中考物理专题探究--应用计算(一)

文档属性

名称 中考物理专题探究--应用计算(一)
格式 rar
文件大小 1.4MB
资源类型 教案
版本资源 通用版
科目 物理
更新时间 2009-03-28 20:57:00

图片预览

文档简介

课件46张PPT。中考物理专题探究 --应用计算(一) 神舟火箭升空是按照人们精心定量计算设计的路线上去的。物理科学经历了从定性到定量的发展过程,使人们能按照自然的规律去达成许多伟大的设想。物理定量计算是物理学习中的一个重要内容,为此就中考中的计算热点我们分两讲六个专题讨论。一、力学中的计算 问题一、汽车给我们带来交通的便利,围绕汽车的命题很多,可以是力的问题、也可以是运动的问题、甚至是能的问题,我们该如何求解呢?请看例1。例1.随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭.小林的爸爸最近也购买了一辆轿车.
(1)通过查看说明书得知轿车车身质量为1725kg.当车上载有195kg的人和物品时,每只车轮与地面的接触面积为1.0×10—2m2,试求轿车对地面的压强(g取10N/kg). (2)若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图所示.则在0~5s时间内,轿车发动机做功_______J,轿车运动过程中受到的阻力是________N.
(3) 汽车在行驶途中保持车距是一项重要的安全措施.因为,从驾驶员看见某一情况到采取制动动作的时间里,汽车仍然要通过一段距离(称为反应距离),从采取制动动作到车完全停止的时间里,汽车又要通过一段距离(称为制动距离).上表给出了某型号的汽车在不同速度下的部分测量数据,分析表中的数据,请回答:空格①②的数值各是多少?影响汽车制动距离的因素是什么? 学生的错解与困惑:
第(1)问
第(2)问

无法找出F,怎么能求出“轿车运动过程中受到的阻力”呢?(思维分析受阻) “制动距离”没有规律,怎么能求出“空格②的数值”呢?“在0~5s时间内”汽车的速度在增大,由第(3)问例1.随着人民生活水平的不断提高,汽车已经走进我们的家庭.小林的爸爸最近也购买了一辆轿车.
(1)通过查看说明书得知轿车车身质量为1725kg.当车上载有195kg的人和物品时,每只车轮与地面的接触面积为1.0×10—2m2,试求轿车对地面的压强(g取10N/kg). 正确的解题分析过程:
审题:(注意题上划线部分)(2)若轿车以90kW的恒定功率启动做直线运动,运动过程中受到的阻力不变,运动的速度v与时间t的关系如图所示.则在0~5s时间内,轿车发动机做功_______J,轿车运动过程中受到的阻力是________N.
(3) 汽车在行驶途中保持车距是一项重要的安全措施.因为,从驾驶员看见某一情况到采取制动动作的时间里,汽车仍然要通过一段距离(称为反应距离),从采取制动动作到车完全停止的时间里,汽车又要通过一段距离(称为制动距离).上表给出了某型号的汽车在不同速度下的部分测量数据,分析表中的数据,请回答:空格①②的数值各是多少?影响汽车制动距离的因素是什么? 思路分析:即可求解(2)第一空:由于是“轿车以90kW的恒定功率”,故由 (1)第二空:由图像可知“在0~5s时间内”汽车处于非平衡状态,因此从该条件出发不能确定汽车所受水平阻力大小,但再仔细阅读“运动过程中受到的阻力不变”,而图像反映14s以后汽车做匀速直线运动,此时 ,而
故可求出由此可见,换一个角度思考问题迎刃而解。(3)根据“停车距离=反应距离+制动距离”第一空即能求解;而对于第二空,我们可以从“制动距离=停车距离-反应距离”,而问题中的“反应距离”与速度成正比可知。而影响因素的分析不要不着边际思考,抓住“表中的数据”唯一的答案是“速度”解题过程问题二、轮船与浮力、机械效率会有什么相关呢?
例2(07年常州)2007年5月6日上午,全球瞩目的“南海1号”古沉船整体打捞行动正式启动.我国打捞工作者和相关领域的专家为了让这一艘沉没于南海25m深处近千年的古船重见天日,做了很多科技攻关,取得了重大的技术突破.(1)自身质量为4250t的运输船,载着质量为1000t的钢制沉井(下端开口),驶向“南海1号”古沉船沉没海域.此时运输船排开海水的体积为多少?(ρ海水=1.05×103kg/m3)(2)“华天龙”号起吊船紧跟而至,抵达打捞现场后,将质量为1000t的钢制沉井吊起,如图所示,已知此时滑轮组的机械效率为85%,钢缆拉力F为多大?(g取10N/kg,结果保留三位有效数字)
(3)对“南海1号”古沉船采取整体打捞方案,首先将钢制沉井下沉至海底罩住古沉船,然后封住钢制沉井的下端,最后连井带船一次打捞上岸.该整体打捞方案在世界考古界还是首创.北欧国家的考古打捞虽然发达,但是其采用的都是水下切割打捞方法,首先把古船内的货物全部运走,然后对船体进行切割,将切割之后的小块船体打捞上来进行复原拼装.我国对“南海1号”古沉船采取整体打捞,相比切割打捞而言,有何更积极的意义?(说出一点即可) 审题:(注意题上划线部分)
例2(07年常州)2007年5月6日上午,全球瞩目的“南海1号”古沉船整体打捞行动正式启动.我国打捞工作者和相关领域的专家为了让这一艘沉没于南海25m深处近千年的古船重见天日,做了很多科技攻关,取得了重大的技术突破.(1)自身质量为4250t的运输船,载着质量为1000t的钢制沉井(下端开口),驶向“南海1号”古沉船沉没海域.此时运输船排开海水的体积为多少?(ρ海水=1.05×103kg/m3)(2)“华天龙”号起吊船紧跟而至,抵达打捞现场后,将质量为1000t的钢制沉井吊起,如图所示,已知此时滑轮组的机械效率为85%,钢缆拉力F为多大?(g取10N/kg,结果保留三位有效数字)
(3)对“南海1号”古沉船采取整体打捞方案,首先将钢制沉井下沉至海底罩住古沉船,然后封住钢制沉井的下端,最后连井带船一次打捞上岸.该整体打捞方案在世界考古界还是首创.北欧国家的考古打捞虽然发达,但是其采用的都是水下切割打捞方法,首先把古船内的货物全部运走,然后对船体进行切割,将切割之后的小块船体打捞上来进行复原拼装.我国对“南海1号”古沉船采取整体打捞,相比切割打捞而言,有何更积极的意义?(说出一点即可) 思路分析:
第(1)问
力学问题的审题首要明确的即是物体的状态。
该问是个漂浮问题,如图:
浮力与重力大小相等,则根据阿基米德原理即可求出第(2)问
该滑轮组等效图如图:
第(3)问
要把握文中从对比中看优点和缺点。要明确本题求的是打捞起吊过程中的效率,钢制沉井吊起未入水时钢缆的拉力,此时,沉井所受浮力为零,滑轮组的承重钢缆是4股。解题过程
初中力学问题的研究分两条线索:归纳:一条线索是浮力、压强等力和力的作用效果的计算,要充分利用平衡力和相互作用力知识计算; 另一条线索是做功、能量转化效率的计算问题,包括机械效率的计算,此类问题要正确认识能量转化或转移的方向与对象,正确把握总能量和有用使用能量,使用能流图模型进行分析是一种很有效的方法,在后面我们将讨论之. 总之,无论哪一类问题仔细阅读审题是最为重要的,其次要熟知物理概念、公式与规律. 运动学基本公式:质量与重力: 压强公式:浮力基本公式:
漂浮:机械功:
机械效率: 功率:说明:(1)液体压强定量计算公式
(2)运用公式要求物理量单位统一至国际主单位再代入运算;
(3)注意公式适用的条件范围.
(4)浮力问题先要判断清物体的状态,再合理选用公式;不作要求;
二、热学中的计算问题:地球资源、能源消耗带来的环境问题越来越大,保护我们的地球,又积极发展我们的经济,“节能减排”“开发新能源”成为中考热学的热点问题。面对此类问题如何分析呢?(1)天气晴朗时,小颖测得太阳能热水器1h内平均能使质量为36kg的水从20℃升高到30℃,则水吸收了多少热量?((2)小颖查得热水器接受太阳能的总有效面积为1.2m2 。热水器能把接受到的太阳能的50%转变为水的内能,则这台热水器每平方米的面积上接收太阳能的平均功率是多大?
(3)已知地球接收太阳能的总有效面积为1.3×1014m2 则地球表面接收到太阳能的总功率为 小颖查阅有关资料获知,辐射到地球的太阳能总功率约为1.7×1017W,与他计算得到的功率相差较大,试分析原因是: . 例.(06扬州)人类正积极开发和利用太阳能,如太阳能热水器,太阳能电池等。小颖想测出地球表面接受到太阳能的总功率。学生的错解与困惑:
第(1)问
计算热水器接受的太阳能
点评:学生没有将“升高”与“升高到”进行区分,或是审题不清。第(2)问
情形一:用第(3)问
怎么能认识与他计算得到的功率相差较大,有点无从下手。 情形二:审题没注意“每平方米的面积”,将1.2m2上计算出的功率作为结果。正确的解题分析过程:
审题:(注意题上划线部分)(1)天气晴朗时,小颖测得太阳能热水器1h内平均能使质量为36kg的水从20℃升高到30℃,则水吸收了多少热量?((2)小颖查得热水器接受太阳能的总有效面积为1.2m2 。热水器能把接受到的太阳能的50%转变为水的内能,则这台热水器每平方米的面积上接收太阳能的平均功率是多大?
(3)已知地球接收太阳能的总有效面积为1.3×1014m2 则地球表面接收到太阳能的总功率为 小颖查阅有关资料获知,辐射到地球的太阳能总功率约为1.7×1017W,与他计算得到的功率相差较大,试分析原因是: . 思路分析:
(1)
(2)
解题过程(3)我们测量的是到达地球表面的太阳能,而太阳光辐射到地球,要通过大气层,太阳光要有吸收、要有反射,能量要有损失。归纳: 热学的计算是中考中的基础得分点,通过加热问题的研究考查学生对热量计算问题的掌握程度.吸收热量多少通过利用公式进行计算,在此需要注意的是液体的比热容和温度变化的确定,而问题的多变性则是体现在加热方式的不同上,可以是通过燃烧燃料、也可以通过吸收太阳能、或通过电加热等等,在此需要同学们正确分析问题,确认加热方式,根据该加热方式下的已知条件,合理选用相应的公式计算.此类问题的另一个注意点是效率中的有用能量和总能量要判断正确.或物体温度变化吸放热:燃料燃烧放热:热效率:说明:(1)要注意其中理想无热量损失情形才是“等于”,实际的效率总小于1;是温度变化量,阅读题目时要注意“升高”“升高到”的区分. (2)注意三、电学中的计算问题:电路变化和用电器电路问题是中考中的热点,此类问题如何正确进行分析求解的呢?例1:(06南京)在如图所示电路中,电源电压6V恒定,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,灯L1和L2的规格分别为“6V 1.8W”和“6V 1.2W”,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1.5A”,不计温度对灯丝电阻的影响.求:
(1)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3后,电压表和电流表的读数是多少?
(2)若两灯中只允许一盏灯工作,且要求电路元件安全使用,在滑片移动过程中,整个电路至少消耗多少电功率?正确的解题分析过程:
审题:(注意题上划线部分)例1:(06南京)在如图所示电路中,电源电压6V恒定,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,灯L1和L2的规格分别为“6V 1.8W”和“6V 1.2W”,滑动变阻器R的规格为“50Ω 1.5A”,不计温度对灯丝电阻的影响.求:
(1)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3后,电压表和电流表的读数是多少?
(2)若两灯中只允许一盏灯工作,且要求电路元件安全使用,在滑片移动过程中,整个电路至少消耗多少电功率?思路分析:本题是典型的电路问题。通过滑动变阻器和开关的使用来实现电路连接的变化,在分析电路时要明确每一状态时的元件连接关系,建议同学在草稿纸上画出每一次的等效电路。


由此可知:L1和L2并联,两灯均正常发光。(1)滑动变阻器的滑片P放在a端时,闭合开关S1、S2、S3 ,滑动变阻器接入电阻为0,(2)要使整个电路消耗的电功率最小,由在电压一定时,应使电路的电阻最大。
可知本题中L2比L1的电阻大,故电路如图:本小题只允许一盏灯工作,可以判断电流表不会超量程,要考虑电压表不能超量程,这是关键,同时要是电阻最大,考虑灯与滑动变阻器串联,应取电阻较大的灯工作。由解题过程例题2:(08泰州)如图是电饭锅的实物图,图甲是它的内部电路图,图乙是电路简图它有“高温烧煮”和“焖饭、保温”两挡,由温控开关自动控制.煮饭时,先要按下温控开关按钮;到达设定温度(饭已煮熟),按钮会自动弹起
(1)对照观察图甲和乙,温控开关按钮未按下时,“烧煮电路部分”与“保温电路部分”是_______关系(选填“串联”或“并联”);按下温控开关按钮.“烧煮电路部分”的电压为_______V,“保温电路部分”将_______(选填“工作”或“不工作”);温控开关按钮弹起后,电路中的电流比原来_______(选填“大”或“小”)(2)当温控开关按钮按下时,电饭锅电路的总功率为1100W.求:“烧煮电路部分”的电阻R1
(3)温控开关按钮弹起后,电饭锅电路的总功率为44W.求:①电路中的电流;②“保温电路部分”的电阻R2
(4)已知,只有当指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大时,指示灯才会发光.请通过相关计算或分析,说明为什么温控开关按钮弹起时,红灯熄灭而黄灯亮
正确的解题分析过程:
审题:(注意题上划线部分)(1)对照观察图甲和乙,温控开关按钮未按下时,“烧煮电路部分”与“保温电路部分”是_______关系(选填“串联”或“并联”);按下温控开关按钮.“烧煮电路部分”的电压为_______V,“保温电路部分”将_______(选填“工作”或“不工作”);温控开关按钮弹起后,电路中的电流比原来_______(选填“大”或“小”)(2)当温控开关按钮按下时,电饭锅电路的总功率为1100W.求:“烧煮电路部分”的电阻R1
(3)温控开关按钮弹起后,电饭锅电路的总功率为44W.求:①电路中的电流;②“保温电路部分”的电阻R2
(4)已知,只有当指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大时,指示灯才会发光.请通过相关计算或分析,说明为什么温控开关按钮弹起时,红灯熄灭而黄灯亮
思路分析:本题体现从物理走向生活的理念,也是对同学们的电路分析是一个考验。
第(1)问
题目已给出电饭锅的内部电路的简化电路,其等效电路为:

则问题可解
第(2)问
温控开关按钮按下时等效电路为:
第(3)问
温控开关按钮弹起时等效电路为:
注意:44W是R1和R2的总功率
第(4)问
温控开关按钮弹起时等效电路为:
由“只有当指示灯和限流器两端的电压与电源电压相差不大时,指示灯才会发光”这句话,计算出两灯两端的电压即可作出判断。 解题过程归纳
欧姆定律、串联和并联规律的运用往往渗透在一些实际电路中出现,此类问题大多以实用的家用电器、简易风力测试仪、压力传感器、甚至汽车等局部电路.首先要正确阅读题目,理解题意,把握电路元件的串联、并联关系,明确电路的不同状态,画出相应的等效电路图,抓住问题中的不变量,选用规律和公式进行求解.
串联规律: 并联规律: 欧姆定律:电功: (普遍适用) (纯电阻电路)
(定义式) (决定式)两式普遍适用)
(纯电阻电路)
焦耳定律:电功率:
说明:(1)电学问题的分析关键要认识清楚并画出不同状态下的等效电路图;
(2)电学公式条理比较清晰,欧姆定律、焦耳定律、电功和电功率的公式都是反映的同一段电路或元件上的电压、电流、电阻和电功等间的关系,运用公式时要注意其“同一性”,即“同时性和同体性”;而串联规律、并联规律则是架构了不同元件间同一物理量间的关系;
(3)运用公式要注意统一单位,特别是电功的计算要注意国际主单位和常用单位的区分.同 学 们 再 见!解答:(1)压力 压强 (2)0~5s轿车发动机做功 20s时汽车匀速运动速度 汽车的牵引力 由二力平衡 (3)停车距离等于反应距离和刹车距离之和,空格①为53
反应距离与速度成正比的反应距离为18m,空格②为55
影响汽车制动距离的因素是速度返回解答:(1)运输船漂浮 运输船排开海水的体积
(2)机械效率 钢缆拉力 (3)有利于更好的保护文物等 返回解答:(1)1h水吸收的热量 (2)每平方米的接受的太阳能 每平方米的平均功率 (3)接收到太阳能的总功率 太阳辐射到地球的能量被大气层反射与吸收返回解答:
(1)当P放在最左端时,滑动变阻器连入电路的阻值为0,电压表被短路,示数为0;L1、L2并联,均正常发光
电流表测量干路电流为
(2)要使整个电路消耗的电功率最小,由在电压一定时,应使电路的电阻最大。L1、L2的阻值R1、R2分别为
只有一盏灯接入电路时,应是L2与滑动变阻器串联,则电路中的电流小于0.2A,电流表、滑动变阻器始终安全.保证电压表安全,有时,灯L2两端电压也为3V,则滑动变阻器接入电阻
电路消耗最少电功率
返回解答:(1)串联 220 不工作
(2)当温控开关按钮按下时,电路中只有R1工作
(3)温控开关按钮弹起时,R1和R2串联
电路中的电流 电路中总电阻 R2的阻值 (4)温控开关按钮弹起时,R1和R2串联
所以红灯不亮黄灯亮。返回
同课章节目录