免費下載!
[!--downpath--]熱力綜合估算題的分類與分析
覆蓋歷年各省市試題不難發現,熱估算題大多以綜合題的形式出現,很少使用單一知識點只解決某一個數學問題量(如密度、壓力等)是的,熱科學中的大部分計算題都具有一定的綜合性。 綜合題的優點是:一方面可以考查中學生分析、理解、推理的思維能力; 另一方面,它可以測試中學生綜合運用知識和知識遷移的能力。 這完全符合新課程標準的要求和目標二力平衡條件例題,因此這些題型在未來的高考中仍將占據非常重要的位置。 本課題從以下幾個方面對此類估計問題進行分析和探討。 引導朋友們在解題時抓住重點,一舉突破。
一、思路與技巧
1.理解題意或圖解,明確已知量和要求量。
一些新的題型會有一些新的術語或者概念,一些已知的條件比較隱蔽。 您應該嘗試挖掘對解決問題有用的信息。
2.分析研究對象的狀態或化學過程,找出已知量與未知量之間的聯系。
為了幫助分析,一般分析研究對象的力并畫出力圖,確定什么力構成平衡力,并根據平衡條件完善平衡方程。 這是關鍵的一步。
3.明確題目描述的對象和過程涉及到哪些知識點,并選擇合適的公式或規則進行估算。
①計算浮力時可以用到,可以用兩個公式求解。 但后一個公式通常用于求解液體浮力,只有立柱在支撐面上形成浮力才能求解。
②壓力的計算方法有多種:(1)阿基米德原理; (2)彈簧測力計測量壓力(G和F分別為物體在空氣中和液體中稱量時彈簧測力計的示值); (3)平衡法:物體懸浮或漂?。? (4)壓差法:。 根據已知條件和研究對象的狀態,選擇合適的公式計算壓力。
③滑輪架機械效率的計算公式也有兩個:和。 后者用于滑車垂直提升物體時,前者用于滑車水平牽引物體時。
4. 驗證估計
檢查答案以查看過程中是否有任何錯誤以及結果是否符合現實。
二、熱點問題分類
熱點一:密度、壓力、壓力的綜合。
示例 1. 帶自動扶梯的公寓樓長約 40m。 要完成建筑物,需要澆筑鋼筋混凝土,還必須使用其他建筑材料。 混凝土密度為 . 要求: (1) 已知自來水的密度為 ,如果要從地面向屋頂供自來水,加壓設備必須施加多大的浮力? (不考慮大氣浮力)
(2)試驗表明建筑物地基的浮力不得超過。 如果地基與地面的接觸面積是多少?
解析:這是一道密度和浮力的綜合題,根據公式。 (1) 小問題立即解決。 (2)如果小題要求質量二力平衡條件例題,可以先求最大重力,再求最大質量,最后除以現有質量。 具體解決方法如下:
(1)
(2) 設混凝土、其他建材及其他部分的質量分別為m1、m2、m3,總重量為G
當m3最大時,G最大,建筑物對地基的壓力F最大,對地基的浮力達到最大。
所以
所以
例2 今年,上海市首次對大明湖進行換水清淤。 換水后,大明河水清澈穩定,魚兒歡騰。 愛湖小分隊的小伙伴們打算利用自己的科學知識檢測一下這條河的水質。 他們通過調查了解到,大明湖周邊的主要污染源極易造成湖面密度增加,而密度大的水域不適合湖內鳥類棲息。 他們想到制作一個簡易的密度計來監測河水的密度。 于是找來一根1.2米長、粗細均勻的鋼筋,在底端嵌入適量的重物,使其直立漂浮在水中。 做好相應的標記后,就可以檢測河水的密度了。 簡易密度計即可檢測。 總質量0.5kg。 (g取10N/kg)
(1) 先將鋼筋放入足夠深度的清水中,測量鋼筋漏出海面0.2m,并在海面上劃一條白線。 請估算此時鋼筋底部的水和鋼筋的浮力。 在壓力之下。
(2) 請通過估算說明當廢水濃度達到紅線時應在哪些位置繪制鋼筋,以檢測河水濃度是否超標。
解析:這道題是一道很好的運用知識解決實際問題的題。 綜合知識包括浮力、浮力和兩種力的平衡。 (1) 可以直接得到鋼筋底部水的浮力; 由于鋼筋處于懸浮狀態,壓力可以通過二力平衡法獲得。
因為鋼筋處于懸浮狀態,所以:
(2) 這道題其實就是求鋼筋溶解到廢水中的深度h。 首先要得到深度,因為它可以通過壓力計算出來。由于鋼筋的橫截面積S是未知的,顯然很難得到深度h,但我們必須善于利用條件(1) 找出兩者的相似性,即它們都懸浮在清水和廢水中。 狀態下,兩者壓力相同,所以
, 就是這樣:
熱點二:速度、動力、效率的融合
例3 如圖1所示,物體重20N。 在拉力F的作用下,以0.5m/s的速度沿水平方向勻速運動。 物體與地面的摩擦力為物體重量的0.2倍。 尋找:
(1)不考慮滑輪的摩擦力、繩索和滑輪架的重量、拉力的大小和拉力的大小。
(2)拉力為2.5N時,滑輪架的機械效率。
圖1
分析:在忽略摩擦力的情況下,可以直接用滑輪架省力公式求拉力,其實不是,但應該是(是物體A與地面的摩擦力)。 因為物體所受的拉力不等于物體的重量,而等于地面對物體的摩擦力。 相應地,這些臥式裝置的小車架機械效率的估算公式也應該是,不是。 拉力的大小可以推導如下:
(1)拉力大?。?span style="display:none">bKY物理好資源網(原物理ok網)
牽引力:
(2)
熱點三:浮力或壓力與杠桿結合的綜合題
例4 圖2是小明設計的一種利用水箱儲存二次水的馬桶沖水裝置。 帶浮球的單杠AB(B為浮球圓心)可繞O點旋轉。一根直桿,不管粗細。 出水口截面積為4cm2,浮球體積為,OB為OA寬度的6倍,AB桿上端壓在球閥C上,當球閥C擋住出水口,AB桿水平,浮球底部等于溢流口,不考慮球閥C。重力作用在AB桿和浮球上。 ()求:
(1) 浮球浸入水中時,浮球承受的壓力有多大? A端的力有多大?
(2) 為防止水從溢流口溢出,槽內海面與溢流口的最大高度差是多少?
圖 2
解析:本題又是一道熱學綜合題,所描述的數學情況比較復雜,所以分析復習題是重點,尤其要看懂這個裝置的結構圖,弄清楚它的工作過程和原理。 解題過程如下:
(1) 當球完全浸入水底時:
橫桿B端所受的力等于浮球所受的壓力,即:
使用杠桿來平衡條件:
,因為
所以A端的力為:
(2)水剛好從溢流口流出時水箱內海面與溢流口的高差為最大允許值。 此時浮球完全浸沒,球閥C受到水箱內水向下壓力、水箱內水向上壓力和杠桿A端向上壓力的平衡。浮球浸沒時的球閥C,即:
①
設艙內海面至球閥C頂部橡膠片的高度為H,溢流口至球閥C頂部橡膠片的高度為h,則:
②
③
將公式②③代入①,有
組織: