等效轉化解題技巧

1、物理解題過程中，某類題目按照原有題意解題過程復雜，計算量較大，實際解題過程中可采用等效轉換的過程，將題目轉換成等效的不同物理模型，從而簡化解題過程。一空心球,截面積如圖所示,球的總體積為V,空心部分的體積是球總體積的1/4,當將此球投入水中時,有1/4的體積露出水面,若將球的空心 部分注滿水,然后使其浸沒水中,靜止釋放后,球將A.上浮 B.下沉 C.懸浮 D.漂浮空心球體浮力問題空心球體浮力問題解一：沒注入水時，球漂浮F浮=G球=水3/4vg注入水浸沒水中后F浮=水vgG=G球+G水=水3/4vg+水1/4vg=水vgF浮=G所以把球的空心部分注滿水浸沒水中靜止釋放后將懸浮故選C常規(guī)解題解二：

2、沒注入水時，球漂浮F浮=G球=水3/4vg G球 =m球 g= 球3/4vg 水 = 球 空心球體注滿水后球體平均密度一定大于水密度空心球體注滿水后球體平均密度一定大于水密度 故空心部分注入水后相當于一個水球在液體中，將懸浮故選C等效轉化解題解三：假設空心球體的1/4空心部分在最上面，空心球體在水中漂浮水面上，露出1/4V在外面，將外面1/4V空心橫向切除，則剩余部分處于懸浮狀態(tài)；切除空心部分注滿水后放入液體中也處懸浮狀態(tài)，故整體后仍舊處于懸浮。等效轉化解題同理可以得出結論： 若空心球體放入液體中處于若空心球體放入液體中處于漂浮漂浮狀態(tài)，露狀態(tài)，露出部分與空心部分出部分與空心部分體積相同體積相

3、同，空心部分注，空心部分注入入相同液體相同液體后放入液體中定處于后放入液體中定處于懸浮懸浮狀態(tài)，狀態(tài)，并且此狀態(tài)并且此狀態(tài)液液 = 球。球。有一空心球，將它放入水中靜止時，露出水面的部分占整個球體體積的1/3；若把球的空心部分充滿水，則它可懸浮于水中的任一位置此球空心部分的體積與整個球體體積之比是 （ ）1/3 有一空心球，它的空心部分的體積是整個球體積的一半，將此球放入水里，穩(wěn)定后恰有3/4的體積浸入水中，如下圖所示，如果將此球空心部分注滿水,然后使其浸沒水中,靜止釋放后,球將（ ）A. 下沉到水底 B. 漂浮于水面C. 懸浮在水中 D. 無法判斷浮沉情況 解一：沒注入水時，球漂浮F浮=G球

4、=水3/4vg注入水浸沒水中后F浮=水vgG=G球+G水=水3/4vg+水 2/4vg=水 5/4vgF浮 G所以把球的空心部分注滿水浸沒水中靜止釋放后將下沉至到水底故選A常規(guī)解題常規(guī)解題解二：沒注入水時，球漂浮F浮=G球=水3/4vg G球 =m球 g= 球2/4vg 水3/4=球2/4 水 = 2/3球球 故空心部分注入水后球體平均密度大于水密度，故將下沉至到水底等效轉化解題解三：假設空心球體的2/4空心部分在最上面，空心球體在水中漂浮水面上，露出1/4V在外面，將外面2/4V空心橫向切除，則剩余部分下沉到水底；切除空心部分注滿水后放入液體中也處懸浮狀態(tài)，故整體后下沉到水底。等效轉化解題據(jù)

5、此可以得出結論： 若空心球體放入液體中處于若空心球體放入液體中處于漂浮漂浮狀態(tài)，露狀態(tài)，露出部分體積出部分體積小于小于空心部分體積，空心部分空心部分體積，空心部分注入注入相同液體相同液體后放入液體中定下沉到水底，后放入液體中定下沉到水底，并且此狀態(tài)并且此狀態(tài)液液 小于小于球。球。 有一空心球，它的空心部分是整個球體的一半，將此球放入水里，穩(wěn)定后恰有3/4的體積浸入水中如果此球是實心的（與空心球是同種物質），放入水中將會（） A下沉到水底 B漂浮于水面 C懸浮在水中 D無法判斷浮沉情況A 據(jù)此可以推出結論： 若空心球體放入液體中處于若空心球體放入液體中處于漂浮漂浮狀態(tài)，露狀態(tài)，露出部分體積出部分

6、體積大于大于空心部分體積，空心部分空心部分體積，空心部分注入注入相同液體相同液體后放入液體中定處于漂浮，后放入液體中定處于漂浮，并且此狀態(tài)并且此狀態(tài)液液 大于大于球。球。如圖所示，水面上浮有一大塊0的冰,當冰全部溶化后,關于液面升降的正確判斷是( )A.上升 B.下降 C. 不變 D.無法確定化冰問題化冰問題冰浮在水面上F浮=G冰 融化前冰塊排除水體積V排=F浮 /水g=G冰/水g 熔化后的冰的體積：V1=G冰 /水 g, 故V排=V1 因此液面不變化如圖所示，水面上浮有一大塊0的冰,冰中包有氣泡,當冰全部溶化后,關于液面升降的正確判斷是( )A.上升 B.下降 C. 不變 D.無法確定化冰問

7、題化冰問題解一：常規(guī)解題冰包氣泡浮在水面上F浮=G冰+G氣 融化前冰塊排除水體積V排=F浮 /水g=G冰/水g+G氣/水g G氣 太小忽略不計V排=G冰/水g 熔化后的冰的體積：V1=G冰 /水 g, 氣泡離開水面 故V排=V1 因此液面不變化解二：等效轉化考慮假設氣泡在冰的表面由于其自身太輕，浮力等于排水體積忽略不計，相等于只有冰塊融化故液面不變。 如圖所示，水面上浮有一大塊0的冰,冰中包有鐵塊,當冰全部溶化后,關于液面升降的正確判斷是( )A.上升 B.下降 C. 不變 D.無法確定化冰問題化冰問題解一：常規(guī)解題冰包氣泡浮在水面上F浮=G冰+G鐵 融化前冰塊排除水體積V排=F浮 /水g=G

8、冰/水g+G 鐵/水g 熔化后的冰的體積：V1=G冰 /水 g, 鐵塊下沉排水體積： V2=G鐵 /鐵 g G 鐵/水g 故V排 V1 +V2 因此液面下降解二：等效轉化考慮假設鐵塊在冰的下部表面，冰塊融化前后排水體積不變，而融化前克服鐵塊下沉的排水體積大于鐵塊排水體積，故溶化后液面下降。 如圖所示，水面上浮有一大塊0的冰,冰中包有0的水,當冰全部溶化后,關于液面升降的正確判斷是( )A.上升 B.下降 C. 不變 D.無法確定化冰問題化冰問題解一：常規(guī)解題冰包氣泡浮在水面上F浮=G冰+G鐵 融化前冰塊排除水體積V排=F浮 /水g=G冰/水g+G 水/水g 熔化后的冰的體積：V1=G冰 /水

9、g, 包水排水體積： V2=G 水/水g 故V排 = V1 +V2 因此液面不變解二：等效轉化考慮假設水在冰的表面，冰塊融化前后排水體積不變，水融化前后排水體積不變，故溶化后液面不變。 如圖所示，水面上浮有一大塊0的冰,冰中包有密度比水小的木塊,當冰全部溶化后,關于液面升降的正確判斷是( )A.上升 B.下降 C. 不變 D.無法確定化冰問題化冰問題等效轉化考慮假設木塊在冰的上表面，冰塊融化前后排水體積不變，木塊在冰融化前后排水體積不變，故溶化后液面不變。C如圖所示，水面上浮有一大塊0的冰,如果冰中包的是密度比水小的液狀油，且油不溶干水，當冰全部溶解后，油面將和原來的水面一樣高( )化冰問題化冰問題等