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初中物理中考复习 专题三 题型一、力学计算课件PPT
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这是一份初中物理中考复习 专题三 题型一、力学计算课件PPT，共27页。
计算题是中考试卷中的压轴题,侧重于考查学生综合思维能力和综合应用能力。计算题的特点是含有多个物理过程,包含有多个研究对象,解题需要运用多个物理概念,公式、规律和方法,难度大,区分度高。从考查内容上看,计算题主要是力学计算题、电学计算题、热学计算题,以及力、热、电大综合计算题,电学计算题通常是考查电源、电压表、电流表的内阻问题,结合欧姆定律进行相关计算,以及电功、电功率的相关计算,这种题目一般放在最后一题。从命题形式上看,计算题具有以下特征:借助生产生活中的实物或事件为载体,从不同的角度挖掘其中隐含的物理过程,以铭牌、表格、图象、图片等提供已知信息,求解某些相关的问题。
1.有关压强和浮力的计算
例1(2019·辽宁连云港中考)如图甲所示,拉力F通过滑轮组,将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处。图乙是拉力F随时间t变化的关系图象。不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力,g取10 N/kg,求:
(1)金属块浸没在水中时受到的浮力大小;(2)金属块的密度;(3)如果直接将金属块平放在水平地面上,它对地面的压强大小。
答案:(1)80 N (2)2.7×103 kg/m3 (3)5.4×103 Pa解析:(1)由甲图可知,n=2,不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力,F= G,当金属块完全露出液面后,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的t2~t3时刻,从乙图可知,该金属块重力为G=2F=2×108 N=216 N,当金属块未露出液面时,即为图中的0~t1时刻,则2F'+F浮=G,所以金属块完全浸没在水中时受到的浮力F浮=G-2F'=216 N-2×68 N=80 N;
方法归纳本题考查了重力、浮力、质量、密度、压强的计算以及阿基米德原理,关键是公式和公式变形的应用,难点是通过图乙确定金属块的重力及绳子受到的拉力、会用称重法计算出金属块受到的浮力。
1.(2019·江苏常州中考)某型号一次性声呐,其内部有两个相同的空腔,每个空腔的容积为2×10-3 m3,每个空腔的侧上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封,密封盖在海水中浸泡24小时后,将被海水完全腐蚀。某次公海军事演习,反潜飞机向海中投入该声呐,声呐在海中静止后露出整个体积的 ,声呐处于探测状态,如图甲所示,24小时后,声呐没入海中处于悬浮状态,声呐停止工作,如图乙所示,再经过24小时后,声呐沉入海底,如图丙所示。已知ρ海水=1.1×103 kg/m3,g取10 N/kg,问:(1)每个空腔能容纳海水的重力有多大?(2)声呐整个体积有多大?(3)图甲中,声呐有多重?(4)图丙中,海底对声呐的支持力有多大?
答案:(1)22 N (2)8×10-3 m3 (3)66 N(4)22 N 解析:(1)由题知,每个空腔的容积为V=2×10-3 m3,每个空腔能容纳海水的重力G海水=m海水g=ρ海水V腔g=1.1×103 kg/m3×2×10-3 m3×10 N/kg=22 N;
图乙中,24小时后,下方的密封口被腐蚀,下方空腔充满海水,声呐悬浮,把声呐和进入的海水作为一个整体(即此时下方空腔内的海水作为声呐的一部分);
(4)图丙中,声呐上方的密封盖也浸没在海水中,再经过24小时,密封盖也被腐蚀,把声呐和进入的海水作为一个整体(即此时两个空腔内的海水作为声呐的一部分);则可知声呐的总重力G总2=G声+2×G海水=66 N+2×22 N=110 N,声呐受到的浮力F浮1=ρ海水gV=1.1×103 kg/m3×10 N/kg×8×10-3 m3=88 N,海底对声呐的支持力F支=G总2-F浮1=110 N-88 N=22 N。
2.(2019·四川成都中考)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器内水的质量为1 kg,水的深度为10 cm。实心圆柱体A质量为400 g,底面积为20 cm2,高度为16 cm。实心圆柱体B质量为m0(m0取值不确定),底面积为50 cm2,高度为12 cm。实心圆柱体A和B均不吸水,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。(1)求容器的底面积。(2)若将圆柱体A竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p1。(3)若将圆柱体B竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p2与m0的函数关系式。
答案:(1)100 cm2 (2)1.25×103 Pa (3)当m0≥600 g时,p2=1.6×103 Pa,当0
(3)①当ρB≥ρ水时,B竖直放入容器内,假设B被水淹没,且水深度为h2由体积关系得h2S容-VB=1 000 cm3h2×100 cm2-50 cm2×12 cm=1 000 cm3解得h2=16 cm由于h2>hB,若假设成立则水对容器底部的压强为p2=ρ水gh2=1.6×103 Pa此时,mB=ρBVB≥ρ水VB=1 g/cm3×50 cm2×12 cm=600 g当m0≥600 g时,p2=1.6×103 Pa②当0<ρB<ρ水时,B竖直放入容器内会漂浮由体积关系得:h2S容-V排=1 000 cm3h2S容-V排=1 000 cm3
物体B漂浮,物体B受到的浮力和重力相等则ρ水gV排=10-3mBgρ水V排=10-3mB
把①代入②,再把②代入③p2=(1 000+m0) Pa则当0
答案:(1)4 N (2)2×10-4 m3 (3)1.5×103 kg/m3 解析:(1)因为A漂浮在水中,所以F浮=GA=4 N。(2)根据F浮=ρ水gV排得
其中VA=600 cm3=6×10-4 m3,露出水面的体积V露=VA-V排=6×10-4 m3-4×10-4 m3=2×10-4 m3。(3)图A、B共同悬浮:F浮A+F浮B=GA+GB根据F浮=ρ水gV排得:ρ水g(VA+VB)=GA+GB=4 N+6 N=10 N,
已知VA=600 cm3=6×10-4 m3,故VB=1×10-4 m3-6×10-4 m3=4×10-4 m3;
4.考古工作者在河底发现了古代的石像,经潜水者测量它的体积为2 m3。如图所示,在打捞石像还没有出水面前,考古工作者用动滑轮将石像匀速提升时需要竖直向上的拉力F=1.6×104 N。不计摩擦和滑轮重力。求:(1)石像受到的浮力;(2)石像的重力;(3)在提升过程中,石像底部受到水的压强减少了4×104 Pa,则石像被提升了多少?
答案:(1)2×104 N (2)5.2×104 N (3)4 m 解析:(1)在没有将石像提出水面前,V排=V石=2 m3,石像受到的浮力F浮=G排=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×2 m3=2×104 N。
2.有关功、功率和机械效率的计算例2(2019·安徽定远模拟)如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景,在10 s的时间内,工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1 m,已知拉力F为400 N,建筑材料的重力G为900 N,不计绳重及摩擦,求这个过程中:(1)绳子自由端移动的距离;(2)此滑轮的机械效率;(3)第二次拉建筑材料的拉力变为500 N,此时的机械效率。
答案:(1)3 m (2)75% (3)80%解析:(1)由图可知,n=3,则绳子自由端移动的距离s=nh=3×1 m=3 m。(2)有用功W有=Gh=900 N×1 m=900 J,拉力做的总功W总=Fs=400 N×3 m=1 200 J,
G=3×400 N-900 N=300 N,当拉力F'=500 N时,提升的物体重力G'=3F'-G动=3×500 N-300 N=1 200 N,
方法点拨本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算,明确滑轮组绳子的有效股数、利用好不计绳重及摩擦时拉力
1.某兴趣小组用如图所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子连接)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体,物体的质量为100 kg,受到的摩擦力为200 N,用80 N的拉力F,10 s内把物体拉动的距离为2 m。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求:(1)动滑轮重力;(2)拉绳的速度。
答案:(1)40 N (2)0.6 m/s 解析:(1)因为不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,由图可知,n=3,
2.斜面作为一种简单机械,在实际生活中应用很广泛。小方同学在实验时对斜面进行了研究,他把12 N的物体沿长1 m,高0.2 m的斜面从底部匀速拉上斜面顶端,沿斜面所用拉力为3 N(不计空气阻力),请你帮他解决下列问题:(1)使用这个斜面做功的机械效率是多少?(2)物体与斜面间的摩擦力是多大?
答案:(1)80% (2)0.6 N 解析:(1)拉力F做的总功W总=Fs=3 N×1 m=3 J;有用功W有=Gh=12 N×0.2 m=2.4 J,斜面的机械效率
(2)额外功W额=W总-W有=3 J-2.4 J=0.6 J,
3.物体重力势能的表达式为Ep=mgh,其中m为物体的质量,h为物体距离水平地面的高度,g取10 N/kg。如图,质量m=0.5 kg的小球,从桌面上方高h1=1.0 m的A点下落到与桌面相平的B点,B点离地面的高度h2=0.4 m。求:
(1)小球从A运动到B的过程中重力势能的减小量;(2)小球从A运动到B的过程中重力做的功;(3)试说明重力做功和重力势能的关系。
计算题是中考试卷中的压轴题,侧重于考查学生综合思维能力和综合应用能力。计算题的特点是含有多个物理过程,包含有多个研究对象,解题需要运用多个物理概念,公式、规律和方法,难度大,区分度高。从考查内容上看,计算题主要是力学计算题、电学计算题、热学计算题,以及力、热、电大综合计算题,电学计算题通常是考查电源、电压表、电流表的内阻问题,结合欧姆定律进行相关计算,以及电功、电功率的相关计算,这种题目一般放在最后一题。从命题形式上看,计算题具有以下特征:借助生产生活中的实物或事件为载体,从不同的角度挖掘其中隐含的物理过程,以铭牌、表格、图象、图片等提供已知信息,求解某些相关的问题。
1.有关压强和浮力的计算
例1(2019·辽宁连云港中考)如图甲所示,拉力F通过滑轮组,将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处。图乙是拉力F随时间t变化的关系图象。不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力,g取10 N/kg,求:
(1)金属块浸没在水中时受到的浮力大小;(2)金属块的密度;(3)如果直接将金属块平放在水平地面上,它对地面的压强大小。
答案:(1)80 N (2)2.7×103 kg/m3 (3)5.4×103 Pa解析:(1)由甲图可知,n=2,不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力,F= G,当金属块完全露出液面后,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的t2~t3时刻,从乙图可知,该金属块重力为G=2F=2×108 N=216 N,当金属块未露出液面时,即为图中的0~t1时刻,则2F'+F浮=G,所以金属块完全浸没在水中时受到的浮力F浮=G-2F'=216 N-2×68 N=80 N;
方法归纳本题考查了重力、浮力、质量、密度、压强的计算以及阿基米德原理,关键是公式和公式变形的应用,难点是通过图乙确定金属块的重力及绳子受到的拉力、会用称重法计算出金属块受到的浮力。
1.(2019·江苏常州中考)某型号一次性声呐,其内部有两个相同的空腔,每个空腔的容积为2×10-3 m3,每个空腔的侧上方都用轻薄易腐蚀材料制成的密封盖密封,密封盖在海水中浸泡24小时后,将被海水完全腐蚀。某次公海军事演习,反潜飞机向海中投入该声呐,声呐在海中静止后露出整个体积的 ,声呐处于探测状态,如图甲所示,24小时后,声呐没入海中处于悬浮状态,声呐停止工作,如图乙所示,再经过24小时后,声呐沉入海底,如图丙所示。已知ρ海水=1.1×103 kg/m3,g取10 N/kg,问:(1)每个空腔能容纳海水的重力有多大?(2)声呐整个体积有多大?(3)图甲中,声呐有多重?(4)图丙中,海底对声呐的支持力有多大?
答案:(1)22 N (2)8×10-3 m3 (3)66 N(4)22 N 解析:(1)由题知,每个空腔的容积为V=2×10-3 m3,每个空腔能容纳海水的重力G海水=m海水g=ρ海水V腔g=1.1×103 kg/m3×2×10-3 m3×10 N/kg=22 N;
图乙中,24小时后,下方的密封口被腐蚀,下方空腔充满海水,声呐悬浮,把声呐和进入的海水作为一个整体(即此时下方空腔内的海水作为声呐的一部分);
(4)图丙中,声呐上方的密封盖也浸没在海水中,再经过24小时,密封盖也被腐蚀,把声呐和进入的海水作为一个整体(即此时两个空腔内的海水作为声呐的一部分);则可知声呐的总重力G总2=G声+2×G海水=66 N+2×22 N=110 N,声呐受到的浮力F浮1=ρ海水gV=1.1×103 kg/m3×10 N/kg×8×10-3 m3=88 N,海底对声呐的支持力F支=G总2-F浮1=110 N-88 N=22 N。
2.(2019·四川成都中考)如图所示,足够高的薄壁圆柱形容器放在水平桌面上,容器内水的质量为1 kg,水的深度为10 cm。实心圆柱体A质量为400 g,底面积为20 cm2,高度为16 cm。实心圆柱体B质量为m0(m0取值不确定),底面积为50 cm2,高度为12 cm。实心圆柱体A和B均不吸水,已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。(1)求容器的底面积。(2)若将圆柱体A竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p1。(3)若将圆柱体B竖直放入容器内,求静止时水对容器底部的压强p2与m0的函数关系式。
答案:(1)100 cm2 (2)1.25×103 Pa (3)当m0≥600 g时,p2=1.6×103 Pa,当0
(3)①当ρB≥ρ水时,B竖直放入容器内,假设B被水淹没,且水深度为h2由体积关系得h2S容-VB=1 000 cm3h2×100 cm2-50 cm2×12 cm=1 000 cm3解得h2=16 cm由于h2>hB,若假设成立则水对容器底部的压强为p2=ρ水gh2=1.6×103 Pa此时,mB=ρBVB≥ρ水VB=1 g/cm3×50 cm2×12 cm=600 g当m0≥600 g时,p2=1.6×103 Pa②当0<ρB<ρ水时,B竖直放入容器内会漂浮由体积关系得:h2S容-V排=1 000 cm3h2S容-V排=1 000 cm3
物体B漂浮,物体B受到的浮力和重力相等则ρ水gV排=10-3mBgρ水V排=10-3mB
把①代入②,再把②代入③p2=(1 000+m0) Pa则当0
答案:(1)4 N (2)2×10-4 m3 (3)1.5×103 kg/m3 解析:(1)因为A漂浮在水中,所以F浮=GA=4 N。(2)根据F浮=ρ水gV排得
其中VA=600 cm3=6×10-4 m3,露出水面的体积V露=VA-V排=6×10-4 m3-4×10-4 m3=2×10-4 m3。(3)图A、B共同悬浮:F浮A+F浮B=GA+GB根据F浮=ρ水gV排得:ρ水g(VA+VB)=GA+GB=4 N+6 N=10 N,
已知VA=600 cm3=6×10-4 m3,故VB=1×10-4 m3-6×10-4 m3=4×10-4 m3;
4.考古工作者在河底发现了古代的石像,经潜水者测量它的体积为2 m3。如图所示,在打捞石像还没有出水面前,考古工作者用动滑轮将石像匀速提升时需要竖直向上的拉力F=1.6×104 N。不计摩擦和滑轮重力。求:(1)石像受到的浮力;(2)石像的重力;(3)在提升过程中,石像底部受到水的压强减少了4×104 Pa,则石像被提升了多少?
答案:(1)2×104 N (2)5.2×104 N (3)4 m 解析:(1)在没有将石像提出水面前,V排=V石=2 m3,石像受到的浮力F浮=G排=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×2 m3=2×104 N。
2.有关功、功率和机械效率的计算例2(2019·安徽定远模拟)如图是建筑工人用滑轮组提升建筑材料的场景,在10 s的时间内,工人师傅用竖直向上的拉力将建筑材料匀速提升了1 m,已知拉力F为400 N,建筑材料的重力G为900 N,不计绳重及摩擦,求这个过程中:(1)绳子自由端移动的距离;(2)此滑轮的机械效率;(3)第二次拉建筑材料的拉力变为500 N,此时的机械效率。
答案:(1)3 m (2)75% (3)80%解析:(1)由图可知,n=3,则绳子自由端移动的距离s=nh=3×1 m=3 m。(2)有用功W有=Gh=900 N×1 m=900 J,拉力做的总功W总=Fs=400 N×3 m=1 200 J,
G=3×400 N-900 N=300 N,当拉力F'=500 N时,提升的物体重力G'=3F'-G动=3×500 N-300 N=1 200 N,
方法点拨本题考查了使用滑轮组时有用功、总功、机械效率的计算,明确滑轮组绳子的有效股数、利用好不计绳重及摩擦时拉力
1.某兴趣小组用如图所示的滑轮组(物体与动滑轮用绳子连接)匀速拉动放在同一水平面上的不同物体,物体的质量为100 kg,受到的摩擦力为200 N,用80 N的拉力F,10 s内把物体拉动的距离为2 m。(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)求:(1)动滑轮重力;(2)拉绳的速度。
答案:(1)40 N (2)0.6 m/s 解析:(1)因为不计绳重和绳与滑轮间的摩擦,由图可知,n=3,
2.斜面作为一种简单机械,在实际生活中应用很广泛。小方同学在实验时对斜面进行了研究,他把12 N的物体沿长1 m,高0.2 m的斜面从底部匀速拉上斜面顶端,沿斜面所用拉力为3 N(不计空气阻力),请你帮他解决下列问题:(1)使用这个斜面做功的机械效率是多少?(2)物体与斜面间的摩擦力是多大?
答案:(1)80% (2)0.6 N 解析:(1)拉力F做的总功W总=Fs=3 N×1 m=3 J;有用功W有=Gh=12 N×0.2 m=2.4 J,斜面的机械效率
(2)额外功W额=W总-W有=3 J-2.4 J=0.6 J,
3.物体重力势能的表达式为Ep=mgh,其中m为物体的质量,h为物体距离水平地面的高度,g取10 N/kg。如图,质量m=0.5 kg的小球,从桌面上方高h1=1.0 m的A点下落到与桌面相平的B点,B点离地面的高度h2=0.4 m。求:
(1)小球从A运动到B的过程中重力势能的减小量;(2)小球从A运动到B的过程中重力做的功;(3)试说明重力做功和重力势能的关系。
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