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滑輪是初中物理中的一個重要知識點,也是中考物理中的難點,滑輪、浮力綜合力學題是中考物理中的重要題型,本文結合實例詳細分析了該類題型的解題思路,希望對初中新生的暑假復習有所幫助。
例子
小峰用滑輪組將一個立方體的金屬塊A以恒定的速度從溶液池中吊出。當金屬塊A沉入液體中,上表面與液面的距離為h時,開始計時初中物理滑輪組題目,如圖A所示。計時結束后,調節滑輪組繩索末端垂直向上拉力F的大小,使金屬塊A始終以恒定的速度v上升。吊升過程中拉力F與金屬塊A向上運動時間的關系如圖B所示。已知金屬塊A吊出液體后,滑輪組的機械效率為80%,h=1m,(假設溶液池足夠大,金屬塊吊出液體前后液面不變,忽略繩索重量和摩擦力,g取為10N/kg。)求金屬塊A的密度與溶液池中液體的密度。
1. 將金屬塊A從液體中提起后
將動滑輪與金屬塊A作為一個整體進行分析,在豎直方向上,它們受到豎直向上的拉力4F、動滑輪豎直向下的自重G、金屬塊A的重力G。
根據物體力的平衡條件,動滑輪與金屬塊A處于靜止狀態,即平衡狀態,豎直方向的力和為零,故4F=+G。
根據功的計算公式及題目中的條件:=Gh,=Fs,s=4h,則/=G/4F。
根據機械效率計算公式,題中的條件及結論:η=/×100%,/=G/4F,η=80%,則G/4F=0.8。
根據題中的圖像和結論:F=1700N,G/4F=0.8,則金屬塊A的重力為G=5440N。
根據題目中的條件和結論:4F=+G,F=1700N,G=5440N,則動滑輪自重=1360N。
2.將金屬塊A從液面取出
將動滑輪與金屬塊A作為一個整體進行分析,在豎直方向上,它們受到豎直向上的拉力4F'、液體對金屬塊A的浮力F、動滑輪豎直向下的自重G、金屬塊A的重力G。
根據物體力的平衡條件,動滑輪與金屬塊A處于靜止狀態,即處于平衡狀態,豎直方向的力和為零,所以4F'+=+G。
根據題中的圖像和結論:F'=1200N,=1360N,G=5440N,4F'+=+G,則金屬塊A所受的浮力=2000N。
根據速度計算公式及題中圖片:金屬塊A上升1m需5s,v=s/t,則金屬塊A的上升速度v=1/5=0.2m/s。
根據距離計算公式、題中圖像及結論:s=vt,v=0.2m/s,金屬塊A從最初露出液面到完全露出液面需2s時間,因此立方體金屬塊A的邊長為d=0.4m。
根據立方體的體積計算公式及結論:V=d,d=0.4m,則金屬塊A的體積為V=0.4=0.064m。
根據重力計算公式及結論:G=ρgV,G=5440N,V=0.064m,金屬塊A的密度為ρ=G/gV=/m。
根據浮力計算公式及結論:Fbuoy=ρ gVrow初中物理滑輪組題目,Vrow=V=0.064m,Fbuoy=2000N,則溶液池中溶液的密度ρ=Fbuoy/gVrow=/m3。
結論
滑輪組與浮力綜合力學題解題思路:
根據物體的力平衡條件,選擇合理的受力分析對象,獲得相關力之間的定量關系;
根據各種物理量的計算公式,計算出題目中需要求解的各種物理量的值;
計算滑輪系統的機械效率時,必須特別注意做有用功的力、總功和動滑輪的自重。