1、中考物理专题探究中考物理专题探究 第十一讲 应用计算（一）主 讲 张长胜 单 位 江阴市长寿中学 神舟火箭升空是按照人们精心定量计算设计的路线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
2、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1.0102m2，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05s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
3、度下的部分测量数据，分析表中的数据，请回答：空格的数值各是多少?影响汽车制动距离的因素是什么?622(1725+195)kg 10N/kg=1.92 10 Pa1 10 mFmgpSS?PFv?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“空格的数值”呢？“在05s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
4、为1.0102m2，试求轿车对地面的压强(g取10N/kg)正确的解题分析过程：正确的解题分析过程：审题：（注意题上划线部分）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05s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
5、数据，请回答：空格的数值各是多少?影响汽车制动距离的因素是什么?WPt?FpS?压强 公式压力F=G受力 面积SG=m总g四个 车轮与 地面的 接触面 积思路分析思路分析：即可求解（2）第一空：由于是“轿车以90kW的恒定功率”，故由 （1）f阻p已知速度v看图 像可知p=90000Wv=30m/sPFv?第二空：由图像可知“在05s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。fF?阻（3 3）根据“停车距离=反应距离+制动
6、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？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
7、”古沉船沉没海域.此时运输船排开海水的体积为多少？（海水=1.05103kg/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
8、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？（海水=1.05103kg/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
9、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）V排思路分析：思路分析：第（第（1）问）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
10、图：浮力与重力大小相等,则根据阿基米德原理即可求出理即可求出 第（第（2 2）问）问 该滑轮组等效图如图：第（第（3 3）问）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
11、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 svt?mV?Gmg?FpS?FgV?浮液排FGG?浮视FG?浮物运动学基本公式：质量与重力：压强公式：浮力基本公式：漂浮：WFs?WPt?PFv?WGh?有用WFs?总00=100WW?有用总机械功：机械效率：功率：说明：（1）液体压强定量计算公式 pgh?（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
12、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？（34.2 10 J/kgCC?（）（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1.31014m2 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1.71017W，与他计算得到的功率相差较大，试分析原因是：例(06扬州
13、)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。364.2 1036 30J4.536 10 JQcm t?吸WQ?吸学生的错解与困惑：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：正确的解题分析过程：审题：（注意题上划线部分）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36
14、kg的水从20升高到30，则水吸收了多少热量？（34.2 10 J/kgCC?（）（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1.31014m2 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1.71017W，与他计算得到的功率相差较大，试分析原因是：Qcm t?吸34.2 10 J/kgCC?（）m=36kg(3020)tC?水吸收的热量热水器接受到的总太阳能每平方米的面积上热水器接受到的太阳能每秒钟每
15、平方米的面积上热水器接受到的太阳能思路分析：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：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
16、能量要判断正确 或 Qcm t?Qqm?放QqV?放00100QQ?吸放QQ?吸放t?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00.6A，电压表的量程为03V，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“50 1.5A”，不计温
17、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00.6A，电压表的量程为03V，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“50 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
18、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0，2UPR?2URP?额额（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
19、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）对照观察图甲和乙，温控开关按钮未按下时，钮未按下时，“烧煮电路部分烧煮电路部分”与与“保保温电路部分”是_关系（选填“串联串联”或或“并联并联”）；按下温控开关）；按下
20、温控开关按钮按钮“烧煮电路部分烧煮电路部分”的电压为的电压为_V，“保温电路部分保温电路部分”将将_（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（选填“大大”或或“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：电路中的电流；“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
21、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：电路中的电流；“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
22、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
23、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 12III?12UUU?12RRR?12III?12UUU?12111RRR?UIR?WUIt?串联规律：并联规律：欧姆定律：电功：（普遍适用）22UWI RttR?WPt?PUI?（纯电阻电路）（定义式）（决定式）两式普遍适用）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”
24、；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!4()1725+19510N1.92 10 NFGmmg?人车（）45221.92 10 N=4.8 10 Pa4 1.0 10 mFpS?459 10 W5s=4.5 10 JWPt?30m/sv?90000W=3000N30m/sPFv?3000NfF?阻90km/h解答：解答：（1）压力 压强 （2）05s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，空格为53 反
25、应距离与速度成正比 的反应距离为18m，空格为55 影响汽车制动距离的因素是速度速度 返回 Fm g?浮总63333(4.251)10m5 10 m1.05 10Fm gVgg?浮总排海水海水WGhGhGWFsFnhFn?有用总661010N2.94 10 N0.854GmgFnn?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 364.2 1036(3020)J1.512 10 JQcm t?吸66001.512 10J2.52 10J1.250W?602.521 0 J700W3600sWPt?14161.3 10700W=9.1
26、 10 WP?总解答：（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 1111.8A0.3A6PIU?2221.2A=0.2A6UIP?120.3A0.2A0.5AIII?2UPR?解答：解答：（1）当）当P放在最左端时，滑动变阻器连入电路的阻值为放在最左端时，滑动变阻器连入电路的阻值为0，电压表被短路，示数为，电压表被短路，示数为0；L1、L2并联，并联，均正常发光均正常发光 电流表测量干路电流为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）要使整个电路消耗的电功率最小，由 在
27、电压一定时，应使电路的电阻最大。在电压一定时，应使电路的电阻最大。22221121(6V)(6V)20301.8W1.2WUURRPP?额额2额额2，3VPU?=3VPU230PRR?222(6V)0.6W3030PUPRR?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 221(220V)=441100WURP?44W0.2A220VPIU?220V11000.2AURI?总211100441056RRR?总110
28、.2A448.8V220VUI R?21220V-8.8V=211.2V220VUUU?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）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?16、学习必须如蜜蜂一样，采过许多花，这才能酿出蜜来。?17、通过辛勤工作获得财富才是人生的大快事。?18、努力了不一定能够成功，但是放弃了肯定是失败。?19、人活着就要快乐。?20、不要死，也不要的活着。?21、有努力就会成功!?22、告诉自己
29、不要那么念旧，不要那么执着不放手。?23、相信他说的话，但不要当真。?24、人不一定要生得漂亮，但却一定要活得漂亮。?25、世事总是难以意料，一个人的命运往往在一瞬间会发生转变。?26、活在当下，别在怀念过去或者憧憬未来中浪费掉你现在的生活。?27、一份耕耘，份收获，努力越大，收获越多。?28、春来我不先开口，哪个虫儿敢吱声。?29、一切事无法追求完美，唯有追求尽力而为。这样心无压力，出来的结果反而会更好。?30、进则安居以行其志，退则安居以修其所未能，则进亦有为，退亦有为也。?31、有智者立长志，无志者长立志。?32、在生命里寻觅快乐的方法，就是了解你被赋予生命是为了奉献。?33、纯洁的思想
30、，可使最微小的行动高贵起来。?34、心作良田耕不尽，善为至宝用无穷。我们应有纯洁的心灵，去积善为大众。就会获福无边。?35、坚强并不只是在大是大非中不屈服，而也是在挫折前不改变自己。?36、希望是厄运的忠实的姐妹。?16、如果我们把每个人的不幸堆一堆由大家均分，大多数人都甘愿接受一份，欣然离去。?17、在世界的前进中起作用的不是我们的才能，而是我们如何运用才能。?18、困难只能吓倒懦夫、懒汉，而胜利永远属于攀登高峰的人。?19、如果把所有的错误都关在门外的话，真理也要被关在门外了。?20、除了我们自己以外，没有人能贬低我们。如果我们坚强，就没有什么不良影响能够打败我们。?21、包含着某些真理因
31、素的谬误是最危险的。?22、不要失去信心，只要坚持不懈。?23、人往往取吉祥的错误而抛弃恼人的真理。?24、与叫花子比较的人，比叫花子强不了多少，一不留神就得成了叫花子。与杰出人士比较的人，比杰出人物差不了读书，稍加把劲就能成了杰出人物。?25、人的最高尚行为除了传播真理外，就是公开放弃错误。?26、为人服务，其实就是缴付居住在地球上的租金。?27、看出错误比发现真理要容易得多；因为谬误是在明处，也是可以克服的；而真理则藏在深处，并且不是任何人都能发现它。?28、世上无难事，只要肯登攀。?29、最困难的时候，也就是我们离成功不远的时候。?30、不屈不挠的奋斗是取得胜利的唯一道路。?31、我们都有兽性的一面，作为人类，我们的责任是成为驯兽师那样的人。?32、勇敢，世界就会让步。如果有时候你被它打败了，不断地勇敢再勇敢，它就会屈服。?33、最高的圣德便是为旁人着想。?34、我应当生活得仿佛自己的生命是为别人的利益而存在。?35、世界上能为别人减轻负担的都不是庸庸碌碌之徒。?36、从错误中比从混乱中易于发现真理。?37、我们有时从错误中学到的东西，可能比从美德中学到的还要多。?38、在生活中示曾做过任何傻事的人，决不象他自己想象得那么聪明。?39、用知识武装起来的人是不可战胜的。
