利用杠桿的平衡公式F1L1=F2L2自編一道題,并計算出所求物理量.
分析:知道動力、阻力、動力臂、阻力臂中的三個量,利用杠桿的平衡條件求第四個量,據(jù)此編寫題目并求解.
解答:答:題目:小明用動力臂是1m,阻力臂是0.2m的杠桿撬起重4000N的石頭,所用的動力至少是多少?
解題過程:
∵FL1=GL2,動力臂L1=1m,阻力臂L2=0.2m
∴F=
GL2
L1
=
4000N×0.2m
1m
=800N.
點評:本題考查了杠桿平衡條件及其應(yīng)用,自編自解,答案不唯一,較好的反應(yīng)學(xué)生對杠桿平衡條件的掌握程度.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來源: 題型:

為了估測本地大氣壓,某同學(xué)用吸盤、玻璃板和以及彈簧測力計設(shè)計實驗:把吸盤吸在玻璃板上如圖(a),測出吸盤的面積為S,用彈簧測力計豎直向上緩慢拉動吸盤.多次實驗,記下吸盤剛好脫離玻璃板時的拉力.根據(jù)
二力平衡
二力平衡
可知,此時的拉力與大氣對吸盤的壓力大小相等.然后利用公式
P=
F
S
P=
F
S
可計算出大氣壓強.
實際操作時發(fā)現(xiàn)如下問題:
(1)吸盤吸附在玻璃板上之前,往往先要對吸盤哈氣或者蘸少許水,原因是
便于擠出氣泡,使吸盤更多的面積粘在玻璃上
便于擠出氣泡,使吸盤更多的面積粘在玻璃上

(2)操作時發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的量程太小,就利用杠桿設(shè)計了如圖(b)的改進實驗.測得吸盤剛好脫離玻璃板時,測力計的拉力為F.由此計算出此地的大氣壓值為p=
3F
S
3F
S

(3)通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)此次的測量值與氣象部門提供的數(shù)據(jù)有偏差,請分析實驗過程并根據(jù)所學(xué)知識猜想:由于
實際接觸面積小于吸盤面積
實際接觸面積小于吸盤面積
原因,導(dǎo)致測量值
偏小
偏小
(偏大或偏。

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科目:初中物理 來源: 題型:

為了估測本地大氣壓,某同學(xué)用吸盤、玻璃板和以及彈簧測力計設(shè)計實驗:把吸盤吸在玻璃板上如圖 (a),測出吸盤的面積為S,用彈簧測力計豎直向上緩慢拉動吸盤.多次實驗,記下吸盤剛好脫離玻璃板時的拉力.根據(jù)
二力平衡
二力平衡
可知,此時的拉力與大氣對吸盤的壓力大小相等.然后利用公式
P=
F
S
P=
F
S
可計算出大氣壓強.實際操作時發(fā)現(xiàn)如下問題:
(1)吸盤吸附在玻璃板上之前,往往先要對吸盤哈氣或者蘸少許水,原因是
使氣密性更好
使氣密性更好

(2)操作時發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的量程太小,就利用杠桿設(shè)計了如圖(b)的改進實驗.測得吸盤剛好脫離玻璃板時,測力計的拉力為F.由此計算出此地的大氣壓值為p=
3F
S
3F
S

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科目:初中物理 來源: 題型:閱讀理解

力學(xué)綜合計算題分類例析

綜觀歷年各省市中考題,不難發(fā)現(xiàn),力學(xué)計算大多以綜合題的形式出現(xiàn),單獨用一個知識點只對某一個物理量(如密度、壓強等)進行求解的力學(xué)計算題已很少見了,絕大部分力學(xué)的計算題都有一定的綜合性。綜合題的優(yōu)點是:一方面能考查學(xué)生分析、理解和推理的思維能力,另一方面考查學(xué)生綜合運用知識的能力和知識遷移能力。這完全符合新課程標準的要求和目標,所以這種題型在今后的中考中仍將占有很重要的位置。本專題從以下幾個方面對這類計算題進行分析探究。以指導(dǎo)同學(xué)們解題時抓住要點,一舉突破。

一.思路和方法

1.讀懂題意或圖示,明確已知量和所求量。

有些新題型會出現(xiàn)一些新名詞或概念,有的已知條件比較隱蔽,應(yīng)該努力挖掘出對解題有用的信息。

2.分析研究對象所處的狀態(tài)或物理過程,找出已知量和未知量之間的聯(lián)系。

為了幫助分析,通常對研究對象進行受力分析并畫出受力圖,確定哪些力構(gòu)成平衡力,根據(jù)平衡條件建立平衡方程式,這是很關(guān)鍵的一步。

3.明確題目所描述的對象和過程涉及到哪些知識點,選擇適當?shù)墓交蛞?guī)律進行計算。

①求壓強時可用,兩個公式進行求解。但后一個公式一般用來求解液體壓強,只有豎直放置的柱體對支承面產(chǎn)生壓強,才能用來解。

②計算浮力的方法有很多:(1)阿基米德原理;(2)彈簧測力計測浮力(G與F分別為物體在空氣中稱和在液體中稱時彈簧測力計的示數(shù));(3)平衡法:物體處于漂浮或懸浮;(4)壓力差法:。根據(jù)已知條件和研究對象所處的狀態(tài)選擇適當?shù)墓角蟾×Α?/p>

③求滑輪組的機械效率也有兩個公式:和。當滑輪組豎直提升物體時就用前者,當滑輪組水平拉物體時就用后者。

4.驗證計算結(jié)果

對答案進行檢驗,看過程有無錯誤,看結(jié)果是否符合實際。

 

二.熱點問題歸類

熱點一:密度、壓強和浮力的綜合。

例1.某電梯公寓樓約40m,完成此建筑物需要澆鑄鋼筋混凝土,還需要使用其他建筑材料,混凝土密度為,取。求:(1)已知自來水的密度為,若要從地面向樓頂提供自來水,加壓設(shè)備至少需要給施加多大的壓強?(不考慮大氣壓強)

(2)測量表明,該樓的地基所承受的壓強不得超過,若地基與地面的接觸面積為,則此大樓另外添加的裝飾材料、各種設(shè)備等物資及進入大樓的人員的總質(zhì)量不得超過多少?

解析:這是一道密度和壓強的綜合題,根據(jù)公式。(1)小題立即解決。(2)小題中要求質(zhì)量,則可以先求出最大重力,然后求出最大質(zhì)量,最后減去已有的質(zhì)量即可,具體解法如下:

(1)

(2)設(shè)混凝土、其他建筑材料和其余部分的質(zhì)量分別為m1、m2和m3,總重量為G

當m3最大時,G最大,大樓對地基的壓力F最大,地基所承受的壓強達到最大值。

所以

所以

 

例2.去年南京市對大明湖進行了首次換水清淤,換水后大明湖水清澈見底,魚兒歡暢。愛湖小分隊的同學(xué)準備利用自己掌握的科學(xué)知識對湖水水質(zhì)進行監(jiān)測。他們通過調(diào)查,了解到大明湖周邊主要污染源很容易導(dǎo)致湖水密度變大,而密度達到的水域就不適宜湖里魚類生存,他們就想到做一個簡易的密度計來監(jiān)控湖水密度。為此找來一根長為1.2m粗細均勻的木條,在底端嵌入適量重物,使其能直立漂浮水中,做好相應(yīng)的標記后就可以監(jiān)測湖水的密度了,測量得該簡易密度計的總質(zhì)量為0.5kg。(g取10N/kg)

(1)先將該木條放入足夠深的清水中,測得木條露出水面0.2m,在水面處畫上白線,請計算此時木條底端受到的水的壓強及木條受到的浮力。

(2)請通過計算說明應(yīng)在木條的什么位置畫上表示污水密度達到時的紅線,以監(jiān)測湖水密度是否超標。

解析:此題是一道運用知識解決實際問題的好題,綜合的知識有壓強、浮力和二力平衡等。(1)木條底端受到水的壓強可直接用來求;又因木條處于漂浮狀態(tài),故可用二力平衡法求浮力。

由于木條處于漂浮狀態(tài),所以:

(2)此題實際上是求木條浸入污水的深度h,要求深度必先求,因為,可通過浮力算出。又因木條的橫截面積S未知,深度h似乎無法求出,但我們要善于利用(1)小題的條件,找到兩者的相同之處,即在清水中和污水中都處于漂浮狀態(tài),兩者受到的浮力相等,所以

,即,所以:

 

熱點二:速度、功率和效率的綜合

例3.如圖1所示,物體重20N,在拉力F的作用下,以0.5m/s的速度沿水平方向勻速運動,物體與地面的摩擦力是物重的0.2倍,求:

(1)不記滑輪、繩重和滑輪組的摩擦,拉力的大小及拉力的功率。

(2)若拉力為2.5N,該滑輪組的機械效率。

圖1

解析:在不計摩擦的情況下,可直接用滑輪組省力公式求拉力,不過不是,而應(yīng)該是(是物體A與地面的摩擦)。因為對物體的拉力不是等于物體的重量,而是等于地面對物體的摩擦力。相應(yīng)地,求這種水平裝置的滑輪組的機械效率的計算公式也應(yīng)該是,而不是。拉力的功率可進行如下推導(dǎo):

(1)拉力的大。

拉力的功率:

(2)

 

熱點三:壓強或浮力與杠桿類相結(jié)合的綜合題

例4.圖2是小明設(shè)計的一個用水槽來儲存二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB(B為浮球的中心)能繞O點轉(zhuǎn)動,倒“T”形閥門C底部為厚度不計的橡膠片,上部為不計粗細的直桿,進水口的橫截面積為4cm2,浮球的體積為100cm3,OB是OA長度的6倍,AB桿左端壓在閥門C上,閥門C堵住進水口時,AB桿水平,浮球頂部和溢水口相平,不考慮閥門C、橫桿AB及浮球受到的重力。()求:

(1)浮球浸沒時,浮球受到的浮力多大?A端受力多大?

(2)為了防止水從溢水口溢出,水槽中的水面與溢水口的高度差不能超過多少?

圖2

解析:本題又是一道力學(xué)綜合題,描述的物理情境較為復(fù)雜,所以分析審題是關(guān)鍵,尤其是要把這個裝置的結(jié)構(gòu)示意圖看懂,搞清楚它的工作過程和原理,解題過程如下:

(1)當球全部浸沒水中時:

橫桿B端受力等于浮球所受浮力,即:

運用杠桿平衡條件:

,因為

所以A端受力為:

(2)水恰能從溢水口流出時水槽中的水面距溢水口的高度差是允許的最大值。此時,浮球全部浸沒,閥門C受到水槽中的水向上的壓力和水箱中水向下的壓力及浮球浸沒時杠桿A端對閥門C向下的壓力相互平衡,即:

                                         ①

設(shè)水槽中的水面距閥門C底部橡膠片的高度為H,溢水口到閥門C底部橡膠片的高度為h,則:

                                             ②

                                              ③

把②③式代入①中,有

整理得:

 

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6.物理知識的應(yīng)用

                    

                 應(yīng)  

1.聲吶

測海深

2.密度

鑒別物質(zhì)  判斷是否空心  判斷浮沉。

3.在一定范圍內(nèi),拉力越大,彈簧被拉得越長

制成測力計

4.重力的方向總是豎直向下的

制成重垂線  水平器

5.關(guān)于摩擦力的大小

增減摩擦的方法

6.慣性

解釋現(xiàn)象

7.二力平衡

測滑動摩擦力

驗證液體內(nèi)部的壓強公式p=ρgh

8.力使物體運動狀態(tài)發(fā)生改變

   物體在非平衡力作用下的運動。

解釋物體由靜變動,由動變靜,加速,減速,改變運動方向作曲線運動等

9.壓強

增減壓強的方法

10.液體的壓強

水壩下部建造得比上部寬,潛水深度有限度

11.連通器

茶壺、鍋爐水位器……

12.托里拆利實驗

制成水銀氣壓計

13.大氣壓

自來水筆吸墨水,抽水機,茶壺蓋上開有一小孔,用吸管吸飲料,高度計,醫(yī)院輸液打針

14.氣體壓強跟體積的關(guān)系

風(fēng)箱,噴霧器,打氣筒,抽氣機,空氣壓縮機等

15.物體的浮沉條件

密度計,輪船,氣球,飛艇,潛水艇,孔

明燈,鹽水選種,測人體血液的密度,解

釋煮餃子時,生沉熟浮等

16.杠桿的平衡條件

判斷杠桿類型,求最小動力,判斷動力變

化情況進行有關(guān)計算

17.光的直線傳播

射擊時的瞄準,解釋小孔成像,影的形成,

日食,月食的形成“坐井觀天,所見甚小”,

確定視野,判斷能否看見物體或像,激光

準直測距等

18.鏡面反射

解釋黑板“反光”,看不清上面的字

19.漫反射

解釋能從各個方向都看到不發(fā)光的物體

20.平面鏡 

成像、鏡前整容,糾正姿勢,制成潛望鏡、

萬花筒,墻上掛大平面鏡,擴大視覺空間、

改變光路(如將斜射的陽光,豎直向下反

射照亮井底),測微小角度,平面鏡轉(zhuǎn)過θ角,反射光線改變2θ角……

21.光的折射

筷子斜插入水中,浸在水中部分向上偏折視深度小于實際探度,視高大于真高

22.凸透鏡對光線有會聚作用

粗測凸透鏡的焦距

23.凸透鏡成像規(guī)律

u>2f,照相機;f<u<2f幻燈機、投影儀、

電影放映機;u<f放大鏡;確定凸透鏡f

的范圍,照相機、幻燈機的調(diào)節(jié)

24.液體的熱脹冷縮

制成常用的液體溫度計

25.液化技術(shù)

分離空氣的組成氣體,提取純凈的氣體

26.蒸發(fā)致冷

解釋現(xiàn)象:吹電風(fēng)扇涼快,潑水降溫,包有酒精棉花的溫度計示數(shù)低于室溫

27.液化放熱

用高溫水蒸氣做飯、燒水。

28.升華致冷

用干冰人工降雨、滅火,在舞臺上形成 “煙”霧

29.液體的沸點隨液面上方氣壓的增大(減小)而升高(降低)

在高山上煮飯用高壓鍋

30.氣體的加壓液化

生活用液化石油氣用增加壓強的方法使石油氣在常溫下液化后裝入鋼罐

31.三表:熔點表  密度表  比熱容表

白熾燈泡燈絲用鎢做,在很冷的地區(qū)宜用酒精溫度計而不用水銀溫度計測氣溫;水的比熱容比較大,解釋在沿海地區(qū)白天和晚上的氣溫變化不大。

注意:固體和液體相比較,不能說液體密度總比固體的小

32.電流的熱效應(yīng)

制成各種電熱器,白熾電燈,保險絲

33.電流的化學(xué)效應(yīng)

提煉鋁、銅、電解、電鍍

34.電流的磁效應(yīng)

制成電磁起重機,電鈴,電話聽筒,利用電磁鐵制成電磁繼電器,用于自動控制

35.決定電阻大小的因素

制成變阻器(通過改變電阻絲的長度來改變電阻),油量表

36.歐姆定律

解題,測電阻

37.串聯(lián)電路的規(guī)律

制成簡單調(diào)光燈,說明電阻箱的結(jié)構(gòu)和原理

38.磁  

磁屏蔽      防磁手表    

用磁性材料做成錄音帶和錄像帶,磁懸浮列車

39.通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動

制成直流電動機 

40.電磁感應(yīng)現(xiàn)象

制成發(fā)電機

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