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文檔簡介
初三物理力學專項訓練題及解析力學是初中物理的基石,也是中考的重點和難點。掌握力學知識,不僅需要深刻理解基本概念和規(guī)律,更需要通過大量練習來提升解題技能和思維能力。本專項訓練題集精選了壓強、浮力、簡單機械、功和功率等核心知識點的典型題目,并附上詳細解析,希望能幫助同學們鞏固基礎,突破難點,在即將到來的考試中取得理想成績。一、壓強壓強是描述壓力作用效果的物理量,其大小與壓力和受力面積有關。在解決壓強問題時,關鍵在于準確判斷壓力的大小和受力面積的界定,特別是對于液體壓強,要熟練運用液體壓強公式,并理解其適用條件。典型例題例題1:一個質量為50kg的中學生,雙腳站立在水平地面上。若每只腳與地面的接觸面積約為200cm2,求他對地面的壓強。(g取10N/kg)解析:首先,我們需要明確,人對地面的壓力在數(shù)值上等于人的重力。根據(jù)重力公式G=mg,可計算出人的重力。已知:m=50kg,g=10N/kg,每只腳接觸面積S?=200cm2,雙腳站立,所以總接觸面積S=2×S?。第一步,計算壓力F:F=G=mg=50kg×10N/kg=500N。第二步,統(tǒng)一單位,將接觸面積單位換算為m2:200cm2=200×10??m2=0.02m2,故S=2×0.02m2=0.04m2。第三步,應用壓強公式p=F/S計算壓強:p=500N/0.04m2=____Pa。所以,該中學生對地面的壓強為____Pa。解題時需注意單位的統(tǒng)一,以及站立時是雙腳著地。針對練習練習1:一個底面積為100cm2的薄壁圓柱形容器,內裝有20cm深的水。將一個質量為500g,體積為200cm3的實心物體輕輕放入水中(水未溢出)。求物體靜止后,水對容器底部壓強的變化量。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)解析:首先判斷物體在水中的浮沉狀態(tài)。物體的密度ρ物=m/V=500g/200cm3=2.5g/cm3,大于水的密度,故物體靜止后會沉底。物體排開水的體積V排=V物=200cm3=200×10??m3=2×10??m3。容器底面積S=100cm2=100×10??m2=1×10?2m2。水面上升的高度Δh=V排/S=2×10??m3/1×10?2m2=0.02m。水對容器底部壓強的變化量Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa。關鍵在于判斷物體浮沉狀態(tài)以確定V排,再利用體積關系求出水面變化高度,最后應用液體壓強公式求變化量。二、浮力浮力的計算和物體浮沉條件的應用是力學中的重點內容。阿基米德原理是計算浮力的基本方法,而物體的浮沉則取決于物體所受浮力與重力的大小關系。解決浮力問題時,畫好受力分析圖,明確研究對象所受各力的關系至關重要。典型例題例題2:將一個重為8N的物體浸沒在水中,物體排開水的重力為5N。求:(1)物體所受的浮力;(2)物體在水中靜止時的狀態(tài)(漂浮、懸浮或沉底),并說明理由。解析:(1)根據(jù)阿基米德原理,物體所受浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。已知物體排開水的重力G排=5N,所以物體所受浮力F浮=G排=5N。(2)要判斷物體的浮沉狀態(tài),需比較物體所受浮力F浮與物體自身重力G物的大小。已知G物=8N,F(xiàn)浮=5N。因為F浮<G物,所以物體在水中靜止時會沉底。本題直接考查阿基米德原理的理解和物體浮沉條件的基本應用,屬于基礎題型,但卻是理解更復雜浮力問題的關鍵。針對練習練習2:一個體積為1dm3的木塊,漂浮在水面上,有2/5的體積露出水面。求:(1)木塊受到的浮力;(2)木塊的密度。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)解析:(1)木塊漂浮在水面上,其排開水的體積V排等于木塊體積V木的(1-2/5)=3/5。V木=1dm3=1×10?3m3,所以V排=3/5×1×10?3m3=6×10??m3。根據(jù)阿基米德原理,F(xiàn)浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10??m3=6N。(2)因為木塊漂浮,所以木塊的重力G木等于其所受浮力F浮,即G木=F浮=6N。木塊的質量m木=G木/g=6N/10N/kg=0.6kg。木塊的密度ρ木=m木/V木=0.6kg/1×10?3m3=0.6×103kg/m3。漂浮條件(F浮=G)是解決本題的核心,由此可以將浮力與物體重力聯(lián)系起來,進而求出物體密度。三、簡單機械簡單機械主要包括杠桿、滑輪和斜面。杠桿的平衡條件、滑輪組的省力情況及機械效率的計算是這部分的核心考點。理解杠桿的五要素,能準確畫出力臂,是解決杠桿問題的前提;對于滑輪組,要能判斷承擔物重的繩子段數(shù)。典型例題例題3:如圖所示(此處假設有一杠桿示意圖,支點為O,左端A點掛一重物G,力臂為OA;右端B點施加一豎直向下的力F,力臂為OB,且OA:OB=2:3),杠桿在水平位置平衡。已知物體重G=60N,OA:OB=2:3,不計杠桿自重和摩擦,求作用在B點的力F的大小。解析:杠桿平衡條件是:動力×動力臂=阻力×阻力臂,即F?l?=F?l?。在本題中,阻力G作用在A點,阻力臂l?=OA;動力F作用在B點,動力臂l?=OB。根據(jù)題意,OA:OB=2:3,可設OA=2k,OB=3k(k為比例系數(shù))。由杠桿平衡條件得:F×OB=G×OA。代入數(shù)據(jù):F×3k=60N×2k。解得:F=(60N×2k)/3k=40N。計算時,比例系數(shù)k可以約去,因此明確力臂的比例關系是解題的關鍵。畫杠桿示意圖并標出各力臂,能使問題更直觀。針對練習練習3:用一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組,將重為90N的物體勻速提升1m。若不計繩重和摩擦,滑輪組的機械效率為75%。求:(1)拉力做的有用功;(2)動滑輪的重力。解析:(1)有用功是直接提升物體所做的功,W有=Gh=90N×1m=90J。(2)由機械效率η=W有/W總×100%,可得總功W總=W有/η=90J/75%=120J。額外功W額=W總-W有=120J-90J=30J。不計繩重和摩擦時,額外功主要是克服動滑輪重力所做的功,即W額=G動h。所以,動滑輪的重力G動=W額/h=30J/1m=30N。本題也可先根據(jù)η=G/(G+G動)(對于由一個定滑輪和一個動滑輪組成的滑輪組,若不計繩重摩擦,且拉力方向向上時,通常n=2或3,但在此公式中n可約去,故可直接應用)求解G動。η=G/(G+G動)→75%=90N/(90N+G動)→0.75(90N+G動)=90N→67.5N+0.75G動=90N→0.75G動=22.5N→G動=30N。兩種方法均可,關鍵在于理解有用功、總功和額外功的含義。四、功和功率功和功率是描述力對物體做功的多少和做功快慢的物理量。判斷力是否做功、計算功的大小以及比較功率的大小是常見的考查點。功率的計算還常與速度、力學其他知識結合,形成綜合性題目。典型例題例題4:一個人用50N的水平拉力,拉著一個重為200N的物體在水平地面上勻速前進了10m。求:(1)拉力做的功;(2)若此人花了5s時間完成上述過程,他做功的功率是多少?解析:(1)做功的兩個必要因素:一是作用在物體上的力,二是物體在力的方向上通過的距離。拉力F=50N,物體在拉力方向(水平方向)上移動的距離s=10m,所以拉力做的功W=Fs=50N×10m=500J。物體的重力方向是豎直向下的,而物體在豎直方向上沒有移動距離,所以重力不做功。(2)功率是表示做功快慢的物理量,P=W/t=500J/5s=100W。本題直接考查功和功率的基本計算公式,關鍵是準確判斷力的方向和物體在該方向上移動的距離。針對練習練習4:一輛汽車在平直公路上以恒定的功率勻速行駛,速度為v時,牽引力為F。若汽車的速度變?yōu)?v(仍在額定功率范圍內且勻速行駛),則此時汽車的牽引力為多少?汽車受到的阻力為多少?(設汽車所受阻力不變)解析:汽車在平直公路上勻速行駛時,牽引力F牽與阻力f是一對平衡力,即F牽=f。汽車的功率P=F牽×v。當汽車以速度v行駛時,P=F×v。當汽車速度變?yōu)?v時,其功率仍為P(額定功率范圍內),設此時牽引力為F',則P=F'×2v。因為功率P不變,所以F×v=F'×2v,解得F'=F/2。由于汽車仍勻速行駛,此時牽引力F'與阻力f平衡,故f=F'=F/2。所以,此時汽車的牽引力為F/2,汽車受到的阻力為F/2。本題考查了功率公式P=Fv的靈活應用以及二力平衡條件在勻速直線運動中的應用,理解“功率恒定”和“勻速行駛”的含義是解題突破口??偨Y與建議力學知識體系龐大,各知識點之間聯(lián)系緊密。通過以上專項訓練,希望同學們能進一步體會到,解決力學問題的核心在于:1.深刻理解概念:如壓力、壓強、浮力、功、功率等的物理意義和計算公式的適用條件。2.準確進行受力分析:尤其是在浮力和杠桿問題中,明確研究對象所受各力的大小、方向和作用點。3.熟練運用規(guī)律和公式:如阿基米德原理、杠桿平衡條件、二力平衡條件、功和功率的計算公式等,并能靈活進行公式變形。4.
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