【正文】 (1 ) 當(dāng)實(shí)心圓柱體在水中勻速上升時(shí) ( 未露出水面 ) 所受的浮力； (2 ) 當(dāng)作用在繩端的拉力為 F1時(shí)，實(shí)心圓柱體受到井底的支持力 FN； (3 ) 實(shí)心圓柱體上表面剛剛露出水面后繼續(xù)上升，當(dāng)繩子剛好能被拉斷時(shí)，實(shí)心圓柱體 M 所受的拉力 F0。 解： 設(shè) A 物體重力為 GA，浸沒(méi)時(shí)所受浮力為 F 浮 ， (1 ) 由圖可得 P ＝GA＋ G 動(dòng)2 2 vA＝ 420 W ， ∴ GA＝ 36 0 N ， 又 ∵ Pm in＝GA＋ G 動(dòng) － F 浮2 2 vA＝ 300 ， ∴ F 浮 ＝ 120 N ； (2 ) ∵ F 浮 ＝ ρ 水 gVA， ∴ VA＝F 浮ρ 水 g＝12 0 N1 103kg /m3 10 N/k g＝ 10－ 2 m3， 由 GA＝ mAg 得 mA＝GAg＝36 0 N10 N/k g＝ 36 k g ， ∴ ρA＝mAVA＝36 k g1. 2 10－ 2 m3＝ 3 103 kg/m3； (3 ) η ＝（ GA－ F 浮 ） h（ GA－ F 浮 ＋ G 動(dòng) ） h 10 0% ＝36 0 N － 12 0 N36 0 N － 12 0 N ＋ 60 N 100% ＝ 80% 。求： (1 ) 電源電壓 U ； (2 ) 燈泡的阻值； (3 ) 電路中消耗的最大總功率與最小總功率之比。達(dá)州 ] 如圖所示，電源電壓恒為 6 V ，燈 L 標(biāo)有 “ 6 V 2 W ”字樣 ( 燈絲電阻不變 ) ， R1＝ 36 Ω ，電流表量程為 0 ～ 0. 6 A ，電壓表量程為 0 ～ 3 V ，當(dāng) S S2都斷開(kāi)且滑動(dòng)變阻器 R2的滑片 P 在中點(diǎn)時(shí)，電流表示數(shù)為 0. 2 A 。求： (1 ) 拉力 F ； (2 ) 拉力 F 做功的功率 ； ( 3) 箱子和斜面間的摩擦力。當(dāng) S S2斷開(kāi)、 S3閉合，滑片 P 從 b 端滑到某一位置時(shí)，滑動(dòng)變阻器 R 接入電路的電阻減小了 8 Ω ，此過(guò)程中電壓表的示數(shù)由 3. 2 V 變?yōu)?4 V 。當(dāng) S S2均閉合且滑片 P 滑到 b 端時(shí)，電流表 A A2的指針恰好指到同一位置，如圖乙所示；當(dāng) S S2均斷開(kāi)且滑片 P 置于滑動(dòng)變阻器的中點(diǎn)時(shí)，電流表 A1的示數(shù)為 0. 4 A 。 【變式 3 】 配重 M 單獨(dú)置于水平地面上靜止時(shí)，對(duì)地面壓強(qiáng)為 3 105 Pa ，將配重 M用繩系杠桿的 B 端，在杠桿的 A 端懸掛一滑輪，定滑輪重 15 0 N ，動(dòng)滑輪重 90 N ，杠桿AB 的支點(diǎn)為 O ， OA ∶ OB ＝ 5 ∶ 3 ，由這些器材組裝成一個(gè)重物提升裝置，如圖所示，當(dāng)工人利用滑輪組提升重力為 210 N 的物體以 0. 4 m/ s 的速度勻速上升時(shí)，杠桿在水平位置平衡，此時(shí)配重 M 對(duì)地面壓強(qiáng)為 1 105 Pa 。 解： (1 ) m ＝Gg＝20 N10 N/k g＝ 2 ， ρ ＝mV＝2 kg（ 0. 1 m ）3＝ 2 103 kg / m3； (2 ) F 浮 ＝ ρ 水 gV 排 ＝ 103 kg/m3 10 N/k g (0 .1 m)2 0. 08 m ＝ 8 N ， FA＝ G － F 浮 ＝ 20 N － 8 N ＝ 12 N ； (3 ) 由 F1L1＝ F2L2，得 FA求： (1 ) 小燈泡的電阻和正常工作時(shí)的電流是多少？ (2 ) 當(dāng) S 閉合， S S2都斷開(kāi)時(shí)，要使小燈泡正常工作，滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值為多大？ (3 ) 保持滑動(dòng)變阻器的位置不變，閉合 S 、 S S2，此時(shí)電流表示數(shù)變化了 1 A ，求 R0的阻值是多少？ (4 ) 閉合 S 、 S S2，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使整個(gè)電路消耗的總功率為最小，這個(gè)最小值是多少？ 解： (1) R 燈 ＝U 額2P 額＝（ 6 V ）23 W＝ 12 Ω ， I 額 ＝P 額U 額＝3 W6 V＝ A ； (2) 當(dāng) S 閉合， S S2都斷開(kāi)時(shí)，燈 L 和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)： U 滑 ＝ U － U 額 ＝ 12 V － 6 V ＝ 6 V ， R 滑 ＝U 滑I 額＝6 V A＝ 12 Ω ； (3 ) 閉合 S 、 S S2時(shí)， R0與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)： I ＝ I 額 ＋ 1 A ＝ 0. 5 A ＋ 1 A ＝ 1. 5 A ， I 滑 ＝UR 滑＝12 V12 Ω＝ 1 ， R0＝UI － I 滑＝12 V1. 5 A － 1 A＝ 24 Ω ； (4 ) 閉合 S 、 S S2，滑動(dòng)變阻器的滑片調(diào)到 b 端時(shí)，整個(gè)電路消耗的功率最小， I 最小 ＝ I0＋ IR＝12 V24 Ω＋12 V18 Ω＝76 A ， P 最小 ＝ U I 最小 ＝ 12 V 76 A ＝ 14 。 [ 20 13 難點(diǎn)在第三問(wèn)，要 明確利用滑輪組在水中提升物體時(shí)的有用功為： W 有用 ＝ ( G物 － F 浮 ) h ，而不是 W 有用 ＝ G 物 h 。達(dá)州 ] 如圖，物體重 100 N ，圓柱形容器底面積為 40 0 cm2，內(nèi)盛有 65 cm 深的水，當(dāng)用圖中滑輪組將物體浸沒(méi)在水中后，容器中水面上升到70 c m ，物體完全浸沒(méi)在水中時(shí)滑輪組的機(jī)械效率為 80%( 不計(jì)繩重和繩子與滑輪間的摩擦及水的阻力 ) 。力學(xué)題 考察的是密度、壓強(qiáng)、浮力、簡(jiǎn)單機(jī)械、功及功率、機(jī)械效率等的綜合運(yùn)用；電學(xué)題考察的是串并聯(lián)電路、歐姆定律和電功率的綜合運(yùn)用。綜合運(yùn)用與計(jì)算題都是力學(xué)、電學(xué)題各一個(gè)小題。 [學(xué)生用書(shū) P166] 專題六 達(dá)州市中考?jí)狠S題匯編 [ 20 13 【點(diǎn)悟】 本題綜合性較強(qiáng)，涉及到壓強(qiáng)、浮力和機(jī)械效率的計(jì)算。 解： (1 ) 工人沒(méi)有拉動(dòng)繩子時(shí)對(duì)地面的壓力等于人的重力 600N ，則人對(duì)地面的壓強(qiáng)為： p ＝FS＝60 0 N3 10－ 2m2＝ 2 104 Pa ； (2 ) 物 體浸沒(méi)在水中時(shí)， V 排 ＝ V 物 ＝ 10－ 2 m3，根據(jù)阿基米德原理，物體受到的浮力為： F 浮 ＝ ρ 液 gV 排 ＝ 1. 0 103 kg/m3 10 N/ kg 1. 2 10－ 2m3＝ 120N ； (3 ) η ＝W 有用W 總＝G － F 浮nF＝360N － 120N3 100N＝ 80% 。 解： (1 ) 當(dāng) S 、 S1 閉合、 S2 斷開(kāi)，燈 L 和滑動(dòng)變阻器串聯(lián)， 燈 L 的電阻 RL＝U2P＝（ 12 V ）26 W＝ 24 Ω ， 串聯(lián)電路中 I ＝U0. 5 R0＋ RL＝12 V0. 5 R0＋ 24 Ω＝ A ， 帶入計(jì) 算得 R0＝ 12 Ω ； (2 ) 當(dāng) P 處于 a 端時(shí)，滑動(dòng)變阻器被短路，燈 L 和電阻 R 并聯(lián)， 并聯(lián)電路電壓相等，都等于電源電壓，所以 通過(guò)燈 L 的電流 IL＝12 VRL＝12 V24 Ω＝ 0. 5 A ， 通過(guò)電阻 R 的電流 IR＝12 VR＝12 V20 Ω＝ 0. 6 A ， 電流表的示數(shù) I 總 ＝ IL＋ IR＝ A ＋ A ＝ A ； (3 ) 分析整個(gè)電路，總電壓 U ＝ 12 V ，根據(jù)電功率的公式 P ＝U2R，當(dāng)總電阻最大的時(shí)候，總功率最小，此時(shí)滑動(dòng)變阻器取最大值，而 RL R ，小燈泡與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)時(shí)阻值最大，也就是說(shuō)總功率最小時(shí)，滑動(dòng)觸頭移動(dòng)到 b 端， S 、 S1 閉合， S2斷開(kāi)， 最小功率 P ＝U2Rm ax＝（ 12 V ）224 Ω ＋ 12 Ω 【變式 2 】 如圖所示，電源電壓為 12 V ，并且保持不變，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 18 Ω ，小燈泡上標(biāo)有 “ 6 3 W ” 字樣。求： (1 ) 物體 C 的密度； (2 ) 杠桿 A 端受到繩子的拉力； (3 ) 物體 D 對(duì)地面的壓強(qiáng)。 FA＝43 12 N ＝ 16 N ， F 壓 ＝ F 支 ＝ G － FB＝ 20 N － 16 N ＝ 4 N ， PD＝F 壓S＝4 N（ 0. 1 m ）2＝ 400 Pa 。達(dá)州 ] 如圖甲所示電路，電源電壓及燈泡 L 的電阻均不變，滑動(dòng)變阻器的最大阻值為 R1＝ 20 Ω 。 【變 式 4 】 如圖所示，電源電壓不變，燈泡 L 標(biāo)有 “ 4 V 2 W ” 字樣， R0的阻值為 16 Ω 。達(dá)州 ] 某工人用如圖所示的裝置把一重為 1 20 0 N 的箱子從斜面底端勻速拉到頂端用時(shí) 10 秒，已知斜面長(zhǎng) 6 m 、高 2 m ，此裝置的機(jī)械效率為 80 %( 滑輪重、繩重、滑輪與繩之間的摩擦均不計(jì) )