中考物理 运动和力 压强与浮力综合等力学问题教案.doc

运动和力
“运动和力”是力学的基础，内容包括运动的描述，惯性及牛顿第一定律，二力平衡等知识，考查的重点有参照物的选择、速度及其计算、惯性现象及其解释。
　　运用二力平衡的条件对物体进行受力分析，判断物体所处的运动状态是物理学中最基本的问题之一。本部分可以结合具体的生活情境以填空、选择、作图和计算的题型来考察，具体的要求是：能 用实例解释机械运动及其相对性。能通过日常经验或自然现象粗略估测时间。会使用适当的工具测量时间。能通过日常经验或物品粗略估测长度。会选用适当的工具 测量长度。能用速度描述物体的运动。能用速度公式进行简单计算。能用示意图描述力。知道二力平衡条件。通过实验探究，理解物体的惯性。能表述牛顿第一定 律。

　　【知识总揽】

　　【基础知识回顾】
　　1．运动的描述
　　（1）机械运动：在物理学中，我们把物体位置的变化叫做机械运动。
　　（2）参照物：判断物体是运动还是静止时，要看是以哪个物体做标准，这个被选作标准的物体叫参照物。
　　注意：如果选择的参照不同，描述同一物体的运动时，结论一般也不一样。可见，物体的运动和静止是相对的。
　　2．运动的快慢
　　（1）比较物体运动快慢的两种方法：在相同时间内，物体经过的路程越长，物体运动的越快；物体经过相同的路程，所花时间越短，物体运动的越慢。
　　（2）速度：
　　①物理意义：物体运动的快慢用速度表示。
　　②定义：速度等于运动物体在单位时间内通过的路程。
　　③公式：v＝s/t。
　　④单位：速度的国际单位是米/秒，符号是m/s，在交通运输中常用单位是千米/时，符号是km/h。其中1 m/s＝3．6 km/h。
　　（3）常见的两种机械运动
　　①匀速直线运动：物体沿着直线快慢不变的运动，叫做匀速直线运动；匀速直线运动是最简单的机械运动。
　　②变速直线运动：常见物体的运动速度都在改变。变速运动的运动快慢可用平均速度来粗略描述。
　　3．长度、时间及其测量
　　（1）长度及其测量
　　①单位：在国际单位制中，长度的基本单位是米，符号是m。
　　②测量
　　Ⅰ．测量工具：学生常用的测量长度的工具是刻度尺,更精确的测量要选用游标卡尺等其他工具。
　　Ⅱ．刻度尺的使用方法
　　A．使用刻度尺前，首先应该弄清楚刻度尺以下几个方面的问题：
　　a．零刻度线：刻度尺的最小刻度；b．量程：刻度尺一次能测出的最大长度；c．分度值：两条相邻刻度线之间的距离。
　　在测量过程中要做到五会：
　　a．会选：根据测量的实际需要选择适当分度值和量程的刻度尺。
　　b．会放：刻度尺要放正，不要歪斜；刻度尺的刻度线应紧贴被测物体；零刻度线磨损的，应另选某一刻度线为“零点”。
　　c．会看：读数时，视线与尺面垂直，不要斜视。
　　d．会读：读数时，除了准确读出分度值的数字外，还要估读到分度值的下一位数字。
　　e．会记：记录测量结果应注明单位。
　　（2）时间及其测量
　　①单位：在国际单位制中，时间的基本单位是秒，符号是s。
　　②秒表的使用
　　计时开始时按动按钮，计时结束时再按动一次按钮。大表盘上的时间加上小表盘的时间即为计时时间。
　　（3）误差
　　①定义：测量时，受所用仪器和测量方法的限制，测量值与真实值之间总会有差别，我们称为误差。
　　②减小方法：
　　a．采用多次测量求平均值的方法；
　　b．改进测量方法；
　　c．选用更精密的测量工具。
　　4．力
　　（1）力的作用效果：力可以使物体发生形变；还可以改变物体的运动状态。
　　（2）概念：力是物体间的相互作用。
　　（3）单位：力的单位是牛顿，简称牛，符号是N。
　　（4）力的三要素：力的大小、方向、作用点都可以影响力的作用效果，我们称之为力的三要素。
　　（5）力的作用规律：物体间力的作用是相互的。
　　5．牛顿第一定律及惯性
　　（1）牛顿第一定律：一切物体在没有受到力的作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
　　（2）惯性：我们把物体保持运动状态不变的特性，叫做惯性。
　　6．二力平衡
　　（1）概念：物体受到两个力的作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，则这两个力平衡，称为二力平衡。
　　（2）二力平衡的条件：作用在同一个物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一直线上，这两个力就彼此平衡。
　　【重要考点突破】
　　1．明确运动的相对性，会判断物体运动状态
　　物体运动和静止是相对的，判断物体的是否做机械运动，主要取决于所选择的参照物。如果物体与所选定的参照物有位置的变化，则物体就在运动，否则，就是静止。实际问题中，在判断物体运动状态时，同时要考虑物体运动的速度这一因素。
　　例1  在2009年全运会圣火传递活动中，现场某记者同时拍下了固定在地面上随风飘动的旗帜和附近的甲、乙两火炬照片，如图1所示。根据它们的飘动方向，可以判断下列说法正确的是（    ）

　　A．甲火炬一定静止            
　　B．甲火炬一定向右运动
　　C．乙火炬一定静止            
　　D．乙火炬一定向左运动
　　解析：从 题意中可以看出，旗杆是固定的而旗子是随风飘动的，因此可以确定当时的风向一定向左。甲、乙火炬是运动的还是静止的要通过火焰飘动的方向来判断，甲火炬的 火焰与旗子同向也就是与风同向，出现这一情况有三种可能：其一甲静止不动；其二甲向右迎风运动；其三甲向左背风运动，但速度小于风速，故A、B答案不对。从图中看乙火炬火焰方向与旗子反向也就是与风反向，出现这一情况只有一个可能那就是乙向左背风运动，并且运动速度大于风速。故C答案不对，D答案正确
　　2．理解速度概念，掌握相关计算
　　速度是描述物体运动快慢的物理量，“速度”与我们的生活联系紧密，近年来，试题常结合仪表、图表等信息的获取综合考查速度及其相关计算，同时需要注意时间、路程和速度三个物理量单位的选择与使用，及其运动物体通过的路程与所用时间的统一。
　　例2  近年来，玉林市区与周边城镇的道路相继改建成一、二级公路，大大地促进了经济发展，给人们出行带来了方便，遗憾的是在某些岔路口，人车相撞的交通事故有所增加，有人猜想事故的出现与行人横过公路时的错误判断有关。
　　（1）如图2所示，某同学准备横过公路时，正好有一辆汽车从距岔路口 100m处以72 km/h的速度驶过来如果公路宽12m，问该同学以 1．2m／s的正常步行速度能否在汽车到达岔路口前完全通过公路？
　　（2）为了减少在岔路口发生人车相撞事故，请你分别向交警部门（或公路建设部门）、汽车司机和过路的行人，各提一项合理的建议。

　　解析：要判断行人能否安全通过公路，方法很多，其中最简单、最直接的方法是比较汽车行驶100米到达岔路口所用时间和行人完全通过公路所用时间的大小，得出结论。
　汽车的速度v汽=72km/h=20m/s
　　汽车到达岔路口的时间：
　　该同学完全通过公路所需时间：
　　因为t汽＜t人    所以该同学不能完全通过公路，有人车相撞的危险。
　　答案：（1该同学不能完全通过公路。
　　（2）建议：交警部门：例：①设立警示标志，提醒注意岔路口；②设立强制减速带。
　　汽车司机：例：①通过岔路口时要减速慢行；②注意观察，避让行人。
　　过路行人：例：①正确估计车速和车距，保证足够过路时间；②宁停三分，不抢一秒。
　　3．明确力的三要素，会作力的示意图
　　力是物理学中重要的概念，力的大小、方向、作用点三要素影响着力的作用效果，正确理解力的概念及判断出力的三要素、全面分析物体受力情况，是正确作出物体受力示意图的前提。
　　例3  如图3所示是长在枝条上的苹果，请在图中画出苹果受力示意图。

　　解析：长在枝条上的苹果一定要受到重力的作用，而苹果并没有落下地面，说明它还受到一个作用效果与重力相反的力──支持力；且苹果静止，可知这两个力是一对平衡力，根据二力平衡的条件，可判断出支持力的方向是竖直向上的，大小与所受重力相等。
　　答案：如图4所示。
　　4．明确惯性，会运用“惯性”分析实际问题
　　惯性是一个比较抽象的物理概念，它指的是物体保持运动状态不变的特性，其作用是使物体保持运动状态不变。
　　例4  如图5所示，在变速行驶的小车上，放置着一杯水，在车顶上方悬挂一个小球，在某一瞬间车内情况如图所示，其中符合实际情况的是（    ）

　　解析：本题是一则综合性较强的题目，图中给出了两个物体因车加速或减速时出现的现象，要我们找出符合实际的情况。由于小车在做变速运动，由于惯性的作用，水会不平且小球摆动，故可排除选项A和B。不妨设小车向右运动，从选项C小球向左摆可知小车在加速，而从水面右高左低的情况来看是小车在减速，故和事实不相符（若小车向左运动也是如此），选项D中小球向左摆而水面也是左高左低，这种情况才会符合事实。
　　5．明晰二力平衡和相互作用力，会处理力与运动的关系
　　平 衡的两个力和相互作用力是很容易混淆的两个概念，从各自的判断条件来看，二者的唯一不同就是两力的作用物体是同一物体、还是两个物体上；从产生的时间来 看，平衡的两个力可以单独存在，而相互作用力是同时产生、同时消失从作用效果上看平衡力使物体保持静止状态或匀速直线运动状态，而作用力会使物体的运动 状态或形状发生改变。
　　综合“力是改变物体运动状态的原因”和“牛顿第一运动定律”，可知当物体的运动状态发生改变时，物体一定受到了非平衡力的作用。
　　例5  一个杯子放在水平桌面处于静止状态。下列各对力中，属于平衡力的是（    ）
　　A．桌子受到的重力和杯子对桌面的压力 
　　B．桌子受到的重力和桌面对杯子的支持力
　　C．杯子受到的重力和杯子对桌面的压力 
　　D．杯子受到的重力和桌面对杯子的支持力
　　解析：本题考查的是判断平衡力的四个条件：作用在同一物体（“物体”是指两力的受力物体大小相等、方向相反、同一直线。四个条件为必要条件，缺一不可。A答案不满足大小相等、方向相反两个条件所以不对；B答案不满足作用在同一物体、大小相等两个条件所以不对；C答案不满足作用在同一物体、大小相等、方向相反三个条件所以不对；D答案全部符合所以正确。
　　例6  如图6所示，一大力士在比赛中用水平拉力拉静止在平直路面上的汽车，没有拉动，则下列说法正确的是（　　）

　　A．因为拉力小于汽车的重力，所以汽车未被拉动
　　B．因为拉力小于汽车所受的阻力，所以汽车未被拉动
　　C．虽然汽车未被拉动，但拉力一定等于汽车的重力
　　D．虽然汽车未被拉动，但拉力等于汽车所受的阻力
解析：该大力士拉汽车时，汽车受到四个力的作用，分别是重力、地面的支持力、人的拉力和摩擦阻力，汽车没有被拉动，说明汽车受到的力是平衡力，其中重力和支持力是一对平衡力，人的拉力和阻力是一对平衡力，根据二力平衡的条件可知，人的拉力等于阻力，重力等于支持力。故选项中只有D是正确的。

压强和浮力
压强和浮力是中考的热点知识，主要考查压强和浮力的相关计算及其应用，大气压强的作用及其现象解释，流体压强的特点。本章在中考中各种题型都有可能出现，是 力学中计算量较多的内容，试题一般为中等难度，也总综合浮力、压强、二力平衡、密度、简单机械等知识进行难度较大的考查。课程标准对本部分提出的具体要求 是：通过实验探究学习压强的概念、认识浮力、初步了解流体的压强与流速的关系。能用压强公式进行简单计算。知道增大和减小压强的方法。了解测量大气压强 的方法。知道物体浮沉的条件。知道阿基米德原理。
　　【知识总揽】

　　【重点精讲】

　　重点1：压力与压强
　　考点评述：
　 　压力与重力是不同的两个力，但它们之间有时又存在的一定的数量关系，因而对压力的理解往往存在误区，试题中一般通过作图或选择题考查对它的理解。作为描 述压力作用效果的物理量──压强，试题注重压强的应用及压强的简单计算基础性考查。一般以选择题、填空题、实验题等形式出现。
　　知识回顾：
　　1．压力
　　垂直作用在物体表面上的力叫做压力。压力的方向是垂直与物体表面。
　　2．压强
　　物体在单位面积上受到的压力，叫做压强。定义式是。由定义式可知增大压强或减小压强的方法是：①在压力不变的情况下，增大受力面积可以减小压强，减小受力面积可以增大压强。②在受力面积不变的情况下，增大压力可以增大压强，减小压力可以减小压强。
　　考题赏析：
　　例1　下列现象中，为了增大压强的是（ 　 ）
　　A．骆驼长着宽大的脚掌         
　　B．载重汽车装有许多轮子
　　C．坦克车装有宽宽的履带       
　　D．压路机装有质量很大的碾子
　　解析：选项A中骆驼宽大的脚掌是增大受力面积，只能减小压强选项B中，载重汽车的许多轮子，是增大受力面积，减小对路面的破坏，也是减小压强；选项C中，坦克的宽宽的履带，也是增大受力面积，减小压强。选项A、B、C均不符合题意。选项D，压路机装有质量很大的碾子，是在受力面积变化不大的情况下，大大增加对地面的压力，是增大压强。
　　答案：D
　　点评：记住增大压强和减小压强的几种方法，并能运用这些方法来解释生活中所遇到的一些实际问题，也是历年中考题的一个热点。
　　例2　自行车的制作材料和车轮与赛道的接触面积是影响自行车比赛成绩的重要因素。若车架是用密度小、强度大的碳纤维制成的，其密度为1．6×103kg/m3，体积仅为2．5×10－3m3，则车架的质量为        kg；若运动员质量是60kg，车架重是整车重的，比赛中，车胎与水平赛道的接触总面积为30cm2，则赛道受到的压强为          Pa。（g取10N/kg）
　　解析：车架的质量：m＝ρ车架V＝1．6×103kg/m3×2．5×10－3m3＝4kg；
　　车架受到的重力：G车架＝m车架g＝4kg×10N/kg＝40N
　　因为车架重是整车重的，所以整车重为：G整车＝G车架＝×40N＝60N；
　　运动员重为：G运动员＝m运动员g＝60kg×10N/kg＝600N；
　　所以比赛时，车胎对地面的压力：F＝G整车＋G运动员＝60N＋600N＝660N；
　　赛道受到的压强：＝2．2×105Pa
　　答案：4  2．2×105  
　　点评：通过解析我们可以看出，计算压强首先要做好物体的受力分析，在受力分析时，我们要注意各个力的大小关系和产生的作用；在计算压强时，力的单位是要用Ｎ，受力面积的单位要统一到m2，即各个单位都要采用国际单位。
　　重点2：液体压强
　　考点评述：
　　液体的压强大小与液体密度和深度有关，与容器的形状无关。对此理解是正确利用公式P＝ρgh解题的关键。该部分知识是各个题型热点知识。
　　知识回顾：
　　1．液体压强的特点：①液体对容器底和容器壁都有压强；②液体内部向各个方向都有压强，且随着深度的增加而增大；③液体内部同一深度，向各个方向的压强都相等；④在不同的液体同一深度，液体的密度越大，压强越大。
　　2．液体压强计算公式：P＝ρgh
　　3．连通器原理：静止在连通器内的同一种液体，各部分直接与大气压接触的液面总是相平的。
　　考题赏析：
　　例3　如图1所示，是某同学研究液体压强时，绘制的甲、乙两种液体的压强与深度的关系图象。由图可知，甲乙两种液体密度的大小关系为___________，其中_______液体是水。

　　解析：由图象可知，当甲乙两液体的深度均为4cm时，甲液体产生的压强为800Pa，乙液体产生的压强为400Pa，故ρ甲 ＝2ρ乙（或ρ甲>ρ乙）；由液体压强公式P＝ρgh，可知液体密度ρ＝ ，代入数据，可求得乙液体的密度为1．0×103kg/m3，故乙液体是水，
　　答案：ρ甲 ＝2ρ乙（或ρ甲>ρ乙）   乙
　　点评：液体压强的计算分析是中考的热点题目，尤其该试题结合图像来考查我们，在分析时我们首先要读懂图像所给我们的信息，我们可以借助数学的平面直角坐标的知识来选取对应的数据，进而利用液压公式进行分析求解。
　　重点3：大气压  流体压强
　　考点评述：
　　大气压、流体压强与生活息息相关，中考中常常结合具体的生活情景来考查。
　　知识回顾：
　　1．大气压
　　（1）大气压实验室常用托里拆利实验来测量，生活生产中常用气压计来测量。
　　（2）大气压的变化。大气压随高度的增加而减小，在同一地点也不是固定不变的。通常把等于760mm水银柱的大气压叫做标准大气压。1标准大气压等于1．01×105Pa。
　　2．液体压强和流速的关系
　　大量事实和实验现象表明，流体的压强跟流速的关系是：流速大的地方，压强小；流速小的地方，压强大。
　　例4　你是否有这样的经历：撑一把雨伞行走在雨中，如图2所示，一阵大风吹来，伞面可能被“吸”，严重变形。下列有关这一现象及其解释，正确的是（   ）

　　A．伞面被向下“吸”
　　B．伞上方的空气流速大于下方
　　C．伞上方的空气流速等于下方
　　D．伞上方的空气流速小于下方
　　解析：人 们撑着雨伞在空气中行走时，气流被伞分成上下两部分，由于伞的形状上下不对称，在相同时间内，伞上方气流通过的路程较长，因而速度较大，它对伞的压强较 小；下方气流通过的路程较短，因而流速较小，它对伞的压强较大，这样就在伞的上下表面产生压强差，可能把伞面压向上方，出现图中所示现象。故B选项正确。
　　点拨：分析流体压强与流速的关系时，首先要找出流速大的位置，然后根据流速越大压强越小来分析问题。
　　重点4：浮力
　　考点评述：
　 　浮力的计算方法有多种计算方法，在使用时根据题意所提供的条件，选择合适的方法。物体浮沉可以根据二力平衡或固体和液体的密度进行比较，判断出物体所处 的状态。考查“浮力”时会以一些情景进行命题，如故事实验设计、解决实际应用等方式出现，考查同学们的创新能力和实践能力。但在计算题方面，难度会降低， 以多个知识点综合题目会减少。
　　知识回顾：
　　1．浮力
　　浸在液体中的物体会受到液体向上的托力，叫做浮力。浮力的方向竖直向上的。浮力是由液体或气体对物体向上或向下的压力差产生的。
　　2．阿基米德原理：浸在液体中物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。表达式：F浮＝G排＝ρ液gV排
　　3．浮沉条件
　　浸没在液体里物体受到重力和浮力作用，物体的浮沉取决于它受到的浮力和重力的大小关系。当F浮>G物时，物体就上浮；当F浮理F浮＝G排＝ρ液gV排，可得到ρ液甲V排甲＝ρ液乙V排乙，而V排甲＜V青蛙，V排乙＝V青蛙，所以ρ液甲＞ρ液乙。而两烧杯底的液体深度相等，根据p=ρgh，可判断出P甲＞P乙，故选项A正确。
　　点拨：由此题我们也可以得到“漂浮在液面的物体，物体的密度小于液体密度；悬浮在液体中的物体，物体的密度等于液体的密度”的结论。
　　例6　一个不规则的实心物体，质量55g，放入装满纯水的烧杯中，沉入底部，排开0．5N的水。然后向烧杯中加盐并搅拌，直到物体悬浮为止。g=10N/kg）求：（1）物体在纯水中所受的浮力；（2）物体的体积；（3）物体悬浮时盐水的密度。
　　解析：（1）物体在纯水中排开了0．5的谁，故浮力：F浮=G排=0．5N；
　　（2）由G排= m排g=ρ水gV排可得：

　　浸没时V物=V排=5×10-5m3
　　（3）因为物体悬浮，所以
　　答案：（1）0．5N  （2）5×10－5m3  （3）1．1×103kg/m3 
　　点评：此题是一个常规的浮力计算试题，向压强一样，浮力也常和密度融合在一起，受力分析依然是正确解答的前提，我们在做题时要先做好物体的受力分析，然后运用相关公式进行求解。