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  • 2021-05-10 发布

2012中考物理压轴题及答案八

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‎2012中考物理压轴题及答案八 ‎1、机械和功与几次压强变化问题(关键找压强变化的原因)‎ A B D C E O F 图25‎ ‎40.图25是液压汽车起重机从水中打捞重物的示意图。A是动滑轮,B是定滑轮,C是卷扬机,D是油缸,E是柱塞。作用在动滑轮上共三股钢丝绳,卷扬机转动使钢丝绳带动动滑轮上升提取重物,被打捞的重物体积V=‎0.5m3‎。若在本次打捞前起重机对地面的压强p0=2.0×107Pa,当物体在水中匀速上升时起重机对地面的压强p1=2.375×107Pa,物体完全出水后起重机对地面的压强p2=2.5×107Pa。假设起重时柱塞沿竖直方向,物体出水前、后柱塞对吊臂的支撑力分别为N1和N2,N1与N2之比为19:24。重物出水后上升的速度v=‎0.45m/s。吊臂、定滑轮、钢丝绳的重以及轮与绳的摩擦不计。(g取10N/kg)求:‎ ‎(1)被打捞物体的重力;‎ ‎(2)被打捞的物体浸没在水中上升时,滑轮组AB的机械效率;‎ ‎(3)重物出水后,卷扬机牵引力的功率。‎ 解:   (1)设起重机重为G,被打捞物体重力为G物;      打捞物体前,     G=p0S      在水中匀速提升物体时:F拉=G物-F浮      起重机对地面的压力: G+F拉=p1S                 F浮=ρ水gV排=0.5×104N      ‎ ‎ 物体出水后:G+G物=p2S            F拉=(p1- p0)S;            G物=(p2- p0)S                 可得物体重力为   G物=2.0×104N。   (2)设钢丝绳上的力在出水前后分别为F1、F2,柱塞对吊臂力的力臂为L1,      钢丝绳对吊臂力的力臂为L2。根据杠杆平衡条件可知:      N‎1L1=‎3F1L2 ; N‎2L1=‎3F2L2      =      F1= (G物-F浮+ G动), F2= (G物+ G动)      =  =      将数据代入得: G动=0.4×104N      物体浸没在水中上升时,滑轮组AB的机械效率:        (3)出水后钢丝绳上的力:F2= (G物+G动)/3=0.8×104N      物体上升的速度为v,则钢丝绳的速度:v'=3v=3‎0.45m/s =‎1.35m/s                       P=F2 v'=0.8×104N×‎1.35m/s =1.08×104W。‎ O 图25‎ B A C D H H E ‎2.如图25所示,是一个上肢力量健身器示意图。配重A受到的重力为350N。B、C都是定滑轮,D是动滑轮;杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE=3OH。小明受到的重力为500N,当他通过细绳在H点分别施加竖直向下的拉力T1、T2时,杠杆两次都在水平位置平衡,小明对地面的压力分别为F1、F2,配重A受到的拉力分别为FA1、FA2,配重A对地面的压力分别为N1、N2,且两次A对地面的压力相差100N。已知F1∶F2 =4∶3,N1∶N2=3∶2 。杠杆EH和细绳的质量及滑轮组装置的摩擦力均忽略不计。求:‎ ‎(1) 拉力FA2与FA1之差;‎ ‎(2) 小明对地面的压力F1 ;‎ ‎(3)当小明通过细绳在H点施加竖直向下的拉力T 3时,‎ 配重A匀速上升‎2cm,此时滑轮组的机械效率η 。‎ ‎(请画出相关受力分析图)‎ Ans:(1) FA2-FA1=100N; (2) F1 =400N; (3)η=87.5% 。‎ ‎3.如图所示,O为竖直平面内光滑圆弧轨道的圆心,B点是切线刚好沿水平方向。一个质量为m的滑块(可视为质点)从A点由静止滑下,最终落到地面上的C点。已知A点离地面的高度是H,圆弧轨道的半径为R,重力加速度为g。不计空气阻力。求:‎ ⑴滑块经B点时的速度大小;‎ ⑵滑块经B点时对轨道的压力;‎ ⑶在保证A点位置不变的情况下,改变圆弧轨道的半径(总小于H),再让滑块从A点由静止滑下,A点到滑块落地点的水平距离最大是多少?此时圆弧轨道的半径是多大?‎ 解:‎ ⑴:由机械能守恒:‎ ⑵:在B点:半径方向合力提供向心力:‎ 根据牛顿第三定律:滑块对轨道压力 ‎ ⑶:从B点平抛:‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 下面给出L最大值的几种解法:‎ 解一:导数法 ‎ 对L求导:‎ 由 可得:‎ ‎ ‎ ‎ 平方后可得:‎ ‎ 判别式 ‎ ‎ 所以: ‎ ‎ 经检验: 应舍去。‎ ‎ 因为:‎ ‎ 所以:‎ 解二:判别式法 ‎ 整理L式为方程:‎ ‎ 平方后整理得:‎ ‎ 判别式 ‎ ‎ 所以 ‎ ‎ 即:‎ ‎ 所以:‎ ‎ 即: ‎ ‎ 取: ‎ ‎ 得: ‎ 解三:代换变量法 ‎ 因 ‎ ‎ 可令:‎ ‎ 带入L后整理得:‎ 其中: ‎ 当 时,L的最大值为 ‎ ‎ 此时: ‎ ‎ 所以:‎ 解四:代换变量后导数法 ‎ 由解三:‎ ‎ 对L求导:‎ ‎ 由 ‎ ‎ 可得: 则:‎ 所以:‎ 点评:‎ 1. 本题是徐州市09-10学年度期末考试压轴题。这是一道力学综合题,它考查了机械能守恒、向心力和平抛运动的规律,就物理知识来说这道题难度并不大。它难就难在利用数学知识求解最大值L。‎ 2. 解一的导数法:对于常规方法难于求解的极值问题,导数法是实用的,也不难想到。而在利用导数为零列方程求解时,运算依然繁琐,还要舍去不合理的根。事实上高一学生尚未学习导数,这种方法还是用不上。‎ 3. 解二的判别式法:如果想到了这种方法,可操作性还是比较强的。根据R的存在性利用判别式时,得到的却是关于L的一元二次不等式。怎么解不等式呢?用配方法才最终得到了L的范围。‎ 4. 解三的代换变量法:首先是巧妙的代换变量,要根据式子特点,三角函数的性质来构造变量。第二要熟悉倍角公式、和差化积公式等,基本上用到了三角函数的相关公式,对三角函数的运用可谓独到。‎ 5. 解四的代换后求导:有了解一和解三作铺垫,这种解法是水到渠成,油然而生的。‎ 6. 由上面5点,这道题真正体现了数学知识在物理上的运用,体现了运用数学知识解决物理问题的能力,是数学和物理结合的典范。‎ 以上是我对这道题的浅见,欢迎各位指正。‎ 注:解三借鉴了参考答案。‎ ‎ ‎