功 及 杠杆典型例题选讲

1、综合型,应用型,专题三 力学压轴题的类型及解法指导,单一型,此类题一般围绕某个知识点来设置物理情境，虽然题目难度不大，但若没有扎实的基本功，那是很难作出正确解答的。,单一型,例1 改革开放以来，农村发生了巨大变化，几乎村村都有自来水。已知某村一台抽水机的功率是1.2KW，试求：（1）抽水机5min可做多少功？（2）上述这些功可以把质量为多少千克的水抽到20m 高的水塔上去？(g 取10N/kg) (2002浙江省绍兴市中考题),分析与解答 （1）已知抽水机的功率为1.2KW，做功时间为5min ,所以抽水机所做的功为 W=Pt=1.2103W560s=3.6105J.,(2)抽水机做的功相当于

2、克服所抽水的重力做的功为 G=W/h=3.6105J/20m=1.8104N,所以m水=G/g=1.8104N/10N/kg=1.8103kg,说明 本题围绕抽水机抽水做功这一情境出题。我们应熟知W=FS=Gh=Pt的求功的方法。,例1 改革开放以来，农村发生了巨大变化，几乎村村都有自来水。已知某村一台抽水机的功率是1.2KW，试求：（1）抽水机5min可做多少功？（2）上述这些功可以把质量为多少千克的水抽到20m 高的水塔上去？(g 取10N/kg) (2002浙江省绍兴市中考题),这类题材的特点是将几个知识点组合在一起后设置物理情境，具有较强的综合性。近年中考物理的力学压轴题大多属于综合型

3、，并且主要集中于密度、压强、浮力和简单机械的综合应用。解答此类题，要求我们具有较强的综合分析能力。,综合型,例2 图中，杠杆AB是一根粗细均匀木杆，质量为116g；C是用线挂在O点上的铜铝球，其中含铝54g。现杠杆恰好处在水平位置平衡。量得AO=1/8AB，AO=1/4AB。求合金球C的密度为多少？（铜=8.9g/cm3; 铝=2.7g/cm3 (2000 广西题),O,A,O,B,C,m杆=116g,含 m铝=54g 铜=8.9g/cm3 铝=2.7g/cm3,AO=1/8AB,求： 球？,分析与解答 要求密度，一般应知道质量和体积。本题可由杠杆的平衡条件求出合金球的质量，而合金球的体积等于

4、铝和铜的体积之和。具体如下：,因木杆粗细均匀，故其重心D在AB的中点，如图所示。所以OD=AD-AO=1/4AB。而OO=AO-AO=1/8AB，由杠杆的平衡条件有m球g.OO=m杆g.OD。,所以m球=m杆OD/OO=116g2=232g 合金球C中含铜的质量为 m铜=m球-m铝=232g-54g=178g,合金中含铜和铝的体积分别为 V铜=m铜/铜=178g/8.9g/cm3=20cm3 V铝=m铝/铝=54g/2.7g/cm3 =20cm3 所以球=m球/v球=m球/(v铜+v铝) =232g/(20cm3+20cm3)=5.8g/cm3=5.8103kg/m3,说明 本题把密度和杠杆原

5、理结合起来。要求解一个问题我们可以从结论出发，一步一步往上分析出满足该结论的条件，也可以由已知条件出发，逐步往下推导出结论，前者叫分析法，后者叫综合法。一般来说，在分析问题时大多采用“分析法”，分析完后再采用“综合法”来解。本题就是这么做的。本题有两点值得注意：（1）木杆重心的确定；（2）合金中铜与铝的关系。,例3 如图是用滑轮组提起重物的装置示意图。物体重G=6104N，滑轮组的机械效率为80，拉力F的功率为2.5KW。要把重物匀速提升1m，求：（1）有用功和额外功分别是多少？（2）需要的拉力F为多大？（3）需用多长时间？ （2002江苏省南京市题）,G=6104N,= 80,P=2.5KW

6、,h=1m,W有？ W总？,F？,t？,分析与解答,（1）W有Gh=6104N1m=6104J,总有6104J/0.8=7.5104J,所以 额总有 7.5104J6104J 1.5104J。,()绳子自由端通过的距离s=3h=3m.,所以F=总s=7.5104J/3m=2.5104N,(3)t=总7.5104J/2.510330s,说明对于一个组装好的滑轮组而言，有：s = nh(n为承担重物的绳子条数)； 有Gh; 总Fs; 额总有 。其中第点最为关键。,应用型,此类题将物理知识与科技、社会、生活等密切联系起来，要求我们应用所学的物理知识分析和解决实际问题。这类题在中考物理题的分量日渐加重

7、。,例4 水的沸点与水面上方气体的压强有关，气体的压强越大，水的沸点越高。下表给出了水面上方气体压强与沸点的对应关系。技术员小陈利用这一关系设计了如所示的锅炉水温控制装置。,对水加热时，随着水温升高，水面上方气体压强增大。当压强增大到一定值时，阀门S被顶开，使锅炉内气体压强减小，水开始沸腾。当重物G挂在不同位置时，锅炉内水面上方气体压强可达到的最大值不同，从而控制锅炉内水的最高温度。 .,图中OC为一可绕O点旋转的横杆（质量不计），在横杆上的B点下方连接着阀门S，阀门的底面积为3cm2，OB长度为20cm，横杆上A点处挂着重物G，OA长度为60cm。,= 3cm2,OB=20cm,OA=60c

8、m,当锅炉内的水温度达到120沸腾时，锅炉内气压是多少？,大气压强为1.0105Pa时,将G挂在A处,锅炉内水沸腾时的温度为120,求此时阀门底部受到的大气压力和上部受到的大气压力差值是多少? (计算时可认为阀门上下底面积相等),当大气压强为1.0105Pa时，要使锅炉内水的温度达到110时沸腾，应将G挂在离O点多远处？,当锅炉内的水温度达到120沸腾时，锅炉内气压是多少？,答： （1）查表可知，锅炉内水温度为120时，锅炉内气体压强为2.0105Pa,大气压强为1.0105Pa时,将G挂在A处,锅炉内水沸腾时的温度为120,求此时阀门底部受到的大气压力和上部受到的大气压力差值是多少? (计算

9、时可认为阀门上下底面积相等),1.0105Pa,120 ,1.0105Pa,120 ,求气压差F？,(2)大气压强向下作用在S上，锅炉内的大气压强向上作用在S上，故此时阀门S的上.下气体的压强差为P1=2.0105Pa 1.0105Pa=1.0105Pa,所以阀门受到的压力差值为F1=P1S=1.0105Pa310-4m2=30N,当大气压强为1.0105Pa时，要使锅炉内水的温度达到110时沸腾，应将G挂在离O点多远处？,1.0105Pa,110时沸腾,L=?,1.0105Pa,110时沸腾,L=?,(3)查表可知，沸点为110时，锅炉内的气压为1.4105Pa 。此时阀门所受到的气体压力的差值为,F2 = P2S =（1.4105Pa 1.0105Pa）310-4m2 = 12N,1.0105Pa,110时沸腾,L=?,F2 = P2S