八年级物理综合练习（六）人教版知识精讲

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1、初二初二物理物理综合练习 六 综合练习 六 人教版人教版 本讲教育信息 一 教学内容 综合练习 六 二 重 难点 1 本学期所涉及到的力学计算题的分类和题型 2 各种类型力学计算题的解决方法 三 知识点分析 一 有关压强的计算题 1 固体问题 1 求压力与压强的大小和方向 压力的大小不一定等于物体的重力大小 先求压力 再根据定义式 p F S 求压强 固体形状改变后体积不变 2 利用公式 p F S 和 p 柱gh 比较压强的大小 3 求叠放物体的压强之比 2 液体问题 1 求容器底所受到的液体压强和压力 先求压强 再根据导出公式 F pS 求压力 公式 p 液gh 中的 h 指深度 从液面到

2、该点的距离 帕斯卡定律 2 非柱形容器底部所受液体压力与液体重力的关系 3 连通器问题 3 固体压强与液体压强的综合问题 4 气体压强和液体压强的综合问题 二 有关浮力的计算题 1 浮力中的情景判断 2 利用压力差法求浮力 3 叠加和连体问题 4 空心物体问题 5 浮冰类问题 6 液面升降与压力压强的综合题 三 简单机械的计算题 1 杠杆平衡条件的应用 2 滑轮 简单机械组合的应用 1 设计滑轮组 2 与轮轴 差动滑轮等机械有关的题目 3 简单机械与浮力 压强知识相结合的题目 四 功的计算题 1 功的原理的应用 2 机械效率及其应用 3 功率及功 功率 机械效率的综合应用 典型例题 例 1 A

3、 和 B 是两块完全相同的砖 分别立放和平放在水平桌面上 B 砖上放有 圆柱形玻璃容器 容器中盛有水 如下图所示 容器接触 B 砖上表面 1 5 的面积 容器壁厚度和容器本身的物重可以忽略不计 这种砖的密度为 砖 2 103千克 米 3 A 砖的上表面和 B 砖的上表面到水平桌面的距离分别为 0 24 米和 0 05 米 计算时取 g 10 牛 千克 求 1 A 砖对水平桌面的压强 pA为多少 2 若 B 砖 对水平桌面的压强 pB pA 4 容器中水的深度为多少 分析 固体的压强等于单位支撑面上受到的压力 如果压力为 F 支撑面的面 积为 S 则压强 p F S 求压强时要注意判定压力 F

4、支撑面 S 的大小 解答 1 A 砖对水平桌面的压力等于 A 砖的重力 即 FA G 砖gV砖 设 A 砖与桌面的接触面积为 SA 由于砖是长方形的 所以砖的体积 V砖 SA hA A 砖对桌面的压强为 pA FA SA 砖gSAhA SA 砖ghA 将 砖 2 103千克 米 3 g 10 牛 千克 hA 0 24 米代入 得 PA 2 103千克 米3 10 牛 千克 0 24 米 4 8 103帕 2 B 砖对水平桌面的压力等于砖重与水重之和 即 FB G砖 G水 砖gV砖 水gV水 设 B 砖与桌面的接触面积为 SB 则砖的体积为 V砖 SBhB 水的底面积为容器底面积 等于 B 砖上

5、表面积的 1 5 即 S水 SB 5 水的深度为 H 则 V水 SBH 5 B 砖对水平桌面的压强为 说明 求解固体压强时 用公式 p F S 进行计算 关键是确定受力面积的大小 受力面积指承受压力的物体截面 本题中的 A B 两块砖 形状 结构完全相同 对水平桌面的压力也相同 只是摆放方式不同 对桌面的压强就不相同 砖放在水 平桌面上 桌面的受力面积等于砖与桌面的接触面 如果将砖放在桌腿上 桌腿的 面积比砖面小且全都在砖面内 受力面积就是桌腿的面积 如果将两块砖叠放 且 砖未对齐 则受力面积小于任意一块砖面 只为两块砖的重叠部分 另外 本题的 压力大小与重力相等 但切不可认为压力一定等于重力

6、 实际上 压力和重力是两 个力 它们的大小 方向没有关系 只有物体在水平面上处于平衡状态时 压力的 大小才等于重力的大小 例 2 如下图所示 圆柱形容器中盛有某种液体 在它的侧壁上固定了一块水平 挡板 P P 的下面有一个体积为 1000 厘米 3 质量为 500 克的实心球体被挡住 液 体对容器底的压强为 4 0 103帕 g 取 10 牛 千克 求 1 容器中液体的密度 2 挡板对球体的压力 3 若液体密度和实心球体的密度都未知 试求当液体的密度 液与球体的 密度 球满足什么关系时 挡板对球体没有压力 分析 液体内部压强为 p gh 已知液体密度 深度 h 可求出压强 p 知 道压强 P

7、深度 h 也可以求出密度 球受到浮力 重力 板压力这三个力 处于 平衡状态 可通过力的平衡关系得知板的压力 若挡板对球体没有压力 说明球体 的重力与浮力大小相等 解答 1 容器内液体的密度 p gh 4 0 103 10 0 5 0 8 103 Kg m3 2 挡板对球的压力 F 球受到三个力的作用 重力 G mg 浮力 F浮 液gV 球 三力平衡 F G F浮 F F浮 G 液gV球 mg 0 8 103 10 1000 10 6 0 5 10 3 N 3 若 球 液均未知 挡板的压力为 F 液gV球 球gV球 当 F 0 时 液 球 说明 液体内部压强公式 p gh 中 除 g 为常数外

8、另外三个物理量 p h 均是可变的 在不同情况下有不同的数值 我们可以通过二个量求出第 三个物理量 习惯上 我们用公式变形的方法 将 p gh 变为 h p g p gh h p g 进行运算 事实上 我们可以将它看成一个三元一次 方程 将 p h 看成变量 当这三个变量中有两个已知 可通过它们求出第三 个变量 如果这三个变量均不知道 还可以将它们与其他方程联立求解 对于第三 个问题 可以从球被全浸在液体中 它又是实心物体 只有在其密度与液体密度相 等时才能悬浮的认识 直接确定 球 液 此认识与 F 球gV球 液gV液是一 致的 例 3 如下图所示的木块浸没在水中 细线对木块的拉力是 2 牛

9、剪断细线 待 木块静止后 将木块露出水面的部分切去 再在剩余的木块上加 1 牛向下的压力时 木块有 20 厘米 3的体积露出水面 求木块的密度 g 10 牛 千克 分析 本题可分为如图下所示的 3 种情况 图甲为未剪断绳时 物体受浮力 F1 重力 G1 拉力 f1三力平衡 图乙为剪断绳后物体上浮 受到浮力 F2 重力 G1 平衡 漂浮在水面 浸在水中体积 V1 图丙为切去水上部分且受压力 f2后 物体 漂浮在水面 受浮力 F3 重力 G2 压力 f2三力平衡 物体浸在水中部分的体积 V2 解答 根据题意 可列出下列方程未剪断绳时 F1 G1 f1剪断绳后漂浮 F2 G1 切去水上部分且加压力

10、F3 G2 f2 根据阿基米德原理 浮力 F1 水 gV F2 水gV1 F3 水gV2 木块的重力 G1 gV G2 gV1 将这些关系代入上 面 3 式 得到 水gV gV f1 1 水gV1 gV 2 水gV2 gV1 f2 3 1 2 得 水g V V1 f1 4 2 3 得 水g V1 V2 g V V1 f2 5 将 4 5 得 f1 f2 水g V1 V2 水 水 f2 水g V1 V2 f1 根据题意 木块被切除后的体积为 V1 加压力 f2后露出水面体积为 20 厘米 3 水下体积为 V2 所以 V1 V2 20 厘米3 2 10 5米3 将 f1 2 牛 f2 1 牛 10

11、3千克 米 3 g 10 牛 千克代入 得 0 6 103千克 米 3 说明 做题一定要有正确的思路和方法 这就是必须明确题目给定的物理过程 建立起物理图景 然后根据物理过程 物理图景 确定各物理量变化所遵循的规律 列出符合题意的方程 最后 运用数学方法求出结果并且进行讨论 例如 本题共 有三种状态 二个过程 这三种状态均为平衡状态 可以根据平衡时各力的关系列 出方程 对于物理过程 要清楚过程中的物理变化情况 确定变化前后物理量的关 系 本题中木块的体积变化 V V1 V2之间的关系应当清楚 只要掌握了正确的 方式方法 就能正确地分析各种疑难问题 获得正确的结果 例 4 有一直径为 100 厘

12、米 质量为 40 千克的均匀圆柱体放在水平地面上 靠在 10 厘米高的台阶边 如下图所示 为了使它滚上这个台阶 那么在圆柱体边缘上 哪一点 沿什么方向施力时 才能用最小的力使圆柱体刚好离开地面 在图上标出 这一点 并画出此力的方向 求出此力的大小 圆柱体与台阶在 A 处接触 解析 显然 A 是支点 从 A 到圆柱体边缘最长的距离莫过于直径 因此最长的 力臂是过 A 点的直径 且力的方向应垂直于直径 刚好离开地面的含义是 即圆柱 体和地面之间不存在压力 那么圆柱体只受重力 阻力作用 和 F 动力 根据 杠杆平衡条件便可求出 F 的大小 答案 A 点可视为支点 连接 AO 并延长交圆周于 B 点

13、在 B 点沿切线方向斜 向上施力 力最小 动力臂 AB 100 厘米 阻力臂 22 OCOAAC 30 厘米 阻力 G mg 392 牛顿 依据杠杆平衡条件 F AB G AC 得 F 100 厘米 392 牛顿 30 厘米 F 117 6 牛顿 说明 解题的关键是审题 审题时要抓住重点 该题中值得特别分析 理解的 是 用最小的力使圆柱体刚好离开地面 这句话 欲使圆柱体滚上台阶 在圆柱体 的好多部位施加力的作用都可以 但哪个部位才能保证力是最小的呢 这就需要运 用力和力臂的关系了 阻力 阻力臂一定的情况下 动力臂越大 动力则越小 因 而动力最小应是动力臂最大 例 5 用滑轮组匀速提升重为 20

14、00 牛的物体 作用在绳子自由端的拉力大小为 625 牛 拉力做功的功率为 1250 瓦 滑轮组的机械效率为 80 不计摩擦和绳重 求 1 重物上升的速度 2 如果使用这个滑轮组匀速提升重 3500 牛的物体 那么 每段绳子承担的力是多少 解析 应当清楚使用的滑轮组结构 可以通过拉力做的总功 提升重物的有用 功 机械效率进行分析 答案 1 总功 W 总可以由拉力做功的功率求出 在 t 时间内 有 W总 P t 有用功 W有用为 Gvt v 为重物上升的速度 G 为物体的重力 2 拉力做功的功率 P Fv 绳端 即拉力运动的速度 v1 P F 1250 瓦 625 牛 2 米 秒 绳索端前进的速

15、度 v 是重物上升速度 v 的 4 倍 说明重物被 4 根绳索 拉住 不计滑轮的摩擦和绳重 由于动滑轮有重力才使滑轮组的机械效率小于 1 绳于的拉力为 625 牛 4 根绳子拉住物体 4F G物 G滑 动滑轮重 G滑 4F G物 625 牛 4 2000 牛 500 牛 若物重 3500 牛 滑轮重 500 牛 用 4 根绳拉物匀速前进 需要拉力为 3500 牛 500 牛 4 1000 牛 说明 求总功的方法可以用 W Fs 也可以用 W Pt 两种方法结果相同 用 W Fs 时 注意 F 为拉力 s 为绳端在拉力作用下通过的距离 本题中重物上升的距 离 重物移动的速度与绳端移动的距离 绳端

16、移动的速度不相同 使用滑轮组时 绳端移动的距离 速度大 滑轮组的机械效率与使用情况有关 本题的滑轮组 提 升 2000 牛重物材机械效率为 80 提升重 3500 牛的重物机械效率变为 3500s 4000s 87 5 例 6 某人站在岸上 利用滑轮组通过拉绳使停泊在水中的船匀速靠岸 已知滑 轮组是由两个定滑轮和两个动滑轮组成 滑轮组的自重忽略不计 船重 1 02 105牛 船移动时受到水的阻力是船重的 0 01 倍 船受到滑轮组的拉力始终 沿水平方向 此人水平拉绳的力为 240 牛 船靠岸的速度是 0 72 千米 小时 求 1 滑轮组的机械效率 2 人拉绳的功率 分析 人用滑轮组拉船前进 用两个动滑轮和两个定滑轮 由于人站在岸上拉 船靠近岸 所以滑轮组按下图所示放置 共有 5 根绳拉船前进 解答 1 人拉绳的力为 F 240 牛 设绳前进 S 米 人做的功是总功 W 总 F s 240s 焦 船前进克服阻力做功是有用功 阻力为船重的 0 01 倍 即 f 0 01G 0 01 1 02 105牛 1 02 103牛 船前进的距离是绳索端前进距离的 1 5 当绳被岸上人拉过 s 米时