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�式或�?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�。唬�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�式求浮力�?/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：

第十三屆全國初中應(yīng)用物理知識競賽復(fù)賽交流試題

  一、(15分+4分)現(xiàn)在許多平房和多層建筑的屋頂都安裝了太陽能熱水器，用于家庭洗浴。試分析熱水器對供水壓力、水管強度兩方面的要求。

二、(15分+4分)采取什么方法可以把大塊馬鈴薯盡快煮熟?盡可能多地寫出可行的方法，并說明其中的物理原理和這種方法的優(yōu)缺點或適用場合。

三、(25分+4分)當你背對著路燈向前勻速行走時，定量分析你的身影長度變化的規(guī)律。

四、(25分+4分)利用空的塑料瓶如礦泉水瓶能做哪些物理實驗?盡可能多地寫出來。要求寫出實驗的裝置和制作要點(必要時畫出簡圖)、簡明操作步驟、所根據(jù)的物理原理。

    五、(20分+4分)為了交通安全，機動車轉(zhuǎn)彎時，要使用轉(zhuǎn)向燈對其他車輛及行人發(fā)出信號，同時車內(nèi)的轉(zhuǎn)向指示燈裝置也會給駕駛員提供轉(zhuǎn)向燈是否正常的信息。具體地說，當機動車要向右轉(zhuǎn)彎時，前、后兩只轉(zhuǎn)向燈D_右1、D_右2均正常發(fā)光,車內(nèi)的轉(zhuǎn)向指示燈同時也閃亮，而兩只左轉(zhuǎn)向燈D_左1、D_左2不發(fā)光。左轉(zhuǎn)彎與右轉(zhuǎn)彎的情況類似。

    如圖所示，機動車轉(zhuǎn)向燈電路的四只轉(zhuǎn)向燈D_右1、D_右2、D_左l、D_左2以及轉(zhuǎn)向指示燈D尚未接入電路。已知四只轉(zhuǎn)向燈均為標有“6V，10W”字樣的燈泡，轉(zhuǎn)向指示燈D標有“6V，1.5W”字樣，電源電壓為6V，圖中中RJ為閃光器，它可以使電路間歇地通、斷。請回答：

    (1)按題目要求將四只轉(zhuǎn)向燈D_右1、D_右2、D_左1、D_左2及轉(zhuǎn)向指示燈D接入電路，完成機動車轉(zhuǎn)向燈電路圖。

    (2)四只轉(zhuǎn)向燈的額定功率相同，為什么轉(zhuǎn)向燈電路工作時，總是兩只轉(zhuǎn)向燈發(fā)光，另外兩只轉(zhuǎn)向燈不發(fā)光?請運用你學(xué)過的電學(xué)知識加以分析、論證。

人教版第十章   信息的傳遞 復(fù)習(xí)提綱

一、現(xiàn)代順風(fēng)耳—電話

1、電話

①發(fā)明：1876年貝爾發(fā)明了電話。

②基本結(jié)構(gòu)：

話筒：金屬盒、碳粒、膜片

聽筒：磁鐵、螺線管、薄鐵片

③工作原理：話筒把聲音變成變化的電流，電流延著導(dǎo)線把信息傳到遠方，在另一端，電流使聽筒的膜片振動，攜帶信息的電流又變成了聲音。即：

聲音的振動電流的變化振動（聲音）

④電話的種類：錄音電話；投幣電話；移動電話；磁卡電話；可視電話；無繩電話。

2、電話交換機

①作用：提高線路的利用率。

②占線：①對方電話機正在使用；②交換機之間的線路不夠用。

③發(fā)展：手工交換機；自動交換機；程控電話交換機。

3、模擬通信和數(shù)字通信

①模擬信號：聲音轉(zhuǎn)換為信號電流時，這種信號電流的頻率、振幅變化的情況跟聲音的頻率、振幅變化的情況完全一樣，“模仿”著聲信號的“一舉一動”，這種電流傳遞的信號叫做模擬信號。使用模擬信號的通信方式叫做模擬通信。

特點：模擬信號在長距離傳輸和多次加工、放大的過程中，信號電流的波形會改變，從而使信號丟失一些信息，表現(xiàn)為聲音、圖像的失真，嚴重時會使通信中斷。

②數(shù)字信號：用不同的符號的不同的組合表示的信號叫做數(shù)字信號。

特點：通常的數(shù)字信號只包含兩種不同的狀態(tài)，形式簡單，所以抗干擾能力特別強。

二、電磁波的海洋

1、產(chǎn)生：導(dǎo)線中電流的迅速變化會在周圍空間產(chǎn)生電磁波。

2、傳播：不需要介質(zhì)（可以在真空中傳播）

3、波速：在真空中最快，c=3×10⁸m/s

4、波速c與波長λ、頻率f的關(guān)系：c=λf

在同一種介質(zhì)中，波速一定時，波長與頻率成反比。

5、無線電波是電磁波的一部分，光波也是電磁波。

三、廣播、電視和移動通信

1、無線電廣播信號的發(fā)射的接收

①發(fā)射：由廣播電臺完成。

聲信號電信號加載到高頻電磁波發(fā)射出去

②接收：由收音機完成

各種電磁波選出特定頻率的電磁波取出音頻信號并放大聲音

2、電視的發(fā)射和接收

電視用電磁波傳遞圖像信號和聲音信號

圖像信號的工作過程：見課本P97

3、移動電話：既是無線電發(fā)射臺，也是無線電接收臺

①工作方式 ：它將用戶的聲音轉(zhuǎn)化為高頻電信號，并發(fā)射出去，同時它又能在空中捕捉到電磁波，使用戶接收到對方送來的信息。

②基地臺：手持移動電話很小，發(fā)射功率不大，它的天線也很簡單，靈敏度不高。因此，它跟其他用戶的通話要靠較大的無線電臺轉(zhuǎn)接。這種固定的電臺叫做基地臺。

③無繩電話：主機與手機上各有一個天線，它們通過無線電波來溝通。工作區(qū)域大約在幾十米到幾百米的范圍內(nèi)。

④音頻、視頻、射頻和頻道：見課本P98~99科學(xué)世界

四、越來越寬的信息之路

1、微波通信：波長10m~1mm，頻率30MHz—3×10⁵MHz。它比無線電波（中波和短波）的頻率更高，可以傳遞更多的信息。微波大致沿直線傳播，不能沿地球表面折射。因此每隔50Km左右要建一個微波中繼站，把上一站傳來的信號處理后，再發(fā)射到下一站去，一站一站地傳下去，將信息傳向遠方。

2、衛(wèi)星通信：借助地球同步衛(wèi)星來彌補微波在地面?zhèn)鞑サ牟蛔�，用通信衛(wèi)星作微波通信的中繼站，可以使它轉(zhuǎn)發(fā)的微波天線電信號跨越大陸和海洋達到地球上的很大范圍。現(xiàn)在我們看到的很多電視節(jié)目都是通過衛(wèi)星傳送的。在地球周圍均勻地配置三顆同步通信衛(wèi)星，就覆裝蓋了幾乎全部地球表面，可以實現(xiàn)全球通信。

3、光纖通信：激光頻率單一、方向高度集中。光導(dǎo)纖維光不但能夠沿直線傳播，也可以沿著彎曲的水流傳播，還可以沿著玻璃絲進行傳播，激光用于實際的通信就是使激光在特殊管道—光導(dǎo)纖維中傳播。光纖通信通信容量極大，不怕雷擊，不受電磁干擾，通信質(zhì)量高，保密性好。

4、網(wǎng)絡(luò)通信：把計算機聯(lián)在一起，可以進行網(wǎng)絡(luò)通信。利用因特網(wǎng)可以收發(fā)電子郵件、查閱資料、看新聞、購物、視頻點播、聊天，還可以進行遠程教育、遠程醫(yī)療。

最頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信方式：電子郵件

最大的計算機網(wǎng)絡(luò)：因特網(wǎng)

服務(wù)器之間的信息主要靠導(dǎo)線、光纜、微波來傳遞。