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中考物理:压强密度浮力杠杆综合题原创详细分析

密度、压强、浮力、杠杆、滑轮,构成初中力学重点。这部分较难学。

如何熟练掌握这一部分呢?

下面通过一道力学综合题的详细分析和探究,帮同学们理清公式适用条件,快速寻求突破口,快速形成干净整洁的卷面。

原创例题:如图所示,一边长为20cm、质量为m的正方体铜铁合金块C挂于轻质杠杆的A点处,O为支点,一个质量M为64kg的金属块D在杠杆的B点通过定滑轮恰好使杠杆在水平位置保持平衡。

此时C对水平地面的压强为1.1×104Pa,D对水平地面的压强为1.45×104Pa.已知OA:OB=1:3,当D单独置于水平地面上时,D对地面的压强为1.6×104Pa。求铜铁合金块C的重力。(g取10N/kg)

解前分析:悲哀地说,题中压强数据,是10的4次方,不是104。从哪里打开缺口?从已知!从D!D单独置于水平地面上时对地面的压强有,D对地面的压力即自身重力也有,这就能求出D与地面的接触面积。接触面积是个桥梁!D对地面的两次压强不同,正是由于D后来受到了细绳向上的拉力。

解:D的重力G1=Mg=64kg×10N/kg=640N。D单独置于水平地面上时,对地面的压力等于自身重力。

如下图中左图,对D受力分析:D受到三个力的作用而处于平衡状态,向下的重力G1,地面向上的支持力F1,细绳向上的拉力T1。由G1=F1+T1

得:T1=G1-F1

=640N-580N

=60N。

如上图中右图,对C受力分析:C处于平衡状态时受到三个力的作用:自身竖直向下的重力G2,细绳向上的拉力T2,地面向上的支持力N。C的重力G2=N+T2=440N+180N=620N。

学好物理的精髓在于受力分析!

题目演化、变通探究:如图所示,一边长为20cm、质量为m的正方体铜铁合金块C挂于轻质杠杆的A点处,O为支点,一重为为640N的金属块D在杠杆的B点通过定滑轮恰好使杠杆在水平位置保持平衡。

此时C对水平地面的压强为1.1×104Pa,D对水平地面的压强为1.45×104Pa。若把C浸没于水中(C与容器底不接触),杠杆在水平位置仍平衡时D对地面的压强为1.15×104Pa。当D单独置于水平地面上时,D对地面的压强为1.6×104Pa。

(g取10N/kg)求:

(1)铜铁合金块C的密度;

(2)把浸没于水中的C上方的细绳剪断,C沉到容器底时对容器底的压强。

演变了两点:①力臂之比不再是已知条件;②把C浸没于水中后,告知了D对水平地面的压强为1.45×104Pa。铜铁合金块C的重力G2仍是未知数。

解前分析:力臂之比变成未知,如何求C的重力?进而求C的质量和密度?新告知的压强值如何用?从何入手?疑云重重。这个时候,请千万别烦别怕,冷静!

从已知逐步向未知探索。D单独置于水平地面上时,同原题。

C浸没于水之前,和浸没于水之后,都要分别进行受力分析,通过两次的杠杆平衡,列出两个方程,进取的思路别停下,感觉很麻烦的时候,往往也是恍然大悟的时候!仔细端详两个方程,能够求出C的重力!

此时对D受力分析:如下图:

第二问:剪断C上方的细绳后,对C受力分析:

解后感悟:本题是一道典型力学综合题。密度、压强、浮力、杠杆,全都被综合进来。头绪繁多时,需要沉着冷静;面对复杂的受力分析,耐心琢磨。题目复杂的时候,就从已知逐步探究,多动手写、不要硬看,很多问题在脑子里打转,越考虑越头疼。

面对难题,您只要把所知道的都在演算之上写出来,别指望顺着一个思路就能找到结果,两个思路一旦结合,走投无路时便出现柳暗花明。

本题的分析探究均为原创。如果您喜欢的话,请您加评论,关注我;也可点赞、私信我。

本文由千万别低估自己原创,欢迎您关注,带您一起长知识!

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