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如圖是我國新研制的月球探測(cè)器（簡稱“月球車”）樣機(jī)．其造型奇特，功能強(qiáng)大．

（1）寬大的雙翼是太陽能帆板，能將                  能轉(zhuǎn)化為     　　   能，為它提供源源不斷的動(dòng)力；月球表面的溫度變化完全由陽光照射決定．月球表面白天溫度可達(dá)150℃，而夜間會(huì)降至－180℃．這是因?yàn)槠浔砻媸撬绍浀纳车兀�沙子的比熱�?u>            （填“較大”或“較小”）．

（2）不怕冷熱、輕巧敏捷的月球車裝有“巖芯取樣器”,能對(duì)月面巖石進(jìn)行研磨并取回研究．你認(rèn)為制作月球車的材料應(yīng)具備哪些物理屬性？（寫出兩點(diǎn)）

①                                  ；

②                                  ．

（3）裝配有表面凹凸很深的六只輪子狀的“大腳”更使它具有翻山越嶺、萬向行走的能力．最快行進(jìn)時(shí)一分鐘可達(dá)3m的路程，合       km／h．用學(xué)過的物理知識(shí)解釋“大腳”這樣設(shè)計(jì)的原理．

①                                                     ；

②                                                     。

（4）目前人類發(fā)射的探測(cè)器已飛出了太陽系，正向更遠(yuǎn)的太空飛去。如果探測(cè)器所受外力全部消失，那么探測(cè)器將（    ）

 A．沿原來路徑返回地球  B．沿原方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)

     C．立刻靜止            D．沿原方向做減速直線運(yùn)動(dòng)

力學(xué)綜合計(jì)算題分類例析

綜觀歷年各省市中考題，不難發(fā)現(xiàn)，力學(xué)計(jì)算大多以綜合題的形式出現(xiàn)，單獨(dú)用一個(gè)知識(shí)點(diǎn)只對(duì)某一個(gè)物理量（如密度、壓強(qiáng)等）進(jìn)行求解的力學(xué)計(jì)算題已很少見了，絕大部分力學(xué)的計(jì)算題都有一定的綜合性。綜合題的優(yōu)點(diǎn)是：一方面能考查學(xué)生分析、理解和推理的思維能力，另一方面考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和知識(shí)遷移能力。這完全符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和目標(biāo)，所以這種題型在今后的中考中仍將占有很重要的位置。本專題從以下幾個(gè)方面對(duì)這類計(jì)算題進(jìn)行分析探究。以指導(dǎo)同學(xué)們解題時(shí)抓住要點(diǎn)，一舉突破。

一.思路和方法

1.讀懂題意或圖示，明確已知量和所求量。

有些新題型會(huì)出現(xiàn)一些新名詞或概念，有的已知條件比較隱蔽，應(yīng)該努力挖掘出對(duì)解題有用的信息。

2.分析研究對(duì)象所處的狀態(tài)或物理過程，找出已知量和未知量之間的聯(lián)系。

為了幫助分析，通常對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析并畫出受力圖，確定哪些力構(gòu)成平衡力，根據(jù)平衡條件建立平衡方程式，這是很關(guān)鍵的一步。

3.明確題目所描述的對(duì)象和過程涉及到哪些知識(shí)點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)墓�式或�?guī)律進(jìn)行計(jì)算。

①求壓強(qiáng)時(shí)可用，兩個(gè)公式進(jìn)行求解。但后一個(gè)公式一般用來求解液體壓強(qiáng)，只有豎直放置的柱體對(duì)支承面產(chǎn)生壓強(qiáng)，才能用來解。

②計(jì)算浮力的方法有很多：（1）阿基米德原理；（2）彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)浮力（G與F分別為物體在空氣中稱和在液體中稱時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)）；（3）平衡法：物體處于漂浮或懸浮；（4）壓力差法：。根據(jù)已知條件和研究對(duì)象所處的狀態(tài)選擇適當(dāng)?shù)墓�式求浮力�?/p>

③求滑輪組的機(jī)械效率也有兩個(gè)公式：和。當(dāng)滑輪組豎直提升物體時(shí)就用前者，當(dāng)滑輪組水平拉物體時(shí)就用后者。

4.驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果

對(duì)答案進(jìn)行檢驗(yàn)，看過程有無錯(cuò)誤，看結(jié)果是否符合實(shí)際。

二.熱點(diǎn)問題歸類

熱點(diǎn)一：密度、壓強(qiáng)和浮力的綜合。

例1.某電梯公寓樓約40m，完成此建筑物需要澆鑄鋼筋混凝土，還需要使用其他建筑材料，混凝土密度為，取。求：（1）已知自來水的密度為，若要從地面向樓頂提供自來水，加壓設(shè)備至少需要給施加多大的壓強(qiáng)？（不考慮大氣壓強(qiáng)）

（2）測(cè)量表明，該樓的地基所承受的壓強(qiáng)不得超過，若地基與地面的接觸面積為，則此大樓另外添加的裝飾材料、各種設(shè)備等物資及進(jìn)入大樓的人員的總質(zhì)量不得超過多少？

解析：這是一道密度和壓強(qiáng)的綜合題，根據(jù)公式。（1）小題立即解決。（2）小題中要求質(zhì)量，則可以先求出最大重力，然后求出最大質(zhì)量，最后減去已有的質(zhì)量即可，具體解法如下：

（1）

（2）設(shè)混凝土、其他建筑材料和其余部分的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，總重量為G

當(dāng)m3最大時(shí)，G最大，大樓對(duì)地基的壓力F最大，地基所承受的壓強(qiáng)達(dá)到最大值。

所以

所以

例2.去年南京市對(duì)大明湖進(jìn)行了首次換水清淤，換水后大明湖水清澈見底，魚兒歡暢。愛湖小分隊(duì)的同學(xué)準(zhǔn)備利用自己掌握的科學(xué)知識(shí)對(duì)湖水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。他們通過調(diào)查，了解到大明湖周邊主要污染源很容易導(dǎo)致湖水密度變大，而密度達(dá)到的水域就不適宜湖里魚類生存，他們就想到做一個(gè)簡易的密度計(jì)來監(jiān)控湖水密度。為此找來一根長為1.2m粗細(xì)均勻的木條，在底端嵌入適量重物，使其能直立漂浮水中，做好相應(yīng)的標(biāo)記后就可以監(jiān)測(cè)湖水的密度了，測(cè)量得該簡易密度計(jì)的總質(zhì)量為0.5kg。（g取10N/kg）

（1）先將該木條放入足夠深的清水中，測(cè)得木條露出水面0.2m，在水面處畫上白線，請(qǐng)計(jì)算此時(shí)木條底端受到的水的壓強(qiáng)及木條受到的浮力。

（2）請(qǐng)通過計(jì)算說明應(yīng)在木條的什么位置畫上表示污水密度達(dá)到時(shí)的紅線，以監(jiān)測(cè)湖水密度是否超標(biāo)。

解析：此題是一道運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的好題，綜合的知識(shí)有壓強(qiáng)、浮力和二力平衡等。（1）木條底端受到水的壓強(qiáng)可直接用來求；又因木條處于漂浮狀態(tài)，故可用二力平衡法求浮力。

由于木條處于漂浮狀態(tài)，所以：

（2）此題實(shí)際上是求木條浸入污水的深度h，要求深度必先求，因?yàn)椋�可通過浮力算出。又因木條的橫截面積S未知，深度h似乎無法求出，但我們要善于利用（1）小題的條件，找到兩者的相同之處，即在清水中和污水中都處于漂浮狀態(tài)，兩者受到的浮力相等，所以

，即，所以：

熱點(diǎn)二：速度、功率和效率的綜合

例3.如圖1所示，物體重20N，在拉力F的作用下，以0.5m/s的速度沿水平方向勻速運(yùn)動(dòng)，物體與地面的摩擦力是物重的0.2倍，求：

（1）不記滑輪、繩重和滑輪組的摩擦，拉力的大小及拉力的功率。

（2）若拉力為2.5N，該滑輪組的機(jī)械效率。

圖1

解析：在不計(jì)摩擦的情況下，可直接用滑輪組省力公式求拉力，不過不是，而應(yīng)該是（是物體A與地面的摩擦）。因?yàn)閷?duì)物體的拉力不是等于物體的重量，而是等于地面對(duì)物體的摩擦力。相應(yīng)地，求這種水平裝置的滑輪組的機(jī)械效率的計(jì)算公式也應(yīng)該是，而不是。拉力的功率可進(jìn)行如下推導(dǎo)：

（1）拉力的大小：

拉力的功率：

（2）

熱點(diǎn)三：壓強(qiáng)或浮力與杠桿類相結(jié)合的綜合題

例4.圖2是小明設(shè)計(jì)的一個(gè)用水槽來儲(chǔ)存二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB（B為浮球的中心）能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，倒“T”形閥門C底部為厚度不計(jì)的橡膠片，上部為不計(jì)粗細(xì)的直桿，進(jìn)水口的橫截面積為4cm2，浮球的體積為100cm3，OB是OA長度的6倍，AB桿左端壓在閥門C上，閥門C堵住進(jìn)水口時(shí)，AB桿水平，浮球頂部和溢水口相平，不考慮閥門C、橫桿AB及浮球受到的重力。（）求：

（1）浮球浸沒時(shí)，浮球受到的浮力多大？A端受力多大？

（2）為了防止水從溢水口溢出，水槽中的水面與溢水口的高度差不能超過多少？

圖2

解析：本題又是一道力學(xué)綜合題，描述的物理情境較為復(fù)雜，所以分析審題是關(guān)鍵，尤其是要把這個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖看懂，搞清楚它的工作過程和原理，解題過程如下：

（1）當(dāng)球全部浸沒水中時(shí)：

橫桿B端受力等于浮球所受浮力，即：

運(yùn)用杠桿平衡條件：

，因?yàn)?/p>

所以A端受力為：

（2）水恰能從溢水口流出時(shí)水槽中的水面距溢水口的高度差是允許的最大值。此時(shí)，浮球全部浸沒，閥門C受到水槽中的水向上的壓力和水箱中水向下的壓力及浮球浸沒時(shí)杠桿A端對(duì)閥門C向下的壓力相互平衡，即：

                                         ①

設(shè)水槽中的水面距閥門C底部橡膠片的高度為H，溢水口到閥門C底部橡膠片的高度為h，則：

                                             ②

                                              ③

把②③式代入①中，有

整理得：

“物體有慣性，慣性物屬性；大小看質(zhì)量，不論動(dòng)與靜”。利用這個(gè)順口溜可幫助同學(xué)們理解慣性。

1. 慣性是一種性質(zhì)而不是力，它是物體本身的一種屬性。

我們?cè)诮忉寫T性現(xiàn)象時(shí)，不能出現(xiàn)下列詞語：“慣性力”、“受到慣性”、“慣性作用”，可以說“由于慣性”、“具有慣性”。

2. 慣性的大小只與質(zhì)量大小有關(guān)，與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小無關(guān)。

例1. 一輛足夠長的表面光滑的平板車上靜止著兩個(gè)物體，隨車一起在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然靜止時(shí)，這兩個(gè)物體在車上（不考慮空氣阻力）（    ）

A. 一定不相碰

B. 一定相碰

C. 若兩物體質(zhì)量相等，一定相碰

D. 若兩物體質(zhì)量不相等，一定不相碰

解析：慣性是指物體保持原來運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的性質(zhì)。題目中已知兩物體放在表面光滑的平板車上隨車一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這就告訴我們兩點(diǎn)：一是物體在水平方向上不受任何力的作用；二是物體的運(yùn)動(dòng)情況（速度大小和方向）相同。當(dāng)平板車突然停止時(shí)，由于兩物體都不受外力作用，所以運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都不發(fā)生改變，由于慣性，都將保持原來的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，而物體質(zhì)量的大小僅僅表示物體慣性的大小，即表示改變其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的難易程度。既然物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不發(fā)生改變，質(zhì)量在這里就沒有作用，故兩物體在車上是不會(huì)相碰的。故選A。

3. 力減小不等于速度減小

例2. 用水平拉力拉著小車在光滑的水平面上向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)拉力逐漸減小時(shí)，小車的速度將（    ）

A. 逐漸減小             B. 逐漸增大

C. 速度不變             D. 無法確定

解析：力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是使物體運(yùn)動(dòng)的原因。物體在水平方向受到拉力，有拉力時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)速度不斷增加。在拉力逐漸減小的過程中，只要拉力大小不為零，物體的運(yùn)動(dòng)速度就將不斷增加。故選B。

4. 流體慣性的比較

例3. 如圖所示，在水平放置的密閉玻璃管中間有一個(gè)空氣泡，當(dāng)用手將玻璃管突然向左推時(shí)，空氣泡將_________。

解析：玻璃管內(nèi)的水和氣泡內(nèi)所充的空氣都具有慣性，但管內(nèi)水的質(zhì)量遠(yuǎn)大于氣泡內(nèi)空氣的質(zhì)量，因此管內(nèi)的水的慣性遠(yuǎn)大于氣泡內(nèi)空氣的慣性。當(dāng)用手將玻璃管突然向左推時(shí)，管內(nèi)的水和空氣由于慣性仍要保持原來的靜止?fàn)顟B(tài)，相對(duì)玻璃管來說，水向管的右方運(yùn)動(dòng)，在水的擠壓作用下，氣泡將向管的左方運(yùn)動(dòng)。故應(yīng)填“向左運(yùn)動(dòng)”。

如圖是我國新研制的月球探測(cè)器（簡稱“月球車”）樣機(jī).其造型奇特，功能強(qiáng)大．

(1)寬大的雙翼是太陽能帆板，能將　　　　　 能轉(zhuǎn)化為 　　 能，為它提供源源不斷的動(dòng)力；月球表面的溫度變化完全由陽光照射決定．月球表面白天溫度可達(dá)150℃，而夜間會(huì)降至－180℃.這是因?yàn)槠浔砻媸撬绍浀纳车兀�沙子的比熱�?u> 　（填“較大”或“較小”）．

(2)不怕冷熱、輕巧敏捷的月球車裝有“巖芯取樣器”,能對(duì)月面巖石進(jìn)行研磨并取回研究.你認(rèn)為制作月球車的材料應(yīng)具備哪些物理屬性？（寫出兩點(diǎn)）

① 　；② 　．

(3)裝配有表面凹凸很深的六只輪子狀的“大腳”更使它具有翻山越嶺、萬向行走的能力．

最快行進(jìn)時(shí)一分鐘可達(dá)3m的路程，合 km／h．用學(xué)過的物理知識(shí)解釋“大腳”這樣設(shè)計(jì)的原理.

①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）目前人類發(fā)射的探測(cè)器已飛出了太陽系，正向更遠(yuǎn)的太空飛去。如果探測(cè)器所受外力全部消失，那么探測(cè)器將:　　

A．沿原來路徑返回地球; B．沿原方向做勻速直線運(yùn)動(dòng);

C．立刻靜止; 　　　　　　 D．沿原方向做減速直線運(yùn)動(dòng).