免費下載！
[!--downpath--]熱學綜合估算題分類例析
涵括歷年各省市中試題，不難發覺，熱學估算大多以綜合題的方式出現，單獨用一個知識點只對某一個數學量（如密度、壓強等）進行求解的熱學估算題已極少見了二力平衡法求浮力例題，絕大部份熱學的估算題都有一定的綜合性。綜合題的優點是：一方面能考查中學生剖析、理解和推理的思維能力，另一方面考查中學生綜合運用知識的能力和知識遷移能力。這完全符合新課程標準的要求和目標，所以這些題型在今后的高考中仍將占有很重要的位置。本專題從以下幾個方面對這類估算題進行剖析探究。以指導朋友們解題時捉住要點，一舉突破。
一.思路和技巧
1.看懂題意或圖示，明晰已知量和所求量。
有些新題型會出現一些新名詞或概念，有的已知條件比較隱蔽，應當努力挖掘出對解題有用的信息。
2.剖析研究對象所處的狀態或化學過程，找出已知量和未知量之間的聯系。
為了幫助剖析，一般對研究對象進行受力剖析并畫出受力圖，確定什么力構成平衡力，按照平衡條件完善平衡方程式，這是很關鍵的一步。
3.明晰題目所描述的對象和過程涉及到什么知識點，選擇適當的公式或規律進行估算。
①求浮力時可用，兩個公式進行求解。但后一個公式通常拿來求解液體浮力，只有豎直放置的柱體對支承面形成浮力，就能拿來解。
②計算壓強的方式有好多：（1）阿基米德原理；（2）彈簧測力計測壓強（G與F分別為物體在空氣中稱和在液體中稱時彈簧測力計的示數）；（3）平衡法：物體處于懸浮或漂浮；（4）壓力差法：。按照已知條件和研究對象所處的狀態選擇適當的公式求壓強。
③求滑車架的機械效率也有兩個公式：和。當滑車架豎直提高物體時就用后者，當滑車架水平拉物體時就用前者。
4.驗證估算結果
對答案進行檢驗，看過程有無錯誤，看結果是否符合實際。
二.熱點問題歸類
熱點一：密度、壓強和壓強的綜合。
例1.某扶梯公寓樓約40m，完成此建筑物須要鑄造鋼筋混凝土，還須要使用其他建筑材料，混凝土密度為，取。求：（1）已知自來水的密度為二力平衡法求浮力例題，若要從地面向屋頂提供自來水，加壓設備起碼須要給施加多大的浮力？（不考慮大氣浮力）
（2）檢測表明，該樓的地基所承受的浮力不得超過，若地基與地面的接觸面積為，則此大廈另外添加的裝潢材料、各種設備等物資及步入大廈的人員的總質量不得超過多少？
解析：這是一道密度和浮力的綜合題，按照公式。（1）小題立刻解決。（2）小題中要求質量，則可以先求出最大重力，之后求出最大質量，最后除以已有的質量即可，具體解法如下：
（1）
（2）設混凝土、其他建筑材料和其余部份的質量分別為m1、m2和m3，總重量為G
當m3最大時，G最大，大廈對地基的壓力F最大，地基所承受的浮力達到最大值。
所以
所以
例2.今年上海市對大明湖進行了首次換水疏浚，換水后大明河水清亮企穩，魚兒歡悅。愛湖小分隊的朋友打算借助自己把握的科學知識對河水水質進行檢測。她們通過調查，了解到大明湖周邊主要污染源很容易造成湖面密度變大，而密度達到的水域就不適合湖里鳥類生存，她們就想到做一個簡易的密度計來監控河水密度。因此找來一根長為1.2m粗細均勻的鋼條，在底端嵌入適量重物，使其能直立漂浮水中，做好相應的標記后就可以檢測河水的密度了，檢測得該簡易密度計的總質量為0.5kg。（g取10N/kg）
（1）先將該鋼條裝入足夠深的清水中，測得鋼條漏出海面0.2m，在海面處畫上白線，請估算此時鋼條底端遭到的水的浮力及鋼條遭到的壓強。
（2）請通過估算說明應在鋼條的哪些位置畫上表示廢水密度達到時的紅線，以檢測河水密度是否超標。
解析：此題是一道運用知識解決實際問題的好題，綜合的知識有浮力、浮力和二力平衡等。（1）鋼條底端遭到水的浮力可直接拿來求；又因鋼條處于懸浮狀態，故可用二力平衡法求壓強。
因為鋼條處于懸浮狀態，所以：
（2）此題實際上是求鋼條溶入廢水的深度h，要求深度必先求，由于，可通過壓強算出。又因鋼條的橫截面積S未知，深度h顯然難以求出，但我們要擅于借助（1）小題的條件，找到二者的相同之處，即在清水中和廢水中都處于懸浮狀態，二者遭到的壓強相等，所以
，即，所以：
熱點二：速率、功率和效率的綜合
例3.如圖1所示，物體重20N，在拉力F的作用下，以0.5m/s的速率沿水平方向勻速運動，物體與地面的磨擦力是物重的0.2倍，求：
（1）不記滑輪、繩重和滑車架的磨擦，拉力的大小及拉力的功率。
（2）若拉力為2.5N，該滑車架的機械效率。
圖1
解析：在不計磨擦的情況下，可直接用滑車架省力公式求拉力，不過不是，而應當是（是物體A與地面的磨擦）。由于對物體的拉力不是等于物體的重量，而是等于地面對物體的磨擦力。相應地，求這些水平裝置的滑車架的機械效率的估算公式也應當是，而不是。拉力的功率可進行如下推導：
（1）拉力的大小：
拉力的功率：
（2）
熱點三：浮力或壓強與杠桿類相結合的綜合題
例4.圖2是小明設計的一個用水槽來存儲二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB（B為浮球的中心）能繞O點轉動，倒“T”形球閥C頂部為長度不計的橡膠片，下部為不計粗細的直桿，出水口的橫截面積為4cm2，浮球的容積為，OB是OA寬度的6倍，AB桿上端壓在球閥C上，球閥C擋住出水口時，AB桿水平，浮球底部和溢水口相平，不考慮球閥C、橫桿AB及浮球遭到的重力。（）求：
（1）浮球浸入時，浮球遭到的壓強多大？A端受力多大？
（2）為了避免水從溢水口溢出，水槽中的海面與溢水口的高度差不能超過多少？
圖2
解析：本題又是一道熱學綜合題，描述的數學情景較為復雜，所以剖析審題是關鍵，尤其是要把這個裝置的結構示意圖讀懂，厘清楚它的工作過程和原理，解題過程如下：
（1）當球全部浸入水底時：
橫桿B端受力等于浮球所受壓強，即：
運用杠桿平衡條件：
，由于
所以A端受力為：
（2）水恰能從溢水口流出時水槽中的海面距溢水口的高度差是容許的最大值。此時，浮球全部浸入，球閥C遭到水槽中的水向下的壓力和水箱中水向上的壓力及浮球浸入時杠桿A端對球閥C向上的壓力互相平衡，即：
①
設水槽中的海面距球閥C頂部橡膠片的高度為H，溢水口到球閥C頂部橡膠片的高度為h，則：
②
③
把②③式代入①中，有
整理得：