如圖是我國新研制的月球探測器（簡稱“月球車”）樣機．其造型奇特，功能強大．

（1）寬大的雙翼是太陽能帆板，能將                  能轉(zhuǎn)化為     　　   能，為它提供源源不斷的動力；月球表面的溫度變化完全由陽光照射決定．月球表面白天溫度可達150℃，而夜間會降至－180℃．這是因為其表面是松軟的沙地，沙子的比熱容            （填“較大”或“較小”）．

（2）不怕冷熱、輕巧敏捷的月球車裝有“巖芯取樣器”,能對月面巖石進行研磨并取回研究．你認為制作月球車的材料應具備哪些物理屬性？（寫出兩點）

①                                  ；

②                                  ．

（3）裝配有表面凹凸很深的六只輪子狀的“大腳”更使它具有翻山越嶺、萬向行走的能力．最快行進時一分鐘可達3m的路程，合       km／h．用學過的物理知識解釋“大腳”這樣設(shè)計的原理．

①                                                     ；

②                                                     。

（4）目前人類發(fā)射的探測器已飛出了太陽系，正向更遠的太空飛去。如果探測器所受外力全部消失，那么探測器將（    ）

 A．沿原來路徑返回地球  B．沿原方向做勻速直線運動

     C．立刻靜止            D．沿原方向做減速直線運動

力學綜合計算題分類例析

綜觀歷年各省市中考題，不難發(fā)現(xiàn)，力學計算大多以綜合題的形式出現(xiàn)，單獨用一個知識點只對某一個物理量（如密度、壓強等）進行求解的力學計算題已很少見了，絕大部分力學的計算題都有一定的綜合性。綜合題的優(yōu)點是：一方面能考查學生分析、理解和推理的思維能力，另一方面考查學生綜合運用知識的能力和知識遷移能力。這完全符合新課程標準的要求和目標，所以這種題型在今后的中考中仍將占有很重要的位置。本專題從以下幾個方面對這類計算題進行分析探究。以指導同學們解題時抓住要點，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。

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

2.分析研究對象所處的狀態(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，通常對研究對象進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象和過程涉及到哪些知識點，選擇適當?shù)墓�式或�?guī)律進行計算。

①求壓強時可用，兩個公式進行求解。但后一個公式一般用來求解液體壓強，只有豎直放置的柱體對支承面產(chǎn)生壓強，才能用來解。

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

③求滑輪組的機械效率也有兩個公式：和。當滑輪組豎直提升物體時就用前者，當滑輪組水平拉物體時就用后者。

4.驗證計算結(jié)果

對答案進行檢驗，看過程有無錯誤，看結(jié)果是否符合實際。

二.熱點問題歸類

熱點一：密度、壓強和浮力的綜合。

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？（不考慮大氣壓強）

（2）測量表明，該樓的地基所承受的壓強不得超過，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m3最大時，G最大，大樓對地基的壓力F最大，地基所承受的壓強達到最大值。

所以

所以

例2.去年南京市對大明湖進行了首次換水清淤，換水后大明湖水清澈見底，魚兒歡暢。愛湖小分隊的同學準備利用自己掌握的科學知識對湖水水質(zhì)進行監(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致湖水密度變大，而密度達到的水域就不適宜湖里魚類生存，他們就想到做一個簡易的密度計來監(jiān)控湖水密度。為此找來一根長為1.2m粗細均勻的木條，在底端嵌入適量重物，使其能直立漂浮水中，做好相應的標記后就可以監(jiān)測湖水的密度了，測量得該簡易密度計的總質(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，請計算此時木條底端受到的水的壓強及木條受到的浮力。

（2）請通過計算說明應在木條的什么位置畫上表示污水密度達到時的紅線，以監(jiān)測湖水密度是否超標。

解析：此題是一道運用知識解決實際問題的好題，綜合的知識有壓強、浮力和二力平衡等。（1）木條底端受到水的壓強可直接用來求；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）此題實際上是求木條浸入污水的深度h，要求深度必先求，因為，可通過浮力算出。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動，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，該滑輪組的機械效率。

圖1

解析：在不計摩擦的情況下，可直接用滑輪組省力公式求拉力，不過不是，而應該是（是物體A與地面的摩擦）。因為對物體的拉力不是等于物體的重量，而是等于地面對物體的摩擦力。相應地，求這種水平裝置的滑輪組的機械效率的計算公式也應該是，而不是。拉力的功率可進行如下推導：

（1）拉力的大�。�

拉力的功率：

（2）

熱點三：壓強或浮力與杠桿類相結(jié)合的綜合題

例4.圖2是小明設(shè)計的一個用水槽來儲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點轉(zhuǎn)動，倒“T”形閥門C底部為厚度不計的橡膠片，上部為不計粗細的直桿，進水口的橫截面積為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堵住進水口時，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，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：本題又是一道力學綜合題，描述的物理情境較為復雜，所以分析審題是關(guān)鍵，尤其是要把這個裝置的結(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）當球全部浸沒水中時：

橫桿B端受力等于浮球所受浮力，即：

運用杠桿平衡條件：

，因為

所以A端受力為：

（2）水恰能從溢水口流出時水槽中的水面距溢水口的高度差是允許的最大值。此時，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杠桿A端對閥門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：

“物體有慣性，慣性物屬性；大小看質(zhì)量，不論動與靜”。利用這個順口溜可幫助同學們理解慣性。

1. 慣性是一種性質(zhì)而不是力，它是物體本身的一種屬性。

我們在解釋慣性現(xiàn)象時，不能出現(xiàn)下列詞語：“慣性力”、“受到慣性”、“慣性作用”，可以說“由于慣性”、“具有慣性”。

2. 慣性的大小只與質(zhì)量大小有關(guān)，與物體運動的速度大小無關(guān)。

例1. 一輛足夠長的表面光滑的平板車上靜止著兩個物體，隨車一起在水平方向做勻速直線運動，當車突然靜止時，這兩個物體在車上（不考慮空氣阻力）（    ）

A. 一定不相碰

B. 一定相碰

C. 若兩物體質(zhì)量相等，一定相碰

D. 若兩物體質(zhì)量不相等，一定不相碰

解析：慣性是指物體保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)。題目中已知兩物體放在表面光滑的平板車上隨車一起做勻速直線運動，這就告訴我們兩點：一是物體在水平方向上不受任何力的作用；二是物體的運動情況（速度大小和方向）相同。當平板車突然停止時，由于兩物體都不受外力作用，所以運動狀態(tài)都不發(fā)生改變，由于慣性，都將保持原來的運動狀態(tài)繼續(xù)向前運動，而物體質(zhì)量的大小僅僅表示物體慣性的大小，即表示改變其運動狀態(tài)的難易程度。既然物體的運動狀態(tài)不發(fā)生改變，質(zhì)量在這里就沒有作用，故兩物體在車上是不會相碰的。故選A。

3. 力減小不等于速度減小

例2. 用水平拉力拉著小車在光滑的水平面上向右運動，當拉力逐漸減小時，小車的速度將（    ）

A. 逐漸減小             B. 逐漸增大

C. 速度不變             D. 無法確定

解析：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是使物體運動的原因。物體在水平方向受到拉力，有拉力時物體的運動速度不斷增加。在拉力逐漸減小的過程中，只要拉力大小不為零，物體的運動速度就將不斷增加。故選B。

4. 流體慣性的比較

例3. 如圖所示，在水平放置的密閉玻璃管中間有一個空氣泡，當用手將玻璃管突然向左推時，空氣泡將_________。

解析：玻璃管內(nèi)的水和氣泡內(nèi)所充的空氣都具有慣性，但管內(nèi)水的質(zhì)量遠大于氣泡內(nèi)空氣的質(zhì)量，因此管內(nèi)的水的慣性遠大于氣泡內(nèi)空氣的慣性。當用手將玻璃管突然向左推時，管內(nèi)的水和空氣由于慣性仍要保持原來的靜止狀態(tài)，相對玻璃管來說，水向管的右方運動，在水的擠壓作用下，氣泡將向管的左方運動。故應填“向左運動”。

如圖是我國新研制的月球探測器（簡稱“月球車”）樣機.其造型奇特，功能強大．

(1)寬大的雙翼是太陽能帆板，能將　　　　　 能轉(zhuǎn)化為 　　 能，為它提供源源不斷的動力；月球表面的溫度變化完全由陽光照射決定．月球表面白天溫度可達150℃，而夜間會降至－180℃.這是因為其表面是松軟的沙地，沙子的比熱容 　（填“較大”或“較小”）．

(2)不怕冷熱、輕巧敏捷的月球車裝有“巖芯取樣器”,能對月面巖石進行研磨并取回研究.你認為制作月球車的材料應具備哪些物理屬性？（寫出兩點）

① 　；② 　．

(3)裝配有表面凹凸很深的六只輪子狀的“大腳”更使它具有翻山越嶺、萬向行走的能力．

最快行進時一分鐘可達3m的路程，合 km／h．用學過的物理知識解釋“大腳”這樣設(shè)計的原理.

①　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；②　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）目前人類發(fā)射的探測器已飛出了太陽系，正向更遠的太空飛去。如果探測器所受外力全部消失，那么探測器將:　　

A．沿原來路徑返回地球; B．沿原方向做勻速直線運動;

C．立刻靜止; 　　　　　　 D．沿原方向做減速直線運動.