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滑轮是初中物理中的一个重要知识点,也是中考物理中的难点,滑轮、浮力综合力学题是中考物理中的重要题型,本文结合实例详细分析了该类题型的解题思路,希望对初中新生的暑假复习有所帮助。
例子
小峰用滑轮组将一个立方体的金属块A以恒定的速度从溶液池中吊出。当金属块A沉入液体中,上表面与液面的距离为h时,开始计时初中物理滑轮组题目,如图A所示。计时结束后,调节滑轮组绳索末端垂直向上拉力F的大小,使金属块A始终以恒定的速度v上升。吊升过程中拉力F与金属块A向上运动时间的关系如图B所示。已知金属块A吊出液体后,滑轮组的机械效率为80%,h=1m,(假设溶液池足够大,金属块吊出液体前后液面不变,忽略绳索重量和摩擦力,g取为10N/kg。)求金属块A的密度与溶液池中液体的密度。
1. 将金属块A从液体中提起后
将动滑轮与金属块A作为一个整体进行分析,在竖直方向上,它们受到竖直向上的拉力4F、动滑轮竖直向下的自重G、金属块A的重力G。
根据物体力的平衡条件,动滑轮与金属块A处于静止状态,即平衡状态,竖直方向的力和为零,故4F=+G。
根据功的计算公式及题目中的条件:=Gh,=Fs,s=4h,则/=G/4F。
根据机械效率计算公式,题中的条件及结论:η=/×100%,/=G/4F,η=80%,则G/4F=0.8。
根据题中的图像和结论:F=1700N,G/4F=0.8,则金属块A的重力为G=5440N。
根据题目中的条件和结论:4F=+G,F=1700N,G=5440N,则动滑轮自重=1360N。
2.将金属块A从液面取出
将动滑轮与金属块A作为一个整体进行分析,在竖直方向上,它们受到竖直向上的拉力4F'、液体对金属块A的浮力F、动滑轮竖直向下的自重G、金属块A的重力G。
根据物体力的平衡条件,动滑轮与金属块A处于静止状态,即处于平衡状态,竖直方向的力和为零,所以4F'+=+G。
根据题中的图像和结论:F'=1200N,=1360N,G=5440N,4F'+=+G,则金属块A所受的浮力=2000N。
根据速度计算公式及题中图片:金属块A上升1m需5s,v=s/t,则金属块A的上升速度v=1/5=0.2m/s。
根据距离计算公式、题中图像及结论:s=vt,v=0.2m/s,金属块A从最初露出液面到完全露出液面需2s时间,因此立方体金属块A的边长为d=0.4m。
根据立方体的体积计算公式及结论:V=d,d=0.4m,则金属块A的体积为V=0.4=0.064m。
根据重力计算公式及结论:G=ρgV,G=5440N,V=0.064m,金属块A的密度为ρ=G/gV=/m。
根据浮力计算公式及结论:Fbuoy=ρ gVrow初中物理滑轮组题目,Vrow=V=0.064m,Fbuoy=2000N,则溶液池中溶液的密度ρ=Fbuoy/gVrow=/m3。
结论
滑轮组与浮力综合力学题解题思路:
根据物体的力平衡条件,选择合理的受力分析对象,获得相关力之间的定量关系;
根据各种物理量的计算公式,计算出题目中需要求解的各种物理量的值;
计算滑轮系统的机械效率时,必须特别注意做有用功的力、总功和动滑轮的自重。