题目
小明和哥哥一起制作了一个牵引装置用来锻炼身体，如图所示。圆柱体的质量为3kg，底面积为1dm2，高15cm，小明测得哥哥用40N的力3s将圆柱体匀速举高0.3 m。（g取10 N/kg）
（1）将圆柱体平放在地面上，圆柱体对地面的压强是多大？
（2）此装置的机械效率是多大？
（3）哥哥在提升圆柱体的过程中做额外功可能是因为 造成的。现在给你一个弹簧测力计、一瓶机油，请你设计一个简单实验方案，来验证你的观点。
（4）将此装置的圆柱体放入水中提升（圆柱体未露出水面），应用多大的力？ |
 |
题型：计算题难度：偏难来源：0117 模拟题
所属题型：计算题
试题难度系数：偏难
答案
解：（1）P= = =3×103Pa。
（2）η= =75%。
（3）因定滑轮与绳子摩擦。用机油点滑轮润滑，再用弹簧秤测拉力F，再测几个进行比较。
（4）圆柱体浸没在水中所受浮力 F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.5×10－3 m3=15N，G=mg=3kg×10N/kg=30N。所以不用装置直接用手提绳的力F拉=G-F浮=30N-15N=15N，
η= ，所以F′=F拉/η=15N/75%=20N。 |
考点梳理
初中二年级物理试题“小明和哥哥一起制作了一个牵引装置用来锻炼身体，如图所示。圆柱”旨在考查同学们对
浮力及阿基米德原理、
压强的大小及其计算、
有用功和额外功、
机械效率的计算、
……等知识点的掌握情况，关于物理的核心考点解析如下：
此练习题为精华试题，现在没时间做？添加到收藏夹，以后再看。
根据试题考点，只列出了部分最相关的知识点，更多知识点请访问初二物理。
- 浮力及阿基米德原理
- 压强的大小及其计算
- 有用功和额外功
- 机械效率的计算
考点名称：浮力及阿基米德原理
浮力：物理学名词，一般指物体浸泡(包含)在液体或气体中产生的托力，是物体在流体(包括液体和气体)中，上下表面所受的压力差。船能在水面上漂浮，就是因为浮力的作用。
浮力产生的原因:
浮力是由于周围液体对物体上、下表面的作用存在压力差而产生的。如图所示，浸没在液体中的立方体，左右两侧面，前后两侧面所受水的压力大小相等，方向相反，彼此平衡。而上、下两表面处的液体中不同深度，所受到的液体的压强不同，因受力面积相等，所以压力不相等。下表面所受到的竖直向上的压力大于上表面所受到的竖直向下的压力，因而产生了浮力，所以浮力的方向总是竖直向上的，即F浮=F向上一F向下。
(1)当物体上表面露出液面时，F向下=0，则F浮=F向上。如：物体漂浮时，受到的浮力等于液体对它向上的压力。
(2)浸在液体中的物体不一定都受到浮力。如：桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合，水对它向上的压力F向上=0，故物体不受浮力作用。可见产生浮力的必要条件是：F浮=F向上—F向下>0，即F向上>F向下。当F向上=0或F向上≤F向下时，物体不受浮力作用。
(3)同一物体浸没在液体的不同深度，所受的压力差不变，浮力不变。
(4)浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。因此，在分析物体的受力情况时，浮力和液体的压力不能同时考虑。
影响浮力大小的因素：
有关浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体中的体积有关，跟液体的密度有关，跟物体浸入液体中的深度无关，跟物体本身密度大小无关。
阿基米德原理：
浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力，这就是著名的阿基米德原理，也是是物理学中力学的一条基本原理。
阿基米德原理公式表示如下：F浮=G排=ρ液*gV排，浮力大小只与ρ液、V排有关浮力的大小只与液体的密度、排开液体的体积有关，而与物体浸入液体的深度没有关系。
阿基米德原理不仅适用于所有液体，而且也广泛地适用在一切气体中..对于浸入液体的物体，只要知道ρ液、V排，我们就能求出浮力，阿基米德原理是计算浮力最普遍适用的规律.
阿基米德原理的五点透析：
(1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里;二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。
(2)G排指被物体排开的液体所受的重力，F浮= G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
(3)V排是表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V排=V物。
(4)由可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。
(5)阿基米德原理也适用于气体，但公式中ρ液应该为ρ气。
考点名称：压强的大小及其计算
压强的定义
物体单位面积上受到的压力叫做压强，压强是反映压力作用效果的物理量，帕斯卡简称帕(符号是Pa)是国际制主单位，1Pa=lN／m2
压强的计算公式
一般，压强的计算公式为：P=F/S，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米2，压力F单位是：牛;受力面积S单位是：米2。但液体和固体的压强是不一样的，
液体压强公式：P=ρgh 式中g=9.8N/kg 或g=10N/kg, h的单位是m , ρ的单位是kg/m^3; , 压强P的单位是Pa。
固体压强公式：P=F/S，F是压力，S是压力面积
影响压强大小相关的因素：
压强是单位面积上受到的压力大小，等于用压力除以受力面积，所以压强只与压力和受力面积有关。在压力不变的条件下，受力面积越大压强越小，在受力面积不变的条件下，压力越大压强越大。简单的说，大气压强是某一点(测量点)处垂直于地面的单位面积上的空气的质量(重量)，这就很好理解啦，大气包围着地球，大气圈的外表面是圆的，那么地球某处海拔越高则其上部的气柱越短(越轻)，反之亦然。 但地球上某点的大气压强又不是恒定不变的，变化的原因就是其上气柱的质量(重量)在变化，重量变化的原因是大气的流动。温度更低的大气流动过来则大气压强就会变大;温度更高的大气流动过来则大气压强就会变小。这是因为温度高的大气的密度(重量)小，温度低的大气的密度(重量)大。
对压强公式P=F/S的理解
1.此公式适用于任何情况，即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。
2.此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m2。在计算物体的压强时，只有当F的单位为N，S 的单位为m2时，压强的单位才能是Pa，因此在计算中必须统一单位。
3.一张报纸平放时对桌子的压强约0.5Pa。成人站立时对地面的压强约为1.5×104Pa，它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为1.5× 104N。
4.公式中的，是压力而不是重力。即使在某些情况下，压力在数值上等于物体所受的重力，也不应把公式直接写成p=G/S，而应先注明F=G得：P=F/S=G/S。
5.公式中的受力面积S，是指受力物体发生形变的那部分面积，也就是两物体的实际接触面积，而不一定是受力物体的表面积。如图所示，一个圆台形物体置于水平地面上，分别采用A、B两种方式放置，对地面的压力不变，但图A中受力面积是S2，图B中受力面积为S1，而它们都与水平地面的面积大小无关。
6. 由公式推导出F=pS和S=F/P,可用于计算压力和受力面积的大小。
考点名称：有用功和额外功
有用功：物理学中的一种概念，是人们做的功中对人们有用的一部分，人们需要的有价值的功。做功中，有用功越大越好。
额外功：在物理学中，额外功与有用功是对立的，指其他无实用价值而又不得不做的功，叫额外功。
有用功和额外功的比较
有用功和额外功的区别
1、有用功是相对于总功来说的......
2、从做功的意义上来讲，就是人因需要而做的功叫做有用功，额外功是指人们在做功时，并不需要做，但是为了达到目的而不得不做的功.例如，人想要提水上楼，人对水做的功就是为了满足需要而做的，其大小等于水重乘以提升的高度。人在提水时，必须有盛水的容器，如水桶等，人在提升水的同时，也对容器做了功，而人对容器所做功并不是目的，但是又不得不做，因为没有容器，水是无法提升的，所以，人对容器所做的功是额外功，其大小等于 。
3、常见的额外功有：使用滑轮组时，克服轮与轴之间摩擦所做的功，还有克服滑轮的自重所做的功等。
4、克服摩擦所做的功并不一定都是额外功。
有用功和额外功计算公式归纳
考点名称：机械效率的计算
机械效率
机械效率是指任何机械本身都受到力的作用，相对运动的零件间又存在摩擦，所以使用任何机械，除了做有用功外，都不可避免地要做额外功。这时动力所做的总功等于有用功加额外功。机械效率用来衡量机械对机械能有效利用的程度，只考虑机械能传递过程中的摩擦损失，而不考虑由非机械能转变成机械能过程中的能量损失。
机械效率的计算公式
机械效率指有用功与总功的比值，用符号η表示，计算公式为η=W有/W总*100%，用符号η表示。
功、功率和机械效率的比较
影响机械效率的因素
1.从额外功考虑——机械自重、机械的摩擦影响机械效率。例如，我们用轻便的塑料桶打水，而不用很重的铁桶打水。
2.从有用功考虑——例如，在研究滑轮组的机械效率时，我们会发现同一个滑轮组，提起的重物越重，机械效率越高。
