同學(xué)們,物理估算指的是運(yùn)用一定的物理方法和近似計(jì)算的方法,以物理要領(lǐng)和物理規(guī)律為基礎(chǔ),依據(jù)一些物理常量和生活的經(jīng)驗(yàn)常識,對所求的物理量進(jìn)行大致的數(shù)據(jù)范圍或數(shù)量級的推算。這類題型的文字較為簡潔,條件較為隱蔽,并能有效地考查我們對知識的運(yùn)用和理論聯(lián)系實(shí)際的能力,從而真正體現(xiàn)出學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的高低。這類題型在近幾年的競賽和中考試題中頻頻亮相,但得分情況卻不甚理想。為此,本文對中考中常見的估算題的解法進(jìn)行如下的歸納:
1 利用生活的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行估算
很多的估算與日常生活中有關(guān)數(shù)據(jù)緊密聯(lián)系,這需要對生活中的一些常用數(shù)據(jù)有所了解,估計(jì)一些常溫、常速、物體的質(zhì)量和物體的長度等等。比如中學(xué)生的身高在160cm左右,質(zhì)量在50kg左右。汽車速度在1.2m/s左右,脈搏每分鐘跳動60次左右。每層樓的高度3m左右。汽車速度20m/s左右。家用照明燈功率40W左右??照{(diào)功率1 500W左右等等。這些數(shù)據(jù)對解答某些估算題是十分有用的。
例1 (07山東中考題)登樓梯比賽時(shí),某同學(xué)從一樓勻速登上5樓,共用了12s,該同學(xué)登樓時(shí)克服重力做功的功率最接近于
A.5W。B.50W。
C.500W。D.5000W。
解析 此題乍一看缺少計(jì)算功率的條件,但我們可以根據(jù)生活的經(jīng)驗(yàn)來設(shè)定已知條件。同學(xué)質(zhì)量約50kg,每層樓的高度為3m,上到5樓到達(dá)的高度是h=3m×4=12m,克服重力所做的功率為P=Wt=Ght=mght=50kg×10N/kg×12m12s
=500W即為所求。
例2 (17北京中考)下面是對日常生活中一些物體的質(zhì)量和長度的估計(jì),其中最接近實(shí)際的是
A.正常成年人的鞋子的長度約為42cm。
B.初中物理課本的長度約為0.26m。
C.一支普通鉛筆的質(zhì)量約為500g。
D.一個(gè)普通雞蛋的質(zhì)量約為0.3kg。
解析 本題A選項(xiàng)中成年人的鞋子長度42cm,和實(shí)際相差太遠(yuǎn),一般人的鞋長在25cm左右,A選項(xiàng)是錯(cuò)誤的。B選項(xiàng)中初中課本長度0.26m,即26cm,符合實(shí)際,B選項(xiàng)是正確的。C選項(xiàng)中一只普通鉛筆的質(zhì)量500g,相當(dāng)于1斤,顯然C選項(xiàng)也是錯(cuò)誤的。D選項(xiàng)中一個(gè)普通雞蛋的質(zhì)量0.3kg,如果這樣,三個(gè)雞蛋就是相當(dāng)于1斤,D選項(xiàng)顯然也是錯(cuò)誤的。這是一道比較綜合的估算題,可依據(jù)一定的生活經(jīng)驗(yàn),采用排除法或直接判定的方法來得出正確的答案。
2 利用物理常量進(jìn)行估算
在一些貌似缺少條件的估算中經(jīng)常要用到一些物理常量比如:標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的數(shù)值1.01×105Pa,我國照明電路的電壓是220V,水的密度1.0×103kg/m3等。
例3 (06長春市中考)大氣對你的一只手上的壓力最接近以下哪個(gè)數(shù)值
A.10N。B.100N。
C.1 000N。D.10 000N。
解析 由F=pS可得大氣對人手的壓力應(yīng)該是大氣壓強(qiáng)與一只手的表面積的乘積,大氣壓取105Pa,一只手的表面積就取100cm2。所以F=1×105Pa×100×10-4m2=1 000N。在這個(gè)估算的過程中除了利用了大氣壓強(qiáng)的數(shù)值之外,還根據(jù)生活的經(jīng)驗(yàn)對手的表面積進(jìn)行了估計(jì)賦值。一只手展開大概10cm左右的長度,不必執(zhí)著于10cm還是15cm的區(qū)別,在估算中只有10cm和100cm的數(shù)量級區(qū)別。
3 利用物理情景進(jìn)行估算
遇到某些問題,要充分的發(fā)揮發(fā)散性思維的能力,對物理情景進(jìn)行全面的考慮和分析。
例4 (06長沙市中考)把一個(gè)小球輕輕放入盛滿水的容器中,溢出100g水,小球的質(zhì)量
A.一定等于100g。 B.大于或等于100g。
C.小于或等于100g。D.一定大于100g。
解析 這是一道與浮力相關(guān)的題目,小球放入水中,漂浮、懸浮、沉底三種情景均有可能,
題目沒有明確說明。若小球漂浮或懸浮,則F浮=G排=G球,所以m排即m溢=m球=100g。若小球是沉底,則F浮=G排
例5 (07上海中考)把一個(gè)重為2N的蘋果豎直向上拋出,蘋果在空中受到重力和空氣阻力的作用。若蘋果在上升和下降過程中所受合力的大小分別為F1、F2,則( )
A.F1可能小于F2。 B.F1可能等于F2。
C.F1一定等于F2。 D.F1一定大于F2。
解析 蘋果在上升過程和下降過程中均受了重力和阻力的作用。重力方向始終是豎直向下的,而阻力總是阻礙物體的相對運(yùn)動,所以在兩個(gè)過程中的阻力方向是相反的。上升過程中阻力與重力方向相同,所以蘋果所受的合力F1=G+f;下降過程中阻力與重力方向相反,所以蘋果所受的合力F2=G-f。故F1>F2。選擇D。
4 利用物理量的轉(zhuǎn)換進(jìn)行估算
對于一些不容易判斷的量可利用公式變成能夠判斷的量
例6 (07淮安市中考)家庭中使用的電水壺,正常工作時(shí)通過的電流約為
A.40A。 B.4A。 C.400mA。 D.40mA。
解析 電流的大小不容易判斷,由公式計(jì)算出電水壺的功率就較容易判斷了。A、功率P=UI=220V×40A=8 800W與實(shí)際不符。同理B、P=880W符合實(shí)際。C、功率P=88W與實(shí)際不符。D、功率P=8.8W與實(shí)際不符。故答案選B。
5 利用取值范圍進(jìn)行估算
根據(jù)某個(gè)物理量的取值范圍或某物體的位置范圍確定所需要的物理量。
例7 (07山西省中考)把一物體放在凸透鏡前,在凸透鏡另一側(cè)12cm處得到縮小的像,該凸透鏡的焦距可能是
A.10cm。 B.12cm。 C.24cm。 D.6cm。
解析 根據(jù)凸透鏡成像原理,成縮小的像,只能是在f
上述幾種方法在估算題的解題過程中往往不是孤立運(yùn)用的。我們應(yīng)注意培養(yǎng)自己綜合分析和運(yùn)用的能力。
注:本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。