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押综合题 15:力学综合题
广州中考的力学综合题将作图题、实验探究和计算题综合在一起进行考察,综合性较强,难度较大。本题在中考中,常考查浮力、杠杆、滑轮及机械效率。
秘籍1:怎样解力学中的重要作图问题
1. 无论是作压力的示意图还是判断压力的示意图,主要从以下三个方面考虑:
(1)明确被压的物体;
(2)压力的作用点在被压物体上;
(3)压力的方向与被压物体的表面垂直并指向被压物体。
2. 解杠杆力臂的作图问题,一般的解题步骤如下:
(1)由实物抽象出杠杆模型;
(2)找出杠杆的支点O;
(3)确定动力与阻力的作用点,作出动力与阻力的示意图(注意表示动力与阻力的线段长度),必要时用虚线将力的作用线正向或反向延长;
(4)从支点向力的作用线作垂线,画出垂直符号;
(5)支点到垂足之间的距离就是该力的力臂,并用双向箭头或大括号标出,在附近标上动力臂的符号l1,或阻力臂的符号l2。
【特别提示】力臂是支点到力的作用线的距离,千万不能理解为支点到力的作用点的距离。力臂不一定在杠杆上,如果力的作用线过支点,则该力的力臂为0。
【记忆口诀】一定点,二画线,三作垂线段,四在两端画尖尖
秘籍2:怎样解阿基米德原理的应用问题
(1)阿基米德原理说明了浮力的三要素:浮力作用在浸入液体中的物体上,浮力的方向是竖直向上的,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。
(2)公式F浮=G排=ρ液gV排,其中V排表示物体排开液体的体积。当物体浸没在液体中时,V排=V物; 当物体只有一部分浸入液体中时,V排<V物。
(3) 阿基米德原理也适用于气体, 此时物体排开气体的体积即为物体的体积,即V排=V物, 故计算公式为
F浮=ρ气gV物。
【特别提示】浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状、浸没在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。
秘籍3:怎样解杠杆平衡条件的应用问题
利用杠杆平衡条件解决的问题主要有两类:
(1)根据杠杆平衡条件判断杠杆是否平衡。此类问题需要判断相应力和力臂的乘积是否相等,当F1l1=F2l2时,杠杆平衡;当F1l1>F2l2时,杠杆沿F1方向转动;当F1l1<F2l2时,杠杆沿F2方向转动。
(2)已知杠杆是平衡的,根据杠杆平衡条件计算力或力臂的大小,判断动力的变化。若要计算力或力臂的大小,就要知道另外三个量的大小;若要判断动力的变化,就要先判断动力臂和阻力臂的变化特点。
【特别提示】应用杠杆平衡条件解决问题的一般步骤:①将实物抽象为杠杆模型;②确定支点;③明确动力、阻力的大小和方向,画出力的示意图;④画出动力臂和阻力臂;⑤利用杠杆的平衡条件进行计算或判断。
秘籍4:怎样解有用功、额外功、总功和机械效率的计算问题
(1)有用功的计算方法(以竖直向上提升重物为例)
①定义法:;②;③公式法:
(1)不计绳重,以及绳与滑轮间的摩擦,则有:,
(2)当物体浸在液体中时,则有:,,
【特别提示】当用动滑轮或滑轮组竖直向上提升物体时,克服物体重力做有用功,即,不计绳重及摩擦克服动滑轮重做的功是额外功;当用动滑轮或滑轮组水平拉物体时,克服物体与水平面间的摩擦力做的功为有用功,即;当物体沿斜面上升时,克服物体重力做的功为有用功,即,克服物体与斜面间的摩擦力做的功为额外功,即。解答时应紧扣有用功、总功和额外功的定义,从工作的目的入手分析,弄清做的哪些功是有用功,哪些功是总功,哪些功是额外功,然后根据公式,求解机械效率。
1.(2023·广东广州·中考真题)小明自制的“温度计”中有密度随温度升高而变小的液体。如图1,当该液体温度为19℃时,质量为的小球b悬浮,b标记“19℃”;另外两个小球分别标记“15℃”“23℃”,当小球悬浮时,它标记的温度与液体温度相等。图1、图2、图3中小球a、b、c均静止,忽略小球体积变化,g取10N/kg。
(1)图1中b悬浮。
①在方框中画出b的受力示意图(用“·”表示b);
②求此时b受到的浮力;
③此时液体密度为,求b排开液体的体积。
(2)图2中b漂浮。
①此时b所受浮力 图1中b所受浮力(选填“大于”“等于”“小于”);
②此时液体温度 19℃(选填“高于”“等于”“低于”);
③小球c对应标记 (选填“15℃”“23℃”)。
(3)图3中液体温度的范围可能是 。
A.14℃以下 B.16℃~18℃ C.20℃~22℃ D.24℃以上
(4)液体温度在15℃~23℃范围内,b在液体中静止时所受浮力与液体温度关系的图像可能正确的是(b不接触其他小球) 。
2.(2023·广东广州·中考