)彈簧一樣長(zhǎng),如圖,則此時(shí)彈簧的拉力和物體的重力相等,但乙的中心平面低于甲的中心平面,所以乙的浮力大于甲的浮力,要平衡乙就要向上動(dòng)一些。
綜合上述兩種情況,可以知道平衡時(shí)乙的彈簧長(zhǎng)度小于甲的彈簧長(zhǎng)度,所以甲受到的彈簧拉力比較大,選擇B。

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