如圖所示，已知物重等于G，請(qǐng)你補(bǔ)充一個(gè)物理量，用物重G和補(bǔ)充的物理量求出動(dòng)滑輪的機(jī)械效率（繩重和摩擦忽略不計(jì)）．補(bǔ)充的物理量名稱和符號(hào)是    ，機(jī)械效率=    ．
【答案】分析：（1）動(dòng)滑輪做的有用功是克服物體重力做的功，即把物體提升一定高度做的功；
（2）總功是繩子末端拉力做的功，拉力拉動(dòng)繩子移動(dòng)一段距離做的功；
（3）額外功是克服動(dòng)滑輪重力做的功，即把動(dòng)滑輪提升一定高度做的功．
解答：解：（1）物體的重力為G，動(dòng)滑輪重力為G動(dòng)，物體提升的高度為h，繩子自由端的拉力為F，繩子自由端移動(dòng)的距離為S，S和h的關(guān)系為S=2h；
（2）①有用功為把物體提升一定高度做的功，即W有用=Gh
②總功為拉力拉動(dòng)繩子移動(dòng)一段距離做的功，即W總=FS=2Fh；
總功也可以說成是對(duì)物體和動(dòng)滑輪總共做的功，即W總=（G+G動(dòng)）h；
③所以動(dòng)滑輪機(jī)械效率的表達(dá)式為：η==×100%，或者η==×100%．
故答案為：拉力F或動(dòng)滑輪重力G動(dòng)；×100%（或×100%）．
點(diǎn)評(píng)：（1）理解有用功是為達(dá)目的做的功，使用動(dòng)滑輪的目的是將物體提升一定高度；
（2）理解總功是動(dòng)力做的功，也是總共做的功．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：初中物理 來源： 題型：閱讀理解

摘要：本文分析了如何挖掘物理題中隱含條件的途徑和方法。并對(duì)物理學(xué)試題題型進(jìn)行歸類、例舉和解析。學(xué)生要解好物理題，必須要有扎實(shí)的物理知識(shí)和相關(guān)學(xué)科的知識(shí)，綜合分析和解決問題的能力。因此，在物理教學(xué)過程中要注重提高學(xué)生的解題能力，加強(qiáng)對(duì)解題方法的教學(xué)。

關(guān)鍵詞：隱含條件　物理學(xué)　解題能力

學(xué)習(xí)在解物理習(xí)題時(shí)，經(jīng)常會(huì)遇到這種情況，有些解題的必要條件，題中并為明確給出，而是隱含在字里行間。充分挖掘隱含條件，明確題目要求，采用合適方法，選擇正確答案，是解好這類題的關(guān)鍵。本文就如何挖掘試題中的隱含條件，提高解題能力作一例析。

一、從關(guān)鍵詞中挖掘隱含條件

在物理題中，常見的關(guān)鍵用語有：表現(xiàn)為極值條件的用語，如“最大”、“最小”、“至少”、“剛好”等，它們均隱含著某些物理量可取特殊值；表現(xiàn)為理想化模型的用語，如“理想滑輪”、“輕質(zhì)杠桿”、“光滑水平面”等，扣住關(guān)鍵用語，挖掘隱含條件，能使解題靈感頓生。

例1 一個(gè)物體在平衡力的作用下，在光滑水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)這對(duì)平衡力突然消失，則物體將（�。�

A．立刻停止運(yùn)動(dòng)

B．運(yùn)動(dòng)速度越來越快

C．速度減慢，最后停止

D．仍作勻速直線運(yùn)動(dòng)

解析：題中“光滑水平面”為關(guān)鍵詞。光滑水平面意味著物體不受摩擦力的作用。題目中的物體待平衡力消失后，將不再受力的作用，因此仍要保持勻速直線運(yùn)動(dòng)（牛頓第一定律）。

答案：D

二、從物理學(xué)常識(shí)中找隱含條件

有些題目幾乎沒有條件，但仔細(xì)研究就會(huì)發(fā)現(xiàn)條件其實(shí)全部隱含于物理常識(shí)中，這就要求學(xué)生根據(jù)題意進(jìn)行發(fā)散性思維，努力挖掘相關(guān)知識(shí)，在條件不足的情況下，根據(jù)常識(shí)假設(shè)適當(dāng)?shù)臈l件和數(shù)據(jù)以彌補(bǔ)題中明確給出的已知條件的不足。

例2 一個(gè)中學(xué)生對(duì)地面的壓強(qiáng)大約是（　）

A．10Pa   B．100Pa   C．1000Pa     D．10000Pa

解析：此題隱含條件有兩個(gè)，一是中學(xué)生的體重約為50kg，二是中學(xué)生雙腳底面積約為5dm2，而這兩個(gè)條件都非常隱蔽，屬于物理學(xué)常識(shí)，只要明確了這兩點(diǎn)，不難得出正確答案D。

三、從物理學(xué)發(fā)展史中尋找隱含條件

這類試題一般涉及對(duì)物理學(xué)研究有貢獻(xiàn)的科學(xué)家、科研成果和歷史進(jìn)程等，增加了學(xué)生的愛國情感，有利于培養(yǎng)學(xué)生的高尚情操，激起學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)的遠(yuǎn)大理想。

例3 發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的發(fā)明使人類步入電氣化時(shí)代，制造發(fā)電機(jī)的主要依據(jù)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，首先發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是（　）

A．愛因斯坦

B．帕斯卡

C．奧斯特

D．法拉第

解析：知道這些科學(xué)家的研究成果和對(duì)社會(huì)的巨大貢獻(xiàn)，很快就能準(zhǔn)確地選出正確答案D。

四、從物理現(xiàn)象的出現(xiàn)條件中尋找隱含條件

一定的物理現(xiàn)象的出現(xiàn)，是以具備一定的條件為前提的，當(dāng)知道什么條件具備時(shí)可出現(xiàn)什么現(xiàn)象后，一旦題目給出某種現(xiàn)象，馬上可以找出相應(yīng)的隱含條件。

例4 我國“遠(yuǎn)望號(hào)”衛(wèi)星測控船從江陰出發(fā)執(zhí)行任務(wù)，由長江進(jìn)入海洋。下列有關(guān)測控船所受浮力的說法正確的是（�。�

A．由于海水的密度大，所以船在海洋力受到的浮力大

B．由于船排開海水的體積小，所以它在海洋里受到的浮力小

C．由于船排開的海水的體積大，所以它在海洋力受到的浮力大

D．由于船始終漂浮在水面上，所以它受到的浮力不變

解析：“一個(gè)物體漂浮在液面上……”，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的條件是物體所受浮力等于物重，所以隱含條件是物體受到的浮力等于重力。

答案：D

例5 放在水平常木板上重10N的木塊，受到水平向右，大小為5N的拉力作用，沿水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，這時(shí)木板水平方向受的合力為_______N。當(dāng)拉力增大到8N時(shí)，木塊受到的合力為_______N。

解析：“一個(gè)物體勻速運(yùn)動(dòng)……”要出現(xiàn)這種現(xiàn)象，前提條件是物體必須不受力或受平衡力作用，所以隱含條件為：物體不受力或受平衡力作用。

答案：0；3

五、從物理概念、物理原理中尋找隱含條件

有些物理學(xué)問題、現(xiàn)象、判斷等條件隱含于相關(guān)的概念和原理中，或是命題時(shí)有意混淆概念，偷換概念，要求學(xué)生對(duì)概念掌握準(zhǔn)確，理解要透徹。

例6 晴天，幾位大學(xué)生在森林中迷路了，下面四種利用風(fēng)向引導(dǎo)他們走出森林的說法中，正確的是_______（圖中虛線為空氣流動(dòng)形成風(fēng)的路徑示意圖）

A．森林吸熱，溫度升高慢，空氣溫度低、密度大，地面空氣從森林流向外界，應(yīng)順風(fēng)走

B．土地吸熱，溫度升高快，空氣溫度高、密度小，地面空氣從外界流向森林，應(yīng)順風(fēng)走

C．森林吸熱，溫度升高慢，空氣溫度低、密度大，地面空氣從森林流向外界，應(yīng)迎風(fēng)走

D．土地吸熱，溫度升高快，空氣溫度高、密度小，地面空氣從外界流向森林，應(yīng)迎風(fēng)走

解析：本題中隱含了比熱容的概念。物體的比熱容越大，吸收熱量后溫度變化越小。

土地的比熱容大，吸熱后溫度升高較快，空氣溫度高。熱空氣因密度小而向上升，地面空氣從森林流向外界，應(yīng)順風(fēng)走。

答案：A

六、數(shù)學(xué)關(guān)系之中尋找隱含條件

正確的示意圖不僅能幫助我們理解題意、啟發(fā)思路，而且還能通過數(shù)學(xué)關(guān)系找出題中的隱含條件。這種方法不僅在幾何光學(xué)中有較多的應(yīng)用，而且在其它物理問題中也經(jīng)常應(yīng)用。

例7 有一均勻正方體對(duì)水平地面的壓力是F，壓強(qiáng)是P，如下圖所示。若切去陰影部分，則剩余部分對(duì)地面的壓力是原來的_______倍，壓強(qiáng)是原來的_______倍。

解析：該題的條件隱含在數(shù)學(xué)關(guān)系之中，解題的關(guān)鍵要建立物理模型的空間想象力。切去部分的正方體邊長為a/2，體積為V/8。切去陰影部分后，其質(zhì)量為7/8m，底部受力面積為3/4S，剩余部分壓強(qiáng)為P’＝m/S＝7/6P，壓力為F’＝Ps＝7/8F。

答案：7/8；7/6

七、從圖形、圖表與曲線關(guān)系中尋找隱含條件

圖示是貯存和傳遞科學(xué)文化知識(shí)比較便捷的一條途徑，它能夠高度濃縮物理學(xué)的基本概念及原理，使之更加形象、直觀。試題圖文并茂，生動(dòng)活潑，但圖表曲線中隱含了相當(dāng)多的沒有敘述和未提及的條件，解題時(shí)結(jié)合題設(shè)條件分析圖形，從圖形中挖掘隱含條件，才能正確作答，較好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析問題的能力。

例8 在如圖所示的各圖中，關(guān)于磁場的描述和小磁針表示正確的是（�。�

解析：這是一道集概念、實(shí)驗(yàn)和理論于一體的圖形選擇題，要求學(xué)生明確磁場的概念、磁場方向及磁場方向的規(guī)定等情況，這樣才可選出正確答案為B。

八、從實(shí)驗(yàn)的器材、操作過程或結(jié)果中尋找隱含條件

在理論試題中，也有相當(dāng)多的題干條件看似不足，其實(shí)隱含在實(shí)驗(yàn)器材、操作步驟和實(shí)驗(yàn)結(jié)果之中，要求學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)，挖掘這些隱含條件，從而得出正確答案，這有利于考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

例9 如圖所示電路，圖中1、2、3表示電流表或電壓表，請(qǐng)?zhí)钌细鞅黼娐贩?hào)．并標(biāo)出正、負(fù)接線柱的位置。

解析：判斷電表的類型，需了解器材的使用規(guī)則。電流表要串聯(lián)接入電路，電壓表要并聯(lián)接入電路。判斷時(shí)，可假設(shè)將改表處斷開，凡對(duì)電路結(jié)構(gòu)有影響的是電流表，沒有影響的是電壓表。答案如上圖。

九、選擇合適的方法

確定解題思路，根據(jù)題型特點(diǎn)，充分理解題意。采用合適方法，能很好地提高解題能力，常用的物理方法有控制變量法、等效法、轉(zhuǎn)換法、數(shù)據(jù)歸納法等。

例10 下表列出由實(shí)驗(yàn)測定的幾種物質(zhì)的比熱容。認(rèn)真閱讀，你一定會(huì)有所發(fā)現(xiàn)，請(qǐng)?zhí)畛鋈我馊龡l：

水4． 2×103

冰 2．1×103

鋁 0．88×103

鋼鐵 0．46×103

酒精 2．4×103

蓖麻油1．8×103

干泥土0．8×103

水銀0．14×103

煤油2．1×103

砂石0．92×103

銅0．39×103

鉛0．13×103

（1）________________________________________；

（2）________________________________________；

（3）________________________________________。

解析：給表找規(guī)律時(shí)一般采用比較分析，綜合分析的方法，即可找一般規(guī)律如某種變大或變小的趨勢，共性等，也可找特殊規(guī)律。此表中12種物質(zhì)除煤油和冰比熱相同外，其他不同。說明不同物質(zhì)得比熱一般不同，這是共性。但冰和煤油不同物質(zhì)比熱相同這是特殊性質(zhì)。水、冰同種物質(zhì)，狀態(tài)不同，比熱容也不同。且可將物質(zhì)分為金屬、非金屬進(jìn)行比較。還可找比熱容最大的、最小的。

例11 用實(shí)驗(yàn)研究決定電阻大小的因素，供選擇的導(dǎo)體規(guī)格如下表:

材料

編號(hào)

長度（m）

橫截面積（mm）2

鎳鉻合金

①

1

0．5

②

1．5

0．5

錳銅

③

1

0．5

④

1．5

1

①要比較電阻與長度的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線：_______________________；

②要比較電阻與橫截面積的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線：_______________________；

③要比較電阻與材料的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線：_______________________。

解析：本題中導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、材料、橫截面積三個(gè)物理量有關(guān)，要探究它們之間的關(guān)系，要采用“控制變量法”。要驗(yàn)證猜想一，就要取不同的長度，相同材料和橫截面積的導(dǎo)線，所以應(yīng)選序號(hào)1、2，同理可選出另兩個(gè)猜想的序號(hào)。

答案：（1）1、2；（2）3、4；（3）1、3

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科目：初中物理 來源： 題型：閱讀理解

力學(xué)綜合計(jì)算題分類例析

綜觀歷年各省市中考題，不難發(fā)現(xiàn)，力學(xué)計(jì)算大多以綜合題的形式出現(xiàn)，單獨(dú)用一個(gè)知識(shí)點(diǎn)只對(duì)某一個(gè)物理量（如密度、壓強(qiáng)等）進(jìn)行求解的力學(xué)計(jì)算題已很少見了，絕大部分力學(xué)的計(jì)算題都有一定的綜合性。綜合題的優(yōu)點(diǎn)是：一方面能考查學(xué)生分析、理解和推理的思維能力，另一方面考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和知識(shí)遷移能力。這完全符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和目標(biāo)，所以這種題型在今后的中考中仍將占有很重要的位置。本專題從以下幾個(gè)方面對(duì)這類計(jì)算題進(jìn)行分析探究。以指導(dǎo)同學(xué)們解題時(shí)抓住要點(diǎn)，一舉突破。

一.思路和方法

1.讀懂題意或圖示，明確已知量和所求量。

有些新題型會(huì)出現(xiàn)一些新名詞或概念，有的已知條件比較隱蔽，應(yīng)該努力挖掘出對(duì)解題有用的信息。

2.分析研究對(duì)象所處的狀態(tài)或物理過程，找出已知量和未知量之間的聯(lián)系。

為了幫助分析，通常對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析并畫出受力圖，確定哪些力構(gòu)成平衡力，根據(jù)平衡條件建立平衡方程式，這是很關(guān)鍵的一步。

3.明確題目所描述的對(duì)象和過程涉及到哪些知識(shí)點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)墓交蛞?guī)律進(jìn)行計(jì)算。

①求壓強(qiáng)時(shí)可用，兩個(gè)公式進(jìn)行求解。但后一個(gè)公式一般用來求解液體壓強(qiáng)，只有豎直放置的柱體對(duì)支承面產(chǎn)生壓強(qiáng)，才能用來解。

②計(jì)算浮力的方法有很多：（1）阿基米德原理；（2）彈簧測力計(jì)測浮力（G與F分別為物體在空氣中稱和在液體中稱時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)）；（3）平衡法：物體處于漂浮或懸��；（4）壓力差法：。根據(jù)已知條件和研究對(duì)象所處的狀態(tài)選擇適當(dāng)?shù)墓角蟾×Α?/p>

③求滑輪組的機(jī)械效率也有兩個(gè)公式：和。當(dāng)滑輪組豎直提升物體時(shí)就用前者，當(dāng)滑輪組水平拉物體時(shí)就用后者。

4.驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果

對(duì)答案進(jìn)行檢驗(yàn)，看過程有無錯(cuò)誤，看結(jié)果是否符合實(shí)際。

 

二.熱點(diǎn)問題歸類

熱點(diǎn)一：密度、壓強(qiáng)和浮力的綜合。

例1.某電梯公寓樓約40m，完成此建筑物需要澆鑄鋼筋混凝土，還需要使用其他建筑材料，混凝土密度為，取。求：（1）已知自來水的密度為，若要從地面向樓頂提供自來水，加壓設(shè)備至少需要給施加多大的壓強(qiáng)？（不考慮大氣壓強(qiáng)）

（2）測量表明，該樓的地基所承受的壓強(qiáng)不得超過，若地基與地面的接觸面積為，則此大樓另外添加的裝飾材料、各種設(shè)備等物資及進(jìn)入大樓的人員的總質(zhì)量不得超過多少？

解析：這是一道密度和壓強(qiáng)的綜合題，根據(jù)公式。（1）小題立即解決。（2）小題中要求質(zhì)量，則可以先求出最大重力，然后求出最大質(zhì)量，最后減去已有的質(zhì)量即可，具體解法如下：

（1）

（2）設(shè)混凝土、其他建筑材料和其余部分的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，總重量為G

當(dāng)m3最大時(shí)，G最大，大樓對(duì)地基的壓力F最大，地基所承受的壓強(qiáng)達(dá)到最大值。

所以

所以

 

例2.去年南京市對(duì)大明湖進(jìn)行了首次換水清淤，換水后大明湖水清澈見底，魚兒歡暢。愛湖小分隊(duì)的同學(xué)準(zhǔn)備利用自己掌握的科學(xué)知識(shí)對(duì)湖水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測。他們通過調(diào)查，了解到大明湖周邊主要污染源很容易導(dǎo)致湖水密度變大，而密度達(dá)到的水域就不適宜湖里魚類生存，他們就想到做一個(gè)簡易的密度計(jì)來監(jiān)控湖水密度。為此找來一根長為1.2m粗細(xì)均勻的木條，在底端嵌入適量重物，使其能直立漂浮水中，做好相應(yīng)的標(biāo)記后就可以監(jiān)測湖水的密度了，測量得該簡易密度計(jì)的總質(zhì)量為0.5kg。（g取10N/kg）

（1）先將該木條放入足夠深的清水中，測得木條露出水面0.2m，在水面處畫上白線，請(qǐng)計(jì)算此時(shí)木條底端受到的水的壓強(qiáng)及木條受到的浮力。

（2）請(qǐng)通過計(jì)算說明應(yīng)在木條的什么位置畫上表示污水密度達(dá)到時(shí)的紅線，以監(jiān)測湖水密度是否超標(biāo)。

解析：此題是一道運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際問題的好題，綜合的知識(shí)有壓強(qiáng)、浮力和二力平衡等。（1）木條底端受到水的壓強(qiáng)可直接用來求；又因木條處于漂浮狀態(tài)，故可用二力平衡法求浮力。

由于木條處于漂浮狀態(tài)，所以：

（2）此題實(shí)際上是求木條浸入污水的深度h，要求深度必先求，因?yàn)椋赏ㄟ^浮力算出。又因木條的橫截面積S未知，深度h似乎無法求出，但我們要善于利用（1）小題的條件，找到兩者的相同之處，即在清水中和污水中都處于漂浮狀態(tài)，兩者受到的浮力相等，所以

，即，所以：

 

熱點(diǎn)二：速度、功率和效率的綜合

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(yùn)動(dòng)，物體與地面的摩擦力是物重的0.2倍，求：

（1）不記滑輪、繩重和滑輪組的摩擦，拉力的大小及拉力的功率。

（2）若拉力為2.5N，該滑輪組的機(jī)械效率。

圖1

解析：在不計(jì)摩擦的情況下，可直接用滑輪組省力公式求拉力，不過不是，而應(yīng)該是（是物體A與地面的摩擦）。因?yàn)閷?duì)物體的拉力不是等于物體的重量，而是等于地面對(duì)物體的摩擦力。相應(yīng)地，求這種水平裝置的滑輪組的機(jī)械效率的計(jì)算公式也應(yīng)該是，而不是。拉力的功率可進(jìn)行如下推導(dǎo)：

（1）拉力的大�。�

拉力的功率：

（2）

 

熱點(diǎn)三：壓強(qiáng)或浮力與杠桿類相結(jié)合的綜合題

例4.圖2是小明設(shè)計(jì)的一個(gè)用水槽來儲(chǔ)存二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB（B為浮球的中心）能繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，倒“T”形閥門C底部為厚度不計(jì)的橡膠片，上部為不計(jì)粗細(xì)的直桿，進(jìn)水口的橫截面積為4cm2，浮球的體積為100cm3，OB是OA長度的6倍，AB桿左端壓在閥門C上，閥門C堵住進(jìn)水口時(shí)，AB桿水平，浮球頂部和溢水口相平，不考慮閥門C、橫桿AB及浮球受到的重力。（）求：

（1）浮球浸沒時(shí)，浮球受到的浮力多大？A端受力多大？

（2）為了防止水從溢水口溢出，水槽中的水面與溢水口的高度差不能超過多少？

圖2

解析：本題又是一道力學(xué)綜合題，描述的物理情境較為復(fù)雜，所以分析審題是關(guān)鍵，尤其是要把這個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖看懂，搞清楚它的工作過程和原理，解題過程如下：

（1）當(dāng)球全部浸沒水中時(shí)：

橫桿B端受力等于浮球所受浮力，即：

運(yùn)用杠桿平衡條件：

，因?yàn)?/p>

所以A端受力為：

（2）水恰能從溢水口流出時(shí)水槽中的水面距溢水口的高度差是允許的最大值。此時(shí)，浮球全部浸沒，閥門C受到水槽中的水向上的壓力和水箱中水向下的壓力及浮球浸沒時(shí)杠桿A端對(duì)閥門C向下的壓力相互平衡，即：

                                         ①

設(shè)水槽中的水面距閥門C底部橡膠片的高度為H，溢水口到閥門C底部橡膠片的高度為h，則：

                                             ②

                                              ③

把②③式代入①中，有

整理得：

 

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