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力學(xué)綜合計(jì)算題分類(lèi)例析

綜觀歷年各省市中考題，不難發(fā)現(xiàn)，力學(xué)計(jì)算大多以綜合題的形式出現(xiàn)，單獨(dú)用一個(gè)知識(shí)點(diǎn)只對(duì)某一個(gè)物理量（如密度、壓強(qiáng)等）進(jìn)行求解的力學(xué)計(jì)算題已很少見(jiàn)了，絕大部分力學(xué)的計(jì)算題都有一定的綜合性。綜合題的優(yōu)點(diǎn)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(yùn)用知識(shí)的能力和知識(shí)遷移能力。這完全符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和目標(biāo)，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(zhuān)題從以下幾個(gè)方面對(duì)這類(lèi)計(jì)算題進(jìn)行分析探究。以指導(dǎo)同學(xué)們解題時(shí)抓住要點(diǎn)，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(huì)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(duì)解題有用的信息。

2.分析研究對(duì)象所處的狀態(tài)或物理過(guò)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(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析并畫(huà)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(duì)象和過(guò)程涉及到哪些知識(shí)點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)墓�式或�?guī)律進(jìn)行計(jì)算。

①求壓強(qiáng)時(shí)可用，兩個(gè)公式進(jìn)行求解。但后一個(gè)公式一般用來(lái)求解液體壓強(qiáng)，只有豎直放置的柱體對(duì)支承面產(chǎn)生壓強(qiáng)，才能用來(lái)解。

②計(jì)算浮力的方法有很多：（1）阿基米德原理；（2）彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)浮力（G與F分別為物體在空氣中稱和在液體中稱時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)）；（3）平衡法：物體處于漂浮或懸��；（4）壓力差法：。根據(jù)已知條件和研究對(duì)象所處的狀態(tài)選擇適當(dāng)?shù)墓�式求浮力�?/p>

③求滑輪組的機(jī)械效率也有兩個(gè)公式：和。當(dāng)滑輪組豎直提升物體時(shí)就用前者，當(dāng)滑輪組水平拉物體時(shí)就用后者。

4.驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果

對(duì)答案進(jìn)行檢驗(yàn)，看過(guò)程有無(wú)錯(cuò)誤，看結(jié)果是否符合實(shí)際。

二.熱點(diǎn)問(wèn)題歸類(lèi)

熱點(diǎn)一：密度、壓強(qiáng)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(lái)水的密度為，若要從地面向樓頂提供自來(lái)水，加壓設(shè)備至少需要給施加多大的壓強(qiáng)？（不考慮大氣壓強(qiáng)）

（2）測(cè)量表明，該樓的地基所承受的壓強(qiáng)不得超過(guò)，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(jìn)入大樓的人員的總質(zhì)量不得超過(guò)多少？

解析：這是一道密度和壓強(qiáng)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(dāng)m3最大時(shí)，G最大，大樓對(duì)地基的壓力F最大，地基所承受的壓強(qiáng)達(dá)到最大值。

所以

所以

例2.去年南京市對(duì)大明湖進(jìn)行了首次換水清淤，換水后大明湖水清澈見(jiàn)底，魚(yú)兒歡暢。愛(ài)湖小分隊(duì)的同學(xué)準(zhǔn)備利用自己掌握的科學(xué)知識(shí)對(duì)湖水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。他們通過(guò)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(dá)到的水域就不適宜湖里魚(yú)類(lèi)生存，他們就想到做一個(gè)簡(jiǎn)易的密度計(jì)來(lái)監(jiān)控湖水密度。為此找來(lái)一根長(zhǎng)為1.2m粗細(xì)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(biāo)記后就可以監(jiān)測(cè)湖水的密度了，測(cè)量得該簡(jiǎn)易密度計(jì)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(cè)得木條露出水面0.2m，在水面處畫(huà)上白線，請(qǐng)計(jì)算此時(shí)木條底端受到的水的壓強(qiáng)及木條受到的浮力。

（2）請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明應(yīng)在木條的什么位置畫(huà)上表示污水密度達(dá)到時(shí)的紅線，以監(jiān)測(cè)湖水密度是否超標(biāo)。

解析：此題是一道運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的好題，綜合的知識(shí)有壓強(qiáng)、浮力和二力平衡等。（1）木條底端受到水的壓強(qiáng)可直接用來(lái)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(shí)際上是求木條浸入污水的深度h，要求深度必先求，因?yàn)�，可通過(guò)浮力算出。又因木條的橫截面積S未知，深度h似乎無(wú)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(diǎn)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(yùn)動(dòng)，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(jī)械效率。

圖1

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

（1）拉力的大�。�

拉力的功率：

（2）

熱點(diǎn)三：壓強(qiáng)或浮力與杠桿類(lèi)相結(jié)合的綜合題

例4.圖2是小明設(shè)計(jì)的一個(gè)用水槽來(lái)儲(chǔ)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(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，倒“T”形閥門(mén)C底部為厚度不計(jì)的橡膠片，上部為不計(jì)粗細(xì)的直桿，進(jìn)水口的橫截面積為4cm2，浮球的體積為100cm3，OB是OA長(zhǎng)度的6倍，AB桿左端壓在閥門(mén)C上，閥門(mén)C堵住進(jìn)水口時(shí)，AB桿水平，浮球頂部和溢水口相平，不考慮閥門(mén)C、橫桿AB及浮球受到的重力。（）求：

（1）浮球浸沒(méi)時(shí)，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(guò)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(gè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖看懂，搞清楚它的工作過(guò)程和原理，解題過(guò)程如下：

（1）當(dāng)球全部浸沒(méi)水中時(shí)：

橫桿B端受力等于浮球所受浮力，即：

運(yùn)用杠桿平衡條件：

，因?yàn)?/p>

所以A端受力為：

（2）水恰能從溢水口流出時(shí)水槽中的水面距溢水口的高度差是允許的最大值。此時(shí)，浮球全部浸沒(méi)，閥門(mén)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(méi)時(shí)杠桿A端對(duì)閥門(mén)C向下的壓力相互平衡，即：

                                         ①

設(shè)水槽中的水面距閥門(mén)C底部橡膠片的高度為H，溢水口到閥門(mén)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(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)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(yáng)能熱水器，用于家庭洗浴。試分析熱水器對(duì)供水壓力、水管強(qiáng)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(xiě)出可行的方法，并說(shuō)明其中的物理原理和這種方法的優(yōu)缺點(diǎn)或適用場(chǎng)合。

三、(25分+4分)當(dāng)你背對(duì)著路燈向前勻速行走時(shí)，定量分析你的身影長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)?盡可能多地寫(xiě)出來(lái)。要求寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)的裝置和制作要點(diǎn)(必要時(shí)畫(huà)出簡(jiǎn)圖)、簡(jiǎn)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(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，要使用轉(zhuǎn)向燈對(duì)其他車(chē)輛及行人發(fā)出信號(hào)，同時(shí)車(chē)內(nèi)的轉(zhuǎn)向指示燈裝置也會(huì)給駕駛員提供轉(zhuǎn)向燈是否正常的信息。具體地說(shuō)，當(dāng)機(jī)動(dòng)車(chē)要向右轉(zhuǎn)彎時(shí)，前、后兩只轉(zhuǎn)向燈D_右1、D_右2均正常發(fā)光,車(chē)內(nèi)的轉(zhuǎn)向指示燈同時(shí)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(lèi)似。

    如圖所示，機(jī)動(dòng)車(chē)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(biāo)有“6V，10W”字樣的燈泡，轉(zhuǎn)向指示燈D標(biāo)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(qǐng)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(jī)動(dòng)車(chē)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(shí)，總是兩只轉(zhuǎn)向燈發(fā)光，另外兩只轉(zhuǎn)向燈不發(fā)光?請(qǐng)運(yùn)用你學(xué)過(guò)的電學(xué)知識(shí)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(tīng)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(yuǎn)方，在另一端，電流使聽(tīng)筒的膜片振動(dòng)，攜帶信息的電流又變成了聲音。即：

聲音的振動(dòng)電流的變化振動(dòng)（聲音）

④電話的種類(lèi)：錄音電話；投幣電話；移動(dòng)電話；磁卡電話；可視電話；無(wú)繩電話。

2、電話交換機(jī)

①作用：提高線路的利用率。

②占線：①對(duì)方電話機(jī)正在使用；②交換機(jī)之間的線路不夠用。

③發(fā)展：手工交換機(jī)；自動(dòng)交換機(jī)；程控電話交換機(jī)。

3、模擬通信和數(shù)字通信

①模擬信號(hào)：聲音轉(zhuǎn)換為信號(hào)電流時(shí)，這種信號(hào)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(hào)的“一舉一動(dòng)”，這種電流傳遞的信號(hào)叫做模擬信號(hào)。使用模擬信號(hào)的通信方式叫做模擬通信。

特點(diǎn)：模擬信號(hào)在長(zhǎng)距離傳輸和多次加工、放大的過(guò)程中，信號(hào)電流的波形會(huì)改變，從而使信號(hào)丟失一些信息，表現(xiàn)為聲音、圖像的失真，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使通信中斷。

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

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

二、電磁波的海洋

1、產(chǎn)生：導(dǎo)線中電流的迅速變化會(huì)在周?chē)�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(zhǎng)λ、頻率f的關(guān)系：c=λf

在同一種介質(zhì)中，波速一定時(shí)，波長(zhǎng)與頻率成反比。

5、無(wú)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(dòng)通信

1、無(wú)線電廣播信號(hào)的發(fā)射的接收

①發(fā)射：由廣播電臺(tái)完成。

聲信號(hào)電信號(hào)加載到高頻電磁波發(fā)射出去

②接收：由收音機(jī)完成

各種電磁波選出特定頻率的電磁波取出音頻信號(hào)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(hào)和聲音信號(hào)

圖像信號(hào)的工作過(guò)程：見(jiàn)課本P97

3、移動(dòng)電話：既是無(wú)線電發(fā)射臺(tái)，也是無(wú)線電接收臺(tái)

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

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

③無(wú)繩電話：主機(jī)與手機(jī)上各有一個(gè)天線，它們通過(guò)無(wú)線電波來(lái)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(jiàn)課本P98~99科學(xué)世界

四、越來(lái)越寬的信息之路

1、微波通信：波長(zhǎng)10m~1mm，頻率30MHz—3×10⁵MHz。它比無(wú)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(gè)微波中繼站，把上一站傳來(lái)的信號(hào)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(yuǎn)方。

2、衛(wèi)星通信：借助地球同步衛(wèi)星來(lái)彌補(bǔ)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(hào)跨越大陸和海洋達(dá)到地球上的很大范圍�，F(xiàn)在我們看到的很多電視節(jié)目都是通過(guò)衛(wèi)星傳送的。在地球周?chē)�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(shí)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(jìn)行傳播，激光用于實(shí)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(jì)算機(jī)聯(lián)在一起，可以進(jìn)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(gòu)物、視頻點(diǎn)播、聊天，還可以進(jìn)行遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療。

最頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信方式：電子郵件

最大的計(jì)算機(jī)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(lái)傳遞。