初三物理教学第5讲教师版

5力学综合突破及易错概念 模块一:力学易错概念(1) 力学的基本概念辨析:例题1,2,3,4,5,6 提高班拓展1,2;尖子班拓展1,2;老师们, 到了中考冲刺的阶段了, 为了方便大家上课, 春季班第二轮复习课讲义中的题目比较多, 除了对以往的讲义按知识点进行了分类, 还把所对应的题目重点考察的知识点内容做出了说明.在题目编排上, 例题部份题目数量减少, 便于大家上课时可以讲完, 更多的相关题目在思维拓展训练中, 老师们要根据学生的状况有目的地来选择, 从而提高学生们的成绩. 祝老师们使用讲义愉快, 欢迎给出宝贵的意见! 谢谢!例题精讲 力学易错题:【例1】 下列说法正确的是()A. 在湖中划船时, 使船前进的的动力是水直接对船的推力B. 受摩擦力的作用的两个表面一定受压力作用C. 摩擦力一定与物体运动方向相反D. 高速行驶的火车不容易停下来, 说明速度越大惯性越大E. 如果一个物体不受任何外力的情况下, 一定在水平方向的匀速直线运动或静止状态F. 人在水平地面上匀速步行前进时, 只受到向前的摩擦力G. 把装在盆里的水泼出去, 这是利用了盆的惯性H. 将锤柄在石墩上撞击几下, 松动的锤头就紧套在锤柄上, 这是利用了锤头的惯性I. 刘翔冲过终点线后, 还得向前运动一段距离, 这是由于在惯性的作用下, 才使刘翔继续向前运动J. 在太空中, 浸在液体中的物体也会受到浮力K. 人沿竖直方向匀速向上爬杆过程中受到的摩擦力, 可能要比从杆上滑下时的摩擦力小L. 人在太空中不会受到重力作用, 所以也不会受到地球对人的吸引力 M. 重1牛的水可以产生100牛的压力N. 重1牛的水可以产生100牛的浮力【答案】 BHKMN【例2】 在光滑的水平面上有一个重为200 N的小车, 以1m/s的速度延水平方向匀速前进, 维持它运动所需要力的大小是( )A. 100N B. 50N C. 200ND. 0N【答案】 D【例3】 一足球运动员用50N的力, 用脚把足球踢出100m, 则运动员对足球做的功( )A. 100J B. 50J C. 5000JD. 无法计算【答案】 D【例4】 小洪站在地上沿竖直方向向下拉一挂在天花板上的弹簧测力计拉环(弹簧测力计在平常使用状况下已经调零), 弹簧测力计的示数为100N, 小洪的体重为600N,小洪对地面的压力可能为 . A. 500N B. 505NC. 495ND. 605N【答案】 B (弹簧测力计的重力要考虑)【例5】 一个物体受到同一直线上两个力F1和F2的作用, 它们的合力为F, 则( )A. 如果F1 F2, 那么F的方向总是跟较大的那个力相同B. 如果F1= F2, 那么F=0 C. 如果F1 F2, 那么F= F1F2 D. F总大于F1和 F2的任意一个【答案】 A【例6】 将图中边长为20 cm的正方体物块A, 浸在50cm深的水中静止时.如果物块A的上表面距水面的距离为5 cm, 则(g取10 N/kg)AA. 物块A在水中可能下沉B. 物块A在水中可能漂浮或悬浮C. 物块A在水中一定悬浮, 所受浮力为80 ND. 物块A在水中只能漂浮, 所受浮力为60 N 【答案】 B(2010东城期末统考题)模块二:力学综合(1) 浮力小综合:例题7,8 提高班拓展3;尖子班拓展3;(2) 简单机械与压强小综合: 例题9例题精讲浮力小综合:【例7】 爱好科技的小刚自己制作了一条小木船, 船上带有金属船锚, 船舷上表明了三种情况的排水量.(1)将锚放在船舱里, 当船静止在水槽中时观察对应的排水量为;(2)用细线拴住船锚, 悬挂在船下方的水中且完全浸没, 观察对应的排水量为, 此时水槽中的水面将 ;(选填“升高”、“降低”或“不变”).(3)把细线放得更长些, 直至线松了, 锚沉在盆底, 记下此时对应的排水量为于是利用这些排水量测出了船锚的密度.则锚的密度 .【答案】 不变; 水(2013大兴一模)解析:该过程类似一个3h过程, 排水量对应船体排开水的质量.【例8】 圆柱形容器中装有适量的水, 将木块A放入水中静止时, 有的体积露出水面,如图甲所示,此时水对容器底部的压强增加了300Pa.若将木块A挂在轻质杠杆左端B点,且A的部分体积浸入水中,在杠杆C点悬挂重物G使杠杆水平平衡, 如图乙所示, 此时水对容器底部的压强比木块A漂浮时减少了100Pa.若将容器中的水换成另一种液体,使木块A露出液面部分与乙图相同,移动重物G到D点时,杠杆水平平衡,如图丙所示.若OCOD1013.则这种液体的密度为_kg/m3.【答案】 0.85103 (2012西城一模)解析:假设容器底面积是S, 由甲图,物体A放入容器中, 水对容器底面地 压强增大了300 Pa,物体A受到的重力大小为GA=300 PaS; 由乙图可以知道, 水对容器底部的压强比木块A漂浮时减少了100Pa, 可以知道杠杆B端的拉力是FB=100 PaS, 物体A 受到浮力为F浮=200 PaS,由杠杆平衡条件可以知道:FBOB=GOC.当换成另外一种液体, (GAF浮) OB=GOD.联立等式,可以=, F浮 =170 PaS;在水中和液体中, 物体A排开水和液体的体积一样, 所以= =, 可以求出液体的密度为=0.85103 kg/m3;简单机械:【例9】 如图所示, 是小明利用器械提升重物的示意图.当小明自由站在水平地面上时,对地面的压强P0=2104Pa;当在动滑轮下挂一个与小明重力相同的物体甲时,他用力匀速举起杠杆的A端, 使杠杆在水平位置平衡时, 小明对地面的压强P1=4.5104Pa, 此时滑轮组的机械效率为1;当在动滑轮下挂1200N重物乙时,他用力匀速举起杠杆的A端, 使杠杆在水平位置平衡时, 小明对地面的压强P2=5.5104Pa, 此时滑轮组的机械效率为2;已知杠杆OAOB12(杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计, g取10N/kg)求:(1)小明的质量m人(2)【答案】 (1) 80 (2)14:15(2013平谷一模)小明自由站在水平地面上, 对小明受力分析如图1所示.提重物甲时, 对小明、杠杆、动滑轮和甲物体受力分析如图2、3、4所示.图3N1图2G人FA1N0G人图1FA1BAOFB1图42 FB2G动G甲提重物乙时, 对小明、杠杆、动滑轮和乙物体受力分析如图5、6、7所示.N2图5G人FA2FA2BAOFB2图6图7 2 FB2G动G乙(1)(1分)由图4可知 2FB1= G动G甲由图3可知 FA1OA= FB1OB FA1=2 FB1=2 FB1 由图2可知N1= FA1G人= G动G甲G人(2)(1分)由图7可知 2FB2= G动G乙由图6可知 FA2OA= FB2OB FA2=FA2=2 FB2=2 FB2由图5可知N2= FA2G人= G动G乙G人(3)(1分)由方程(1)(2)(3)解得G人= G甲= 800 NG动=200 N (1分) (1分) (1分)模块三:力学压轴题(1) 组合机械与浮力图像题目:例题10 (2) 杠杆,滑轮,浮力综合题: 例题11提高班拓展4尖子班拓展4，5【例10】 图甲是某科研小组设计从井底打捞物体A的装置示意图.图中虚线框里是滑轮组(未画出), 滑轮组绳子的自由端H由电动机拉动.该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成.悬挂机构由支架AD和杠杆CB构成,CO:OB=4:1.配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端, 其质量mE=200kg.安装在杠杆C端的提升装置由支架、定滑轮K、动滑轮M及电动机Q构成.其中支架和电动机Q的质量mQ=6.2kg,定滑轮K和动滑轮M的质量均为mK.可利用遥控电动机拉动绳子,通过滑轮组提升物体.物体A完全在水中匀速上升的过程中,电动机Q的功率P1为60w, 绳子自由端H的拉力F1为20N, 物体A上升速度大小为v1, 地面对配重E的支持力为N1,滑轮组的机械效率为1;物体A全部露出水面匀速竖直上升的过程中, 电动机Q的功率为P2, 绳子自由端H的拉力为F2, 物体A上升速度大小为v2, 地面对配重E的支持力为N2, 滑轮组的机械效率2为95%;滑轮组提升物体A的过程中,杠杆CB在水平位置保持平衡.物体A上升的速度在水中以及完全出水后随时间的变化如图乙所示.已知N1 =6N2.细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体A的阻力均忽略不计, g取10N/kg.求:(1)动滑轮M的质量mK;(2)物体A全部露出水面匀速上升时电动机的功率P2;(3)物体A的密度【答案】 (1)1.8kg;(2)216w(3)1.14103kg/m3(2013怀柔一模)图4N1GE图3BCFB1FC1O图23F1GQ +GM图1GMGAMF浮解:出水前:物体A和动滑轮M;定滑轮K及与电动机Q;杠杆BC;配重E受力分析如图1、2、3、4.出水后:物体A和动滑轮M;定滑轮K及与电动机Q;杠杆BC;配重E受力分析如图5、6、7、8.图7BCFB2FC2O图63F2GQ +GM图5GMGAM图8N2GE(1分)(1)由物体A完全在水中匀速上升时, 绳子H端的拉力为F1, H端上升速度如图25乙所示. (1分)在水中时, =FC1 , =FB 1, FC1CO= FB1 OB =3F1+ GQ+GKFB1=(3F1+ GQ+GK) 出水后, (1分)由和得:解得:GK=18N, mK=1.8kg (1分) (2) P2=F23v2=2018N0.6m/s=216w (1分)(3)【例11】 如图19所示，杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在竖直平面内转动，BC=0.2m. 细绳的一端系在杠杆的A端，另一端绕过动滑轮固定在天花板上，物体E挂在动滑轮的挂钩上. 浸没在水中的物体H通过细绳挂在杠杆的D端，与杠杆D端固定连接的水平圆盘的上表面受到的压力为F. 已知，动滑轮的质量为mD=1kg，物体H的密度，AD=0.8m，CD=0.2m，杠杆、圆盘、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N/kg. 为使杠杆AD保持水平平衡，求:（1） 物体E的最小质量m;（2） 物体H的最小体积V. 【答案】 (1)13kg;(2)110-3m3(2013年北京中考)解析:由可知，当时，受力分析如图1所示，则有: 当时，受力分析如图2所示，则有: 由可得:代入数据可得: 因此物体E的最小质量: 物体H的最小体积:思维拓展训练(选讲)提高班【拓展1】 小明站在水平地面上静止不动时, 对地面的压强为10000Pa, 他一只脚的面积是250cm2 , 则小明的体重是 (g=10N/kg)【答案】 500N【拓展2】 如图所示, 一个重为10 N的实心金属块, 挂在弹簧秤下并浸入水中(弹簧秤未画出), 当金属块的体积的1/3浸入水中静止时, 弹簧秤的示数为8牛, 当把金属块全部浸入水中并碰到杯底时, 弹簧秤的示数( )A. 可能是2 N B. 可能是6 N C. 可能是8 N D. 以上答案均错【答案】 A【拓展3】 盛有液体的圆柱形容器置于水平桌面上, 如图甲所示, 容器对桌面的压力为N1, 容器对桌面的压强为P1;用细线拴一金属球, 将金属球浸没在液体中, 如图7乙所示, 容器对桌面的压强为P2;将细线剪断, 金属球沉到容器底部, 如图7丙所示, 金属球对容器底部的压力为N3.P1:P2=5:6, N1:N3=5:9, 液体的密度是0.9g/cm3, g取10N/kg. 则金属球的密度为 g/cm3 .甲 乙 丙【答案】 9(2013丰台一模)解析:G 为盛有液体的圆柱形容器的总重力, N1= G;由P1:P2=5:6, 可以知道物体的浮力大小为F浮=0.2G; 由丙图可以知道, 金属球的重力G球=F浮+N3, 由N1:N3=5:9可以知道, N3=1.8G, 所以G球=2G;通过浮力与重力的关系可以求出金属球的密度为:9g/cm3【拓展4】 图甲是某中学科技小组设计的打捞水池中物体出水面的装置示意图. BOE为一轻质杆，在其两端分别固定着以OB和OE为半径的两段圆弧形的凹槽ABC和DEF，支点O为这两段圆弧形凹槽对应的圆心. 轻质绳G和H分别固定在圆弧形凹槽ABC的A点和DEF的D点，杆BOE旋转时细绳总能在凹槽中，绳G和H拉力的力臂始终保持不变. 固定在水平地面上的电动机M可以通过拉动绳子H带动杠杆和滑轮组将水池中物体捞出水面. 电动机M的质量m为52.5kg. 电动机M用力拉动绳子H使柱形物体K始终以速度v匀速上升. 物体K浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为1，电动机M对地面的压强为P1;物体K全部露出水面匀速竖直上升的过程中，滑轮组的机械效率为2，电动机M对地面的压强为P2;电动机M对地面的压强随时间变化的图象如图乙所示. 已知物体K的底面积S=0.1m2，高h=0.2m， OBOE=34，122728. 细绳和杠杆的质量、滑轮及杠杆与轴的摩擦、细绳和凹槽的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，K出水前后水面高度的变化忽略不计，g取10N/kg. 求:(1)物体K完全浸没时受到的浮力;(2)动滑轮的质量; (3)若用该装置以同样速度打捞质量为120kg的物体K，求K全部露出水面后，电动机M拉动绳H的功率. 甲D电动机MKAOBEGFCH乙0. 5p/104Pa1. 01. 52. 00t/s1020515252. 5【答案】 (2013海淀一模)(1)(2)物体K浸没在水中匀速上升时，以物体K和动滑轮的整体为研究对象，受力分析图如答图1甲所示;电动机M的受力分析图如答图1乙所示;杠杆两端的受力分析图如答图1丙所示. 3F1F浮GK+G动N1T1mg 丙AOBEF1FCDT1 甲乙 答图1， ， ，物体K全部露出水面匀速上升时，以物体K和动滑轮的整体为研究对象，受力分析图如答图2甲所示;电动机M的受力分析图如答图2乙所示;杠杆两端的受力分析图如答图2丙所示. 丙AOBEF2FCDT2N2T2mg乙3F2GK+G动甲 答图2， ， ， 分析题图乙，在0-5s的时间里，p1=2.1104Pa;在15-20的时间里p2=1.8104Pa. (1分)解得: (1分)(3)分析题图乙，在5-15s的时间里，物体K从上表面开始接触水面到下表面离开水面. 由于K出水前后水面高度的变化忽略不计:， (1分)K全部露出水面后，电动机M的拉力由几何关系， (1分)尖子班【拓展1】 某物体重为0.5 N, 把它放入盛有水的烧杯中, 溢出重为0.3 N的水, 则它受到的浮力( ) A. 一定为0.3 N B. 可能为0.2 N C. 一定为0.5 N D. 可能为0.4 N【答案】 D【拓展2】 如图所示, 一个重为10 N的实心金属块, 挂在弹簧秤下并浸入水中(弹簧秤未画出), 当金属块的体积的1/3浸入水中静止时, 弹簧秤的示数为8牛, 当把金属块全部浸入水中并碰到杯底时, 弹簧秤的示数( )A. 可能是2 N B. 可能是6 N C. 可能是8 N D. 以上答案均错【答案】 A【拓展3】 盛有液体的圆柱形容器置于水平桌面上, 如图甲所示, 容器对桌面的压力为N1, 容器对桌面的压强为P1;用细线拴一金属球, 将金属球浸没在液体中, 如图7乙所示, 容器对桌面的压强为P2;将细线剪断, 金属球沉到容器底部, 如图7丙所示, 金属球对容器底部的压力为N3.P1:P2=5:6, N1:N3=5:9, 液体的密度是0.9g/cm3, g取10N/kg. 则金属球的密度为 g/cm3 .甲 乙 丙【答案】 9(2013丰台一模)解析:G 为盛有液体的圆柱形容器的总重力, N1= G;由P1:P2=5:6, 可以知道物体的浮力大小为F浮=0.2G; 由丙图可以知道, 金属球的重力G球=F浮+N3, 由N1:N3=5:9可以知道, N3=1.8G, 所以G球=2G;通过浮力与重力的关系可以求出金属球的密度为:9g/cm3【拓展4】 如图甲所示是一个装置示意图, 正方体A作为配重使用, 保证杠杆EOF始终在水平位置平衡.某同学用这个装置和一个圆柱形密闭容器D提取水中的圆柱体B;该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端, 手拉绳的功率和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图乙所示;在提升全过程中, 密闭容器D上升速度始终保持不变, 配重A始终没有离开地面, 每个滑轮的质量都相等.已知密闭容器D的底面积为SD=1.210-2m2,质量为mD=3kg;正方体A单独放在水平地面上, 对地面的压强为p0=3104Pa,密闭容器D未被提出水面匀速上升和完全提出水面后匀速上升, A对地面的压强分别为p1=2.1104 Pa, p2=1.3104 Pa.(不计绳的重力, 滑轮与轴的摩擦及水的阻力,不考虑水面高度变化, g取10N/kg)求:(1)密闭容器D浸没在水中时所受的浮力;(2)动滑轮受到的重力G0;(3)圆柱体B受到的重力;(4)密闭容器D完全提出水面后, 滑轮组提升圆柱体B的机械效率.(百分号前保留整数)乙0123456h/m3691215P/WOEFDBA甲【答案】 (1)120N;(2)10N;(3)200N(4)83%(2013昌平二模)(1)由图像可得hD=1mVD=SDhD=1.210-2m21m=1.210-2m3F浮=水gVD=1103kg/m310N/kg1.210-2m3=120N (1分)(2)由图像可得P1=6W, P2=12W当D在水中匀速上升时, 动滑轮及物体B和D整体、杠杆、定滑轮的受力分析FF1FE1FEO2G0FF1=FF14F1GDG03F1F浮GB图(1)图(2)图(3)当D在空气中匀速上升时, 动滑轮及物体B和D整体、杠杆、定滑轮的受力分析图(4)图(5)图(6)GDG03F2GBFF2FE2FEO2G0FF2=FF24F2(1分)物体A单独在地面、D在水中、D在空气中的受力分析:FE1FE1N1GAFE2FE2N2GAN0GA图(7)图(8)图(9); 由式得3F1+ F浮=3F2再由, F浮=120N及上式可解得F1=40N F2=80N (1分)由式可得再由及上式可得代入数据解得:G0=10N (1分)(3)GD=mDg=3kg10N/kg=30N将G0=10N, GD=30N, F2=80N代入式解得GB=200N (1分)(4)【拓展5】 图甲是某中学科技小组设计的打捞水池中物体出水面的装置示意图. BOE为一轻质杆，在其两端分别固定着以OB和OE为半径的两段圆弧形的凹槽ABC和DEF，支点O为这两段圆弧形凹槽对应的圆心. 轻质绳G和H分别固定在圆弧形凹槽ABC的A点和DEF的D点，杆BOE旋转时细绳总能在凹槽中，绳G和H拉力的力臂始终保持不变. 固定在水平地面上的电动机M可以通过拉动绳子H带动杠杆和滑轮组将水池中物体捞出水面. 电动机M的质量m为52.5kg. 电动机M用力拉动绳子H使柱形物体K始终以速度v匀速上升. 物体K浸没在水中匀速上升的过程中，滑轮组的机械效率为1，电动机M对地面的压强为P1;物体K全部露出水面匀速竖直上升的过程中，滑轮组的机械效率为2，电动机M对地面的压强为P2;电动机M对地面的压强随时间变化的图象如图乙所示. 已知物体K的底面积S=0.1m2，高h=0.2m， OBOE=34，122728. 细绳和杠杆的质量、滑轮及杠杆与轴的摩擦、细绳和凹槽的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，K出水前后水面高度的变化忽略不计，g取10N/kg. 求:(1)物体K完全浸没时受到的浮力;(2)动滑轮的质量; (3)若用该装置以同样速度打捞质量为120kg的物体K，求K全部露出水面后，电动机M拉动绳H的功率. 甲D电动机MKAOBEGFCH乙0. 5p/104Pa1. 01. 52. 00t/s1020515252. 5【答案】 (2013海淀一模)(1)(2)物体K浸没在水中匀速上升时，以物体K和动滑轮的整体为研究对象，受力分析图如答图1甲所示;电动机M的受力分析图如答图1乙所示;杠杆两端的受力分析图如答图1丙所示. 3F1F浮GK+G动N1T1mg 丙AOBEF1FCDT1 甲乙 答图1， ， ，物体K全部露出水面匀速上升时，以物体K和动滑轮的整体为研究对象，受力分析图如答图2甲所示;电动机M的受力分析图如答图2乙所示;杠杆两端的受力分析图如答图2丙所示. 丙AOBEF2FCDT2N2T2mg乙3F2GK+G动甲 答图2， ， ， 分析题图乙，在0-5s的时间里，p1=2.1104Pa;在15-20的时间里p2=1.8104Pa. (1分)解得: (1分)(3)分析题图乙，在5-15s的时间里，物体K从上表面开始接触水面到下表面离开水面. 由于K出水前后水面高度的变化忽略不计:， (1分)K全部露出水面后，电动机M的拉力由几何关系， 【练1】 小刚把空箱子放在磅秤上, 磅秤的示数为1kg. 箱中装入物品后, 他用120N的力竖直向上提箱子, 箱子没有被提起来, 此时磅秤的示数为9kg. 装在箱子中的物品的质量是_kg.(g取10N/kg)【答案】 20【练2】 (多选)下列说法中正确的是() A. 物体受到平衡力作用时, 一定处于静止状态B. 物体处于静止状态时, 一定受到平衡力作用 C. 物体所受合力为零时, 可能处于静止状态 D. 物体处于匀速运动状态时, 所受合力一定不为零【答案】 BC【练3】 (2012平谷一模.多选)下列说法中正确的是() A. 踢出去的足球虽然会继续运动, 但它会停下来, 说明物体的运动必须有力维持B. 跳远运动员助跑可以提高成绩, 是利用了身体的惯性C. 男孩水平用力推车但没推动, 此时他的推力小于车受的阻力D. 跳高运动员跳高,离开地面向上运动过程中, 动能减小, 势能增加 【答案】 BD【练4】 (2011海淀二模)某科技小组的同学们设计了一个自动冲刷装置