物理综合题解题方法探究Word文档格式.docx
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2、A为轻质杆(m不计)当A给出水口施加竖直向上4N的力时,
进水管停止向水槽注水,出水口S=50cm2,浮子B重2N,
画出B受力示意图。
进水管停止注水时,A受到的压强;
进水管停止注水时B浸入水中的体积
C
B
3、如图,出水口塞子G=1N,S=20cm2,当线上拉力为6N时,塞子恰好被拔出,则水深是多少?
如果B是重20N的木块,当塞子恰好被拔出时B所受的浮力多大?
排开水的体积多大?
(塞子厚度不计)
4、图16为冷水自控装置,小水箱与锅炉相连,当杠杆呈水平状态时,浮球一半体积浸入水中,塞子B刚好顶住自来水进口。
测得浮球体积500厘米3,OC=25厘米,OD=1厘米,水管横截面积为1厘米2,由此算出自来水压强多大?
(不计杠杆、连杆、塞子、浮球质量)
5.如图17所示,杠杆可绕O点转动,已知OA=BC=20厘米,AB=30厘米,B点悬挂一重物G,在C点施10N的力,使轻杆在图示位置平衡。
问:
在B处最多能吊起多重的物体?
4、图甲是一种常见的台式饮水机结构示意图。
控水槽内的塑料浮体是一个体积为90cm3的空心圆柱体,其质量和厚度可忽略不计。
浮体通过一轻质硬杆与阀门相连。
当浮体浸没时,阀门恰好将面积为2cm2的放水孔关闭。
此时蓄水桶中水位最高。
(1)请画出浮体所受浮力的示意图。
(2)蓄水桶中水对阀门的最大压强为多少帕?
(g取10N/kg)
(3)饮水机的简化电路图和部分技术参数如下。
电路图中的温控开关能根据加热罐内水的温度自动闭合或断开。
从而使水温保持在86℃~95℃之间。
经观察发现,当加热罐内装满热水但较长时间没有饮用时,每隔一段时间,加热指示灯就会亮84秒钟。
试计算饮水机的加热效率。
[c水=4.2×
103J/(kg・℃)]
5、如图,水箱A是一个边长为100cm的正方体,浮筒B是一个质量为0.5kg的空心圆柱体,其底面积为100cm2,高为50cm,放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体,其底面积为50cm2,厚度为2cm,放水阀门C能将排水管口恰好盖严,阀门上固定一轻绳与浮筒相连,绳的长度为10cm。
分别画出B、C受力示意图
当阀门恰好被拔出时B所受的浮力多大?
当阀门恰好被拔出时C受到水的压力多大?
水箱底受到水的压强为多大?
某电开水器的结构如图甲所示(剖面图),简化的内部电路如图乙所示,进水管管口的阀门由轻质浮子1和与它们相连的两根轻质硬杆控制,只有进水管中的水压在正常范围内,冷水箱和煮水箱中的水位就比出水管管口低,冷水不会从出水管流出。
当冷水箱中的水位达到一定高的时,浮子2浮起,会触动单刀三掷开关S1,煮水电热管R1通电发热,冷水被煮沸,水面升高,开水就从出水管进入贮水箱,当贮水箱中水位达到一定高度时,浮子3浮起,又会触动单刀三掷开关S1,煮水暂停,一旦贮水箱中水温下降使温控开关S2闭合,保温电热管R2就会通电发热,开水处于保温状态。
(1)已知煮水电热管R1的阻值为12.1Ω,保温电热管R2的阻值为48.4Ω,求电开水器的最大发热功率。
(2)图甲中,当浮子1上升到最高处后,它的最上端恰好和出水管管口相平,阀门就会将进水管管口关闭,此时AC杆沿竖直方向。
已知浮子1的体积V=2.5×
10-4m³
,进水管管口和阀门的横截面积S均为1×
10-4m²
(不计阀门的质量、管壁的厚度及两者之间的摩擦);
BO∶BA=20∶1(O为轻质浮子1的球心、A为两轻质硬杆的相交处,B为轻质硬杆BO的转轴),水箱内水面上方的气压P0=1×
105Pa。
为了不让冷水直接进入贮水箱,进水管管口阀门的上表面受到的压强不能超过多少Pa?
下图是八浮子(编号为1-8)波浪发电机的俯视图。
当浮子随着海面波浪向上浮动时,会通过传动装置带动发电机发电。
已知每个浮子的重力为20N,体积为0.016m3,若它在水中上浮带动发电机发电时,露出水面的体积为0.004m3,则:
(1)每个浮子上浮带动发电机发电时,受到的浮力是多少牛?
(2)当海浪的波高为3m、起伏周期为6s时,假设浮子沿竖直方向运动,平均每秒每个浮子带动发电机发电时匀速上浮的高度为0.8m,传动装置和发电机的总效率为30%,求:
①每个浮子对与之相连的硬杆产生的竖直向上的推力是多少牛?
②波浪发电机的输出功率是多少瓦?
新农村中很多楼房顶上装有如图1所示的水箱,图2是这种水箱的结构示意图。
其中A、B是由密度为2.5×
103kg/cm3的材料制成的圆柱体,由于水箱顶部的压力传感开关是一种特殊的“拉线开关”,其作用是:
当它受到竖直向下的拉力等于25N时闭合,电动水泵就开始通过进水口向水箱中注水;
当拉力等于15N时断开,电动水泵就停止向水箱中注水。
(1)如果A、B的体积均为500cm3,则A、B的总重力是多少?
(g取
10N/kg)
(2)通过计算说明正常情况下水箱中的最高水位在什么位置,并在图2中用水平虚
线标出。
(压力传感开关下的细绳和A、B间的细绳质量与体积均忽略不计,g取10N/kg)
(3)为了增加安全性,压力传感开关通常是通过一只电磁继电器控制电动水泵。
请用笔画线代替导线,按照题意将图3中的电路连接完整。
高压起重气垫是一种适合于地震救灾的起重工具,它由如图甲所示的高压气瓶,气管、阀门与气垫连接而成,起重时,气垫放人重物与地面的间隙之间,由高压气瓶向气垫内充气,气垫在短时间内可把重物举起一定高度,如图乙所示,质地均匀的长方体石板长2m,重为6×
104N,当气垫气压高达106Pa时,石板恰好被顶起,此时气垫和石板的接触面积是400cm2.
(1)高压气瓶向气垫内充气时,气瓶内的气体温度_____,内能_____.
(2)如果高压起重气垫在5s内可将105N的重物举高0.1m,则其功率是多少?
(3)气垫恰好顶起石板时,气垫的中心离石板右端的支点O多远?
小结:
浮力综合题的计算方法:
列几个力之间的等式
然后代值展开即可
受力分析时,物体受几个力平衡,除受F浮和G外,可能还有压力、拉力等(压力、拉力方向不能画错)
(2014?
武汉模拟)如图所示是一种吊钩门式起重机,它在武汉城市建设中发挥着重要作用,起重机主体由起重小车和横梁AB组成,起重小车内装有提升电动机和小车电动机,分别用于提升货物和让小车水平移动.下表为某起重机的部分参数,它的最大起吊质量为10吨.
起吊质量(吨)
3
5
10
提升重物的总功率(千瓦)
7.5
12
水平行走的总功率(千瓦)
0.5
0.6
1.0
起升速度(米/分钟)
8
运行速度(米/分钟)
适用电源
600V
50Hz
(1)已知起重小车与滑轮总重1000N,均匀横梁AB长15m,当起重小车离A端距离3m吊起4.9×
104N的货物时,则A端对横梁的支持力比B端大多少?
(2)让某次起重机将10吨土从9m深井中吊至3m高的运土车中,运土车离深井的水平距离为3m,则起重机消耗了多少电能?
二、效率问题的处理方法
不管是求效率还是已知效率求其它物理量,通法是写出效率的表达式,然后往后推,
直到不能推(一定会出现我们要求的量)为止,再代值求解。
(ŋ=
可以直接用)
例一、如图,不计摩擦和绳重,
当G=240N时,ŋ=80%求:
F浮
当G′=440N时,求:
ŋ′
ŋ=
=
=80%∴F=100N
分析:
∵ŋ′=
∴必须先求F′,而不计绳重和摩擦这个条件,实际就告诉大家G动不变,G动可求
∵3F=G+G动
∴G动=3F-G=3F′-G′
∴3×
100N-240N=3F′-440N
∴F′=
N∴ŋ′=
=88%
例二、如图:
G=800N,物体做匀速直线运动受到的阻力f是G的0.03倍,ŋ=80%,
求:
F
若V物=0.2m/s,求拉力的功率
例三、超高压水切割又称“水刀”,它是将普通水经过多级增压后,通过一个极细的喷嘴喷出一道高速”水箭”,对切割表面产生108~109Pa的压强。
工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬物体。
下表是某高压水切割机技术参数:
型号
压强(MPa)
喷嘴横截面积(m2)
排量(L/min)
油泵电机功(kw)
换向方式
电源(V)
2230
300
5×
10-8
2.7
22.5
电子
380
提示:
①表中“排量2.7L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水2.7升。
②1MPa=106Pa,1L=1×
10-3m3。
请回答:
(1)“水刀”有纯水切割和加磨料切割(磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂)两种。
高速水流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的
(填一种能量名称),加入磨料后切割能力大大提高了,这是因为
。
(2)若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化,高压水流对切割面的压力为多大?
(3)高压水切割机的切割效率是多少?
第三问解答过程:
求(凡有流量的题直接设时间为1min或1s)做设电动机工作1min:
ŋ=
例四、使用太阳能汽车是开发新能源的途径之一。
有一款太阳能汽车,太阳光照射到该车电
池板上的总功率为8×
103W时,电池产生的电压是120V,该电压对车上电动机提供的电流是10A。
(1)此时电动机每分钟消耗的电能是多少焦耳?
(2)电动机线圈的电阻为4Ω,这种情况下,太阳能汽车将太阳能转化为电动机机械能的效率多大?
(机械摩擦忽略不计)
第二问解答过程:
例五、大坝水位落差为60m(上游水库的水面距下游发电机的高度),水的流量6000m3/min,设水流下后有80%的机械能转化为电能,产生的电压为1000V,求产生的电流。
例六、诞生于19世纪后10年的汽车,曾经是速度和效率的象征.进入21世纪,伴随着汽车的普及,现实中的交通事故、交通堵塞、能源紧张、环境污染等问题开始困扰着我们,回归传统和自然的呼声越来越高,“骑上你的自行车”成为倡导“国际无车日”(9月22日)活动的宣传用语.“国际无车日”活动并不是拒绝汽车,而是唤起民众对自身生活方式的反思,如何走出既有速度和效率又能减少拥堵和污染这个两难的境地,一种新的交通工具——电动自行车应运而生了.
(1)电动自行车运用了许多物理知识,观察图19所示电动自行车的结构图,填写下表.
(2)运用科学的物理术语,说明电动自行车和汽车的能量转化,并指出“国际无车日”的积极意义.
(3)下表是某品牌电动自行车的部分技术参数.从物理学的角度看,表中有一个物理量的名称与单位不一致,请你指出并改正.
(4)若电动自行车的效率为80%,行驶过程中所受阻力为车重的0.06倍.求车以4m/s的速度在平直公路上匀速行驶时的工作电流(g取10N/kg)。
三.力和运动、机械能和力的方法探究
方法指导:
对匀速、静止等关键字词应特别敏感
在力和运动的题目中:
有保持匀速、静止则物体受平衡力
受平衡力则物体匀速、静止,
无保持匀速、静止则物体受非受平衡力,
受非受平衡力则物体处于非匀速、静止
在机械能和力的题目中:
有阻力则机械能不守恒(大小变),
无阻力则机械能守恒(大小不变),
无摩擦力时,动力对物体做多少功,物体的机械能就增加多少
无动力;
有摩擦力时,克服摩擦对物体做多少功,物体的机械能就减少多少(这些和做功与内能的变化是一致的)
例一:
木块在水平地面作匀速直线运动,水平动力为20N,则摩擦力N;
若V物=5m/s,拉力的功率W,
若物体的动能为200J,则动力消失后,物体将作 运动,还能运动m.克服摩擦力做功 ,能转化能
例二:
上题中木块在水平地面作匀速直线运动时,受对平衡力,动力消失后;
受平衡力。
例三:
木块在竖直方向上作匀速直线运动,重力20N,则拉力N,;
若V物=5m/s,上升10m,则动能增加J,重力势能增加J,机械能增加J.
例四:
木块受拉力在竖直方向上作匀速直线运动,重力10N,物体的动能200J,则拉力消失后,物体将作运动,还能运动m高;
到最高点时动能为J,受对平衡力,合力N,是否为平衡状态,原因是。
例五:
小孩从滑梯上匀速滑下,
能增大,是由转化而来。
如下滑的高度是2m,小孩重200N,则内能增加J;
例六:
单摆摆动的幅度越来越小得原因是,
摆到最高点时,速度为,动能为J,受对平衡力,合力N(填是否为0),是否为平衡状态,原因是。
摆到最高点时受几个力,画出其受力示意图
四.变化问题的方法探究
方法:
先确定不变的物理量,然后根据一个物理量的变化写出另一个物理量的变化
(有表达式的先写出表达式后,再写出物理量的变化关系)
(一)一般问题的变化
1.凸透镜成像的物、像大小及物距、像距的变化规律
2.浮力F浮、拉力F拉的变化规律(G不变G=F浮+F拉)
3.串联电路中:
U1、U2 的变化规律(U不变U=U1+U2)
4.机械能守恒中的动能和重力势能的变化规律(分有阻力、无阻力)
5.做功与内能的变化中的机械能内能的变化
6.能量守恒定律中的各种能量的变化等
这些变化问题有着惊人的一致,请大家认真的加以体会
(二)控制变量法中的不同物理量之间的变化
答题模式:
不变时(相同时),越大(增大,变大),越大(增大,变大)或越小(减小,变小)
压力不变时,压强与受力面积之间的变化
电压不变时,电流与电阻之间的变化等
五、估算及计算中应注意的大约值
1.长度:
一元硬币的直径约,厚度约,100元的长度约,
成人站立时与地面得接触面积约,手掌的面积约,
2.速度:
人步行的速度约,自行车的速度约,空气中的声速约,百米赛跑运动员的速度约
3.质量:
鸡蛋约克,苹果约克,学生有,成人约,1000粒种子的质量,
重力:
2个鸡蛋约N,1个苹果约,学生约,成人约
4.压强:
成人对地面得压强约,手掌受到的大气压力约,
5.功率:
人爬楼的功率约,人步行的功率约,人骑自行车的功率约,汽车的功率约,举重运动员的功率约
6.效率:
滑轮组的效率约,汽车的效率约,太阳能电池的效率约,
炉子烧水的效率约,电热水器的效率约,电动机的效率约,
7.温度:
人的正常体温约,室温约,
8.电学:
小灯泡的电阻约,正常工作的电流约,正常工作的电压约,功率约
家用灯泡的电阻约,电流约,电压,功率约,
家用电器的功率约:
电炉,电风扇,空调,
电视,电饭煲,
六、课本上的演示实验应特别注意的地方
(一).声学
1.声音的产生实验中的泡沫小球的作用是
2.音调的高低与频率的关系,频率与振动物体的长短、粗细、松紧、厚薄的关系
3.声音的利用:
声音能传递能量;
声音能传递信息和超声波的利用的实例
(二).光学
1.光的反射定律的实验及结论
2.平面镜成像规律的实验(为什么用玻璃、怎么放?
为什么用薄玻璃,环境要暗)
3.折射规律的实验结论,实验怎么做?
4.凸透镜成像实验的“同一直线”,“同一高度”及成像规律,如所成实像的位置偏高,调蜡烛怎么调?
调凸透镜怎么调?
调光屏怎么调?
如所成像时,光屏接收不到像是什么原因?
5.红外线、紫外线的特点及应用
(三).热学
1.熔化、沸腾的特点及图象的规律;
加热到沸腾的时间过长的原因?
加盖的原因?
2.分子扩散的实验、引力实验、扩散快慢与温度的关系
3.做功与内能的关系的实验现象及原因
(四).电学
1.探究串、并联电路的电压、电流、电阻的关系的结论?
对电压表、电流表有什么要求?
探究串、并联电路的电压、电流的关系时最好用几个电流表、电压表,为什么?
2.探究电流与电压、电阻的关系的装置及结论?
滑动变阻器的作用是什么?
3.测定值电阻、小灯泡的电阻实验中开关、滑变的注意事项;
电路故障有哪些以及的判断,连电路时应注意的问题?
电压表、电流表、滑变、电源的选择?
实验误差造成的原因等?
4.测小灯泡的电功率实验中开关、滑变注意事项;
及电路故障的判断及连电路的问题?
5.通电直导线的磁场(电流的磁效应、电生磁)的实验装置及应注意的问题以及实验结论
6.通电导线在磁场中受力的实验装置,受力的方向怎么知道?
力的方向与那些因素有关?
电动机的原理?
7.电磁感应实验装置的区别及实验结论,若感应电流太小是什么原因?
为什么学生电流表测不出感应电流,发电机的原理是什么?
8.探究电磁铁的磁性强弱的实验及结论
(五).力学
1.测小车的平均速度的实验
2.测固体、液体的密度的实验及误差的原因?
3.二力平衡的条件的实验装置及结论
4.探究力和运动的关系:
为什么要让同一小车从同一斜面的同一高度由静止滑下?
实验推出的结论是什么?
该结论有什么用?
5.影响滑动摩擦力的因素只有压力、接触面得粗糙程度有关;
实验操作要点?
,如何知道摩擦力的大小?
6.影响压力作用效果大小的因素,如何知道压力作用效果大小?
7.探究液体内部压强的关系有哪些?
所用的装置是什么?
有什么优点?
做大气压的实验应注意什么?
8.探究影响浮力大小的实验及装置
9.探究杆杆的平衡条件的实验及操作,为什么要让其两次水平平衡?
10.测滑轮组、斜面的机械效率的实验及操作要点是什么?
11.探究影响动能、重力势能的因素及二者的相互转化,怎么知道动能的大小?
机械能守恒的条件的条件是什么?
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