初中應(yīng)用物理知識競賽力學(xué)部分

1、初中應(yīng)用物理知識競賽力學(xué)部分,贛縣二中王笑秋,2005年---2009年初賽試題力學(xué)部分知識考點(diǎn),2005年---2009年復(fù)賽試題力學(xué)部分知識考點(diǎn),競賽試題與江西省中考試題對比,1、競賽試題強(qiáng)調(diào)“應(yīng)用”，中考試題突出“基礎(chǔ)”。2、一份競賽試題知識覆蓋面不是很廣，有些難點(diǎn)的競賽題是在教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上的延伸、拓展，但中考不做要求。（中考雙向細(xì)目表上羅列的知識點(diǎn)共有128個，中考試題知識覆蓋面約60%左右）3、競賽試題對學(xué)生的邏輯

2、思維、表述能力要求更高，嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范、準(zhǔn)確。4、競賽試題中的大多計算偏難、偏繁。力學(xué)競賽題側(cè)重密度、壓強(qiáng)、浮力、杠桿的綜合應(yīng)用。5、力學(xué)競賽題特別強(qiáng)調(diào) “平衡”問題：“壓強(qiáng)”的平衡、力的平衡、杠桿的平衡。,專題一　　測量與誤差,競賽要求： １、能根據(jù)日常經(jīng)驗或自然現(xiàn)象粗略估測時間 ２、會使用適當(dāng)?shù)墓ぞ邷y量時間 ３、能通過日常經(jīng)驗或物品粗略估測長度

3、 ４、會選用適當(dāng)?shù)墓ぞ邷y量長度,例：第十五屆初中物理應(yīng)用知識競賽試卷（江蘇卷）造紙廠生產(chǎn)的紙是緊密地繞成筒狀的，如圖7所示是它的橫截面。從它的標(biāo)簽上知道，紙的厚度為d。但是，要想知道紙的總長度有一定的困難。因為紙很薄且卷繞的很緊，所以無法數(shù)出卷繞的層數(shù)；又因為紙筒上卷繞的紙很長，不可能將紙全部放開拉直了再用尺測量。請你設(shè)計一個簡易的測量方案，估測 卷紙筒上所卷繞的紙的總長度L（用相應(yīng) 的字母表示您在測量過程中所測的

4、量，最 后寫出計算紙的長度的表達(dá) 利用體積相等 π（R2 - r2）=Ldh L= π（R2 - r2）/dh例：（第5屆初）公路路邊每隔1千米有一個里程碑，標(biāo)明公路起點(diǎn)到此碑的距離，單位是千米。設(shè)計一種方法，利用里程碑和手表測量自行車以中等速度勻速行駛時的速度，并給出計算公式，計算結(jié)果以千米／小時為單位。為了減少測量中的誤差，請你至少提出兩點(diǎn)注意事

5、項。,專題六 質(zhì)量和密度 競賽要求： 1、能描述物質(zhì)的一些屬性。嘗試將物質(zhì)的屬性與日 常生活中物質(zhì)的用途聯(lián)系起來 2、初步認(rèn)識質(zhì)量的概念 。會測量固體和液體的質(zhì)量 3、通過實驗理解密度的概念 。嘗試用密度知識解決 簡單的問題 能解釋生活中的一些與密

6、度有關(guān)的物 理現(xiàn)象,一、兩種物質(zhì)混合的密度 例如：物質(zhì)1 m1 ，V1 物質(zhì)2 m2 ，V2 ρ= m／Ｖ= (m1 +m2 )／( V1 + V2) 演變1、: 物質(zhì)1 m1 ， ρ1 物質(zhì)2 m2 ， ρ2 ρ= m／Ｖ= (m1 +m2 )／(m1／ρ1 + m2 ／ρ2

7、 ) 如果m 1 = m 2 則ρ= m／Ｖ= 2 ρ1 ρ2 ／(ρ1 +ρ2 ) 演變2、: 物質(zhì)1 V1 ， ρ1 物質(zhì)2 V2， ρ2 ρ= m／Ｖ= (V1 ρ1+V2ρ2 )／(V1 + V2) 如果V1 = V2 則ρ= m／Ｖ= (ρ1 +ρ2)／2 注：這是求解合金問題、泥沙水問題的一般方法，與求解平均速度相類似

8、。,例：（第16屆初）為了保護(hù)環(huán)境，治理水土流失，學(xué)校的環(huán)保小組設(shè)計并進(jìn)行了河水含沙量的研究。第一階段是理論分析：分別以ρ水、ρ沙、ρ泥水表示水、泥沙、泥沙水的密度，以x表示每立方米泥沙水中所含泥沙的質(zhì)量〔稱做含沙量），導(dǎo)出了ρ泥水與ρ水、ρ沙、x的關(guān)系式；然后作出了泥沙水的密度ρ泥水、水隨含沙量x變化的圖象。第二階段是實驗驗證：在一個量筒里放入一定量干燥的黃土，再倒入一定量的清水，計算出含沙量x，并測出泥沙水的密度ρ泥水；接著再多

9、次加入清水配制成不同密度的泥沙水，進(jìn)行同樣的計算和測量，由此得出ρ泥水與x的多組數(shù)據(jù)；然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)作出了表示泥沙水的密度與含沙量關(guān)系的ρ泥水一x圖象。他們驚喜地發(fā)現(xiàn)，實驗結(jié)果與理論分析是一致的。第三階段是實際測量：在一次山洪沖刷地面時，他們采集了40 L的水樣，稱出其總質(zhì)量為40.56 kg.此前己經(jīng)測出干燥的泥沙的密度ρ沙=2.4×103 kg/m3，于是求出了洪水中的平均含沙量。 （1）請你參與環(huán)保小組第一階段的

10、工作，導(dǎo)出ρ泥水與ρ水、ρ沙、x的關(guān)系式。然后根據(jù)關(guān)系式作出泥沙水的密度ρ泥水隨含沙量x變化圖象的草圖。 （2）請你參與環(huán)保小組第三階段的計算工作，求出洪水中的平均含沙量。,答案：1、設(shè)含沙量為x，則體積為V的泥沙水中，沙的質(zhì)量為xV， 沙的體積為 , 水的體積為： , 水的質(zhì)量為： 水與沙的總質(zhì)量為：泥沙水的密度： =

11、 = 令 則,,,,,,,,,,例：(第9屆初）有一堆從河中撈出的溫砂子，測得其比熱容為1.2×103J/（kg．℃）。已知干砂子的比熱容為0.9×103J/（kg．℃），則按質(zhì)量說，這堆砂子含水的百分比是多少？參考解答：解答中各字母所代表的意義如下： m1—干砂子的質(zhì)量，m2—水

12、的質(zhì)量，m—砂子和水的混合物的質(zhì)量； c1—干砂子的比熱容，c2—水的比熱容，c—砂子和水的混合物的比熱容； Q1—干砂子吸收的熱量，Q2—水吸收的熱量， Q—砂子和水的混合物吸收的熱量；△t—溫度差。 砂子和水的混合物、砂子、水各自吸收的熱量可以表示為： Q=c(m1+m2)△t (1) Q1=c1m1△t (2) Q

13、2=c2m2△t (3) c(m1+m2)△t= c1m1△t + c2m2△t 代入數(shù)值后，得,二、利用壓強(qiáng)、浮力知識測物質(zhì)的密度例：(第16屆復(fù))一個地質(zhì)勘探小分隊，在野外河邊休息時發(fā)現(xiàn)了一種礦石，他們非常想盡快知道這種礦石的

14、密度大約是多少，但是手中只有皮尺、直木棍和針線包中縫衣服用的針和細(xì)線，請你幫助他們利用現(xiàn)場可利用的物品，設(shè)計一個測定礦石密度的方案，并推導(dǎo)出計算礦石密度的表達(dá)式。例：（第8屆復(fù)）有一個形狀不規(guī)則的石蠟塊，現(xiàn)要測出它的密度，但身邊沒有天平，也沒有量筒，只有兩個可以放進(jìn)石蠟塊的杯子和一根自行車胎氣門芯用的細(xì)長橡皮管，還有一桶水和一根大頭針。請你設(shè)計一個實驗來測出這塊石蠟的密度。（要求寫出實驗的原理和主要步驟，并導(dǎo)出計算石蠟的密度的公式。

15、）例（第6屆復(fù)）小華用一只有頸圓柱形的塑料飲料瓶和一桶水、一把尺就巧妙地測出了食用油的密度。寫出他的操作步驟，用字母代表測量量，推導(dǎo)出計算密度的公式。,例：老師給小華一支粗細(xì)均勻的兩端開口的長直細(xì)玻璃管，一把帶毫米刻度線的刻度尺，讓小華通過實驗測量食用花生油的密度。老師問小華是否還需要其它器材，他考慮片刻后又要了一盞酒精燈和一些清水，然后開始做實驗，很快測出了花生油的密度，請你說出他的方法?分析與解：先用酒精燈加熱長直細(xì)玻璃管

16、的中部，中部變軟后將長直細(xì)玻璃管制成Ｕ形管。待冷卻后，將水灌入Ｕ形管內(nèi)，兼Ｕ形管開口豎直向上放置時，兩側(cè)管內(nèi)水面處在同一水平面，此時從管的一側(cè)緩慢注入待測花生油，注入油的一側(cè)管內(nèi)水面下降，另一側(cè)管內(nèi)水面上升，注入適當(dāng)高度的油后，使管內(nèi)液體保持靜止（如圖），測出油柱高度h1及兩側(cè)管內(nèi)水面高度差h2，根據(jù)h1產(chǎn)生的壓強(qiáng)與h2的水柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)相等，得：ρ油gh1＝ρ水gh2,三、水的密度1.0×103 kg/m3

17、例：(第19屆初） (3)某網(wǎng)站登載了一則“手機(jī)煮雞蛋”的消息：兩名實驗人員將一個生雞蛋放置在陶瓷杯子里，在雞蛋兩側(cè)各放置部手機(jī)，讓聽筒與雞蛋的水平距離保持2 cm左右。用其中一部手機(jī)撥通另一 部手機(jī)，并保持通話狀態(tài)。在實驗進(jìn)行到65 min時，實驗人員取出雞蛋，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)完全熟透。請判斷這則消息的真?zhèn)?，并簡要說明理由。例：（第12屆復(fù)）已知空氣的的密度1.29kg/m3估算人體在空氣中受到的浮力。例：（第12屆復(fù)）小剛今年15歲

18、因重感冒輸液，針頭插在左手臂的靜脈上，其間他必須下床，這時他發(fā)現(xiàn)只有右手把藥瓶高高舉起時血液才不會回流到輸液管內(nèi)，試根據(jù)這個現(xiàn)象估算，他手上靜脈的血壓比大氣壓強(qiáng)大多少，這個差值相當(dāng)于多少mmHg產(chǎn)生的壓強(qiáng)（水銀的密度是13.6×103kg/m3）？,專題七 力和運(yùn)動 競賽要求： 1、能用實例解釋機(jī)械運(yùn)動及其相對性 2、能用速度描述物體的運(yùn)動

19、 3、認(rèn)識力的概念及其作用效果 4、通過常見事例或?qū)嶒?，了解重力、彈力和摩擦?5、知道二力平衡條件 ，了解物體運(yùn)動狀態(tài)變化的原因 6、通過實驗探究 、理解物體的慣性。能表述牛頓第一 定律,一、能用實例解釋機(jī)械運(yùn)動及其相對性、慣性現(xiàn)象。例（第16屆初）如圖3所示，小婷乘汽車到姥姥家去

20、度假，汽車在平直公路上行駛。小婷的感覺是：遠(yuǎn)處的村莊相對于電線桿在向 前 運(yùn)動；近處的小樹相對于電線桿在向 后 運(yùn)動；電線桿周圍的景物看起來好像在繞電線桿做 順 時針轉(zhuǎn)動。 分析：當(dāng)小車移動時，村莊和電線都 （相對于汽車）向后運(yùn)動，而當(dāng)你做 兩物體（村莊和電線桿）和汽車所在 前進(jìn)方向的垂線段時，知道電線桿離 汽車近，當(dāng)物體（電線桿）離汽車近

21、 時向后移動快，而村莊較遠(yuǎn)，移動較 慢，而汽車的角度和兩物體不共線 （就是三點(diǎn)共線），容易發(fā)現(xiàn)村莊做 順時針運(yùn)動，對于電線桿作向前運(yùn)動 。,例（第11屆初）節(jié)日里氫氣球飄向高空，越來越小，逐漸看不見了。設(shè)想，氣球最后可能會怎樣。根據(jù)你所學(xué)的物理知識作出預(yù)言，并說明理由。（第8屆初填空題） 例（第10屆初）摩托車做飛躍障礙物的表演時為了減少向前翻 車的危險，下列說法中正確的是：[

22、 B ] A 應(yīng)該前輪先著地； B. 應(yīng)該后輪先著地； C. 應(yīng)該前后輪同時著地； D. 哪個車輪先著地與翻車的危險沒有關(guān)系。例（第8屆初）運(yùn)輸液體貨物的槽車，液體上有氣泡。當(dāng)車開動時，氣泡將向________運(yùn)動；剎車時，氣泡將向_________運(yùn)動，其原因是__________具有慣性。前 后 液體,二、速度問題： 同一條直線的勻速運(yùn)動速度的合成，分兩種情況： 1、若兩

23、個分運(yùn)動方向相同，其合運(yùn)動的速度就等于兩個 分運(yùn)動速度相加； 例如：小船順流而下的速度：υ 順=υ船隊水+υ水對岸 人順著自動扶梯運(yùn)動的方向走：υ人對地=υ人對梯+υ梯對地 AB兩車相向運(yùn)動:υA車對B車=υA車對地+υB車對地 2、若兩個分運(yùn)動方向相反，其合運(yùn)動的速度就等于兩個 分運(yùn)動速度相減； 例如：小船逆流而

24、下的速度：υ 逆=υ船隊水—υ水對岸 人逆著自動扶梯運(yùn)動的方向走：υ人對地=υ人對梯—υ梯對地 AB兩車同向運(yùn)動:υA車對B車=υA車對地—υB車對地例：（第11屆初）李明同學(xué)放學(xué)回家，正碰上刮風(fēng)下雨，他以18千米/時的速度由西向東快跑，此時他發(fā)現(xiàn)了奇怪的現(xiàn)象，雨滴成豎直下落狀態(tài)，請你確定，這時刮的是______風(fēng)，風(fēng)速是_____米/秒。答案：西 5,例（第8屆復(fù)）小華在假期探望外祖母，

25、他乘坐火車時發(fā)現(xiàn)，每經(jīng)過鐵軌接頭處，車身都要振動一次，他還發(fā)現(xiàn)，火車進(jìn)山洞前的一瞬間要鳴笛一次。小華恰好坐在車尾，從聽到笛聲到車尾出洞，小華共數(shù)出84次車身振動，所用的時間是1分45秒。若車身總長175米，每節(jié)鐵軌長12.5米，山洞的長度是多少？當(dāng)時火車的速度是多少？（設(shè)火車一直勻速直線行駛，聲音在空氣中的傳播速度是340米/秒。） 答案：1分45秒=105秒 車速 υ= 設(shè)車身長為l，山洞長為L，

26、 小華聽到笛聲時，車進(jìn)洞距離為l‘,笛聲傳播距離為l-l 或 或

27、 代入數(shù)據(jù)，得：l'= 小華從聽到笛聲到火車車尾出洞，行駛的距離為l+L-l‘=V×105秒。 代入數(shù)據(jù)，得：L=880米。,,,,,,,例：（第19屆復(fù)）圖2是小強(qiáng)的自行車傳動裝置的示意圖。請思考并回答： 1．假設(shè)腳踏板每2s轉(zhuǎn)1圈，在這種情況下，要計算自行車前進(jìn)的速度大小，還需要測量哪

28、些量?請你用這些量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式。 2．該自行車后架上裝有向車頭燈供電的小發(fā)電機(jī)，小發(fā)電機(jī)的上端有一半徑R0=1.0cm的摩擦小輪。行駛過程中，當(dāng)需要小發(fā)電機(jī)向車頭燈供電時，小輪壓緊車輪，此時小輪與自行車車輪之間無相對滑動，車輪帶動小輪轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)發(fā)電。測得自行車大齒輪、小齒輪和后輪的半徑分別為8.0cm、3.4cm、33cm，問當(dāng)自行車的車速為15km/h時，摩擦小輪的轉(zhuǎn)速(單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，單位：r/s)是

29、多少? 取π =3.14。 3．小強(qiáng)利用第1問中推導(dǎo)的公式，計算出了自行車前進(jìn)的速度大小(請你幫助小強(qiáng)計算自行車前進(jìn)的速度)。然后他又實地測量了自行車的速度，對比后發(fā)現(xiàn)總有差別，請你說明這可能是什么原因造成的。,答案:1．還需要測量三個輪子的半徑：大齒輪（主動齒輪或輪盤）半徑R1、小齒輪（被動齒輪或飛輪）半徑R2、后輪半徑R3。推導(dǎo)自行車速度的表達(dá)式： 設(shè)大齒輪、小齒輪和后輪的轉(zhuǎn)動周期分別為T1、T2和T3。

30、可得：大齒輪邊緣的速度：v1= ,小齒輪邊緣的速度：v2= ,后輪 邊緣的速度：v3= 因為：v1=v2，T2=T3， 所以：自行車前進(jìn)的速度：v= v3= 2、設(shè)摩擦小輪的速度為n0，可得：n0= = =66.3r/s即當(dāng)自行車的

31、車速達(dá)到15km/h時，摩擦小輪的轉(zhuǎn)速：n0=66.3r/s 3．因為自行車腳踏板的周期T1=2s，且R1=8.0cm、R2=3.4cm、R3=33cm所以自行車前進(jìn)的速度：v= m/s=2.44m/s=8.8km/h可能原因：①自行車輻條不緊，導(dǎo)致車圈在行駛過程中為橢圓；②車胎內(nèi)氣不足，導(dǎo)致車胎與地面接觸部分到車軸距離小于所測車輪半徑；③自行車實際行駛路徑與測量長度

32、的路徑不重合；④大齒輪、小齒輪、后輪半徑測量的不準(zhǔn)；⑤行駛過程中腳踏板的周期很難保證為2s。,,,,,,,三、胡克定律例（第11屆復(fù)）小浩制作了一個彈簧秤，如圖所示，彈簧一共20匝。經(jīng)檢驗，該彈簧秤在測量范圍內(nèi)（0~5N）示數(shù)是準(zhǔn)確的。該彈簧不但“伸長的長度跟所受的拉力成正比”，而且彈簧受拉力伸長時，各匝伸長的長度都相等。有一次不慎把彈簧靠近O端的一小部分?jǐn)D壓變形，小浩把變形的3匝剪去，并把彈簧上端重新固定在O點(diǎn)，然后把指針C適當(dāng)向

33、下移，使它在彈簧秤豎直放置時指針C仍指在“0”刻線處。 1、寫出這個新改制的彈簧秤受到的拉 力F與它的示數(shù)F測的關(guān)系式并說明理由。 2、用這個新改制的彈簧秤秤量一個重物， 它的示數(shù)為4.0牛，該物實重是多少？,例：（第17屆復(fù)）(16分)育才中學(xué)科技小組的小明同學(xué)自行設(shè)計了一個地磅，其原理如圖7所示。設(shè)電源兩端電壓U恒為定值，R0為定值電阻，滑動變阻器的總電阻為R、總長度為L，滑動觸頭與托盤固定，開始時觸

34、頭位于變阻器最上端A，并能隨輕彈簧一起上下滑動。已知滑動變阻器的電阻與其接入電路的長度成正比；當(dāng)對地磅施加壓力F時，彈簧的長度會縮短l。(彈簧發(fā)生彈性形變時，彈力的大小跟彈簧伸長或縮短的長度成正比：f=kx)請回答： 1．說明定值電阻R0的作用。 2．寫出電流表的示數(shù)，與待測物體質(zhì)量m之間的 關(guān)系式；并分析此地磅的刻度特點(diǎn)。 3．有同學(xué)建議小明將原理圖改為圖8所示，你認(rèn)

35、 為這樣改動好不好?請你分析并簡要說明理由． 4．請你在圖8的基礎(chǔ)上，在圖9的方框里畫出你改 進(jìn)后的電路圖，并說明改進(jìn)后的特點(diǎn)。,四、關(guān)于摩擦例：如圖所示，一質(zhì)量為2kg的物體夾在兩木板之間，物體左右兩側(cè)面與兩塊木板間的動摩擦因數(shù)相同。若把該物從上面勻速抽出，需50N的力。若把它從下面勻速抽出，則需多大的力。(設(shè)兩木板對物體的壓力不變)例：（第11屆初）后輪驅(qū)動的汽車在平直路

36、面上向前加速行駛時，地面對后輪的摩擦力方向是_水平向前_，對前輪的摩擦力方向是_水平向后_。,專題八 壓強(qiáng) 競賽要求： 1、理解壓力與壓強(qiáng) 2、液體的壓強(qiáng) 3、大氣的壓強(qiáng) 4、氣體壓強(qiáng)相關(guān)因素：溫度、體積等

37、5、流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)系,一、增大或減小壓強(qiáng)的方法例：（第19屆初）修補(bǔ)被扎破的自行車內(nèi)胎時，修車師傅通常用一把周身是刺的銼將內(nèi)胎扎破處的外表面銼毛，再把要補(bǔ)上去的橡膠補(bǔ)丁貼在內(nèi)胎上的一面也銼毛，然后再將銼毛的兩個表面涂上膠水，待膠水晾一會兒之后，對準(zhǔn)、壓緊 …… 。對于下列銼毛橡膠表面的主要目的的分析，你認(rèn)為最可能的是（ ） A．使補(bǔ)胎處的橡膠更膨松，以增強(qiáng)補(bǔ)胎處橡膠的彈性 B．增大內(nèi)胎和橡膠補(bǔ)丁接觸

38、的表面積，以充分發(fā)揮膠水的粘合作用 C．增大內(nèi)胎與橡膠補(bǔ)丁之間的摩擦，防止錯位 D．防止因補(bǔ)胎處太厚而導(dǎo)致內(nèi)胎對外胎的壓強(qiáng)不均勻，避免外胎爆胎 例：（第19屆初）在建造高樓大廈時，其地基大多采用箱式基礎(chǔ)。所謂箱式基礎(chǔ)，就是把整棟大樓占地范圍的地皮掏空挖深，然后填上鋼筋混凝土。箱式基礎(chǔ)的優(yōu)點(diǎn)在于：第一，增大了大樓與地面的接觸面積，從而減小了大樓對地面的 ，可有效地防止地皮大幅度的下陷；第二，

39、降低了整棟大樓的 ，增大了大樓的穩(wěn)度，提高了大樓的抗震能力。,二、連通器例：（第11屆初）汛期，江河中的水有時會透過大壩下的底層從壩外的地面冒出來，形成“管涌”，初中物理講過的什么裝置可以作為“管涌”的物理模型？自行車的車把可以控制車的方向，它的“物理模型”又是什么？例：（第15屆初）在裝修房屋時，工人師傅常用一根灌有水(水中無氣泡)且足夠長的透明塑料軟管的兩端靠在墻面的不同地方并做出標(biāo)記，如圖2所示。

40、他們這樣做的目的是_________________________，在做標(biāo)記時用到的物理知識是_____________________________________。例:（第18屆初）圖12是一種牲畜飲水用自動裝置的示意圖。水箱底部有一出水孔，底蓋A平時頂住水箱的出水孔，一旦飲水槽水位下降，浮球C受到的浮力減小，底蓋A打開，水就通過出水孔從水箱流入飲水槽。設(shè)計水箱的最高水位為60 cm，水箱出水孔橫截面積是30 cm2。底蓋A

41、及豎桿B的總質(zhì)量是400 g，浮球C的質(zhì)量是600 g，體積是2 dm3，g取10 N／Kg。 (1)寫出此裝置應(yīng)用到的物理知識(至少說出2條)；,三、帕斯卡原理例：（第10屆初） 汽車更換輪胎時需要把車軸抬起來，這時可以使用“油壓千斤頂”。下圖是油壓千斤頂?shù)脑韴D。向下按動手柄，圓柱形小活塞把小油缸中的機(jī)油壓向大油缸。大油缸中的油量增多，把圓柱形大活塞向上推，帶著上面的重物上升。實驗表明，加在密閉的液體上的壓強(qiáng)，能夠按照原來

42、的大小向各個方向傳遞（這個規(guī)律叫做帕斯卡定律）。現(xiàn)在有一個油壓千斤頂，有關(guān)尺寸如圖所示。如果希望在手柄上用20牛頓的力向下壓時就能在大活塞上舉起1噸的重物，大活塞的直徑至少是多少？,例：（第17屆初） (10分)“加在密閉液體上的壓強(qiáng)，能夠大小不變地被液體向各個方向傳遞”，這個規(guī)律叫做帕斯卡定律。在圖11所示的連通器中，如果活塞的質(zhì)量和液體本身所受的重力可以忽略不計，根據(jù)帕斯卡定律可以推得，作用在大、小活塞上的力和大、小活塞的面積有以下

43、關(guān)系：F1/F2=S1/S2，根據(jù)這一關(guān)系式：如果小活塞的面積較小那么在小活塞上加一個較小的力，就可以在大活塞上得到一個較大的力?！耙簤呵Ы镯敗本褪歉鶕?jù)帕斯卡定律制成的。 圖12所示的是液壓千斤頂?shù)钠拭鎴D。它是汽車等運(yùn)輸機(jī)械常備的維修工具，只要對杠桿施加一個不大的作用力F，就可以把一輛汽車頂起來而便于更換和修理輪胎。如果圖示的千斤頂?shù)拇蠡钊娣e是40cm2，小活塞面積是5cm2，杠桿上的OA=OB。請回答： 1．使用

44、中發(fā)現(xiàn)，壓下杠桿時，雖然能把一個重物頂起來，但一放手，重物又降了下來，不能把重物長時間頂住。這說明圖示的千斤頂有一個零件損壞或丟掉了。請你畫一個零件補(bǔ)在相應(yīng)的位置上，達(dá)到被頂起的重物不再降下來的目的(在圖12上畫出示意圖即可)。 2．若修好了的液壓千斤頂?shù)臋C(jī)械效率為80％，使用時，假設(shè)大活塞剛好頂在重物的重心豎直線的位置上。若要在lmin內(nèi)把1t的重物頂起3cm，則維修人員消耗的平均功率和加在杠桿B端的力分別是多大?(取g=1

45、0N／kg),四、平衡問題：例：（第5屆初）有一種氣壓保溫瓶其結(jié) 構(gòu)如圖所示。用手壓下按壓器，氣室上 方小孔被堵住，在瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)作用下， 水經(jīng)出水管流出。按壓器面積為8cm2， 瓶內(nèi)水面低于出水管口10cm。要將水壓 出管口，瓶內(nèi)水面上方的壓強(qiáng)至少要多 大？在按壓器上至少要加多大的壓力？（彈簧的平均彈力為1N，p0=1.01×105Pa， g=10N/kg，按壓器所受重力忽略不計） 答

46、案：P水= ρ水gh =1.0×103×10×0.1=1.0×103Pa 水面上的壓強(qiáng)P=P0+P水=1.01×105+1.0×103=1.02×105Pa 克服壓強(qiáng)差所需的壓力F水=P水S=1.0×103×8×10-4=0.8N 考慮克服彈簧彈力后所需的壓力F=F水+F彈=0.8+1.0=1.8N,例：（第19

47、屆復(fù)）小明家的高壓鍋鍋體直徑為24cm，排氣孔內(nèi)徑為4mm。小明不慎丟失了鍋的限壓閥，當(dāng)他到商店購買時售貨員告訴他，生產(chǎn)這個鍋的廠家提供的限壓閥有兩種，孔徑相同，質(zhì)量分別為100g和60g。 1．請你根據(jù)說明書給出的數(shù)據(jù)，通過計算 說明，小明應(yīng)該買哪一種限壓閥。(說明書 標(biāo)有：當(dāng)大氣 壓為105Pa時，該鍋最高溫度 為120℃。已知：水的沸點(diǎn)與壓強(qiáng)的關(guān)系如 圖1所示，取g =10N/kg)

48、 2．請你說明如果買另一種限壓閥，使用時會出現(xiàn)什么問題。例：（第6屆初）某地下油層的壓強(qiáng)為2.10×107Pa。從地面向此油層鉆一口油井，自油層頂部向上計算，原油自噴時可能達(dá)到的最大高度為多少？若油層距地面2000m，油井直徑為10cm，要阻止原油噴出地面，至少要向出油口施加多大的壓力（原油密度為0.9×103 kg/m3 ）？ P＇=P-ρgh F=p＇S,,五、流體的壓強(qiáng)與流速的關(guān)

49、系例：（第16屆初）回答下面三個問題。 （1）圖7中的兩個實驗現(xiàn)象說明氣體的壓強(qiáng)與什么因素有關(guān)？有什么關(guān)系？ 甲　下垂的兩張紙，向中間吹氣，這兩張紙相互靠攏。 乙　向飲料管A吹氣，飲料管B中的液體會上升并從管口噴出。 圖7有關(guān)氣體流動的兩個實驗 （2）用細(xì)線吊起一個空的塑料飲料瓶，用手轉(zhuǎn)動飲料瓶，使它繞對稱軸線旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動的塑料瓶帶動四周的空氣繞它旋轉(zhuǎn)。如果這時用電扇向它吹風(fēng)，由于瓶的轉(zhuǎn)動，它

50、兩側(cè)的風(fēng)速將不一樣（圖8）。按照第（l）小題中發(fā)現(xiàn)的規(guī)律，旋轉(zhuǎn)著的飲料瓶應(yīng)當(dāng)向哪個方向移動？請在圖中標(biāo)出。 （3）乒乓球前進(jìn)過程中由于不同的旋轉(zhuǎn)方向會沿不同的徑跡運(yùn)動。運(yùn)動員用三種不同的擊球方法把乒乓球擊出，請判斷，圖9中l(wèi)、2、3三條徑跡哪一種是上旋球（圖中沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)）的、下旋球（圖中沿順時針方向旋轉(zhuǎn)）的。不轉(zhuǎn)球的。說明你為什么認(rèn)為上旋球應(yīng)該沿著你所選的徑跡運(yùn)動。,六、虹吸現(xiàn)象 模型法分析例：（第8屆

51、復(fù)）有一個形狀不規(guī)則的石蠟塊，現(xiàn)要測出它的密度，但身邊沒有天平，也沒有量筒，只有兩個可以放進(jìn)石蠟塊的杯子和一根自行車胎氣門芯用的細(xì)長橡皮管，還有一桶水和一根大頭針。請你設(shè)計一個實驗來測出這塊石蠟的密度。（要求寫出實驗的原理和主要步驟，并導(dǎo)出計算石蠟的密度的公式。）例：（第17屆初）由于長期的河道淤塞，黃河下游的河床已被抬高。沿河農(nóng)民通常采用如圖3所示的方式，引黃河水來灌溉農(nóng)田。有關(guān)這種引水灌溉方式，下列說法中錯誤的是 (

52、 ) A．這種取水灌溉方式利用了連通器原理 B．使用時B端管口必須低于A處水面 C．使用時先將管道中灌滿水 D．高度差B越大，管道中的水流得就越快,六、氣體壓強(qiáng)相關(guān)因素：溫度、體積等 一定質(zhì)量的氣體，溫度不變時，體積與壓強(qiáng)成反比例：（第16屆初）在海拔3000m以上的高原地區(qū)，汽車發(fā)動機(jī)的冷卻水容易沸騰，這是因為高原地區(qū) 的緣

53、故。常年生活在平原地區(qū)的人到達(dá)該地區(qū)后，由于空氣稀薄會產(chǎn)生缺氧反應(yīng)，為了得到足夠的氧氣，人會不自覺地進(jìn)行深呼吸，這時肺的容積與在平原上相比要擴(kuò)張得更 （選填“大”或“小”）一些。 七、公式P=ρgh 的應(yīng)用例:用一種厚度為8Cm，密度為 2.4×103 kg/m3的長方體磚砌墻。砌墻使用的水泥砂漿的密度為2.2×103 kg/m3 ，磚縫間的水泥砂漿的厚度為1Cm，若為保證安全，墻體對

54、墻基的壓強(qiáng)不得超過4.9 ×105Pa，那么，該墻的高度不得超過多少米？注：當(dāng)一個柱（棱）狀物體，質(zhì)量分布均勻，體積可用V=Sh計算，且此物豎直的靜止在水平面上（F=G），物體對水平面的壓強(qiáng)可用P=ρgh計算更方便。ρ指固體的密度，h指固體的高度。,八、液體對容器底部的壓力例：（第7屆初）如圖所示，放在水平桌面上的容器A為圓柱形，容器B為圓錐形，兩容器本身的質(zhì)量和底面積都相同，裝入深度相同的水后，再分別放入相同質(zhì)量的木塊，

55、如圖所示，下列說法中正確的是：[ D ] A．放入木塊前，兩容器對桌面的壓力相等 B．放入木塊前，由于A容器中的水多于B容 器，所以A容器底部受水的壓力大于B容器 C．放入木塊后，兩容器底部所受水的壓力相等 D．放入木塊后，B′容器底受水的壓力大于 A′容器底所受水的壓力,專題九 簡單機(jī)械 競賽要求：

56、 1、通過實驗探究，學(xué)會使用機(jī)械改 變力的大小和方向,一、能用實例說明杠桿的五要素：例：(第4、16屆初）(3分）列車上出售的食品常常放在如圖4所示的小推車上，若貨物均勻擺在車內(nèi)，當(dāng)前輪遇到障礙物A時，售貨員向下按扶把，這時手推車可以視為杠桿，支點(diǎn)是 （寫出支點(diǎn)位置的字母）；當(dāng)后輪遇到障礙物A時，售貨員向上提扶把，這時支點(diǎn)是 。后一種情況下，手推車可以視為 力杠桿。

57、例：（第11屆初）室內(nèi)垃圾桶平時桶蓋關(guān)閉不使垃圾散發(fā)異味，使用時用腳踩踏板，桶蓋開啟。根據(jù)室內(nèi)垃圾桶的結(jié)構(gòu)示意圖可確定：（　　　） A 桶中只有一個杠桿在起作用，且為省力杠桿 B 桶中只有一個杠桿在起作用，且為費(fèi)力杠桿 C 桶中有兩個杠桿在起作用，用都是省力杠桿 D 桶中有兩個杠桿在起作用，一個是省力杠桿， 一個是費(fèi)力杠桿,例：

58、（第3屆初）硬鋼片做成的瓶蓋起子有兩種用法。如圖11所示。A、B是開蓋時起子和瓶蓋接觸的兩點(diǎn)。在瓶蓋和瓶口的接觸點(diǎn)中，D和E分別是離手最遠(yuǎn)和最近的兩點(diǎn)。開蓋時手對起子施加的力F作用在G點(diǎn)，瓶口對瓶蓋的阻力可以認(rèn)為作用于瓶蓋的中心C點(diǎn)（圖中沒有標(biāo)出）。如果瓶蓋在打開的過程中沒有發(fā)生明顯的彎折。 1．分別指出圖中11(a)、(b)兩種情況下杠桿的支點(diǎn)。 2，圖(a)、(b)兩種用法中哪一種比較省力？為什么？例：（第5

59、屆復(fù)、13屆初）圖(a)畫的是一個指甲刀。 1．這個指甲刀是由哪幾個杠桿組成的？ 2．李揚(yáng)將指甲刀按圖(a)和圖(b)兩種方法組裝，請按各杠桿的工作狀態(tài)分析說明哪種組裝方法是正確的。,二、杠桿平衡條件例：（第8屆復(fù)）小華用一根長6m、半徑7.5Cm的均勻粗木棒為爸爸設(shè)計了一架能搬運(yùn)柴草的簡易起重機(jī)（如圖所示）。他把支架安在木棒的長處，每捆柴草重1000N，為了使木棒平衡以達(dá)到省力的目的，他又在另一端吊一塊配重的石頭

60、,請你算出這塊配重的石頭應(yīng)有多重？（木棒密度0.8×103 kg/m3 ，g取10N/kg)答案：受力分析如圖所示。 木棒重 G木=m木g=p木V木g=p木?r木2L木g 代入數(shù)值，得：G木=847.8N。 根據(jù)杠桿平衡條件，有：G柴=L+G木L=G石L 代入數(shù)值，得：G石=3848N。,例：（第6屆初）為保證市場的公平交易，我國

61、已有不少地區(qū)禁止在市場中使用桿秤。桿秤確實容易為不法商販坑騙顧客提供可乘之機(jī)。請看下例：秤砣質(zhì)量為1kg，秤桿和秤盤總質(zhì)量為0.5kg，定盤星到提紐的距離為2Cm，秤盤到提紐的距離為10Cm（圖9）。若有人換了一個質(zhì)量為0.8kg的秤駝，售出2.5kg的物品，物品的實際質(zhì)量是多少？答案：代表物理量的符號：m1—秤砣質(zhì)量，m‘1─假秤砣質(zhì)量m2—秤桿和秤盤的總質(zhì)量，m3—貨物的實際質(zhì)量，m‘3—貨物的標(biāo)稱質(zhì)量a—定盤星到提

62、紐的距離，b—秤盤到提紐的距離，C─過秤桿、稱盤質(zhì)心的鉛垂線到提紐的距離，d—2.5kg秤星到提紐的距離（圖2）秤盤空載，真砣置于定盤星時的平衡條件秤 m2gc=m1ga(1)盤掛2.5kg物體，使用真砣時的平衡條件 m2gc=m’3gb=m1gd (2)假砣置于2.5kg秤星時的平衡條件 m2gc+m3gb=m‘1gd(3)從(1)、(2)、(3)式消去c、d，解出m3 m3=1.96kg

63、(4),三、滑輪例：如圖所示，人重500N，站在重為300N的木板上，若繩子和滑輪的質(zhì)量不計，摩擦不計，整個系統(tǒng)勻速上升時，問： (1)人對繩子的拉力多大。 (2)人對木板的壓力多大。 注：1、同一根繩子受力相同，不同繩子受力 一般不同。分析時從物體只與一根繩子相連 的簡單處開始研究 2、物體受力分析的基本方法:隔離法、整體法。,例：(第6屆初)電氣化鐵路的

64、輸電線常用圖示的方式懸掛在鋼纜上。鋼纜的A端固定在電桿上，B端通過滑輪組連接在電桿C上。(1)配重D是n個混凝土圓盤(圖中只畫出3個)，每個盤的質(zhì)量是m。按圖示的配置，鋼纜在B端所受的拉力大約是多少?   (2)如果只考慮B端的牢固性，本來可以把它直接固定在電桿C上，也可以用—個很硬的大彈簧連接接B和C。實際上卻用滑輪組來連接，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是什么？例：(第15屆初)圖9是一種電梯結(jié)構(gòu)的示意圖，電梯廂在電梯井中沿豎直

65、通道上下運(yùn)行。鋼鏈的兩端分別固定在電梯井頂部的A點(diǎn)和B點(diǎn)，同時鋼鏈繞過重15 000N電梯廂下的滑輪而托起整個廂體E，又跨過電梯井頂部由電動機(jī)驅(qū)動帶有齒輪的輪軸C，在C和B之間吊起與動滑輪相連的配重D。電梯載重量為10人(1人的質(zhì)量按60kg計算，取g=10N／kg，忽略摩擦及鋼鏈的質(zhì)量)。請回答： (1)配重的功能是什么?在已知電梯廂重和載重量的情況下，配重的質(zhì)量最好是多大? (2)當(dāng)電梯滿載勻速上升時，A、B兩點(diǎn)受到的拉力各是多大?

66、,四、機(jī)械做功、功的原理例：（第19屆復(fù)）小胖同學(xué)在暑假期間參加了農(nóng)村電網(wǎng)改造的社會實踐活動，其中電工所挖的埋水泥電線桿的坑引起了小胖的興趣?？拥男螤钊鐖D5所示，從地面上看，坑基本上是一個長方形，其寬度僅比電線桿的粗端直徑稍大一點(diǎn)，坑中沿長方形的長邊方向有一從地面直達(dá)坑底的斜坡。請你回答： 1．為什么要挖成圖5所示的深坑，而不挖成圖6甲所示的僅比電線桿略粗一點(diǎn)的圓筒狀深坑，或者如圖6乙、丙所示的那種大口徑的方形或圓形的深坑?

67、這樣做有什么好處? 2．通過計算對比分析：如果將這種水泥電線桿分別埋入圖5、圖6甲所示的坑中。則把水泥電線桿放到坑口適當(dāng)位置后，在豎起水泥電線桿的過程中，抬起水泥電線桿的細(xì)端至少分別需要多大的力?已知這種坑深2.0m，寬0.3m，地面處坑口長2.3m，坑底長0．3m。水泥電線桿的質(zhì)量為600kg，長10.0m，粗端直徑0.25m，其重心距粗端4.0m。(取g =10N/kg) 3．在上述兩種情況下，豎起水泥電

68、線桿的過程中，人們對水泥電線桿至少分別要做多少功?,答案：2、（2）若將這種電線桿埋入圖6甲所示的坑中。電線桿就位后的情況如圖答2所示?！?分 設(shè)豎起電線桿的過程中，在細(xì)端所用拉力為F2。 在圖答2中：O2A2=10.0m O2B2=4.0m ……1分 根據(jù)杠桿平衡條件，有：F2×O2A2=G×O2B2 解得：