初中应用物理知识竞赛辅导专题讲座

1、2006 年初中应用物理知识竞赛辅导专题讲座年初中应用物理知识竞赛辅导专题讲座第一讲第一讲 力学力学( (一一) )（教师使用） 一、知识提要知识点分项细目1长度的测量；正确使用刻度尺2测量数据的记录和处理测量3测量的特殊方法：(1)累积法；(2)替换法；(3)辅助工具法1变速直线运动：理解的含义tSV 2匀速直线运动3按性质分类的三种力：重力、弹力、摩擦力4二力的合成5平衡力和相互作用力运 动 和力6力和运动的关系1密度的测量密度2的应用Vm压力与压强液体压强，连通器大气压强二、例题与练习 例 1小明和爸爸到市场上选购了一批（成卷的）电线，为方便搬运，不愿将每卷电线都散 开，又担心电线的实际长度与商品说明书上的标称长度不符。小明看到柜台上有电子秤和 米尺，便向营业员要来了一段做样品的同品牌的电线，帮助爸爸顺利地测出了每卷电线的 实际长度。你知道小明是怎样做的吗？ 分析与解：（1）用米尺测量样品电线的长度 L0； （2）用电子秤测量样品电线的质量 m； （3）用电子秤测量一卷电线的质量 M；（4）算出一卷电线的实际长度：0LmML 练习 1现有一个内径为 2cm 的圆环和一支直径为 0

2、.6cm 的圆柱形铅笔，仅用上述器材， 你如何较精确地测出某足够长且厚薄均匀纸带的厚度？ 方法： ； 纸带厚度表达式为： 。 分析与解：对一些形状不规则或者太小、太细、太薄的物体，直接测量有困难，只好寻求 一些特殊的测量方法。 “累积法” 比效适合采用对“细、薄”的物体直径或厚度的测量 运用方面。 将纸带紧密地环绕在铅笔上，直至恰好能套进圆环内，记下纸带环绕的圈数 n。纸带厚度 的表达式：（20.6）/2ncm，或 0.7/ncm例 2现有一个盛有大半瓶饮料的平底可乐瓶(如图)给你一把刻度尺，一根细线，试测出这 个可乐瓶的容积。写出操作步骤及计算容积的数学表达式。 分析与解：（1）用刻度尺测液面的高 h1； （2）用线绕主体部分一周，用刻度尺量出线长 L，得瓶子主体部分的横截面积；4LRS2 2（3）算出装有饮料部分的体积； 4hLShV1211（4）将瓶盖旋紧后使瓶子倒置，重新测量上面空余部分的高 h2，对应的体积；222h4LV（5）可乐瓶容积的表达式：。21221hh4LVVV练习 2请你阅读下面的短文： 绕几圈之后 增大摩擦力的方法通常有两种，即增大压力、使接触面粗糙。那么，还

3、有没有别的方 法了呢？小明对自己提出了这样的问题。 对此，他进行了如下的研究：找一段棉线，在棉线的一端拴上一个沉重的东西(例如一 把大锁)，然后，把它搭在一个平放的圆棍上(如铁床的横梁、自行车的大梁等)。像图中那 样，通过弹簧秤来拉棉线的另一端，如图 1 所示。这时，要使重物不下落，用的力虽然比 竖直向上提要少，但少的力却不算多。 再如图 2 所示那样，将棉线在圆棍上绕一圈，发现弹簧秤的示数变小了。 再如图 3 那样，将棉线在圆棍上绕两圈，发现弹簧秤的示数更小了。 再如图 4 那样，将棉线在圆棍上绕四圈，发现弹簧秤的示数几乎等于零。 对上述现象，小明进行了归纳分析，得出了结论。 根据你的阅读，请回答下列问题： (1)小明同学可以得出一个什么结论？ (2)这一结论在日常生活、生产中有何应用？请列举两例。 (3)小明在上述研究过程中采取了怎样的思维程序？ 分析与解：(1)结论：缠绕的圈数越多，摩擦力就越大。 (2)应用举例：船靠岸时，将缆绳在缆柱上绕几圈。系鞋带。 两段电线拧在一起要相互缠绕。 (3)思维程序：提出问题搜寻事实(或实验)归纳分析得出结论。 例 3某船在静水中航速为 36km

4、/h，船在河中逆流而上，经过一座桥时，船上的一只木箱不慎被碰落水中，经过 2min，船上的人才发现，立即调转船头追赶，在距桥 600m 处追上 木箱，则水的流速是多少 m/s？ 分析与解：在研究机械运动时，通常选地面或固定在地面上的物体为参照物。但参照物的 选取是任意的。我们要选择合适的参照物，使问题简单化。本题参照物有两种解法，一种 选地面为参照物，容易理解，但十分繁琐。一种选河水为参照物，比较简便。 解法一以地面为参照物。设船速为 V船，水的流速为 V水，船逆流而上的时间 t12min120s。船调转船头顺流而下的时间为 t2。船逆流而上对地的速度为 V船V水， 顺流而下对地的速度为 V船V水。木箱顺水而下的速度与水速相同，根据路程的等量关系： 船顺流而下的路程减去船逆流而上的路程，即为木箱在这段时间通过的路程。即：（V船V水）t2（V船V水）t1V水（t1t2）化简后得到 V船t2V船t1t2t1120sV水（t1t2）600m V水2.5m/s 解法二以河水为参照物，河水静止，木箱落入水中保持静止状态。船逆流和顺流时相对 于河水的速度都为 V船，因此，船追赶木箱的时间和自木箱落

5、水到发觉的时间相等，即等 于 2min120s，木箱落入水中漂流时间为 120s120s240s，漂流距离为 600m。故木箱 漂流速度即水的流速 练习 3在一静水湖的南北两岸，有两只船同时相向开出，各以其速度垂直于湖岸匀速驶向 对岸。两船在离北岸 800m 处迎面相会，相会后继续驶向对岸。靠岸后立即返航，两船又 在离南岸 600m 处迎面相会。若不计两船靠岸时间，求湖宽。 分析与解：设湖宽为 s 米，从北岸出发的船行驶速度为 V1，从南岸出发的船行驶速度为 V2，两船第一次相会，行驶时间相等，依据题意有21800800 vs v两船第二次相会，行驶时间也相等，依据题意有216002600 vs vs联立式和式，将看作一个未知数可得：s1800m21 vv另解：根据题意可知，两船第一次相会时，两船通过的路程之和为湖宽 s，此时从北 岸出发的船通过的路程为 800m。两船第二次相会时，两船通过的路程之和是 3s，从北岸 出发的船通过的路程为(s600)m。根据路程之比等于速度之比，则有sss3 800600解之 s1800m例 4相距 3750m 的甲、乙两车站之间有一条笔直的公路，每隔

6、 2min 有一辆摩托车由甲站 出发以 20m/s 的速度匀速开往乙站，每一辆摩托车在抵达乙站后都立即掉头以 10m/s 的速 度匀速开回甲站。这样往返的车辆共有 48 辆；若在第一辆摩托车开出的同时，有一辆汽车 由甲站出发匀速开始乙站，速度为 15m/s，那么汽车抵达乙站前最后将与从甲站开出的第 辆摩托车迎面相遇，相遇处距乙站 m。分析与解：摩托车从甲地到乙地所需时间为 t1S/v13750m/(20m/s) 187.5s设汽车速度为 v15m/s 摩托车从乙地开往甲地的速度 v210m/s设汽车抵达乙站前最后与甲站开出的第 n 辆摩托车相遇，相遇时汽车行驶的时间为 t。由题意知，每隔 2min 即t120s 有一辆摩托车由甲站开出，则相遇时，第 n 辆摩托 车行驶的时间为 tt(n1)，第 n 辆摩托车从到乙站后和汽车相遇所经历的时间为 tt(n1)t1依据题意，摩托车在 tt(nl)t1这段时间内行驶的距离与汽车在时间 t 内行驶的距 离之和正好等于甲、乙两地之间的距离。即vtv2tt(n1)t1s 化简得(vv2)tSv2t1v2t(n1)(15m/s10m/s)t3750m1

7、0m/s187.5s10m/s120s(n1)整理得 25m/st4425m1200mn汽车从甲地到乙地所需时间ssmm vSt250/1537500故 tt0250sn 为正整数当 n1 时 可得 t225s当 n2 时 可得 t273st0250s则根据上述分析，当 n2 时，都不合题意，只能取 n1，此时 t225s汽车行驶距离为 S1vt此时汽车离乙站距离S2SS1svt 3750m15m/s225s375m即汽车抵达乙站前最后将与从甲站开出的第 1 辆摩托车相遇，相遇处距乙站 375m。 练习 4甲、乙两辆汽车沿平直公路从某地同时驶向同一目标，甲车在前一半时间里以速度 1做匀速直线运动，后一半时间里以速度2做匀速直线运动；乙车在前一半路程中以速 度1做匀速直线运动，后一半路程中以速度2做匀速直线运动则： 、甲车先到达 、乙车先到达 、甲、乙同时到达 、不能确定。分析和解：甲车的平均速度： 甲 V乙车的平均速度：212121VVVV2VS VS2V 乙乙乙0)VV(2VV VVVV2 2VVVV212 22 1212121乙乙所以 由 有 t甲t乙乙乙VV VSt 即甲车先到，

8、正确答案是：例 5用手握住一个啤酒瓶，啤酒瓶开口向上静止在手中不动，以下说法中正确的是： 、啤酒瓶静止在手中，是由于受到静摩擦力的作用； 、随着手握啤酒瓶的力增大，瓶子所受的静摩擦力也将增大； 、手握啤酒瓶的力增大时，瓶子所受的静摩擦力并未增大；、若啤酒瓶原来为空瓶，那么向瓶内注水的过程中瓶仍静止，即使手握瓶的力大小不变， 瓶所受的静摩擦力也将增大。 分析与解：人用手握住啤酒瓶，由于瓶受重力作用，有从手中下滑的趋势，瓶与手之间存 在摩擦，啤酒瓶受到向上的摩擦力。当瓶子所受摩擦力等于瓶的重力数值时，瓶静止在手 中不动，瓶与手相对静止，瓶受到的摩擦力是静摩擦力。 当手握瓶的力增大时，瓶子受到的静摩擦力并不随之增大，仍与瓶的重力相等。在向瓶内 注水的过程中，瓶及水的总重增大，瓶从手中下滑的滑趋增强，为维持瓶静止，手对瓶的 静摩擦力也随之增大，保持与瓶的总相等。但静摩擦力不可能无限增大，当增大到某个最 大值时，若再向瓶内注水，平衡状态就会被破坏，瓶将从手中滑下。这个静摩擦力的最大 值就做最大静摩擦力。 由上可知，正确答案为 A、C、D练习 5如图，ABCD 是 4 块质量相同的砖，每块重 50

9、 牛，A、D 两侧是两块竖直的木板， 木板外侧分别用 1000 牛的力压紧，砖处于静止状态。求：B 砖与 C 砖之间的摩擦力?分析与解：先以 ABCD 整体为研究对象，整体受重力为 G总504200（N），另外 的左侧（即整体的左侧）和的右侧（即整体的右侧）各受一个向上的静摩擦力，由平 衡条件知：2fG总，则 fG/2200/2100（N）。 再以两块砖为研究对象，总重力为AB100 牛，已与 A 左侧的静摩擦力 f 平衡， 故的右侧不受摩擦力。若以为研究对象，同理可得的左侧不受摩擦力，因此， 之间的摩擦力为零。例 6为了保护环境，治理水土流失，学校环保小组测定了山洪冲刷地面时洪水中的平均含 砂量(即每立方米的洪水中所含泥砂的质量)，治理环境前，他们共采集了 40dm3的水样， 称得其总质量为 40.56kg，已知干燥的泥砂的密度 砂24103kgm3，试求洪水中的平均含砂量?分析与解： mVVVVV泥泥水水泥水得：33333m0.4 /0 . 1/4 . 240/0 . 156.40ddmkgdmkgdmdmkgkgVmV水泥水 泥水样中泥砂总质量为：m泥V泥2.40.40.96（kg） 水样共 40dm，因此洪水中平均含砂量为：m25m24（kg）。练习 6某工厂生产的酒精要求其含量不超过 10，已知纯酒的密度是水的密度的 08 倍。 试求：用密度计检测产品的含水量指标

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