(材料一)力学综合题解题方法指导80中学.docVIP

力学综合题解题方法指导 力学综合题一般包括的知识点比较多，分析过程复杂，步骤比较多，综合性强。受力分析、平衡力及相互作用力的知识是每个力学综合题必然涉及到的。常见的力学综合题主要有两大类，一类是研究对象不多且物理过程相对简单，用公式法可以解决的问题（如参考样题1-3）。一类是相对复杂的组合机械类综合题。对于解决这类题的关键在于“如何‘拆分’组合机械中的物体”，也就是我们常说的“隔离”物体（研究对象）进行受力分析，这个环节很关键。对于拆分后的物体（研究对象）应该按照原装置的先后顺序（从左到右或从右到左）依次进行受力分析，这样做的好处是“相邻的两个物体间必有一个大小相等的力”，在列平衡方程时一般列出“这个力（大小相等的力）”等于其它力关系的方程，目的是将“这个力”带入下一个研究对象的力的平衡方程中，最终解方程或方程组（如参考样题4-10）。一般的解题步骤如下： 0、用基本公式先求出基本的物理量； （如：F浮=ρ液gV排 G物=m物g=ρ物gV物 F压=Ps=ρ液gh深） 1、明确研究对象（拆分组合机械）； 2、对研究对象进行受力分析； 3、列出力的平衡方程； 5、解方程或方程组。 参考样题如下：【范例1】某同学设计了一个自动冲刷厕所的水箱模型，这种水箱模型能把自来水管供给的较小流量的水储存到一定量后，自动开启放水阀门，冲刷便池中的污物。图24是这种水箱模型的主要部件的截面示意图。图中水箱A是一个边长为50cm的正方体；浮筒B是一个质量为0.2kg的空心圆柱体，其底面积SB为80cm2，高为35cm；放水阀门C是一个质量可忽略的圆柱体，其底面积Sc为55cm2，厚度d为1.5cm；放水阀门C能将排水管口恰好盖严，阀门上固定一根轻绳与浮筒相连，绳的长度l为10cm。（g＝10N/kg）求： （1）浮筒B所受的重力； （2）当水箱中水的深度为16.5cm时，放水阀门C尚未打开，此 时浮筒B受到绳子的拉力为多少 （3）当水箱中的水深H至少为多少时，浮筒B刚好能将放水 阀门C打开？（7分） 解： （1）G＝mg＝0.2kg×10N/ kg＝2N （2）浮筒B受力分析如图1所示：设浮筒B浸入水中的深度为h： h＝16.5cm－（l＋d）＝16.5cm－(10cm＋1.5cm) ＝5cm F浮＝ GB+ F拉 F拉＝F浮－GB＝ρ水gSBh－GB ＝1.0×103kg/m3×10N /kg×80×10－4×5×10－2 m3－2N＝2N （3）设浮子B浸入水中的深度为h′时阀门C刚好被拉开。以B为研究对象， 受力分析如图2所示 F浮′= GB+ F拉′ 以C为研究对象，受力分析如图3所示 F拉″＝ F压 ∵F拉″＝F拉′ ∴ F浮′＝GB + F压 ρ水gSB（H-l-d）＝ mBg +ρ水gSC（H-d） 即1g/cm3·80 cm2（H-10cm-1.5cm）＝ 200g +1g/cm3·55 cm2（H-1.5cm） 解得： H＝41.5cm 【范例2】课外小组的同学们设计的一个用水槽来储存二次用水的冲厕装置如图24所示。其中重为1N的浮球固定在横杆AB右端(B为浮球的中心)，杆AB能绕O点转动，且OB是OA长度的4倍。横杆AB左端压在进水阀门C上，进水口的横截面积为4cm2。阀门C正好堵住进水口时，水箱内停止蓄水，杆AB在水平位置，且浮球浸在水中的体积为190cm3。进水口距箱底30cm，水箱内溢水管长为40cm，D是一个横截面积为30cm2的排水阀门。用金属链将排水阀门D与水箱顶部排水按钮相连，当按动排水按钮时，铁链向上拉起排水阀门D使其打开，水箱排水。要打开排水阀门D，铁链给它的拉力至少是12.5N。(进水阀门C、直杆AC、横杆AB的重力均忽略不计，进水阀门C和排水阀门D的厚度均不计，g取10N／kg)。求： （1）进水阀门C所受水箱中水的向下的压力； （2）停止蓄水时水槽中的水面比溢水管管口高出多少？ （3）排水阀门D的最大质量为多少? 解：杠杆、进水阀门C、排水阀门D受力分析示意图分别为图甲、乙、丙。 （1）F向下=Sc=ρ水ghSc =1(103kg/m3(10N/kg(（0.4m－0.3m）(4(10‐4 m2=0.4N （）在图中，F浮=ρ水gV排 =1(103kg/m3(10N/kg((10-6m3=1.9N 据杠杆平衡条件FA(OA =（F浮－GB）(OB ∵OB = 4OA ∴FA(OA =（1.N9－1N）( 4OA ∴FA=3.6N 由图乙可得：（ C受到水槽中水向上的压力F向上、水箱中水向下的压力F向下和A端向下的压力FAF向= F向下FA=0.4N＋3.6N=4 N ∴ ∴ 水槽中的水面比溢水管口高：1m－0.1m=0.9m （）图 ∴ 【范例3】如图29所示，是