题目列表(包括答案和解析)
力学综合计算题分类例析
综观历年各省市中考题,不难发现,力学计算大多以综合题的形式出现,单独用一个知识点只对某一个物理量(如密度、压强等)进行求解的力学计算题已很少见了,绝大部分力学的计算题都有一定的综合性。综合题的优点是:一方面能考查学生分析、理解和推理的思维能力,另一方面考查学生综合运用知识的能力和知识迁移能力。这完全符合新课程标准的要求和目标,所以这种题型在今后的中考中仍将占有很重要的位置。本专题从以下几个方面对这类计算题进行分析探究。以指导同学们解题时抓住要点,一举突破。
一.思路和方法
1.读懂题意或图示,明确已知量和所求量。
有些新题型会出现一些新名词或概念,有的已知条件比较隐蔽,应该努力挖掘出对解题有用的信息。
2.分析研究对象所处的状态或物理过程,找出已知量和未知量之间的联系。
为了帮助分析,通常对研究对象进行受力分析并画出受力图,确定哪些力构成平衡力,根据平衡条件建立平衡方程式,这是很关键的一步。
3.明确题目所描述的对象和过程涉及到哪些知识点,选择适当的公式或规律进行计算。
①求压强时可用,两个公式进行求解。但后一个公式一般用来求解液体压强,只有竖直放置的柱体对支承面产生压强,才能用来解。
②计算浮力的方法有很多:(1)阿基米德原理;(2)弹簧测力计测浮力(G与F分别为物体在空气中称和在液体中称时弹簧测力计的示数);(3)平衡法:物体处于漂浮或悬浮;(4)压力差法:。根据已知条件和研究对象所处的状态选择适当的公式求浮力。
③求滑轮组的机械效率也有两个公式:和。当滑轮组竖直提升物体时就用前者,当滑轮组水平拉物体时就用后者。
4.验证计算结果
对答案进行检验,看过程有无错误,看结果是否符合实际。
二.热点问题归类
热点一:密度、压强和浮力的综合。
例1.某电梯公寓楼约40m,完成此建筑物需要浇铸钢筋混凝土,还需要使用其他建筑材料,混凝土密度为,取。求:(1)已知自来水的密度为,若要从地面向楼顶提供自来水,加压设备至少需要给施加多大的压强?(不考虑大气压强)
(2)测量表明,该楼的地基所承受的压强不得超过,若地基与地面的接触面积为,则此大楼另外添加的装饰材料、各种设备等物资及进入大楼的人员的总质量不得超过多少?
解析:这是一道密度和压强的综合题,根据公式。(1)小题立即解决。(2)小题中要求质量,则可以先求出最大重力,然后求出最大质量,最后减去已有的质量即可,具体解法如下:
(1)
(2)设混凝土、其他建筑材料和其余部分的质量分别为m1、m2和m3,总重量为G
当m3最大时,G最大,大楼对地基的压力F最大,地基所承受的压强达到最大值。
所以
所以
例2.去年南京市对大明湖进行了首次换水清淤,换水后大明湖水清澈见底,鱼儿欢畅。爱湖小分队的同学准备利用自己掌握的科学知识对湖水水质进行监测。他们通过调查,了解到大明湖周边主要污染源很容易导致湖水密度变大,而密度达到的水域就不适宜湖里鱼类生存,他们就想到做一个简易的密度计来监控湖水密度。为此找来一根长为1.2m粗细均匀的木条,在底端嵌入适量重物,使其能直立漂浮水中,做好相应的标记后就可以监测湖水的密度了,测量得该简易密度计的总质量为0.5kg。(g取10N/kg)
(1)先将该木条放入足够深的清水中,测得木条露出水面0.2m,在水面处画上白线,请计算此时木条底端受到的水的压强及木条受到的浮力。
(2)请通过计算说明应在木条的什么位置画上表示污水密度达到时的红线,以监测湖水密度是否超标。
解析:此题是一道运用知识解决实际问题的好题,综合的知识有压强、浮力和二力平衡等。(1)木条底端受到水的压强可直接用来求;又因木条处于漂浮状态,故可用二力平衡法求浮力。
由于木条处于漂浮状态,所以:
(2)此题实际上是求木条浸入污水的深度h,要求深度必先求,因为,可通过浮力算出。又因木条的横截面积S未知,深度h似乎无法求出,但我们要善于利用(1)小题的条件,找到两者的相同之处,即在清水中和污水中都处于漂浮状态,两者受到的浮力相等,所以
,即,所以:
热点二:速度、功率和效率的综合
例3.如图1所示,物体重20N,在拉力F的作用下,以0.5m/s的速度沿水平方向匀速运动,物体与地面的摩擦力是物重的0.2倍,求:
(1)不记滑轮、绳重和滑轮组的摩擦,拉力的大小及拉力的功率。
(2)若拉力为2.5N,该滑轮组的机械效率。
图1
解析:在不计摩擦的情况下,可直接用滑轮组省力公式求拉力,不过不是,而应该是(是物体A与地面的摩擦)。因为对物体的拉力不是等于物体的重量,而是等于地面对物体的摩擦力。相应地,求这种水平装置的滑轮组的机械效率的计算公式也应该是,而不是。拉力的功率可进行如下推导:
(1)拉力的大小:
拉力的功率:
(2)
热点三:压强或浮力与杠杆类相结合的综合题
例4.图2是小明设计的一个用水槽来储存二次用水的冲厕装置。带有浮球的横杆AB(B为浮球的中心)能绕O点转动,倒“T”形阀门C底部为厚度不计的橡胶片,上部为不计粗细的直杆,进水口的横截面积为4cm2,浮球的体积为100cm3,OB是OA长度的6倍,AB杆左端压在阀门C上,阀门C堵住进水口时,AB杆水平,浮球顶部和溢水口相平,不考虑阀门C、横杆AB及浮球受到的重力。()求:
(1)浮球浸没时,浮球受到的浮力多大?A端受力多大?
(2)为了防止水从溢水口溢出,水槽中的水面与溢水口的高度差不能超过多少?
图2
解析:本题又是一道力学综合题,描述的物理情境较为复杂,所以分析审题是关键,尤其是要把这个装置的结构示意图看懂,搞清楚它的工作过程和原理,解题过程如下:
(1)当球全部浸没水中时:
横杆B端受力等于浮球所受浮力,即:
运用杠杆平衡条件:
,因为
所以A端受力为:
(2)水恰能从溢水口流出时水槽中的水面距溢水口的高度差是允许的最大值。此时,浮球全部浸没,阀门C受到水槽中的水向上的压力和水箱中水向下的压力及浮球浸没时杠杆A端对阀门C向下的压力相互平衡,即:
①
设水槽中的水面距阀门C底部橡胶片的高度为H,溢水口到阀门C底部橡胶片的高度为h,则:
②
③
把②③式代入①中,有
整理得:
第十三届全国初中应用物理知识竞赛复赛交流试题
一、(15分+4分)现在许多平房和多层建筑的屋顶都安装了太阳能热水器,用于家庭洗浴。试分析热水器对供水压力、水管强度两方面的要求。
二、(15分+4分)采取什么方法可以把大块马铃薯尽快煮熟?尽可能多地写出可行的方法,并说明其中的物理原理和这种方法的优缺点或适用场合。
三、(25分+4分)当你背对着路灯向前匀速行走时,定量分析你的身影长度变化的规律。
四、(25分+4分)利用空的塑料瓶如矿泉水瓶能做哪些物理实验?尽可能多地写出来。要求写出实验的装置和制作要点(必要时画出简图)、简明操作步骤、所根据的物理原理。
五、(20分+4分)为了交通安全,机动车转弯时,要使用转向灯对其他车辆及行人发出信号,同时车内的转向指示灯装置也会给驾驶员提供转向灯是否正常的信息。具体地说,当机动车要向右转弯时,前、后两只转向灯D右1、D右2均正常发光,车内的转向指示灯同时也闪亮,而两只左转向灯D左1、D左2不发光。左转弯与右转弯的情况类似。
如图所示,机动车转向灯电路的四只转向灯D右1、D右2、D左l、D左2以及转向指示灯D尚未接入电路。已知四只转向灯均为标有“6V,10W”字样的灯泡,转向指示灯D标有“6V,1.5W”字样,电源电压为6V,图中中RJ为闪光器,它可以使电路间歇地通、断。请回答:
(1)按题目要求将四只转向灯D右1、D右2、D左1、D左2及转向指示灯D接入电路,完成机动车转向灯电路图。
(2)四只转向灯的额定功率相同,为什么转向灯电路工作时,总是两只转向灯发光,另外两只转向灯不发光?请运用你学过的电学知识加以分析、论证。
人教版第十章 信息的传递 复习提纲
一、现代顺风耳—电话
1、电话
①发明:1876年贝尔发明了电话。
②基本结构:
话筒:金属盒、碳粒、膜片
听筒:磁铁、螺线管、薄铁片
③工作原理:话筒把声音变成变化的电流,电流延着导线把信息传到远方,在另一端,电流使听筒的膜片振动,携带信息的电流又变成了声音。即:
声音的振动电流的变化振动(声音)
④电话的种类:录音电话;投币电话;移动电话;磁卡电话;可视电话;无绳电话。
2、电话交换机
①作用:提高线路的利用率。
②占线:①对方电话机正在使用;②交换机之间的线路不够用。
③发展:手工交换机;自动交换机;程控电话交换机。
3、模拟通信和数字通信
①模拟信号:声音转换为信号电流时,这种信号电流的频率、振幅变化的情况跟声音的频率、振幅变化的情况完全一样,“模仿”着声信号的“一举一动”,这种电流传递的信号叫做模拟信号。使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信。
特点:模拟信号在长距离传输和多次加工、放大的过程中,信号电流的波形会改变,从而使信号丢失一些信息,表现为声音、图像的失真,严重时会使通信中断。
②数字信号:用不同的符号的不同的组合表示的信号叫做数字信号。
特点:通常的数字信号只包含两种不同的状态,形式简单,所以抗干扰能力特别强。
二、电磁波的海洋
1、产生:导线中电流的迅速变化会在周围空间产生电磁波。
2、传播:不需要介质(可以在真空中传播)
3、波速:在真空中最快,c=3×108m/s
4、波速c与波长λ、频率f的关系:c=λf
在同一种介质中,波速一定时,波长与频率成反比。
5、无线电波是电磁波的一部分,光波也是电磁波。
三、广播、电视和移动通信
1、无线电广播信号的发射的接收
①发射:由广播电台完成。
声信号电信号加载到高频电磁波发射出去
②接收:由收音机完成
各种电磁波选出特定频率的电磁波取出音频信号并放大声音
2、电视的发射和接收
电视用电磁波传递图像信号和声音信号
图像信号的工作过程:见课本P97
3、移动电话:既是无线电发射台,也是无线电接收台
①工作方式 :它将用户的声音转化为高频电信号,并发射出去,同时它又能在空中捕捉到电磁波,使用户接收到对方送来的信息。
②基地台:手持移动电话很小,发射功率不大,它的天线也很简单,灵敏度不高。因此,它跟其他用户的通话要靠较大的无线电台转接。这种固定的电台叫做基地台。
③无绳电话:主机与手机上各有一个天线,它们通过无线电波来沟通。工作区域大约在几十米到几百米的范围内。
④音频、视频、射频和频道:见课本P98~99科学世界
四、越来越宽的信息之路
1、微波通信:波长10m~1mm,频率30MHz—3×105MHz。它比无线电波(中波和短波)的频率更高,可以传递更多的信息。微波大致沿直线传播,不能沿地球表面折射。因此每隔50Km左右要建一个微波中继站,把上一站传来的信号处理后,再发射到下一站去,一站一站地传下去,将信息传向远方。
2、卫星通信:借助地球同步卫星来弥补微波在地面传播的不足,用通信卫星作微波通信的中继站,可以使它转发的微波天线电信号跨越大陆和海洋达到地球上的很大范围。现在我们看到的很多电视节目都是通过卫星传送的。在地球周围均匀地配置三颗同步通信卫星,就覆装盖了几乎全部地球表面,可以实现全球通信。
3、光纤通信:激光频率单一、方向高度集中。光导纤维光不但能够沿直线传播,也可以沿着弯曲的水流传播,还可以沿着玻璃丝进行传播,激光用于实际的通信就是使激光在特殊管道—光导纤维中传播。光纤通信通信容量极大,不怕雷击,不受电磁干扰,通信质量高,保密性好。
4、网络通信:把计算机联在一起,可以进行网络通信。利用因特网可以收发电子邮件、查阅资料、看新闻、购物、视频点播、聊天,还可以进行远程教育、远程医疗。
最频繁的网络通信方式:电子邮件
最大的计算机网络:因特网
服务器之间的信息主要靠导线、光缆、微波来传递。
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