資源簡介

TYPE3專題3　力學專題
/
　　命題重點:力學也是中考試卷中的一個重要組成部分,下列力學內容常常出現在中考試卷中:二力平衡、影響滑動摩擦力的因素、浮力的計算與浮沉條件、杠桿平衡條件、功和功率、能量的轉化與守恒等。
　　方法要點:①要答好運動和力的關系的相關問題(動力學問題),最重要的一步是對研究對象進行受力分析。②在解決杠桿動態平衡問題時,可將動態問題靜態化。③對于能量的轉化,主要理清動能和勢能相互轉化問題,同時掌握好影響動能和勢能大小的因素。④浮力問題靈活運用浮力計算的三種方法(平衡法、原理法、稱量法)及浮沉條件的應用。
/
類型一　運動和力
/1 如圖T3-1所示,第一次甲單獨用50 N的力推墻。第二次甲推墻的力不變,乙用30 N的力向左推甲。前后兩次,人均未運動。則下列說法錯誤的是 (　　)
/
圖T3-1
A.在兩幅圖中,墻壁都受到50 N的推力
B.乙受到地面30 N的摩擦力,方向向左
C.第二次推時,甲受到地面20 N的摩擦力,方向向左
D.第二次推時,墻壁受到80 N的推力
【解法指導】 這是一道典型的運動和力關系的習題,首先我們必須進行受力分析,搞清楚兩種情形中甲和乙的受力情況,然后結合他們的運動狀態——靜止狀態,說明所受的各力是平衡力的關系,從而判斷出所受力的大小和方向。在初中階段的受力分析中,首先確定分析對象,然后分析研究對象在水平方向和豎直方向兩個方向的受力情況,具體的力的類型不外乎三種:彈力(拉力、推力、壓力、支持力、浮力等)、摩擦力、重力。在分析對象不是單個的時候,我們一般先從受力簡單的對象開始分析。
/
1.[2017·溫州] 為了研究擺錘的擺動,小明用細繩把擺錘懸掛起來,將擺錘從A點由靜止釋放,利用頻閃照相技術拍攝擺錘在相同時間間隔的位置(如圖T3-2所示)。
/
圖T3-2
(1)擺錘到達最高點B時,是否處于平衡狀態?　　　　(選填“是”或“否”)。?
(2)小明發現擺錘從A點到O點時速度越來越大,他從照片中獲得的證據是　。?
2.[2018·寧波] 如圖T3-3所示,F1=4 N,F2=3 N,此時物體A相對于地面靜止,物體B以0.1 m/s的速度在物體A表面向左做勻速直線運動(不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦)。下列說法錯誤的是 (　　)
/
圖T3-3
A.F2的功率為0.6 W
B.彈簧測力計讀數為9 N
C.物體A和地面之間有摩擦力
D.如果增大F2,物體A可能向左運動
3.[2015·杭州] 如圖T3-4所示,一個木塊在光滑水平面上以v0 的速度做勻速直線運動,沖上粗糙斜面后最終靜止在A點。以下關于木塊在斜面上受到摩擦力的說法正確的是 (　　)
/
圖T3-4
A.木塊在斜面上受到的摩擦力始終不變
B.木塊在A點時受到的摩擦力大小等于木塊的重力
C.木塊在斜面上受到的摩擦力方向始終沿斜面向下
D.木塊在斜面上受到的摩擦力方向會發生改變
4.[2018·義烏] 兩個完全相同的物體A、B,重均為20牛。
/
圖T3-5
(1)在10牛的水平推力作用下兩者同時以2米/秒的速度做勻速直線運動,如圖T3-5甲所示。當物體通過的距離為3米時,推力所做的功為　　　　焦。?
(2)若物體A、B在15牛的推力作用下以3米/秒的速度在另一水平面上做勻速直線運動,如圖乙,則此時A對B的推力為　　　　牛。?
類型二　浮力
/2 [2016·杭州] 三個相同的輕質彈簧,一端固定在容器底部,另一端分別與三個體積相同的實心球相連。向容器內倒入某種液體,待液體和球都穩定后,觀察到如圖T3-6所示情況,乙球下方彈簧長度等于原長。
這三個球受到浮力的大小關系是　　　　(填字母)。?
/
圖T3-6
A.F甲F乙>F丙
C.F甲=F乙=F丙
這三個球的密度大小關系是　　　　(填字母)。?
A.ρ甲<ρ乙<ρ丙 B.ρ甲>ρ乙>ρ丙
C.ρ甲=ρ乙=ρ丙
其中球　　　　(填“甲”“乙”或“丙”)的密度與液體密度相同。?
【解法指導】 這是一道包含浮力知識的動力學問題。同樣首先進行受力分析,搞清楚物體在豎直方向上的受力情況,接著注意運用阿基米德原理討論出三球所受浮力的大小關系,再根據物體所受各力的關系找出三球的重力關系,直至推出三球的密度關系。
/
1.[2017·金華] “彩球溫度計”是一種現代居家飾品,其結構模型如圖T3-7所示。該“彩球溫度計”是由體積相同(保持恒定)、質量不同的小球和密度隨溫度的升高而減小的液體組成。當環境溫度升高時,浸沒在液體中的小球受到的浮力將　 。?在某一環境溫度下,四個小球處于圖示位置,此時B小球受到的浮力FB與D小球受到的浮力FD的大小關系為　 。
/
圖T3-7?
2.[2017·臺州] 用圖T3-8中的實驗裝置驗證阿基米德原理,當物塊浸入溢水杯時,水會流入空桶中。下列說法正確的是(　　)
/
圖T3-8
A.實驗前溢水杯未裝滿水,對實驗結果沒有影響
B.物塊浸入水中越深,水對溢水杯底部的壓強越大
C.物塊浸入水中越深,左側彈簧測力計的示數越大
D.通過計算可知實驗所用物塊的密度為2×103 kg/m3
3.[2017·湖州] 取一根內部橫截面積為1 cm2的直筒形塑料管,在底部扎上橡皮膜后,稱得質量為2 g。向管內倒入10 g液體,再將它放入水中,放手后,觀察到橡皮膜恰好變平,如圖T3-9所示,g取10 N/kg。
請回答:
(1)細管內液體的密度　　　　(選填“大于”“等于”或“小于”)水的密度。?
(2)求水對塑料管底部橡皮膜產生的壓強大小。
(3)求裝有液體的塑料管受到的浮力大小。
/
圖T3-9
類型三　杠桿平衡條件的應用
/3 [2015·杭州] 如圖T3-10所示,一根質量分布均勻的木棒,質量為m,長度為L,豎直懸掛在轉軸O處。在木棒最下端用一方向始終水平向右的拉力F緩慢將木棒拉動到豎直方向夾角為θ的位置(轉軸處摩擦不計)。求:
(1)在圖中畫出θ=60°時拉力F的力臂l,并計算力臂的大小。
(2)木棒的重力作用點在其長度二分之一處,隨拉開角度θ的增加,拉力F將如何變化?并推導拉力F與角度θ的關系式。
/
圖T3-10
/
1.[2018·金華] 如圖T3-11所示,用刻度均勻的勻質杠桿進行“杠桿平衡條件”的實驗(每個鉤碼重為0.5牛)。下列說法正確的是 (　　)
/ /
圖T3-11
A.實驗前出現圖甲所示情況,應將杠桿的平衡螺母向左調
B.圖乙,在A、B處各增加一個鉤碼,杠桿仍然能保持平衡
C.圖丙,彈簧測力計從a位置轉到b位置,為保持杠桿在水平位置平衡,其示數需變大
D.圖丁,用彈簧測力計在c點向上拉杠桿,為保持杠桿在水平位置平衡,其示數小于3牛
2.[2018·溫州] 如圖T3-12為吸盤式掛桿,將吸盤壓在瓷磚上排盡其中的空氣,掛桿就能被固定在瓷磚上。掛有平底鍋的掛鉤沿光滑水平橫桿從P點開始向吸盤B移動,若吸盤與橫桿的重力、吸盤大小均忽略不計,設掛鉤與吸盤A的距離為l,則吸盤B受到的摩擦力F的大小與l的關系圖像為 (　　)
/
圖T3-12
/
圖T3-13
3.[2018·湖州] 一根均勻的長方體細長直棒重1.5牛,下底面積為20厘米2,將它放在水平桌面上,并有
1
4
的長度露出桌面外,如圖T3-14所示。
/
圖T3-14
(1)直棒對桌面的壓強為　　　帕。?
(2)在棒的右端至少應施加　　　牛的豎直向下的力,才能讓它的左端離開桌面。?
4.[2018·杭州] 如圖T3-15所示,將長為1.2米的輕質木棒平放在水平方形臺面上,左右兩端點分別為A、B,它們距臺面邊緣處的距離均為0.3米。在A端掛一個重為30牛的物體,在B端掛一個重為G的物體。
/
圖T3-15
(1)若G=30牛,臺面受到木棒的壓力為　　　牛。?
(2)若要使木棒右端下沉,B端掛的物體至少要大于　　　牛。?
(3)若B端掛物體后,木棒仍在水平臺面上靜止,則G的取值范圍為　　　　牛。?
類型四　機械能的轉化與守恒
/4 [2015·紹興] 如圖T3-16所示,AOB是光滑軌道,A點的高度H大于B點的高度,讓小球由A點由靜止開始自由下落,沿軌道AOB到達B點后離開(不計空氣阻力),則小球離開B點后的運動軌跡最符合實際的是 (　　)
/
圖T3-16
A.a B.b C.c D.d
【解法指導】 這是一道關于機械能轉化與守恒的試題,由于在理想狀態之下,機械能是守恒的。首先注意分析物體在起點A時具有的能量形式—重力勢能,接著分析離開軌道后到達最高點所具有的能量形式—重力勢能和動能,再根據機械能守恒得出小球離開軌道后到達最高點時所具有的重力勢能必定小于A點的重力勢能。
/
1.[2017·杭州] 如圖T3-17所示,木塊沿斜面從頂端勻速下滑的過程中,木塊的 (　　)
/
圖T3-17
A.重力勢能減小,動能增大
B.重力勢能減小,機械能減小
C.動能不變,機械能不變
D.重力勢能不變,機械能減小
2.如圖T3-18所示,小球由靜止開始沿著粗糙的路面從a點向d點自由運動,其中b和d兩點在同一水平高度,則下列說法中錯誤的是 (　　)
/
圖T3-18
A.小球從a到c加速下滑,重力勢能轉化為動能
B.小球從c到d減速上坡,動能轉化為重力勢能
C.小球在b和d時重力勢能和動能都相等
D.小球從a到d的過程中部分機械能轉化為內能
3.[2018·義烏改編] 如圖T3-19所示,木塊以一定速度滑過A、B點,到C點滑出下落至D點。A和B、C和D之間的垂直距離均為h。若空氣阻力忽略不計,AB、BC、CD間均存在摩擦,則對木塊在運動過程中能量變化的分析,正確的是 (　　 )
/
圖T3-19
A.D點與A點相比,動能增加,勢能減少,機械能不變
B.A點到C點減少的重力勢能大于C點到D點減少的重力勢能
C.B點的動能可能等于A點的動能,但一定大于C點的動能
D.B點的動能可能等于D點的動能,但一定大于A點的動能
4.[2016·紹興] 光滑斜面甲與水平面AB平滑連接。從斜面甲高H處靜止釋放小球,小球運動到B點靜止,如圖T3-20甲所示。在AB上的C點平滑拼接另一光滑斜面乙,已知AB=3AC,如圖T3-10乙所示?；卮鹣铝袉栴}:
/
圖T3-20
(1)如果小球從斜面甲高H處靜止釋放,說明小球在乙斜面到達的最大高度h與H的數量關系及理由。
(2)要使小球在乙斜面上到達的最大高度變為2h,小球應在甲斜面上多高處靜止釋放并說明理由。
參考答案
◆分類突破
例1　D
針對訓練
1.(1)否　(2)擺錘相鄰位置的間隔越來越大
2.D　[解析] 由圖知,水平使用滑輪組,n=2,拉力端移動速度v=2v物=2×0.1 m/s=0.2 m/s,拉力做功功率P2=F2v=3 N×0.2 m/s=0.6 W,故A正確。不計彈簧測力計、滑輪和繩子的自重及滑輪和繩子之間的摩擦,彈簧測力計的示數F=3F2=3×3 N=9 N,故B正確。對于物體A,受到B對其向左的摩擦力fB=nF2=2×3 N=6 N,向右的拉力F1=4 N。因為A靜止,所以還受到地面對其向右的摩擦力F地=fB-F1=6 N-4 N=2 N,所以物體A與地面之間有摩擦力,故C正確。如果增大F2,B將做加速運動,B對A的壓力和接觸面的粗糙程度均不變,故B與A之間的摩擦力不變,A受力不變,還是處于靜止狀態,故D錯誤。
3.D
4.(1)30　(2)7.5
[解析] (1)W=Fs=10 N×3 m=30 J。(2)進行受力分析,先采用整體法,根據二力平衡條件,可知在水平方向上AB受到的總摩擦力大小為15 N,則AB分別受到的摩擦力為7.5 N。接著采用隔離法,對B進行受力分析,此時B物體在水平方向上受到A對B的推力以及地面對B的摩擦力,根據二力平衡可知,B受到A的推力大小為7.5 N。
例2　C　 A　乙
針對訓練
1.變小(或減小)　FB=FD
2.D
3.解:(1)小于
(2)F=G=mg=0.01 kg×10 N/kg=0.1 N,
p=
??
??
=
0.1 N
1×1
0
-4

m
2
=1000 Pa。
(3)F浮=G總=m總g=0.012 kg×10 N/kg=0.12 N。
例3　(1)如圖所示
/
l=Lcos θ=Lcos 60°=
1
2
L
(2)由杠桿平衡得:
FL1=GL2
/
解法1:
FLcos θ=G
1
2
Lsin θ,解得F=
1
2
Gtan θ,
當0<θ<90°時,tan θ隨θ的增大而增大。
解法2:
FL1=GL2,
通過觀察發現,隨θ的增大,L1減小而L2增大,故
??
2
??
1
增大,F=G
??
2
??
1
,故F增大。
針對訓練
1.C　2.D　
3.(1)1000　(2)1.5
[解析] (1)p=
??
??
=
1.5 N
0.002
m
2
×
3
4
=1000 Pa。
(2)將此木棒看成杠桿,支點在右邊的桌沿上。動力為右端施加的力F,它的力臂為棒長的
1
4
。阻力為棒的自重,由于棒的重心在棒的中點,故自重的力臂也為棒長的
1
4
,根據杠桿平衡條件可知,右端施加的力大小與棒的自重相等,即為1.5 N。
4.(1)60　(2)90　(3)10~90
[解析] (1)放在水平方形臺面上的輕質木棒受左右兩物體豎直向下的拉力和臺面豎直向上的支持力,即F支持=F拉力=2G=2×30 N=60 N,因為木棒對臺面的壓力和臺面對木棒的支持力是一對相互作用力,大小相等,即F壓力=F支持=60 N。
(2)此時L左=1.2 m-0.3 m=0.9 m,L右=0.3 m,根據杠桿的平衡條件:GA×L左=GB×L右,得
B端掛的物體的重力GB=
??
??
??
左
??
右
=
30 N×0.9 m
0.3 m
=90 N,則B端掛的物體應大于90 N。
(3)若以右邊緣為支點,右邊力臂最小,力最大為90 N,若以左邊緣為支點,右邊力臂最大,力最小,此時L左'=0.3 m,L右'=1.2 m-0.3 m=0.9 m,
最小為F小=
??
??
??
左
'
??
右
'
=
30 N×0.3 m
0.9 m
=10 N。
例4　C
針對訓練
1.B　2.C
3.C　[解析] 由于是非理想狀態,因此機械能不守恒,機械能總量減少,A錯誤。重力勢能大小與質量和被舉高的高度有關,由于A到C與C到D下落的高度相同,故減小的重力勢能也相同,B錯誤。木塊從A到B的能量轉化形式是重力勢能轉化為動能和內能,因此木塊有可能是勻速滑下,因此B點的動能可能等于A點的動能。但木塊從B到C時,能量的轉化是機械能轉化為內能,因此機械能總量減小,而這個過程中重力勢能不變,故動能減小,C正確。B點的動能可能等于A點的動能,D錯誤。
4.解:(1)從釋放點到B點靜止,減少的機械能等于在AB水平面上由于摩擦而損耗的機械能。因為AB=3AC,所以在AC上損耗的機械能是AB上的
1
3
,所以在乙斜面上時的機械能比甲斜面上時的機械能少了
1
3
,故上升高度h=
2
3
H。
(2)小球在乙斜面上升高度2h,即
4
3
H,因為AC段上損耗的機械能與第一次相同,即損耗
??
3
高度的機械能,所以釋放高度應是
5
3
H。

展開更多......

收起↑