力学压轴题的类型及解法指导

综合型综合型应用型应用型专专 题题 三三力学压轴题的类型及解法指导力学压轴题的类型及解法指导 单一型单一型漳州市华侨中学漳州市华侨中学洪清山此类题一般围绕某个知识点来设置物理情境，虽然题目难度不大，但若没有扎实的基本功，那是很难作出正确解答的。单一型例1 改革开放以来，农村发生了巨大变化，几乎村村都有自来水。已知某村一台抽水机的功率是1.2KW，试求：（1）抽水机5min可做多少功？（2）上述这些功可以把质量为多少千克的水抽到20m 高的水塔上去？(g 取10N/kg)(2002浙江省绍兴市中考题)分析与解答 （1）已知抽水机的功率为1.2KW，做功时间为5min,所以抽水机所做的功为 W=Pt=1.2103W560s=3.6105J.(2)抽水机做的功相当于克服所抽水的重力做的功为 G=W/h=3.6105J/20m=1.8104N所以m水=G/g=1.8104N/10N/kg=1.8103kg 说明 本题围绕抽水机抽水做功这一情境出题。我们应熟知W=FS=Gh=Pt的求功的方法。例1 改革开放以来，农村发生了巨大变化，几乎村村都有自来水。已知某村一台抽水机的功率是1.2KW，试求：（1）抽水机5min可做多少功？（2）上述这些功可以把质量为多少千克的水抽到20m 高的水塔上去？(g 取10N/kg)(2002浙江省绍兴市中考题)这类题材的特点是将几个知识点组合在一起后设置物理情境，具有较强的综合性。近年中考物理的力学压轴题大多属于综合型，并且主要集中于密度、压强、浮力和简单机械的综合应用。解答此类题，要求我们具有较强的综合分析能力。综合型例2 图中，杠杆AB是一根粗细均匀木杆，质量为116g；C是用线挂在O点上的铜铝球，其中含铝54g。现杠杆恰好处在水平位置平衡。量得AO=1/8AB，AO=1/4AB。求合金球C的密度为多少？（铜=8.9g/cm3;铝=2.7g/cm3(2000 广西题)OAOBCm杆=116g含 m铝=54g铜=8.9g/cm3铝=2.7g/cm3AO=1/8ABAO=1/4AB求：球？OAOBCm杆=116g含 m铝=54g铜=8.9g/cm3铝=2.7g/cm3AO=1/8ABAO=1/4AB求：球？分析与解答 要求密度，一般应知道质量和体积。本题可由杠杆的平衡条件求出合金球的质量，而合金球的体积等于铝和铜的体积之和。具体如下：因木杆粗细均匀，故其重心D在AB的中点，如图所示。所以OD=AD-AO=1/4AB。而OO=AO-AO=1/8AB，由杠杆的平衡条件有m球g.OO=m杆g.OD。所以m球=m杆OD/OO=116g2=232g合金球C中含铜的质量为m铜=m球-m铝=232g-54g=178gD合金中含铜和铝的体积分别为 V铜=m铜/铜=178g/8.9g/cm3=20cm3 V铝=m铝/铝=54g/2.7g/cm3=20cm3 所以球=m球/v球=m球/(v铜+v铝)=232g/(20cm3+20cm3)=5.8g/cm3=5.8103kg/m3DOAOBCm杆=116g含 m铝=54g铜=8.9g/cm3铝=2.7g/cm3AO=1/8ABAO=1/4AB求：球？说明 本题把密度和杠杆原理结合起来。要求解一个问题我们可以从结论出发，一步一步往上分析出满足该结论的条件，也可以由已知条件出发，逐步往下推导出结论，前者叫分析法，后者叫综合法。一般来说，在分析问题时大多采用“分析法”，分析完后再采用“综合法”来解。本题就是这么做的。本题有两点值得注意：（1）木杆重心的确定；（2）合金中铜与铝的关系。例3 如图是用滑轮组提起重物的装置示意图。物体重G=6104N，滑轮组的机械效率为80，拉力F的功率为2.5KW。要把重物匀速提升1m，求：（1）有用功和额外功分别是多少？（2）需要的拉力F为多大？（3）需用多长时间？（2002江苏省南京市题）G=6104N=80P=2.5KWh=1mW有有？W总总？F？t？G=6104N=80P=2.5KWh=1mW有有？W总总？F？t？分析与解答（1）W有Gh=6104N1m=6104J总有6104J/0.8=7.5104J所以额总有 7.5104J6104J 1.5104J。G=6104N=80P=2.5KWh=1mW有有？W总总？F？t？()绳子自由端通过的距离s=3h=3m.所以F=总s=7.5104J/3m=2.5104N(3)t=总7.5104J/2.510330s 说明对于一个组装好的滑轮组而言，有：s=nh(n为承担重物的绳子条数)；有Gh;总Fs;额总有。其中第点最为关键。应用型 此类题将物理知识与科技、社会、生活等密切联系起来，要求我们应用所学的物理知识分析和解决实际问题。这类题在中考物理题的分量日渐加重。例4 水的沸点与水面上方气体的压强有关，气体的压强越大，水的沸点越高。下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系。技术员小陈利用这一关系设计了如所示的锅炉水温控制装置。压强（Pa）沸点（）1.0105100 1.41051102.01051202.7105130对水加热时，随着水温升高，水面上方气体压强增大。当压强增大到一定值时，阀门S被顶开，使锅炉内气体压强减小，水开始沸腾。当重物G挂在不同位置时，锅炉内水面上方气体压强可达到的最大值不同，从而控制锅炉内水的最高温度。.=3cm2OB=20cmOA=60cm压强（Pa）沸点（）1.0105100 1.41051102.01051202.7105130图中OC为一可绕O点旋转的横杆（质量不计），在横杆上的B点下方连接着阀门S，阀门的底面积为3cm2，OB长度为20cm，横杆上A点处挂着重物G，OA长度为60cm。=3cm2OB=20cmOA=60cm压强（Pa）沸点（）1.0105100 1.41051102.01051202.71051301.当锅炉内的水温度达到120沸腾时，锅炉内气压是多少？2.大气压强为1.0105Pa时,将G挂在A处,锅炉内水沸腾时的温度为120,求此时阀门底部受到的大气压力和上部受到的大气压力差值是多少?(计算时可认为阀门上下底面积相等)=3cm2OB=20cmOA=60cm压强（Pa）沸点（）1.0105100 1.41051102.01051202.71051303.当大气压强为1.0105Pa时，要使锅炉内水的温度达到110时沸腾，应将G挂在离O点多远处？=3cm2OB=20cmOA=60cm压强（Pa）沸点（）1.0105100 1.41051102.01051202.71051301.当锅炉内的水温度达到120沸腾时，锅炉内气压是多少？=3cm2OB=20cmOA=60cm压强（Pa）沸点（）1.0105100 1.41051102.01051202.7105130答：（1）查表可知，锅炉内水温度为120时，锅炉内气体压强为2.0105Pa 2.大气压强为1.0105Pa时,将G挂在A处,锅炉内水沸腾时的温度为120,求此时阀门底部受到的大气压力和上部受到的大气压力差值是多少?(计算时可认为阀门上下底面积相等)=3cm2OB=20cmOA=60cm压强（Pa）沸点（）1.0105100 1.41051102.01051202.71051301.0101.0105 5PaPa120 120=3cm2OB=20cmOA=60cm压强（Pa）沸点（）1.0105100 1.41051102.01051202.71051301.0101.0105 5PaPa120 120 2.求气压差F？(2)大气压强向下作用在S上，锅炉内的大气压强向上作用在S上，故此时阀门S的上.下气体的压强差为P1=2.0105Pa 1.0105Pa=1.0105Pa 所以阀门受到的压力差值为F1=P1S=1.0105Pa310-4m2=30N 3.当大气压强为1.0105Pa时，要使锅炉内水的温度达到110时沸腾，应将G挂在离O点多远处？=3cm2OB=20cmOA=60cm压强（Pa）沸点（）1.0105100 1.41051102.01051202.71051301.0101.0105 5PaPa110110时沸腾时沸腾3.L=?=3cm2OB=20cmOA=60cm压强（Pa）沸点（）1.0105100 1.41051102.01051202.71051301.0101.0105 5PaPa110110时沸腾时沸腾3.L=?(3)查表可知，沸点为查表可知，沸点为110时，锅炉内的气压为时，锅炉内的气压为1.4105Pa。此时阀门所受到的气体压力的差值为此时阀门所受到的气体压力的差值为 F2=P2S =（1.4105Pa 1.0105Pa）310-4m2 =12N=3cm2OB=20cmOA=60cm1.0101.0105 5PaPa110110时沸腾时沸腾3.L=?F2=P2S =12N 根据杠杆的平衡条件有根据杠杆的平衡条件有 F1OB=GOAOB=GOA F2OB=GLOB=GL L=24cm说明说明 本题是利用气压与沸点的关系设计本题是利用气压与沸点的关系设计的综合应用题。有几点值得注意：的综合应用题。有几点值得注意：（1 1）从表格中找到有用的数据；）从表格中找到有用的数据；（2 2）利用）利用F=PSF=PS来求压力；来求压力；（3 3）运用杠杆的平衡条件求解。本题也可）运用杠杆的平衡条件求解。本题也可以用别的方法来解，如求出以用别的方法来解，如求出G G的大小等。的大小等。