内容正文:
第五板块 跨学科实践专题
第二部分 题型专项复习
一 计算题类型
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跨科学实践专题的内容具有跨学科性和实践性特点,与日常生活、
工程实践及社会热点问题密切相关。同学们在掌握物理基础知识的同时,
应关注物理与数学、化学、生物和语文等其他学科的联系。重视应用其
他学科的知识处理物理问题的能力,发挥数学工具等在物理学发展过程
的作用。
一 计算题类型
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&1& 物理学与工程实践——天工开物
《天工开物》是一部百科全书式的科学巨著。书中全面、系统地记录了我国古代农业和手工业的生产技术,体现了我国古人的劳动智慧。根据相关知识,完成1、2题。
一 计算题类型
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1.(2023·重庆)图甲是《天工开物》里
记载的一种捣谷的舂,“横木穿插碓头,
硬嘴为铁,足踏其末面舂之”。若碓头质
量为 ,不计横木的重力和转动摩擦,
捣谷人双手与扶手之间的作用力为0。
取
(1)求碓头的重力。
解:碓头的重力为 ;
答:碓头的重力为 ;
一 计算题类型
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(2)碓头竖直下落,用时 ,求重力做功的功率。
碓头竖直下落,重力做的功为,重力做功的功率为 ;
答:碓头竖直下落,用时,重力做功的功率为 ;
一 计算题类型
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(3)质量为的捣谷人,左脚与地面的接触面积为,当他右脚在点用最小力踩横木使其刚好转动时,示意图如图乙,已知 ,求人左脚对地面的压强。
一 计算题类型
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根据杠杆的平衡条件可得 ,则捣谷人右脚对横
木的压力为 ;因为力的作用是相互的,则横
木对右脚的支持力 ,捣谷人的重力为
,以捣谷人为研究对象,根据力
的平衡条件可得
,则左脚受到地面的支持力
,
一 计算题类型
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左脚对地面的压力和左脚受到地面的支持力是一对相互作用力,大小相等,
则 ,左脚对地面的压强为
。
答:质量为的捣谷人,左脚对地面的压强为 。
一 计算题类型
2.(2023·泰州模拟)图甲是《天工开
物》中记载古人利用杠杆从水井提水的
情景。现简化成图乙所示模型,轻质杠
杆,支点为, ,
在端用轻绳系着石块,石块质量;在 端用轻绳系着一只
木桶,木桶以及桶内的水总质量 ;水井边站着提水人小明,
小明的质量为,每只鞋子与地面的接触面积为, 取
, 。求:
一 计算题类型
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(1)小明不提绳子静止站在水平地面上时对水平地面的压强。
解:根据物体间力的作用是相互的可知小明对地面的压力等于自身的重力,
即 ,所以小明对地面的压强
;
答:小明不提绳子静止站在水平地面上时对水平地面的压强为
;
一 计算题类型
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(2)小明不提绳子,杠杆水平平衡时,杠杆 端所受拉力的大小。
石块的重力 ,根据杠杆的
平衡条件可知
,杠杆 端所受拉力的拉力
;
答:小明不提绳子,杠杆水平平衡时,杠杆端所受拉力的大小为 ;
一 计算题类型
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(3)木桶在井水中漂浮时、盛水木桶刚离开水面时,两种情况下小明对
绳子作用力的大小。(绳子 始终竖直)
木桶在井水中漂浮时受到的浮力等于重力,小明对绳子作用力的
大小等于 ,方向向下;木桶以及桶内的水总重力
,盛水木桶刚离开水面时,水桶在
竖直向下的重力、杠杆 端向上的拉力和小明向上的拉力的作用下处于
平衡状态,所以小明对绳子向上的拉力
。
答:木桶在井水中漂浮时、盛水木桶刚离开水面时,两种情况下小明对
绳子作用力分别为和 。
一 计算题类型
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&2& 物理学与工程实践——物理学在工程技术方面的应用
3.(2023·无锡)2023年5月13日,“恩平
钻采平台”的安装,创造了我国海上油气平台浮托
安装重量的新纪录。浮托安装类似于运动员挺举过
程,巧妙地利用海上潮汐的自然力进行安装。如图
所示,涨潮时,工程船托运平台组块驶入已经固定在海中的导管架的槽
口,落潮时把平台组块插尖顺势从高位下降安装到导管架接口上。工程
船满载时的排水量为 ,所安装的平台组块质量为
。取
一 计算题类型
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(1)工程船满载航行在海面上时,受到的浮力为多大?
解:工程船满载时的排水量为 ,因为工程船是漂浮的,
所以 ;
答:工程船满载航行在海面上时,受到的浮力为 ;
(2)平台组块所受重力大小为多少?
平台组块所受重力大小为
;
答:平台组块所受重力大小为 ;
一 计算题类型
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(3)若涨潮前,插尖低于接口 ,涨潮时,工程船和平台组块缓慢
向上浮起,使得插尖比接口高 。则在此过程中,工程船对平台组
块竖直向上做功为多少?
工程船对平台组块施加的力等于平台组块的重力,即
;
移动的距离为 ,
工程船对平台组块竖直向上做功为
。
答:工程船对平台组块竖直向上做功为 。
一 计算题类型
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&3&