题目内容

在图中，O是杠杆的支点，画出力F的力臂，并用字母L表示．

【答案】分析：要正确地画出力臂，首先要掌握力臂的画法：支点到力的作用线的距离．
解答：解：首先做出F的作用线，然后过支点O作动力作用线的垂线段，即F的力臂L．如图所示：

点评：画杠杆的力臂一是要找准支点，二是要准确画出力的作用线，然后才是从支点作力的作用线的垂线，最后还应该用字母将其标出来．

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（2006?崇文区二模）（1）图1中O是杠杆的支点，在图中画出F₁的力臂．
（2）在图2中标出电源的“+”、“-”极．
（3）图3表示一支体温计的一部分，它的示数是

小强在探究“杠杆的平衡条件”时，如图1所示：

下面是他所设计的探究“杠杆平衡条件”的步骤：
①把杠杆的中点支在支架上；
②把钩码挂在杠杆两边，改变钩码的位置使杠杆平衡；
③记下两边钩码受到的重力，并用尺量出它们的力臂，
分别填入实验数据的表格内；
④改变力和力臂的数值，做三次实验；
⑤求出各次实验的动力乘以动力臂和阻力乘以阻力臂的数值．
（1）该同学在

第①

步漏掉了一个重要的步骤．这一步写完整应为

把杠杆的中点支在支架上，调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆水平平衡

．
（2）下表是小强的实验记录，在这两组数据中，他发现实验有一组数据是错误的．经检查，结果是测量阻力臂时读错了，阻力臂的实际值应为

0.6

m．

实验序号	动力F₁/N	动力臂L₁/m	阻力F₂/N	阻力臂L₂/m
1	2	0.3	1	0.4
2	1	0.4	2	0.2

（3）另一个同学小红根据实验现象得出的杠杆平衡条件是：“动力×支点到动力作用点的距离=阻力×支点到阻力作用点的距离”．为了说明这一结论并不正确，请你在图2所示的杠杠B点上画出需要对杠杠施加的力的示意图和这个力的力臂．
（4）如图3所示，绳子OO′悬吊着质量忽略不计的杠杆，在杆的a点挂上重物G，在O右侧某点b处挂上钩码．重物G的质量及a到O的距离不变，要使杆保持水平，b点挂的钩码个数（各个钩码质量相同）和b到O的距离的关系是图4中哪一幅图．

以下是小明“研究杠杆平衡条件”的实验．
（1）实验前，他将杠杆中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆右端下沉，此时，应把杠杆左端的平衡螺母向

左

（选填“左”或“右”）调节，使杠杆在不挂钩码时，在水平位置平衡．
（2）在之后的实验过程中小明

不能

（填“能”或“不能”）再通过调节平衡螺母．使杠杆在水平位置平衡．
（3）小明在整个实验过程中使杠杆始终在水平位置平衡，这样做的好处是：便于在杠杆上直接读出

力臂

的大小．
（4）如图小明将四个完全相同的钩码挂在杠杆左端距O点3格处后，则小明应在杠杆右端距O点

格处挂6个与左端完全相同的钩码，或者在杠杆右端距O点 4格处挂

个与左端完全相同的钩码，才能使杠杆在水平位置平衡．
（5）小明通过改变所挂的钩码个数，做了三、四次实验后，他所得到杠杆平衡的条件用字母式表示是：

F₁×L₁=F₂×L₂

．

（1）图1中O是杠杆的支点，在图中画出F₁的力臂．
（2）在图2中标出电源的“+”、“-”极．
（3）图3表示一支体温计的一部分，它的示数是℃．
（4）图4中电阻箱的读数是Ω．

力学综合计算题分类例析

综观历年各省市中考题，不难发现，力学计算大多以综合题的形式出现，单独用一个知识点只对某一个物理量（如密度、压强等）进行求解的力学计算题已很少见了，绝大部分力学的计算题都有一定的综合性。综合题的优点是：一方面能考查学生分析、理解和推理的思维能力，另一方面考查学生综合运用知识的能力和知识迁移能力。这完全符合新课程标准的要求和目标，所以这种题型在今后的中考中仍将占有很重要的位置。本专题从以下几个方面对这类计算题进行分析探究。以指导同学们解题时抓住要点，一举突破。

一.思路和方法

1.读懂题意或图示，明确已知量和所求量。

有些新题型会出现一些新名词或概念，有的已知条件比较隐蔽，应该努力挖掘出对解题有用的信息。

2.分析研究对象所处的状态或物理过程，找出已知量和未知量之间的联系。

为了帮助分析，通常对研究对象进行受力分析并画出受力图，确定哪些力构成平衡力，根据平衡条件建立平衡方程式，这是很关键的一步。

3.明确题目所描述的对象和过程涉及到哪些知识点，选择适当的公式或规律进行计算。

①求压强时可用，两个公式进行求解。但后一个公式一般用来求解液体压强，只有竖直放置的柱体对支承面产生压强，才能用来解。

②计算浮力的方法有很多：（1）阿基米德原理；（2）弹簧测力计测浮力（G与F分别为物体在空气中称和在液体中称时弹簧测力计的示数）；（3）平衡法：物体处于漂浮或悬浮；（4）压力差法：。根据已知条件和研究对象所处的状态选择适当的公式求浮力。

③求滑轮组的机械效率也有两个公式：和。当滑轮组竖直提升物体时就用前者，当滑轮组水平拉物体时就用后者。

4.验证计算结果

对答案进行检验，看过程有无错误，看结果是否符合实际。

二.热点问题归类

热点一：密度、压强和浮力的综合。

例1.某电梯公寓楼约40m，完成此建筑物需要浇铸钢筋混凝土，还需要使用其他建筑材料，混凝土密度为，取。求：（1）已知自来水的密度为，若要从地面向楼顶提供自来水，加压设备至少需要给施加多大的压强？（不考虑大气压强）

（2）测量表明，该楼的地基所承受的压强不得超过，若地基与地面的接触面积为，则此大楼另外添加的装饰材料、各种设备等物资及进入大楼的人员的总质量不得超过多少？

解析：这是一道密度和压强的综合题，根据公式。（1）小题立即解决。（2）小题中要求质量，则可以先求出最大重力，然后求出最大质量，最后减去已有的质量即可，具体解法如下：

（1）

（2）设混凝土、其他建筑材料和其余部分的质量分别为m1、m2和m3，总重量为G

当m3最大时，G最大，大楼对地基的压力F最大，地基所承受的压强达到最大值。

所以

例2.去年南京市对大明湖进行了首次换水清淤，换水后大明湖水清澈见底，鱼儿欢畅。爱湖小分队的同学准备利用自己掌握的科学知识对湖水水质进行监测。他们通过调查，了解到大明湖周边主要污染源很容易导致湖水密度变大，而密度达到的水域就不适宜湖里鱼类生存，他们就想到做一个简易的密度计来监控湖水密度。为此找来一根长为1.2m粗细均匀的木条，在底端嵌入适量重物，使其能直立漂浮水中，做好相应的标记后就可以监测湖水的密度了，测量得该简易密度计的总质量为0.5kg。（g取10N/kg）

（1）先将该木条放入足够深的清水中，测得木条露出水面0.2m，在水面处画上白线，请计算此时木条底端受到的水的压强及木条受到的浮力。

（2）请通过计算说明应在木条的什么位置画上表示污水密度达到时的红线，以监测湖水密度是否超标。

解析：此题是一道运用知识解决实际问题的好题，综合的知识有压强、浮力和二力平衡等。（1）木条底端受到水的压强可直接用来求；又因木条处于漂浮状态，故可用二力平衡法求浮力。

由于木条处于漂浮状态，所以：

（2）此题实际上是求木条浸入污水的深度h，要求深度必先求，因为，可通过浮力算出。又因木条的横截面积S未知，深度h似乎无法求出，但我们要善于利用（1）小题的条件，找到两者的相同之处，即在清水中和污水中都处于漂浮状态，两者受到的浮力相等，所以

，即，所以：

热点二：速度、功率和效率的综合

例3.如图1所示，物体重20N，在拉力F的作用下，以0.5m/s的速度沿水平方向匀速运动，物体与地面的摩擦力是物重的0.2倍，求：

（1）不记滑轮、绳重和滑轮组的摩擦，拉力的大小及拉力的功率。

（2）若拉力为2.5N，该滑轮组的机械效率。

图1

解析：在不计摩擦的情况下，可直接用滑轮组省力公式求拉力，不过不是，而应该是（是物体A与地面的摩擦）。因为对物体的拉力不是等于物体的重量，而是等于地面对物体的摩擦力。相应地，求这种水平装置的滑轮组的机械效率的计算公式也应该是，而不是。拉力的功率可进行如下推导：

（1）拉力的大小：

拉力的功率：

（2）

热点三：压强或浮力与杠杆类相结合的综合题

例4.图2是小明设计的一个用水槽来储存二次用水的冲厕装置。带有浮球的横杆AB（B为浮球的中心）能绕O点转动，倒“T”形阀门C底部为厚度不计的橡胶片，上部为不计粗细的直杆，进水口的横截面积为4cm2，浮球的体积为100cm3，OB是OA长度的6倍，AB杆左端压在阀门C上，阀门C堵住进水口时，AB杆水平，浮球顶部和溢水口相平，不考虑阀门C、横杆AB及浮球受到的重力。（）求：

（1）浮球浸没时，浮球受到的浮力多大？A端受力多大？

（2）为了防止水从溢水口溢出，水槽中的水面与溢水口的高度差不能超过多少？

图2

解析：本题又是一道力学综合题，描述的物理情境较为复杂，所以分析审题是关键，尤其是要把这个装置的结构示意图看懂，搞清楚它的工作过程和原理，解题过程如下：

（1）当球全部浸没水中时：

横杆B端受力等于浮球所受浮力，即：

运用杠杆平衡条件：

，因为

所以A端受力为：

（2）水恰能从溢水口流出时水槽中的水面距溢水口的高度差是允许的最大值。此时，浮球全部浸没，阀门C受到水槽中的水向上的压力和水箱中水向下的压力及浮球浸没时杠杆A端对阀门C向下的压力相互平衡，即：

①

设水槽中的水面距阀门C底部橡胶片的高度为H，溢水口到阀门C底部橡胶片的高度为h，则：

②

③

把②③式代入①中，有

整理得：

（1）图1中O是杠杆的支点，在图中画出F1的力臂．（2）在图2中标出电源的“+”、“-”极．（3）图3表示一支体温计的一部分，它的示数是______℃．（4）图4中电阻箱的读数是______Ω．

试题分类

（1）图1中O是杠杆的支点，在图中画出F₁的力臂．
（2）在图2中标出电源的“+”、“-”极．
（3）图3表示一支体温计的一部分，它的示数是℃．
（4）图4中电阻箱的读数是Ω．