内容正文:
专题13 解答力学综合题的方法
一、概念辨析法
概念辨析法就是以物理概念、物理规律作为标准来衡量、辨析试题所给条件的作用和相互联系,从而得出结论的方法。
例题领路(做后再看答案,效果更好)
例1.(中考题)一个10N的物体,在水平拉力的作用下做匀速直线运动,3s内移动了15m。物体与地面间的摩擦阻力是2N,求:(1)拉力的功率;(2)上述条件下,物体匀速运动了10s,拉力做的功是多少?
分析:由于物体是水平方向做运动,重力方向是竖直向下,根据做功的条件必须是作用在物体上的力和力的方向上物体移动距离的乘积,而本题在重力方向上没有移动距离,所以重力尽管作用在物体上,但不做功。
功率是反映做功快慢的物理量,定义为单位时间(1s)内物体所做的功。当物体做匀速直线运动时,速度大小、方向始终保持不变,且物体此时应受平衡力的作用,因此水平拉力大小等于物体所受到的摩擦阻力,则拉力大小可知。最后利用相关公式去求得结果。
二、假设法
就是对物理现象、物理条件、物理过程或物理结果事先作出假设,一般假设为理想状态或特殊情况,然后利用物理概念、规律等知识,作出推理、分析、演算直至得出结论。
例2(中考题)质量相等的两个实心小球A和B,已知它们的密度之比
现将A、B放入盛有足够多水的容器中,当A、B两球静止时,水对A、B两球的浮力之比为,则 kg/m3, kg/m3。
三、等效法
就是当我们所研究的物理现象或规律,其某一方面跟另一简单的物理现象、规律效果相同时,用简单的物理模型代替复杂的模型,并保证物理意义、物理规律、作用效果不变的方法。
例3.(中考题)实心正方体木块(不吸水)漂浮在水面上,此时浸入水中的体积为600cm3(取10N/kg)求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块上放置一个重4N的铁块,静止后木块上表面刚好与水面相平,木块的密度是多大?
(3)木块上放置铁块后与未放铁块相比,木块下表面受到水的压强增大多少?
四、整体法
所谓整体法,就是指思考物理问题时,不拘于问题的局部特征,而是着眼于问题的整体结构,通过对问题全面认真考察。从客观上理解和认识问题的本质,挖掘和发现整体结构中问题的关键点,抓住问题的内在规律,从而使问题得以解决的思维方法。
例4.(中考题)一实心塑料块漂浮在水面上时,排开水的体积是300cm3,塑料块的质量是多大?当在塑料块上放置一个重2N的砝码后,塑料块刚好没入水中,问此时塑料块受到的浮力是多大?塑料块的密度是多大?(取10N/kg)
五、比例法
在应用定律、公式来解决实际物理问题时,常会遇见某些物理量保持不变(或相等),因而只需要研究其中两个物理量之间关系的问题,这时常依据物理定律、公式,利用物理现象中保持不变(或相等)的量,将其他已知量与未知量建立比例关系,这种利用数学的比例式来解决物理问题的方法称之为比例法。
例5.(中考题)甲、乙两个长方体,由不同材料制成,其中底面积分别为、,高度之比,密度之比为,若把甲放在水平桌面上,乙放在甲上,水平桌面受到的压强为7000Pa,把乙取下放在水平桌面上静止不动时,桌面对乙的支持力为多少牛?
分析:这是道力学综合题,主要考查密度与压强知识的综合,此外还涉及到力的平衡,质量与重力关系等知识。该题的突破口可以从密度的概念出发,找出它们之间的知识链:密度——质量——重力——压力——压强。找出这些关系,利用比例式就可求解。
六、 综合法
综合法是一种逆向思维方法,就是从要求的结论或结果入手,分析所求结论或结果所需的条件,题意是否给出,若条件不足,则应先求解条件的不足部分,如此推导,直到与题意所给条件完全联系起来构成一个解题的整体过程。
例6。(中考题)用如下图所示滑轮组提升水中的物体A。若物体的质量为140kg,体积为60dm3,滑轮组的机械效率为80%。求:
(1)物体A在水中被匀速提升时,拉力F是多大?
(2)如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连,而滑轮组所拉绳索能承受的最大拉力为350N,当物体露出水面体积多大时,拉绳会断?
(取10N/kg,滑轮组机械效率不变)
高中单元练习尝试(做后再看答案,效果更好)
1. 小黄假日去图书馆阅览室看书,当馆内大厅的时钟指向3h55min,他离馆,刚到家时,家中的时钟指向4h10min,此时他发现书包忘在阅览室,便以相同速度原路返回去拿,来到图书馆大厅时,厅内时钟已是4h15min,家里的钟是准确的,那么,图书馆大厅的时钟是快还是慢?
2. 小华在假期探望外祖母,他坐火车时发现,每经过铁轨接头处,车身都要振动一次,他还发现,火车进山洞前的一瞬间要鸣笛一次,小华恰好坐车尾,从听到笛声到车尾出洞,小华共数出84次车身振动,所用的时间1min45s,若车身长175m,每节铁轨长12.5m,山洞长度是多少?(