資源簡介

初升高物理銜接班第2講初中力學綜合
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二. 教學目的：
解答力學綜合題的方法
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三. 教學內(nèi)容：
（一）概念辨析法
概念辨析法就是以物理概念、物理規(guī)律作為標準來衡量、辨析試題所給條件的作用和相互聯(lián)系，從而得出結論的方法。
[例1]（江西省中考題）一個10N的物體，在水平拉力的作用下做勻速直線運動，3s內(nèi)移動了15m。物體與地面間的摩擦阻力是2N，求：（1）拉力的功率；（2）上述條件下，物體勻速運動了10s，拉力做的功是多少？
分析：由于物體是水平方向做運動，重力方向是豎直向下，根據(jù)做功的條件必須是作用在物體上的力和力的方向上物體移動距離的乘積，而本題在重力方向上沒有移動距離，所以重力盡管作用在物體上，但不做功。
功率是反映做功快慢的物理量，定義為單位時間（1s）內(nèi)物體所做的功。當物體做勻速直線運動時，速度大小、方向始終保持不變，且物體此時應受平衡力的作用，因此水平拉力大小等于物體所受到的摩擦阻力，則拉力大小可知。最后利用相關公式去求得結果。
解：
（1）因為物體做勻速直線運動，所以：
；
（2）
答：（1）拉力的功率為10W；（2）勻速移動10s時拉力做的功100J。
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（二）假設法
就是對物理現(xiàn)象、物理條件、物理過程或物理結果事先作出假設，一般假設為理想狀態(tài)或特殊情況，然后利用物理概念、規(guī)律等知識，作出推理、分析、演算直至得出結論。
[例2]（長沙市中考題）質量相等的兩個實心小球A和B，已知它們的密度之比
現(xiàn)將A、B放入盛有足夠多水的容器中，當A、B兩球靜止時，水對A、B兩球的浮力之比為，則???????? kg/m3，???????? kg/m3。
分析：判斷A、B兩球在水中靜止時的浮沉情況是解決問題的關鍵。不妨把兩球可能出現(xiàn)的浮沉情況都進行假設，進行計算并與題目所給的條件進行比較，再作出正確的判斷。
解：A、B兩球質量相等，則：
假設兩球都浸沒在水中，它們所受的浮力之比為：
顯然假設不成立。
再假設兩球都漂浮在水面上，此時它們受到的浮力之比為：
該假設也與題意不符。
因而可確定，一球漂浮，一球浸沒。又因為，所以，A球漂浮在水面，B球浸沒在水中。其所受浮力分別為：
，
所以
又，所以：
?
（三）等效法
就是當我們所研究的物理現(xiàn)象或規(guī)律，其某一方面跟另一簡單的物理現(xiàn)象、規(guī)律效果相同時，用簡單的物理模型代替復雜的模型，并保證物理意義、物理規(guī)律、作用效果不變的方法。
[例3]（山西省中考題）實心正方體木塊（不吸水）漂浮在水面上，此時浸入水中的體積為600cm3（取10N/kg）求：
（1）木塊受到的浮力；
（2）木塊上放置一個重4N的鐵塊，靜止后木塊上表面剛好與水面相平，木塊的密度是多大？
（3）木塊上放置鐵塊后與未放鐵塊相比，木塊下表面受到水的壓強增大多少？
分析：這道題的第（1）問由阿基米德原理可直接求出；第（2）問中，木塊的重力可由第（1）問浮力的大小及漂浮條件得到，再由可求出質量，所以，求木塊密度的關鍵是要求出木塊的體積。比較簡單的方法是注意解題條件的等效變換，即放置在木塊上鐵塊的重力大小恰好等于木塊增加的浮力的大小，因而可求出增加的就是木塊原來露出水面的體積，最后得到木塊的總體積，從而求得木塊的密度；第（3）問中，同樣的道理，木塊底部增加的壓力就是，再由壓強公式，就可求出增大的壓強了。
解：
（1）木塊漂浮時受到的浮力為：
（N）
（2）
木塊上放置鐵塊后受到的浮力增加了，木塊排開水的體積增加的量為：
（3）木塊下表面受到水的壓強增加的量為：
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（四）整體法
所謂整體法，就是指思考物理問題時，不拘于問題的局部特征，而是著眼于問題的整體結構，通過對問題全面認真考察。從客觀上理解和認識問題的本質，挖掘和發(fā)現(xiàn)整體結構中問題的關鍵點，抓住問題的內(nèi)在規(guī)律，從而使問題得以解決的思維方法。
[例4]（遼寧省中考題）一實心塑料塊漂浮在水面上時，排開水的體積是300cm3，塑料塊的質量是多大？當在塑料塊上放置一個重2N的砝碼后，塑料塊剛好沒入水中，問此時塑料塊受到的浮力是多大？塑料塊的密度是多大？（取10N/kg）
分析：對于兩個物體（或兩個以上）的連接體在液體中的浮沉的習題是比較多的，求解的方法多樣，將所有物體視為整體進行分析研究，是一種較好的方法，既省去了對每個物體進行受力分析，又簡化了解題過程。
解：
放上砝碼后，將砝碼與塑料塊視為整體，漂浮在水面上。
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（五）比例法
在應用定律、公式來解決實際物理問題時，常會遇見某些物理量保持不變（或相等），因而只需要研究其中兩個物理量之間關系的問題，這時常依據(jù)物理定律、公式，利用物理現(xiàn)象中保持不變（或相等）的量，將其他已知量與未知量建立比例關系，這種利用數(shù)學的比例式來解決物理問題的方法稱之為比例法。
[例5]（重慶市中考題）甲、乙兩個長方體，由不同材料制成，其中底面積分別為、，高度之比，密度之比為，若把甲放在水平桌面上，乙放在甲上，水平桌面受到的壓強為7000Pa，把乙取下放在水平桌面上靜止不動時，桌面對乙的支持力為多少牛？
分析：這是道力學綜合題，主要考查密度與壓強知識的綜合，此外還涉及到力的平衡，質量與重力關系等知識。該題的突破口可以從密度的概念出發(fā)，找出它們之間的知識鏈：密度——質量——重力——壓力——壓強。找出這些關系，利用比例式就可求解。
解：因為，，，所以：
所以
因為
所以
即：
解得：
根據(jù)力的平衡原理可知，水平桌面對乙的支持力大小等于G，為4N。
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（六）綜合法
綜合法是一種逆向思維方法，就是從要求的結論或結果入手，分析所求結論或結果所需的條件，題意是否給出，若條件不足，則應先求解條件的不足部分，如此推導，直到與題意所給條件完全聯(lián)系起來構成一個解題的整體過程。
[例6]（江蘇省中考題）用如下圖所示滑輪組提升水中的物體A。若物體的質量為140kg，體積為60dm3，滑輪組的機械效率為80%。求：
（1）物體A在水中被勻速提升時，拉力F是多大？
（2）如果動滑輪掛鉤用鋼絲繩與物體相連，而滑輪組所拉繩索能承受的最大拉力為350N，當物體露出水面體積多大時，拉繩會斷？
（取10N/kg，滑輪組機械效率不變）
分析：此題涉及機械效率、滑輪組的力的作用關系，浮力及力的平衡原理等多個知識點。由相關知識可知，要求解拉力就應先求有用功和總功，其中要求有用功又必須先求出浮力。由滑輪組的使用規(guī)律，可知繩自由端移動距離是重物升高距離的4倍。由此求解拉力的順序為：
要求物體露出水面體積的大小，也就要求物體所受浮力的減小值，所以應根據(jù)后一次情況中力的平衡條件，先求出后一次情況中物體所受浮力。解題順序是：
。
解：
（1）（N）
（N）
?
（2）
?
∴
∴
?
【模擬試題】
1. 小黃假日去圖書館閱覽室看書，當館內(nèi)大廳的時鐘指向3h55min，他離館，剛到家時，家中的時鐘指向4h10min，此時他發(fā)現(xiàn)書包忘在閱覽室，便以相同速度原路返回去拿，來到圖書館大廳時，廳內(nèi)時鐘已是4h15min，家里的鐘是準確的，那么，圖書館大廳的時鐘是快還是慢？
2. 小華在假期探望外祖母，他坐火車時發(fā)現(xiàn)，每經(jīng)過鐵軌接頭處，車身都要振動一次，他還發(fā)現(xiàn)，火車進山洞前的一瞬間要鳴笛一次，小華恰好坐車尾，從聽到笛聲到車尾出洞，小華共數(shù)出84次車身振動，所用的時間1min45s，若車身長175m，每節(jié)鐵軌長12.5m，山洞長度是多少？（設火車一直勻速直線行駛，聲音在空氣中的傳播速度是340m/s）
3. 如圖所示，豎直墻壁上靠著一個截面為三角形的楔塊A，水平面上有一截面為正方形的木塊B，現(xiàn)用一力F向左推B使B勻速向左運動，同時A也向上勻速運動，若三角形截面的斜邊與墻壁成角，B的速度為1m/s，求A的速度。
4. 甲、乙兩地相距100m，甲在乙的正東方向，如圖所示，某時刻甲以10m/s的速度向正北方向運動，同時乙以10m/s的速度向正東方向運動。
（1）以甲為參照物乙向什么方向運動？
（2）開始運動后經(jīng)多長時間甲和乙的距離最??？
5. 考察到音響效果，一般劇場的混響時間應設計在（??? ）
??? A. 0.1s左右??? B. 1.5s左右??? C. 3s左右??? D. 5s左右
6. 一般人對頻率在什么范圍內(nèi)的聲音最為敏感？
7. 從遇到巨大聲響時，為什么要迅速張開嘴巴或閉嘴同時用雙手堵耳？
8. 有一種密度瓶大家可能沒有見過，但道理很簡單，如圖所示，它是一個壁較薄的玻璃瓶，配有磨光的瓶塞，瓶塞中央留有一細管，在注滿水蓋上塞子時，多余的水會從細管中溢出，從而保證瓶內(nèi)總容積一定，如何用該密度瓶，天平（含砝碼）及水來測量米粒的密度呢？簡要寫出操作步驟及計算表達式。
9. 如圖所示，A、B兩物體疊放在水平桌面上，在兩個水平力F1、F2的共同作用下以相同速度勻速向右運動，已知F1=5N，F(xiàn)2=3N，那么物體B受到物體A和桌面的摩擦力大小應分別為（??? ）
A. 5N、3N??? B. 5N、8N??? C. 3N、8N??? D. 8N、8N
10. 如圖所示，一根細線繞過三個滑輪，兩端固定在A、B兩點，兩動滑輪下所掛物體質量分別為、，兩動滑輪上細線的夾角分別為和（），不計一切摩擦，則、的大小關系是（??? ）
A. ????B. ????C. ????D. 無法確定
11. 如圖所示，甲、乙兩車都沿斜面向上運動，兩車內(nèi)都用細線懸掛一小球，當小球都與小車相對靜止時，甲車內(nèi)懸線正好在豎直方向上，乙車內(nèi)懸線與斜面垂直，則（??? ）
A. 甲車做的是勻速運動?????????????????? B. 甲車做的是加速運動
C. 乙車做的是勻速運動?????????????????? D. 乙車做的是減速運動
12. 無論是木鋸還是鋼鋸，它們的鋸齒都是東倒西歪不在一個平面上，這是因為（??? ）
A. 這樣使鋸齒更鋒利
B. 這樣使鋸更耐受撞擊
C. 鋸用得太久，齒被撞歪
D. 可以使鋸口加寬，減小材料對鋸的摩擦力
13. 下列幾種與摩擦有關的現(xiàn)象中，說法不正確的是（??? ）
A. 高檔服裝一般用光滑絲織品作內(nèi)襯，目的是便于穿脫
B. 高速公路的路面特點是比普通公路更光滑些
C. 在餐具中，從使用角度看，普通的竹筷要比塑料筷好
D. 木工用鋸子鋸木料時，要經(jīng)常在鋸條上抹些油
14. 如圖所示，在光滑水平面上迭放著甲、乙兩物體，甲物體用細線掛在左邊豎直墻上，現(xiàn)用力把乙物體從右端勻速拉出來，所用力F=15N，則甲、乙兩物體受到的摩擦力是（??? ）
A. ，，方向都向左
B. ，方向都向右
C. ，方向向右，，方向向左
D. ，方向都向左
15. 如圖，重力為1N的木塊靜止在斜面上，則斜面對木塊的作用力為（??? ）
A. 大于1N??? B. 等于1N??? C. 小于1N?? D. 以上均有可能
16. 如圖所示，重為G的物體A被夾在兩固定且豎直的木板之間，設用大小為2.2G的力恰好可將A從木板中豎直向上抽出，那么能抽出A的豎直向下的力其最小值為?????? 。
17. 如圖所示，A、B、C三物體疊放在水平桌面上，現(xiàn)用F=15N的拉力使三物體一起向右做勻速直線運動，則物體A受?????? 個力的作用，物體B受????? 個力的作用，物體C受桌面摩擦力是????? N。
18. 下圖是一皮帶傳送裝置，A是主動輪，B是從動輪，當輪轉動時，帶動放在繃緊的傳送帶上的物體C水平向左做勻速直線運動，則皮帶上點，點及物體C受到的摩擦力方向如何？
19. 如圖，一個圓臺形的筒子，下用一重力忽略不計薄片貼住，浸入水中后，薄片不會下落，如果筒中注入100g水，恰能使它脫落，則下列情況哪種能使薄片下落（??? ）
A. 在薄片中央輕放100g砝碼
B. 慢慢注入100g酒精
C. 慢慢注入100g水銀
D. 上述三種做法都不行
20. 在一邊長為10cm的立方體鐵塊的表面上，從垂直方向打一個深為5cm，直徑為2cm的圓洞，將不同的表面放在桌子中央，它對桌面的壓強和未打洞時相比較（??? ）
A. 一定增大??? B. 一定減小?? C. 不變??? D. 增大、減小都有可能
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