【題目】請(qǐng)閱讀《等效替代》并回答問(wèn)題。

等效替代

在由西晉史學(xué)家陳壽所著《三國(guó)志》中曾描寫過(guò)一位神童：沖少聰察，生五六歲，智意所及，有若成人之智。時(shí)孫權(quán)曾致巨象，太祖欲知其斤重，訪之群下，咸莫能出其理。沖曰：“置象大船之上，而刻其水痕所至，稱物以載之，則校可知矣�！碧娲髳偅词┬醒�。你知道這個(gè)聰明的萌娃是誰(shuí)嗎？

有不少同學(xué)已經(jīng)猜到了，就是曹沖�！安軟_稱象”在中國(guó)幾乎是婦孺皆知的故事。年僅六歲的曹沖，利用漂浮在水面上的物體重力等于水對(duì)物體的浮力這一物理原理，解決了一個(gè)連許多有學(xué)問(wèn)的成年人都一籌莫展的大難題，這不能不說(shuō)是一個(gè)奇跡�？墒�，在那個(gè)年代（公元200年），雖然阿基米德原理已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了500年，但這一原理直到1627年才傳入中國(guó)，小曹沖不可能知道這個(gè)原理，更不用說(shuō)浮沉條件了。

實(shí)際上，聰明的曹沖所用的方法是“等效替代法”。用許多石頭代替大象，在船舷上刻劃記號(hào)，讓大象與石頭產(chǎn)生等量的效果，再一次一次稱出石頭的重量，使“大”轉(zhuǎn)化為“小”，分而治之，這一難題就得到圓滿的解決。

等效替代法是一種常用的科學(xué)思維方法。美國(guó)大發(fā)明家愛(ài)迪生有一位數(shù)學(xué)基礎(chǔ)相當(dāng)好的助手叫阿普頓。有一次，愛(ài)迪生把一只電燈泡的玻璃殼交給阿普頓，要他計(jì)算一下燈泡的容積。阿普頓看著梨形的燈泡殼，思索了好久之后，畫出了燈泡殼的剖視圖、立體圖，畫出了一條條復(fù)雜的曲線，測(cè)量了一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)，列出了一道道算式。經(jīng)過(guò)幾個(gè)小時(shí)的緊張計(jì)算，還未得出結(jié)果。愛(ài)迪生看后很不滿意。只見(jiàn)愛(ài)迪生在燈泡殼里裝滿水，再把水倒進(jìn)量杯，不到一分鐘，就把燈泡的容積“算”出來(lái)了。這里，愛(ài)迪生用倒入量杯里的水的體積代替了燈泡殼的容積，用的也是等效替代法。

等效替代是在保證某種效果相同的前提下，將實(shí)際、復(fù)雜的物理問(wèn)題和過(guò)程等效為簡(jiǎn)單的、易于研究的問(wèn)題和過(guò)程來(lái)研究和處理的方法。

等效替代法既是科學(xué)家研究問(wèn)題的方法，更是我們?cè)趯W(xué)習(xí)和生活中經(jīng)常用到的思想方法。你現(xiàn)在還能回憶起研究哪些物理問(wèn)題用過(guò)這種方法嗎？

請(qǐng)根據(jù)上述材料，回答下列問(wèn)題：

（1）請(qǐng)你分別以靜止?fàn)顟B(tài)下的“大象和船”及“石塊和船”為研究對(duì)象做受力分析，寫出平衡方程并說(shuō)明“曹沖稱象”的實(shí)驗(yàn)原理__________。

（2）請(qǐng)你根據(jù)平時(shí)學(xué)到的物理知識(shí)并結(jié)合本文內(nèi)容判斷以下研究過(guò)程中使用等效替代法的是_____。（選填選項(xiàng)前的字母，只有一個(gè)選項(xiàng)正確）

A．在研究平面鏡成像特點(diǎn)時(shí)，我們利用兩個(gè)大小相同的模型來(lái)探究像與物的大小關(guān)系

B．在研究磁場(chǎng)時(shí)，引入磁感線來(lái)形象描述磁場(chǎng)的方向與強(qiáng)弱

C．探究動(dòng)能大小與什么因素有關(guān)時(shí)，我們用小木塊在平面上被推動(dòng)的距離來(lái)反映小球的動(dòng)能大小

D．將發(fā)聲的音叉靠近乒乓球，小球被彈開(kāi)，說(shuō)明發(fā)聲的音叉在振動(dòng)

【答案】 見(jiàn)解析所示 A

【解析】（1）“大象和船”及“石塊和船”均為漂浮，都受到重力和浮力的作用；根據(jù)漂浮條件可知：F浮1＝G船+G大象；F浮2＝G船+G石頭；由于船上放大象和放石頭時(shí)水面達(dá)到同一記號(hào)處，即排開(kāi)水的體積相同，根據(jù)阿基米德原理可知，兩種情況受到的浮力相同，即：F浮1＝F浮2；所以，G船+G大象＝G船+G石頭；則G大象＝G石頭；（2）A．在研究平面鏡成像特點(diǎn)時(shí)，我們利用兩個(gè)大小相同的模型來(lái)探究像與物的大小關(guān)系；運(yùn)用的是等效替代法。B．在研究磁場(chǎng)時(shí)，引入磁感線來(lái)形象描述磁場(chǎng)的方向與強(qiáng)弱；用磁感線來(lái)描述看不見(jiàn)、摸不著的磁場(chǎng)，運(yùn)用的是模型法。C．探究動(dòng)能大小與什么因素有關(guān)時(shí)，我們用小木塊在平面上被推動(dòng)的距離來(lái)反映小球的動(dòng)能大小，運(yùn)用的是轉(zhuǎn)換法。D．將發(fā)聲的音叉靠近乒乓球，小球被彈開(kāi)，說(shuō)明發(fā)聲的音叉在振動(dòng)；運(yùn)用的是轉(zhuǎn)換法。故A運(yùn)用的是等效替代法。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】小明能輕松地將一輛800N重的摩托車吊起（如圖），他使用的機(jī)械稱為________，仔細(xì)觀察這種裝置是如何組裝的，把你的看法寫下來(lái)．（使用了什么滑輪，用了幾根繩子，此裝置最大的優(yōu)點(diǎn)是什么等）__

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，“蛟龍?zhí)?/span>”載人深潛器是我國(guó)首臺(tái)自主設(shè)計(jì)、研制的作業(yè)型深海載人潛水器，設(shè)計(jì)最大下潛深度為7000米級(jí)，是目前世界上下潛最深的作業(yè)型載人潛水器。“蛟龍?zhí)?/span>”載人深潛器在海水中勻速豎直下潛過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. “蛟龍?zhí)?/span>”所受海水的壓強(qiáng)增大

B. “蛟龍?zhí)?/span>”重力小于浮力

C. “蛟龍?zhí)?/span>”不斷下沉是由于它的慣性大于它受到的阻力

D. “蛟龍?zhí)?/span>”所受的浮力逐漸較小

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】小平想用彈簧測(cè)力計(jì)、物體、燒杯和水探究“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”，如圖所示。請(qǐng)根據(jù)圖示回答問(wèn)題：

（1）物塊完全浸沒(méi)在水中受到的浮力是_____N。

（2）由圖中的_____兩幅圖可知，浸在水中的物體受到的浮力大小跟物體浸在水中的體積有關(guān)；由圖中的丙、丁兩幅圖可知，浸在水中的物體受到的浮力大小跟物體浸在水中的深度_____。（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）

（3）同組的曉東同學(xué)利用上述器材繼續(xù)研究浮力的大小與液體密度的關(guān)系，其操作過(guò)程如圖所示。在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中曉東同學(xué)發(fā)現(xiàn)：無(wú)論物體浸沒(méi)在哪種液體中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)總是不穩(wěn)定。

請(qǐng)你幫助分析這其中的原因可能是_____（選填選項(xiàng)前的字母，只有一個(gè)選項(xiàng)正確）；

請(qǐng)你幫他提出改進(jìn)措施：_____。

A．液體的密度不同

B．物體的重力在改變

C．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中手會(huì)輕微抖動(dòng)

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，是某校進(jìn)行力量訓(xùn)練所用體育器械的示意圖，運(yùn)動(dòng)員通過(guò)拉力F的作用來(lái)提升配重，以達(dá)到鍛煉的目的。在一次訓(xùn)練時(shí)，配重的質(zhì)量為30kg，在豎直拉力F的作用下，配重在5s的時(shí)間里，勻速豎直上升了0.5m。在這個(gè)過(guò)程中，拉力F為200N，滑輪組的機(jī)械效率為η，拉力F做功的功率為P．（g取10N/kg）求：

（1）滑輪組的機(jī)械效率η；

（2）拉力F的功率P。

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖甲是半導(dǎo)體材料制成的電阻L和電阻R的I﹣U關(guān)系圖象。將L和R以兩種不同的方式接在同一電源上，如圖乙和丙。若乙圖中U1：U2=b，丙圖中I1：I2=a，則下列關(guān)系式中正確的是（　�。�

A. a=b B. a＜ C. a= D. a＞

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】小明用空塑料瓶和細(xì)砂等實(shí)驗(yàn)器材探究影響浮力大小的因素。他根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)提出了如下三種猜想，并舉出了相應(yīng)的實(shí)例。

猜想一：浮力大小與物體的密度有關(guān)。實(shí)例：鐵塊在水中下沉，木頭可以浮在水面上；

猜想二：浮力大小與液體的密度有關(guān)。實(shí)例：雞蛋在水中下沉，在鹽水中可以浮起來(lái)；

猜想三：浮力大小與浸入液體中的深度有關(guān)。實(shí)例：泳池里，人下蹲時(shí)感覺(jué)到水向上托自己的力增大。

為了驗(yàn)證猜想是否正確，他進(jìn)行了如下所示實(shí)驗(yàn)。

（1）根據(jù)步驟d和___________（填寫序號(hào)），可以確定猜想二是正確的。

（2）根據(jù)步驟c和d可以驗(yàn)證猜想三是___________（正確/錯(cuò)誤）的，對(duì)該猜想所對(duì)應(yīng)的實(shí)例，合理的解釋是___________。

（3）他觀察c和d發(fā)現(xiàn)。物體排開(kāi)液體的體積不變，浮力大小也沒(méi)有發(fā)生改變，據(jù)此他認(rèn)為浮力與排開(kāi)的液體體積有關(guān)，你認(rèn)為他這樣分析判斷是___________（正確/錯(cuò)誤） 的，若按照這樣的分析方法，由步驟c和d還能得出___________的結(jié)論（寫出一種即可）。

（4）同學(xué)們討論認(rèn)為，猜想一和猜想二中的實(shí)例反映了物體的浮與沉可能與密度有關(guān)，要選用一個(gè)能漂浮在圖e中鹽水面上的物體，該物體密度應(yīng)小于___________g/cm3．（計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù)）

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】將一體積為100cm3的金屬塊，用細(xì)線提著浸沒(méi)在裝有水的圓柱形容器中，細(xì)線的拉力為2N，容器中水的深度從10cm上升到12cm．（容器重力和容器壁的厚度忽略不計(jì)，g＝10N/kg）

（1）金屬塊受到的浮力；

（2）金屬塊的密度；

（3）把細(xì)線松開(kāi)，金屬塊沉到容器底靜止后，容器對(duì)水平桌面的壓強(qiáng)？

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科目：初中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】小明在測(cè)量滑輪組機(jī)械效率的實(shí)驗(yàn)中，所用裝置如圖所示，實(shí)驗(yàn)中每個(gè)鉤碼重2N，測(cè)得的數(shù)據(jù)如下表。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)

鉤碼總重G/N

鉤碼上升的高度h/m

測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N

測(cè)力計(jì)移動(dòng)距離s/m

機(jī)械效率η

1

4

0.1

1.8

0.3

2

6

0.1

2.4

0.3

83%

3

6

0.1

2.4

0.3

83%

4

4

0.1

1.4

0.5

57%

5

4

0.2

1.4

1.0

57%

（1）在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)繩端拉力F時(shí)，應(yīng)盡量豎直向上_____拉動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)且在拉動(dòng)過(guò)程中計(jì)數(shù)。

（2）第1次實(shí)驗(yàn)測(cè)得機(jī)械效率為_____。（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

（3）分析表中數(shù)據(jù)可知：第4次實(shí)驗(yàn)是用_____圖做的。（選填“a”、“b”或“c”）

（4）分析第1、2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用同一滑輪組，_____可以提高滑輪組的機(jī)械效率；分析第1、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：使用不同的滑輪組，提升相同的重物，動(dòng)滑輪個(gè)數(shù)越多（即動(dòng)滑輪總重越重），滑輪組的機(jī)械效率_____。

（5）分析第4、5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，滑輪組的機(jī)械效率與物體被提升的高度_____。

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同步練習(xí)冊(cè)答案