初中物理竞赛典型例题(精选).docVIP

学 海 无 涯 PAGE PAGE 1 物理竞赛典型例题 [例题1] 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：①船靠岸时，将缆绳在缆柱上绕几圈。②系鞋带。 ③两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。 [例题2 ]如图，ABCD是4块质量相同的砖，每块重50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＝50×4＝200（N），另外Ａ的左侧（即整体的左侧）和Ｄ的右侧（即整体的右侧）各受一个向上的静摩擦力ｆ，由平衡条件知：2f＝G总，则f＝G/2＝200/2＝100（N）。 再以ＡＢ两块砖为研究对象，ＡＢ总重力为ＧAB＝100牛，已与A左侧的静摩擦力f平衡，故Ｂ的右侧不受摩擦力。若以ＣＤ为研究对象，同理可得Ｃ的左侧不受摩擦力，因此，ＢＣ之间的摩擦力为零。 [例题3 ]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； （3）算出装有饮料部分的体积； （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； （5）可乐瓶容积的表达式：。 [例题4] 压力锅的直径为24cm，限压阀的气孔直径为3．5mm，限压阀质量为100g，使用时，压力锅内最大压强是多少 分析与解：当限压阀被锅内气流顶起时，压强达到最大，且等于限压阀产生的压强加上外面的大气压强P0。 限压阀产生的压强： P1＝mg／S＝0.98／3.14×(1.75×10－3)2＝1.02×105(Pa)。 P最大＝P0＋P1＝(1.01＋1.02)×105＝2.03×105(Pa)。 锅内外的最大压强差即为P1，故锅盖与锅的接口处承受的压力至少为： F＝P1S’＝1.02×105×3.14×0.122＝4.61×103(N)。 [例题5] 给你一注射器，一封闭注射器针头端的橡皮帽，一刻度尺，若干钩码及适量细线，请设计出粗测大气压强的办法，写出测量步骤和计算式。 分析与解：用间接测量。而大气的压力不容易直接测量，可借助二力平衡原理就可以解决。 用刻度尺测量针筒上体积刻度值为V对应的针筒长度L，得活塞横截面积； 在活塞柄端牢固地系上细线并打结； 把活塞推到针筒顶端，用橡皮帽封闭装针头的小孔； 手拿针筒，橡皮帽向上，在线结处不断加挂钩码，直到活塞将开始被拉动为止，记下钩码总质量m，此时大气对活塞的压力就可以看作等于钩码对活塞的拉力，即钩码的重力F＝mg（活塞的重力忽略不计）。 根据得大气压强。 [例题6] 课外小组设计了一个间歇式放水装置，基本构造如图所示，其中T为蓄水箱，A为进水口，C为排水口，C与倒置的Ｕ形管连接，出水口E与水箱 底部B等高。使用前水箱里没有水，试分析这个排水装置的工作 过程并指出要实现间歇式排水，需要满足什么条件? 分析与解：向水箱里注水过程中，水箱Ｔ与管CD构成 连通器，管内水面与箱内水面同步升高。由于进水口的位置 高于U形管最高端D。当水箱内水面达到D的高度时，开始向外排水。如果在相同的时间内从A进入水箱的水量大于或等于从C排放的水量，就不能出现间歇式排水的效果。实现间歇式水排水需要满足的条件是：相同时间内向箱内注水量小于从C排放的水量。 排水过程开始后，因注水量小于排水量，水箱内的水面很快低于D的位置，不过CDE是一个虹吸管，排水过程会继续下去。当水箱里的水面降到C的位置时，停止排水，箱内水面就逐渐升高，水面升到D