初高中物理衔接课程讲义

初升高物理衔接班第1讲——初中力学综合（2课时）

一．教学目的：

解答力学综合题的方法

二．教学内容：

（一）概念辨析法

概念辨析法就是以物理概念、物理规律作为标准来衡量、辨析试题所给条件的作用和相互联系，从而得出结论的方法。

[例1]一个10N的物体，在水平拉力的作用下做匀速直线运动，3s内移动了15m。物体与地面间的摩擦阻力是2N，求：（1）拉力的功率；（2）上述条件下，物体匀速运动了10s，拉力做的功是多少？

分析：由于物体是水平方向做运动，重力方向是竖直向下，根据做功的条件必须是作用在物体上的力和力的方向上物体移动距离的乘积，而本题在重力方向上没有移动距离，所以重力尽管作用在物体上，但不做功。

功率是反映做功快慢的物理量，定义为单位时间（1s）内物体所做的功。当物体做匀速直线运动时，速度大小、方向始终保持不变，且物体此时应受平衡力的作用，因此水平拉力大小等于物体所受到的摩擦阻力，则拉力大小可知。最后利用相关公式去求得结果。

解：

（1）因为物体做匀速直线运动，所以：

；

（2）

答：（1）拉力的功率为10W；（2）匀速移动10s时拉力做的功100J。

（二）假设法

就是对物理现象、物理条件、物理过程或物理结果事先作出假设，一般假设为理想状态或特殊情况，然后利用物理概念、规律等知识，作出推理、分析、演算直至得出结论。

[例2]质量相等的两个实心小球A和B，已知它们的密度之比

现将A、B放入盛有足够多水的容器中，当A、B两球静止时，水对A、B两球的浮力之比为，则kg/m3，kg/m3。

分析：判断A、B两球在水中静止时的浮沉情况是解决问题的关键。不妨把两球可能出现的浮沉情况都进行假设，进行计算并与题目所给的条件进行比较，再作出正确的判断。

解：A、B两球质量相等，则：

假设两球都浸没在水中，它们所受的浮力之比为：

显然假设不成立。

再假设两球都漂浮在水面上，此时它们受到的浮力之比为：

该假设也与题意不符。

因而可确定，一球漂浮，一球浸没。又因为，所以，A球漂浮在水面，B球浸没在水中。其所受浮力分别为：

，

所以

又，所以：

（三）等效法

就是当我们所研究的物理现象或规律，其某一方面跟另一简单的物理现象、规律效果相同时，用简单的物理模型代替复杂的模型，并保证物理意义、物理规律、作用效果不变的方法。

[例3]实心正方体木块（不吸水）漂浮在水面上，此时浸入水中的体积为600cm3（取10N/kg）

求：

（1）木块受到的浮力；

（2）木块上放置一个重4N的铁块，静止后木块上表面刚好与水面相平，木块的密度是多大？

（3）木块上放置铁块后与未放铁块相比，木块下表面受到水的压强增大多少？

分析：这道题的第（1）问由阿基米德原理可直接求出；第（2）问中，木块的重力可由第（1）问浮力的大小及漂浮条件得到，再由可求出质量，所以，求木块密度的关键是要求出木块的体积。比较简单的方法是注意解题条件的等效变换，即放置在木块上铁块的重力

大小恰好等于木块增加的浮力的大小，因而可求出增加的就是木块原来露出水面的体积，最后得到木块的总体积，从而求得木块的密度；第（3）问中，同样的道理，

木块底部增加的压力就是，再由压强公式，就可求出增大的压强了。解：

（1）木块漂浮时受到的浮力为：

（N）

（2）

木块上放置铁块后受到的浮力增加了，木块排开水的体积增加的量为：

（3）木块下表面受到水的压强增加的量为：

（四）整体法

所谓整体法，就是指思考物理问题时，不拘于问题的局部特征，而是着眼于问题的整体结构，通过对问题全面认真考察。从客观上理解和认识问题的本质，挖掘和发现整体结构中问题的关键点，抓住问题的内在规律，从而使问题得以解决的思维方法。

[例4]一实心塑料块漂浮在水面上时，排开水的体积是300cm3，塑料块的质量是多大？当在塑料块上放置一个重2N的砝码后，塑料块刚好没入水中，问此时塑料块受到的浮力是多大？塑料块的密度是多大？（取10N/kg）

分析：对于两个物体（或两个以上）的连接体在液体中的浮沉的习题是比较多的，求解的方法多样，将所有物体视为整体进行分析研究，是一种较好的方法，既省去了对每个物体进行受力分析，又简化了解题过程。

解：

放上砝码后，将砝码与塑料块视为整体，漂浮在水面上。

（五）比例法

在应用定律、公式来解决实际物理问题时，常会遇见某些物理量保持不变（或相等），因而只需要研究其中两个物理量之间关系的问题，这时常依据物理定律、公式，利用物理现象中保持不变（或相等）的量，将其他已知量与未知量建立比例关系，这种利用数学的比例式来解决物理问题的方法称之为比例法。

[例5]甲、乙两个长方体，由不同材料制成，其中底面积分别为、，高度之比，密度之比为，若把甲放在水平桌面上，乙放在甲

上，水平桌面受到的压强为7000Pa，把乙取下放在水平桌面上静止不动时，桌面对乙的支持力为多少牛？

分析：这是道力学综合题，主要考查密度与压强知识的综合，此外还涉及到力的平衡，质量与重力关系等知识。该题的突破口可以从密度的概念出发，找出它们之间的知识链：密度——质量——重力——压力——压强。找出这些关系，利用比例式就可求解。

解：因为，，，所以：

所以

因为

所以

即：

解得：

根据力的平衡原理可知，水平桌面对乙的支持力大小等于G，为4N。

（六）综合法

综合法是一种逆向思维方法，就是从要求的结论或结果入手，分析所求结论或结果所需的条件，题意是否给出，若条件不足，则应先求解条件的不足部分，如此推导，直到与题意所给条件完全联系起来构成一个解题的整体过程。

[例6]用如下图所示滑轮组提升水中的物体A。若物体的质量为140kg，体积为60dm3，滑轮组的机械效率为80%。求：

（1）物体A在水中被匀速提升时，拉力F是多大？

（2）如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，而滑轮组所拉绳索能承受的最大拉力为350N，当物体露出水面体积多大时，拉绳会断？

（取10N/kg，滑轮组机械效率不变）

分析：此题涉及机械效率、滑轮组的力的作用关系，浮力及力的平衡原理等多个知识点。由相关知识可知，要求解拉力就应先求有用功和总功，其中要求有用功又必须先求出浮力。由滑轮组的使用规律，可知绳自由端移动距离是重物升高距离的4倍。由此求解拉力的顺序为：

要求物体露出水面体积的大小，也就要求物体所受浮力的减小值，所以应根据后一次情况中力的平衡条件，先求出后一次情况中物体所受浮力。解题顺序是：

。

解：

（1）（N）

（N）