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力学压轴题的常见解法
解题方法
1.常见类型
(1)单一型
此类题目一般围绕一个知识点设置物理情景,题目的难度不大,但是如果没有扎实的基本功也是很难拿全分的。
(2)综合型
此类题目的特点是将若干个知识点组合在一起来设置物理情景,具有较强的综合性。近几年中考物理的力学压轴题大多属于综合型,并且主要集中在密度、压强、浮力、功与功率、简单机械等知识点上。解答此类题目对综合分析能力要求较高。
(3)应用型
此类题目将物理知识与科技、社会、生活等密切联系起来,要求我们应用所学的物理知识分析和解决实际问题。这类题目在中考中所占比重逐渐增加。
2.解题方法
(1)功的计算
功是中学物理中一个重要概念,功能关系是解决力学问题的重要途径之一。因此,正确理解功的意义,熟练掌握求功的方法是解决力学问题的基础。
①公式法:对于恒力所做的功,通常利用功的定义式W=Fs进行计算。
②功率法:功跟完成这些功所需时间的比值,叫作功率。对于一段时间内外力所做的功,有时可以直接利用W=Pt求出。
(2)功率的计算
①要明确是哪个力对哪个物体做功,或者是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
②W=Fs中的F是使物体沿着F方向移动的过程中(同时性),始终作用在物体上的力,其大小和方向是不变的。
(3)机械效率的计算
机械效率的计算往往结合功和功率、简单机械等知识,题目综合性较强。在分析计算解决问题的过程中,要认真审题,看清题中是否给出“不计摩擦”这一条件。正确区分有用功、额外功、总功是解题的关键。要合理地运用上述计算公式。
3.解题步骤
第一步,审题。在审题时我们需要做到以下几点:(1)读题过程中,我们要随手标出有用的已知条件(建议根据已知条件的重要程度做出不同标记);(2)在图中画出一些必要信息(比如杠杆的力臂之比、物体的重力等);(3)随手算出一些简单的结论(比如知道正方体的边长,随手算出体积和浮力;知道密度和体积,随手算出质量和重力)。
第二步,分清题干中的不同情况(一般会以“;”或者“当”、“若”来区分),对各个情况下的物体进行受力分析。
第三步,列出受力分析的平衡方程(列方程时,可以标注上①、②、③等方程序号)。
第四步,解出方程中的未知量。
4.实例分析
如图10-1所示,该图是小明利用器械提升重物的示意图。当小明自由站在水平地面上时,对地面的压强p?=2×10?Pa;当在动滑轮下挂一个与小明重力相同的物体甲时,他用力匀速举起杠杆的A端,使杠杆在水平位置平衡,小明对地面的压强p?为4.5×10?Pa,,此时滑轮组的机械效率为η?;当在动滑轮下挂1200N重物乙时,他用力匀速举起杠杆的A端,使杠杆在水平位置平衡,小明对地面的压强p?=5.5×10?Pa,此时滑轮组的机械效率为η?;已η?;知杠杆OA∶OB=1∶2(杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计,g取10N/kg)。求:(1)小明的质量m/(2)η?:η?
分析
小明自由站在水平地面上,对小明受力分析如图10-2(a)所示。
提重物甲时,对小明、杠杆、动滑轮和甲物体受力分析如图(b)、(c)、(d)所示。
提重物乙时,对小明、杠杆、动滑轮和乙物体受力分析如图(e)、(f)、(g)所示。
答案
解:1
由图(d)可知2F
由图(c)可知F
由图(b)可知N
p
由图(g)可知2F
由图(f)可知F
F
由图(e)可知N
p
由方程①②③解得Gλ=G
答:(1)小明的质量m人为80kg;
2η?:η?
典例精讲
例题1
图10-3为打捞沉船的模拟装置,滑轮组下方挂有一封闭货箱,已知货箱重6500N,动滑轮总重500N,声音在海水中的传播速度为1500m/s。在海上用超声波测位仪向海底的沉船垂直发射声波,经过0.04s后收到声波。(不计绳重和摩擦,g取10N/kg,ρ
求:(1)沉船在水下的深度为多少?
(2)海水对沉船产生的压强是多少?(不计沉船的高)
(3)货箱离开水面匀速上升过程中,滑轮组的机械效率是多少?
(4)当货箱在水面下匀速运动时,如果绳子自由端的拉力为1000N,那么货箱的体积是多少?(不计动滑轮体积)思路提示
题目(1)(2)(3)直接套用相关公式就可以求解。题目(4)要对滑轮组进行受力分析,利用浮力公式求解。
例题2
如图1
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