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        高中物理熱學(xué)計(jì)算題解題技巧

        2019-10-03 15:21:05徐建榮
        關(guān)鍵詞:熱學(xué)水銀計(jì)算題

        徐建榮

        物理教學(xué)過程中,熱學(xué)的教學(xué)難度較高.單獨(dú)掌握理論知識雖可為解題奠定基礎(chǔ),但卻難以提升解題效率.近年來,隨著國家對學(xué)生綜合素質(zhì)及教學(xué)方法要求的不斷提高,“題海戰(zhàn)術(shù)”已不再適用.為提高熱學(xué)計(jì)算題的解題效率,本文對熱學(xué)計(jì)算題解題的難點(diǎn)進(jìn)行分析,并歸納相應(yīng)的解題技巧尤為重要.

        一、熱學(xué)計(jì)算題解題難點(diǎn)

        物理教學(xué)中,熱學(xué)計(jì)算題的解題難點(diǎn)主要體現(xiàn)在“未掌握基本公式”“未認(rèn)識問題的本質(zhì)”等方面.具體來說,一方面,熱學(xué)計(jì)算題解題過程中涉及的基本公式較多,熱力學(xué)第一定律(△U=W+Q)的應(yīng)用極其廣泛.如學(xué)生未掌握基本公式,在解題過程中必然遭遇阻礙,導(dǎo)致解題難度增加.另一方面,熱學(xué)知識存在較多抽象概念,且涉及大量的變量.計(jì)算題解題過程中,如無法正確區(qū)分這些易混淆的概念,掌握各概念相關(guān)的公式,極容易導(dǎo)致思路混亂,增加解題難度.實(shí)際上,物理熱學(xué)計(jì)算題雖較為復(fù)雜,但多數(shù)題目均屬于同一類型.學(xué)生解題時(shí),如過于注重分析題目所描述的已知內(nèi)容,卻未了解計(jì)算題所屬的類型,極容易導(dǎo)致解題難度上升.由此可見,掌握問題的本質(zhì),是提高解題效率的主要因素.

        二、熱學(xué)計(jì)算題解題技巧的應(yīng)用

        1.掌握基本公式

        掌握熱學(xué)計(jì)算題的基本公式,是提高計(jì)算題解題效率的主要途徑.為提高熱學(xué)計(jì)算題的解題效率,提高學(xué)生的物理知識掌握水平,教學(xué)過程中,教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生對不同的公式進(jìn)行推導(dǎo),使其了解公式的來源,提高學(xué)生對公式掌握的深入性,提高其應(yīng)用公式的有效性.以下面例題為例:一定質(zhì)量理想氣體自狀態(tài)A變化到狀態(tài)B及狀態(tài)C(圖1),該氣體處于狀態(tài)A時(shí),溫度為27℃,求該氣體處于狀態(tài)C時(shí)的溫度,以及該氣體自狀態(tài)A至狀態(tài)C傳遞的熱量.

        解題的過程中,應(yīng)首先采用以下公式描述氣體的狀態(tài):PA·VA/TA=PC·VC/TC.上述公式中,TA=273+27=300K.因氣體處于A與C狀態(tài)時(shí)溫度相等,可將熱學(xué)第一定律(△U=W+Q)公式應(yīng)用到計(jì)算過程中,得到Q=-W.此時(shí)計(jì)算做功情況,則有W=-PB·△V,代入相應(yīng)數(shù)據(jù),則有W=-2000J.因此,該氣體自狀態(tài)A至狀態(tài)C時(shí)為吸熱過程,傳遞的熱量為2000J.

        2.分析問題本質(zhì)

        對計(jì)算題的本質(zhì)進(jìn)行剖析,能夠有效降低解題難度,提高物理熱學(xué)計(jì)算題的解題效率.為達(dá)到這一目的,教師應(yīng)在教學(xué)中帶領(lǐng)學(xué)生對同一類型題的不同已知知識點(diǎn)進(jìn)行分類解析,使學(xué)生掌握各類信息的應(yīng)用方向,從中提取有效信息用于解題,降低解題難度.

        如圖2所示,U形管粗細(xì)均勻,垂直放置,包括A與B兩側(cè).A側(cè)上部封閉,空氣柱長度為I=10cm.B側(cè)敞開,水銀面較A側(cè)高3cm.K處于U形管下端,呈關(guān)閉狀態(tài).如將K打開,放出U形管水銀,當(dāng)兩側(cè)高度差為h1=10cm時(shí)關(guān)閉K.已知大氣壓強(qiáng)P0=75cm汞柱,求放出水銀后A的空氣柱長度.

        當(dāng)A側(cè)空氣柱長度為10cm時(shí),壓強(qiáng)為P.當(dāng)AB兩側(cè)高度差為10cm時(shí),空氣柱壓強(qiáng)為P1.根據(jù)玻意耳定律以及力學(xué)平衡條件可知,當(dāng)打開K時(shí),B側(cè)壓強(qiáng)不變,A側(cè)壓強(qiáng)及水銀面高度均減小.當(dāng)B側(cè)水銀低于A側(cè)時(shí),根據(jù)力學(xué)平衡條件可得到放出水銀后A的空氣柱長度為12cm.

        教學(xué)過程中,教師應(yīng)向?qū)W生強(qiáng)調(diào)掌握問題的本質(zhì)的重要性,并帶領(lǐng)學(xué)生對習(xí)題進(jìn)行解析,使學(xué)生掌握相應(yīng)的計(jì)算題分析技巧,使其熱學(xué)計(jì)算題解題效率得以提升.

        綜上所述,應(yīng)用解題技巧解決熱學(xué)計(jì)算題,能夠有效提高解題效率,提高學(xué)生對物理知識的學(xué)習(xí)興趣.未來,建議物理教師在講解熱學(xué)理論知識的同時(shí),主動幫助學(xué)生歸納計(jì)算題的解題技巧.在此基礎(chǔ)上,主動區(qū)分混淆概念,歸納同類型計(jì)算題的解題規(guī)律,深入掌握問題的本質(zhì),使學(xué)生物理熱學(xué)知識的學(xué)習(xí)效果得以改善.

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