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�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）拉力的大小：

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：

二OO八年佳木斯市初中畢業(yè)學(xué)業(yè)考試

物理試卷

考生注意：

1．考試時間120分鐘．

2．全卷共六道大題，總分100分

一、單項選擇題（每小題2分，共24分．每小題只有一個選項是正確的，請把正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）

1．你所答的這張物理試卷放在水平桌面上靜止時，下列說法正確的是（    ）

A．它對桌面的壓力和桌面對它的支持力是平衡力

B．它所受到的合力為零

C．因為它是靜止的，所以沒有受到力的作用

D．因為它受到摩擦力，所以靜止在桌面上

2．下列圖中的現(xiàn)象和做法為了增大壓強的是

3．某同學(xué)對一些物理量進行了估測，其中最接近實際的是（    ）

A．人體正常體溫約為42℃                        B．某初中生的質(zhì)量約為50kg

C．學(xué)生書桌高約200cm                        D．人正常步行速度約為5m／s

4．在日常生活和生產(chǎn)活動中，有時要增大摩擦力，有時又要設(shè)法減小摩擦力，下列四個實例中屬于減小摩擦力的是（    ）

5．關(guān)于光學(xué)器材或設(shè)備，下列說法錯誤的是．（    ）

A．照相機、幻燈機的鏡頭都相當于凸透鏡

B．潛望鏡利用了光的反射

C．近視眼是將像成在了視網(wǎng)膜的后面

D．電視機的遙控器可以發(fā)射出紅外線

6．在運動場上常見到這樣一些場景，其中表現(xiàn)出的現(xiàn)象不能用慣性知識解釋的是（    ）

A．短跑運動員跑到終點后不能立即停下來

B．跳遠運動員要助跑一段距離才起跳

C．投擲鉛球時，鉛球離開手后繼續(xù)向前運動

D．跳高運動員跳過后從最高點落向地面

7．對于下列四幅圖中解釋錯誤的是（    ）

8．如圖所示，在倒置的漏斗里放一個乒乓球，用手指托住乒乓球．然后從漏斗口向下用力吹氣，并將手指移開，那么以下分析正確的是（    ）

A．乒乓球會下落，因為其上方氣體流速增大，壓強變小

B．乒乓球會下落，因為其上方氣體流速增大，壓強變大

C．乒乓球不會下落，因為其上方氣體流速增大，壓強變小

D．乒乓球不會下落，因為其上方氣體流速增大，壓強變大

9．如圖所示，在探究串聯(lián)電路中的電壓關(guān)系時，小華同學(xué)用電壓表測出ab、bc、ac兩端的電壓分別為U_ab=2V，U_bc=2V，U_ac=4V，在表格中記錄數(shù)據(jù)后，下一步應(yīng)該做的是（                ）

A．整理器材，結(jié)束實驗

B．分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論

C．換用不同規(guī)格的小燈泡，再測出幾組電壓值

D．換用電壓表的另一量程，再測出一組電壓值

10．把標有“6V 3W”和“12V  3W”字樣的兩個燈泡L₁、L₂串聯(lián)在15V的電源上，下列說法正確的是（    ）A．燈L₁正常發(fā)光                                B．燈L₂正常發(fā)光

C．兩燈都能正常發(fā)光                        D．兩燈都不能正常發(fā)光

11．下列做法符合安全用電原則的是（    ）

12．下圖各實驗現(xiàn)象揭示發(fā)電機原理的是（    ）

二、多項選擇題（每小題3分，共9分．每小題有兩個或兩個以上選項是正確的，請把正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)．選項不全但都正確的得1分，有錯誤選項不得分）

13．北京奧運游泳場館“水立方”是世界上唯一一個全由膜結(jié)構(gòu)來進行全封閉的大型公共建筑，它采用的ETFE膜，只有一張牛皮紙厚，捧在手上輕若鴻毛；它可以被拉伸到自身的三到四倍也不會斷裂；它的耐火性、耐熱性也非常出色；此外，即便是冰雹撞擊薄膜的巨響也不能傳遞到場館之內(nèi)，此建筑材材料的特點有（    ）

A．密度小                B．分子間無斥力                        C．熔點高                        D．隔音性較強

14科．下列杠桿中，屬于費力杠桿的是（    ）

15．如圖所示，電源電壓保持不變．當閉合開關(guān)后，滑動變阻器的滑片向左移動的過程中，下列說法正確的是（    ）

A．電流表示數(shù)變大，燈泡變亮

B．電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大，燈泡變暗

C．電壓表示數(shù)變小，燈泡變亮

D．電流表示數(shù)變小，電壓表示數(shù)變小，燈泡變暗

三、填空題（每小題2分，共24分．將正確答案寫在題中橫線上的空白處）

16．把裝有水深為10cm的茶杯放在水平桌面上，如圖所示，水對杯底的壓強為_______Pa。現(xiàn)要使水對杯低的壓強增大，可采取的方法是_____（g取10N／kg）

l7．某導(dǎo)體的電阻是2Ω，當通過1A電流時，導(dǎo)體的功率是_______W，通電1min時，導(dǎo)體上產(chǎn)生的熱量是_______J

l8．如圖所示，我省運動員王濛在2007-2008年國際短道速滑世界杯的比賽中收獲了兩枚金牌．滑冰時，冰面在冰刀壓力作用下，稍有熔化，由此，你能猜想到冰的熔點可能與_______有關(guān)，這層水的作用跟潤滑油的作用一樣，減小了_______

19．有一潛水艇懸浮在水中，如圖所示．當用壓縮空氣把水艙中的水排出一部分時，潛水艇將_______（填“上浮”或“下沉”）．在未露出水面之前，潛水艇所受的浮力將_______．（填“變大”“變小”或“不變”）．

20．雷電是一種劇烈的放電現(xiàn)象，放電時的_______可達十幾萬安，會對建筑物等造成嚴重的破壞．因此，北京奧運場館安裝了防雷電定位系統(tǒng)，它由多個定位儀器組成，可以根據(jù)接收到閃電產(chǎn)生的_______達到不同定位儀的時間差，精確地測定閃電發(fā)生的位置．

21．2008年5月12日我國汶川地區(qū)發(fā)生了8．0級的大地震，給人民群眾造成了重大損失，因為地震產(chǎn)生的聲波屬于_______（填“次聲波”或“超聲波”），所以地震前人們并沒有感知到．倒塌房屋中的一些被困人員，通過敲擊物體使其_______發(fā)出聲音，被及時獲救．

22．通電螺線管上方的小磁針靜止時的指向如圖所示，a端是電源的_______極，c端為通電螺線管的_______極．

23．如圖所示，一個工人用滑輪組提起200N的貨物，所用的拉力是125N，繩子自由端被拉下10m．則有用功是_______J，機械效率是_______

24．為測量待測電阻R_x阻值，小敬設(shè)計了如圖所示的電路，R₀的阻值已知早電源電壓不變，她_______（填“能”或“不能”）測出R_x的阻值，因為_______。

25。如圖所示，凸透鏡的焦距為10cm，保持透鏡位置不變，當蠟燭在10cm刻度處時，為了在光屏的中心找到像，應(yīng)調(diào)整光屏的_______，并將光屏向_______方向移動（選填“遠離透鏡”或“靠近透鏡"）．

26．小星家電能表月初的示數(shù)如圖所示，如果他家一個月用了120度電，則月末電能表的示數(shù)應(yīng)為，他家本月應(yīng)交電費．_______元（當?shù)仉娰M價格為0．5元／kW．h）

27．小華用電壓表和電流表測量小燈泡的電功率，她用電源電壓恒為3V的電池組，額定電壓為2．5V的小燈泡等元件連成如圖所示的電路．．實驗中，小華調(diào)節(jié)滑動變阻器，發(fā)現(xiàn)當電壓表的示數(shù)為2．5V時，小燈泡卻不能正常發(fā)光．請分析：在不改變電路連接情況下，當電壓表示數(shù)為_______V時，小燈泡正常發(fā)光，若此時電流為0.3A，則該小燈泡的額定功率為_______W．

四、實驗與探究題（28題5分，29題5分，30題8分，共18分）

28．小紅同學(xué)在做“探究平面鏡成像”的實驗時，將一塊玻璃板豎直架在水平臺上，再取兩段完全相同的蠟燭A和B，點燃玻璃板前的蠟燭A，進行觀察，如圖所示，在此實驗中：

（1）小紅選擇玻璃板代替鏡子進行實驗的目的是_______．

（2）所用刻度尺的作用是便于比較像與物_______關(guān)系．

（3）選取兩段完全相同的蠟燭是為了比較像與物的_______關(guān)系．

（4）移去后面的蠟燭B，并在其所在位置上放一光屏，則光屏上_______接收到蠟燭燭焰的像（選填“能”或“不能"）．

（5）小紅將蠟燭逐漸遠離玻璃板時，它的像_______（填“變大”、“變小”或“不變”）．

29．今年6月8日是我國的傳統(tǒng)節(jié)日——端午節(jié)，法定放假一天．早晨小星正在吃媽媽煮的雞蛋，忽然想到熟雞蛋的密度有多大呢？他決定利用身邊現(xiàn)有的彈簧測力計、水、水杯、線等器材，自己動手進行測量．請你簡述他的實驗步驟．

雞蛋的密度表達式ρ=_______

請對小星的實驗過程提出兩點注意事項：

①_______

②_______

30．我們已進行過“探究歐姆定律”的實驗，請回答下列問題。

（1）請在圖甲中把余下部分的電路用筆劃線代替導(dǎo)線連接好．

（2）在某次測量中，電流表的示數(shù)如圖乙，值為_______A．

（3）丙、丁兩圖是某實驗小組在探究過程中，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制的圖象，其中表示電阻不變，電流隨電壓變化的圖象是_______（填“丙”或“丁”）．

（4）在探究電阻一定時，電阻上的電流跟兩端電壓的關(guān)系的過程中，使用滑動變阻器的目的是_______和_______．

（5）有同學(xué)想利用圖甲的實驗原理測“220V 40W”的白熾燈的額定功率，如果要使實驗可行，請對原理圖中實驗器材的規(guī)格提出一條合理的要求．

【答題示例】：電壓表的量程至少要220V．

答：_______．

如果在家里做測白熾燈功率的實驗，因家里一般沒有電壓表和電流表，所以可以利用家庭中都有的_______和_______測量更方便．

五、分析與簡答題（每小題5分，共10分）

31．閱讀短文，回答下列問題

2007年10月24日l8時05分，中國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心，嫦娥一號衛(wèi)星從這里開始自己的奔月之旅，開啟了中國深空探測的新里程。

嫦娥一號衛(wèi)星由長征三號甲運載火箭送入到運行周期約為16小時，近地點200公里，遠地點51000公里的軌道，星箭分離后，先在這條軌道運行兩圈，在這個期間將在遠地點作一次小的軌道變軌，將近地點抬高到600公里，在16小時軌道上運行第三圈到達近地點進行第一次大的軌道變軌，將軌道周期變?yōu)?4小時。在軌道上運行三圈，再次到達近地點，作第二次大軌道變軌，將軌道周期增加到48小時。

嫦娥一號衛(wèi)星在這三條大橢圓軌道上運行共7天，當它在調(diào)相軌道運行結(jié)束到達近地點時，再做第三次大的軌道變軌，使衛(wèi)星進入地月轉(zhuǎn)移軌道，隨后嫦娥一號衛(wèi)星將沿著這條軌道飛向月球。

（1）就你觀察圖片和文中所提供的相關(guān)信息，提出兩個與物理知識有關(guān)的問題，并解答．

【答題示例】問題：火箭在升空過程中為什么會越來越快？

回答：力可以改變物體的運動狀態(tài)．

問題1：_______

回答：_______

問題2：_______

回答：_______

（2）衛(wèi)星與火箭脫離后，嫦娥一號衛(wèi)星打開太陽能帆板，其作用是什么？

32．“燉”菜是佳木斯人喜歡的一道美食，最好的“燉”菜是應(yīng)用煮食法，即把湯料和水置于燉盅內(nèi)，而燉盅則浸在大煲的水中，并用蒸架把盅和煲底隔離，如圖所示，當煲中的水沸騰后，盅內(nèi)的湯水是否能沸騰？為什么？（設(shè)湯水的沸點與水的沸點相同）

六、綜合運用題（33題8分，39題7分，共15分）

33．如圖，質(zhì)量為800kg的小轎車，每個輪胎與地面的接觸面積為200cm²．

（1）小轎車對水平地面的壓強是多大？（g取10N／kg）

（2）該車在水平公路上勻速直線行駛18krn，用了10min．如果小轎車的功率為60kw，求它的速度和牽引力各是多大？

（3、行駛的車輛對環(huán)境產(chǎn)生哪些污染？（至少寫一條）

（4）為了減小污染，請你提出一條合理的建議．

34．我們生活的佳木斯地區(qū)，到了冬季，因日照時問短，太陽能熱水器的水達不到所需溫度，為此人們研制了太陽能、電能兩用熱水器．大鵬家最近就安裝了一臺這樣的兩用熱水器，如圖所示，銘牌如下：

（1）太陽能熱水器貯滿水，水溫從20℃加熱到50℃時需要吸收多少熱量？（1L=10^-3m³）

（2）大鵬將水箱裝滿水，只使用電加熱器將水從20℃加熱到50℃時，需加熱器正常工作多長時間？（設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為熱能）

（3）在上述（2）情況下，加熱器正常工作實際用了3小時，則此熱水器的效率為多少？

（4）僅就太陽能熱水器與電熱水器相比有哪些優(yōu)點？（寫出一條即可）