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中考物理压轴题很难么?老师梳理:滑轮组力学综合题经典解题方法

时间:2022-12-01 03:19:03

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中考物理压轴题很难么?老师梳理:滑轮组力学综合题经典解题方法

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滑轮组是初中物理的重要知识点,也是中考物理的难点,滑轮组与浮力的力学综合题是中考物理的重要题型,本文就例题详细解析这类题型的解题思路,希望能给新初三学生的暑假复习带来帮助。

例题

小峰利用滑轮组将一个正方体金属块A从一溶液池内匀速提出液面,当金属块A浸没在液面下,上表面距液面的距离为h时开始计时,如图甲所示,计时后调整滑轮组绳端竖直向上拉力F的大小使金属块A始终以大小不变的速度v匀速上升,提升过程中拉力F与金属块A向上运动时间关系如图乙所示,已知金属块A被提出液面后,滑轮组的机械效率为80%,h=1m,(假设溶液池足够大,金属块被提出液面前后液面高度不变,不计绳重及摩擦,g取10N/kg。)求金属块A的密度和溶液池内液体的密度。

1、金属块A被提出液面后

把动滑轮和金属块A作为一个整体进行受力分析,在竖直方向上受到竖直向上的拉力4F和竖直向下的动滑轮自重G动、金属块A的重力G。

根据物体受力平衡的条件,动滑轮和金属块A处于静止状态,即为平衡状态,在竖直方向上受力和为零,则4F=G动+G。

根据功的计算公式和题目中的条件:W有=Gh,W总=Fs,s=4h,则W有/ W总=G/4F。

根据机械效率的计算公式、题目中的条件和结论:η=W有/ W总×100%,W有/ W总=G/4F,η=80%,则G/4F=0.8。

根据题目中的图像和结论:F=1700N,G/4F=0.8,则金属块A的重力G=5440N。

根据题目中的条件和结论:4F=G动+G,F=1700N,G=5440N,则动滑轮的自重G动=1360N。

2、金属块A被提出液面前

把动滑轮和金属块A作为一个整体进行受力分析,在竖直方向上受到竖直向上的拉力4F’、液体对金属块A的浮力F浮和竖直向下的动滑轮自重G动、金属块A的重力G。

根据物体受力平衡的条件,动滑轮和金属块A处于静止状态,即为平衡状态,在竖直方向上受力和为零,则4F’+F浮=G动+G。

根据题目中的图像和结论:F’=1200N,G动=1360N,G=5440N,4F’+F浮=G动+G,则金属块A受到的浮力F浮=2000N。

根据速度的计算公式和题目中的图像:金属块A上升1m用时5s,v=s/t,则金属块A的上升速度v=1/5=0.2m/s。

根据距离的计算公式、题目中的图像和结论:s=vt,v=0.2m/s,金属块A从初露出液面到全部露出液面用时2s,则正方体金属块A的棱长d=0.4m。

根据正方体的体积计算公式和结论:V=d,d=0.4m,则金属块A的体积V=0.4=0.064m。

根据重力的计算公式和结论:G=ρgV,G=5440N,V=0.064m,则金属块A的密度ρ= G/gV=8500kg/m。

根据浮力的计算公式和结论:F浮=ρ液gV排,V排=V=0.064m,F浮=2000N,则溶液池内溶液的密度ρ液= F浮/gV排=3125 kg/m。

结语

滑轮组与浮力的力学综合题的解题思路:

选取合理的受力分析对象,根据物体受力平衡条件,得到相关力之间的数量关系;

根据各个物理量的计算公式,分别计算得到题目中需要求解的各个物理量的值;

计算滑轮组的机械效率时,必须特别关注作有用功、总功的力以及动滑轮的自重。

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