初中物理计算专题

【同步教育信息】一.本周教学内容：初三物理专题复习——初中物理计算专题训练二.重点与难点1.在中考中,物理的计算题主要有三个板块的题型,即:A.力学(含浮力与压强、密度、运动、机械功与机械能、功率、机械效率等)，B.热学（含：比热容的计算、热量的计算），C.电学（含欧姆定律的计算，电功的计算、电功率的计算、电热的计算）三.主要知识点计算题是我们在中考复习时的一个重中之重的知识板块，这部分的内容在中考试卷所占的比值约为18%～26%，因此在某种意义上，这部分的内容是同学们在中考中取得胜利的关键之所在，而计算题的难度不会太大，只要同学们按照一定的方法，找出做计算题的一些内在的规律，这个问题就不算是太难。（一）力学的计算主要公式和题型有：1.速度的公式：v＝2.计算密度的大小：利用公式ρ＝（或者ρ＝；ρ＝ρ液）3.压强的计算：利用公式P=4.浮力的计算：利用公式＝G－F′＝ρ液gV排＝G物5.功的计算，利用公式W＝FS6.功率的计算，利用公式P＝（=）7.机械效率的计算，利用公式：η＝×100%8.杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2（二）热学计算题1.Q＝Cm△t（三）电学1.欧姆定律：I＝U/R2.电功的计算公式：W＝UIt＝I2Rt＝U2t/R＝Pt3.电功率计算：P＝＝UI＝U2/R4.焦耳定律：Q＝W＝UIt＝t＝Pt方法指导：初中物理的解题方法主要有以下几种：A.分析法：从待求量入手，选定含有待求量的公式（称之为原始公式），原始公式中如果还有未知的量再选定计算这个未知量的公式，如果前一个公式中还有一个未知量，则再选用与另一个未知量有关的公式，直到完全与这个已知量挂起钩来。分析结束后，解题时，是按照分析的逆向过程进行。B.综合法：综合法解题时，思路从已知量入手，根据题意建立起已知量与未知量之间的关系式。对于比较复杂的问题。已知量与未知量之间很难找到一个直接的关系式。这时就要根据题意、情景的每一步的变化选择一些适当的中间量和中间关系，逐步完成从已知量向未知量的过渡。C.定位法：在物理试卷中，力、热、电三个板块的知识结构和对应的公式结构是一定的，对于应考的学子，要想在短时间内提高效益，必须先对考试的考题进行定位，从而找出相应的知识结构，再套用公式，按图索骥，进而解决问题。（要求同学们记住物理公式是非常有必要的）典型例题例1.假期里，小兰和爸爸、妈妈一起参加了一个家庭游戏活动。活动要求是：家庭成员中的任意两名成员分别站在如图15所示的木板上，恰好使木板水平平衡。（1）若小兰和爸爸的体重分别为400N和800N，小兰站在距离中央支点2m的一侧，爸爸应站在距离支点多远处才能使木板水平平衡?（2）若小兰和爸爸已经成功地站在了木板上，现在他们同时开始匀速相向行走，小兰的速度是0.5m／s，爸爸的速度是多大才能使木板水平平衡不被破坏?图15分析：这是一个关于力学部分的比较简单的题，内容涉及到杠杆平衡条件和速度的应用等知识，对于杠杆平衡条件的题要分析清楚哪一点是支点，哪一点是动力的作用点，哪一点是阻力作用点，运动力的方向向哪，阻力的方向向哪，动力臂与阻力臂分别是什么就可以了，由于本题的支点在木板的中央，可以不计木板自身重力的影响，把小兰的重力看作动力，则爸爸的重力就是阻力，利用杠杆平衡条件本题可解。在解第二问时，可据：＝，找出两个力臂的比值＝即可求出爸爸的速度。答案：1.根据杠杆平衡条件有：＝有得L爸＝2.根据:＝和＝=得==故V2=×0.5m／s=0.25m／s说明：在计算这方面的物理题时，我们应该意识到,这部分的题目不会很难，但是解题的思路和方法则是我们应该学会并注意运用到解决实际的物理问题中去。比如公式的变形，及第二问中的方法应用，则是我们值得总结的内容。例2.将一正方体金属块挂在弹簧测力计上称量.当金属块在空气中时,弹簧测力计示数为19.6N,当金属块浸没在水中后,弹簧测力计示数为9.8N,试求：（1）金属块的体积和密度；（2）把金属块放在水平桌面中央时,它对桌面的压强是多大?分析：本题可先用称重法求出浮力,再据浮力公式＝ρ液gV排变形求出V排,而浸没时V物＝V排,然后可求出物体的密度，把金属块放在水平桌面上时，它对水平桌面的压力应该等于物体自身的重力，利用压强公式，P＝F/S这里F＝G，S是正方体的表面积S＝a2a＝于是本题可解答案：u/ρ＝这里G已知，V物＝V排＝＝代入得：ρ＝＝2.0×103kg/m3由V物＝V排＝＝得V物＝dm3（2）由公式P=F/S，F=G得P=G/S又∵∴∴说明：这个题目所涉及的是压力与压强的比较简单的应用，这种题的解题难度不大但是涉及到的物理思想和物理方法是我们要着手解决的主要问题。我们在解决这个问题时用到了定位法例3.小丽身高160cm，质量为56kg，鞋底的支承面积如图26所示（图26中是用方格纸描下鞋底贴地部分的轮廓，每一小格的面积是5cm2，计算面积时，对于不满一格的，凡大于半格的都算一格，小于一格的都不算）。在体育加试的跳绳测试中，小丽1min跳150次，每次腾空的高度平均为4cm，求：（g取10N/kg）图26（1）小丽站立时，对地面的压强是多大？（2）在跳绳中，她克服重力做功的平均功率是多大？分析：这是一道关于压力与压强的比较基础的题型，是我们中考考生应该学会的一种主要题型，在计算压强时应用公式P＝F/S，这里由于小丽同学是站在地上的，所以她对地面的压力应等于自身的重力。而关键的问题是受力面积的求法，我们在这里应该采用物理课本上的做法，即对于这个鞋印的问题，满刻度的数值+不满刻度的总数÷2.这一问与我们的物理课本关系非常密切。用到的就是课本上的知识，而第二问的问题则是关于功率的问题，则可以根据公式P＝W/t＝Gh/t每次跳起的高度是4cm，1min跳起150次，则总高度为150×4cm＝600cm＝6m时间为60s，故可求。答案：（1）小丽的重力为G＝mg＝56kg×10N/kg＝560N满格子数是24格，半格子数是8个，则总格子数记作：24+8×1/2＝28则小丽的双脚对地面的压力面积为：2×28×5cm2＝2×140cm2＝2.8×10-2m2则压强为P=F/S=560N/2.8×10-2m2=2×104m2（2）在跳绳中，小丽的功率为P=W/t=Gh/t=560N×150×0.04m/60s=56W说明：本题是在课本知识背景下编出的一道题，而在解答这个问题时，我们用到了分析法。这也是同学们应该尝试的主要方法之一。例4.小林家新买了一个家用电热水壶，水壶的底部铭牌上标有“220V-50Hz900W”的字样，在侧面透明的窗口上清晰的标着盛水的最大容量和最小容量“MAX-1.0LMIN—0.5L”。小林对新电热水壶很感兴趣，于是在家里做起了实验。他把水倒入水壶中至最大容量处，用温度计测出水的初温是20℃，通电6min后水烧开了(设当时的气压为一标准大气压)。根据以上数据，请你计算：（1）电热水壶加热过程中消耗的电能是多少焦?（2）加热过程中水吸收的热量是多少焦?(C水＝4.2×103J／(kg·℃))（3）比较(1)(2)两问所得的数据，你认为合理吗?（4）如果不合理，你认为可能的原因是什么?(写出一种可能的原因)分析：这是一个电学与热学综合在一起的物理问题，这也是在近年来的中考中经常遇到的一种典型题，我们可以对每一个物理问题先定位，然后再查找相关的物理公式，从而来解决问题。第一问是关于电能的计算。要用到的公式是W＝Pt，用题目中已知的电功率与时间的积来求；第二问，则是考查热学知识中关于热量的计算；用公式：Q＝Cm△tm＝ρv第三问是对实验数据的处理和评价的题目，这看似涉及到了热的效率方面的内容,其实可能另有其它情况。第四问则是关于对这个问题的评价即造成热量散失的原因，和热量的作用率的问题。答案：（1）W放＝Pt＝900W×6×60s＝324000J（2）水吸收的热量是Q＝Cm△t＝4.2×103J／(kg·℃×1.0kg/dm3)×（100－20）℃＝3.36×105J（3）W放Q,即液体所吸收到的热量大于放出的热量,故这不合理.（4）原因可能有：A水位水量不准确（比真实值偏大），B、当时的实际电压比额定电压220V高，C、电热壶上的标称值比实际值偏小，D、小林记录的时间比实际的时间少。说明：本题在实际解答时，宜用定位法。先定位到哪个公式，然后再来求解公式中所要求的量，如此即可求出问题的答案。在解决后面的（3）（4）两问时，我们首先应对自己前面两问的解答充分查证，如自己的作法如果无误，则实际的原因就应该多动脑筋想，最后总是能找到答案的。例5.某兴趣小组的同学进行电学实验过程中发现了一个有趣的元件，由于A、B两部分被封闭在一个透明的玻璃壳内，a、b是其两个外露的接线柱（如图27-甲）。他们了解到B是一个定值电阻，其电压与电流关系如表所示：A是一种由特殊金属丝制成的导体，它的额定电压是6V。为进一步了解A的某些特征，他们将元件的ab两端接在图27-乙的a′b′两点，测得了多组元件的电压与电流值，并绘制成如图27-丙的曲线。请根据上述信息回答:（1）计算电阻B的阻值。（2）计算导体A的额定功率。（3）调节滑动变阻器，使电压表示数为4V，计算10s内导体A产生的热量和导体B的实际功率。图27分析：本题是电学部分计算题中比较典型的一种题，由于本题所涉及到的都是一些电学中最为基础的一些计算，难度不大，做本题用前面所讲的综合法比较好。当然，首先定位，第一问：求电阻用欧姆定律，通过表中的数据，代入欧姆定律公式，则这个问题不难解决。第二问，求导体A的额定功率，用公式P＝UI即可，只是要注意，公式中的UI都是指它们的额定电压与额定电流，这个数据要从坐标图上找出，额定电压为6V，对应的电流值即可利用公式求解。第三问在知道了电压的基础上，由于两个用电器是并联的，电压都为4V，对于A的电流通过查表可知，B的实际功率用P＝U2/R来求。答案：（1）根据表中的数据由欧姆定律可得R＝U/I＝2.0V/0.1A＝20ΩR＝U/I＝4.0V/0.2A＝20ΩR＝U/I＝6.0V/0.30A＝20Ω。即B的电阻为20Ω（2）由图像可以看出当电压为6V时，对应的电流为0.46A，故A的额定功率为P＝UI电压U（V）2.04.06.0电流I（A）0.100.200.30＝6V×0.46A＝2.76W（3）当电压为4V时，由图像中的数据可知，电流为0.38A则A的实际功率为P＝UI＝4V×0.38A＝1.44WB的功率为P＝U2/R＝1.6W。说明：在这个问题中我们先用定位法，定位本题所属的知识体系，然后用分析法，将要求的物理量所涉及到的公式表示出来，其中的未知量从题目中所提供的一些信息来解决例6.如图28是一种测量小汽车油箱内油量装置的原理图。压力传感器R的电阻会随所受压力的大小发生变化，油量表（由电流表改装而成）指针能指示出油箱里的油的多少.已知：压力传感器R的电阻与所受压力的关系如下表所示.(g取10N/kg)压力F/N050100150200250300…电阻R/Ω500380310245200170150…若压力传感器R的上表面面积为5cm2，汽油热值为4.2×107J/kg，汽油密度为0.71×103㎏/m3，电源电压为6V。请回答：图28（1）当油与箱总重为600N时，压力传感器R受到的压强是多大？（2）若油箱内油为10㎏时，汽油完全燃烧能放出的热量是多少？（3）如果空油箱的质量为5.8㎏,油量表指针指向2×10-2m3时，电路中电流是多少？分析：这是一个集力学、热学、电学的计算于一体的题目，综合性比较强，所涉及的知识点比较多，但是这个题目并不难。第一问用公式：P＝F/S，找出压力即油与箱的总重，受力面积即为传感器的上表面的面积；第二问油箱中的油质量已知，求其燃烧所放出的热量，用公式Q＝qm，可解；第三问求电路中的电流，电源电压已知，只要设法求出电路中的电阻即可，而要电阻，而电阻的大小又与电路中的压力有关，当油箱中的油量为2×10-2m3时，我们可以算出油箱中油的质量，从而求出油的重力计算出此时的压