2024年遼寧省初中學業(yè)水平考試物理樣卷第22題將計算和問答題結合在一起，更加注重對考生應用物理知識解決實際問題等方面的考查，體現(xiàn)了物理學科的核心素養(yǎng)。

原題再現(xiàn)

例 小明把質量為2.4 kg的花盆由地面勻速豎直拿起，放置在1.2 m高的水平窗臺上，花盆與窗臺接觸面積為60 cm2，放置后調整花盆位置時，將花盆沿窗臺移動0.5 m，g取10 N/kg。請回答下列問題：

（1）該花盆所受重力的大小是多少？

（2）花盆對窗臺的壓強是多少？

（3）把花盆由地面拿起到窗臺的過程中，小明對花盆做的功是多少？

（4）請判斷花盆沿窗臺移動的過程中，重力是否做功。

破解策略

第（1）問：由[G=mg]，直接根據(jù)花盆的質量求出花盆的重力。

解：由[G=mg]，得[G=2.4 kg×10 N/kg=24 N]。

解：由于花盆自由靜止在水平面上，所以花盆對窗臺的壓力[F=G=24 N]，

第（3）問：把花盆由地面拿起到窗臺的過程中，小明克服花盆的重力做功，根據(jù)[W=Fs]進行計算。

解：由[W=Fs]，得[W=Fs] = Gh = 24 N × 1.2 m = 28.8 J。

第（4）問：三種不做功的情況分別是有力沒有距離、有距離沒有力、力的方向和運動方向垂直，其余情形都做功。

解：花盆沿窗臺移動的過程中，花盆移動的方向為水平方向，重力方向為豎直向下，兩者屬于垂直關系，所以這個過程中，重力對花盆不做功。

總結提升

2.初中物理力學解題中，我們常常會用到圖示和示意圖來厘清思路。通過繪制物體所受的力的方向、大小等，我們易于理解問題和找出解題的關鍵點。例如例題中的第（2）問，如圖1，對花盆進行受力分析可知，支持力F與重力G是一對平衡力，而窗臺對花盆的支持力與花盆對窗臺的壓力是相互作用力，所以花盆對窗臺的壓力[F'=G]。

3.在解題過程中，要格外注意數(shù)值的單位和精度。特別是在進行計算時，要確保始終使用統(tǒng)一的單位進行計算，以避免單位轉換錯誤。同時，對于題目中給出的數(shù)值，也要注意保留合適的小數(shù)位數(shù)，避免計算誤差。

拓展訓練

1.小明在參觀蘇州市御窯金磚博物館時，從解說員的講解中得知某塊金磚的長、寬、高分別為70 cm、70 cm、10 cm，金磚的密度為2.0 × 103 kg/m3，g取10 N/kg。求：

（1）金磚的重力G；

（2）若重490 N的小明站在如圖2所示的金磚上，金磚對水平地面的壓強p。

2.“陽光動力2號”（如圖3）是實現(xiàn)首次環(huán)球飛行的太陽能飛機。該飛機利用機身表面安裝的光伏電池將太陽能轉化為電能，這些電能可直接驅動飛機的電動機工作，還可同時給機載電池充電。該飛機質量為2500 kg，平均飛行速度為75 km/h，飛機搭載4個電動機用于驅動螺旋槳旋轉，每個電動機的功率為13.5 kW，其工作效率為90%。光伏電池經(jīng)10 h正常光照后，可為飛機提供340 kW·h電能，這些電能只用來充電時，剛好可將機載電池從0充至100%滿電狀態(tài)。請完成下列問題。

（1）電動機工作時將 能轉化為 能。

（2）飛機停放在水平地面上時，飛機支撐架與水平地面的總接觸面積為0.2 [m2]，則飛機對地面的壓強是多少？（g取10 N/kg）

（3）若光伏電池將太陽能轉化為電能的效率為24%，則將機載電池從0充至100%滿電狀態(tài)，所需要的太陽能是多少？

（4）機載電池充滿電時，飛機從甲地出發(fā)，以最大功率飛往相距750 km的乙地，飛行過程中光照正常，且當天光照時長不低于10 h，根據(jù)飛行安全要求，飛機降落時機載電池剩余電能不低于總量的20%，飛機是否能按要求到達乙地？

答案：1. （1）980 N （2）[3×103 Pa]

2. （1）電 機械 （2）[1.25×105 Pa] （3）[5.1×109 J] （4）能