在估算题中巧寻思路技巧
2019-09-10王杰昌
王杰昌
摘 要:估算是对复杂的物理现象和问题进行定性或半定量的分析和估计,从而对事物有一个粗略的、总体的把握和认识.物理估算要从物理上寻找估算的依据,构建出一个简化的物理模型,适当地选择数据,科学合理地近似,从而把数学计算应用到物理问题.它不仅要求学生有扎实的基础知识,而且要求有一定灵活运用所学知识的能力.对学生思维训练,提高解决实际问题的能力很有帮助.是一种科学素质和综合能力的體现,是素质教育的重要方面.近几年高考和竞赛中很重视这一素质的考查.
关键词:知识能力;方法估算;高中物理;知识能力
一、宏观天体物理量的考查
天体的质量、密度、大小,天体间的距离等宏观天体物理量,在科研和航天上经常应用到,但这些量又无法用仪器直接去测量,因此只能用间接的方法估算.
例1估算地球大气层空气的总重量(结果留一位有效数字).
解析:题目没有给出明显的条件,但都隐含在题中.因空气重力作用会产生大气压强,故可从地面大气压人手.
二、微观粒子物理量的估算
微观粒子永不停息地做无规则的热运动,且极其微小,数量众多,无法单独跟踪测量,只能间接估算.
例2试估算单个水分子的线度质量,每立方厘米水中分子个数.
由以上可以看出,建立不同物理模型,得出结果不同,但都在同一数量级.这类估算中经常用到的常数有:摩尔质量,阿伏加德罗常数,标准状态,物质的密度等,
三、定性分析的推测
有些物理过程只需作出定性推算即可判定,这类估算比较简单.
例3汽车以一定的速度在宽阔水平路上匀速直线行驶.突然发现前方出现一堵长墙,为了尽可能避免碰到墙,司机急刹车好?还是转弯好?为什么7
四、半定量一般性估算
例4一个跳绳运动员m=50kg,每分钟跳N=180次,每次跳跃中,脚与地面的接触时间占跳跃一次.所需时间的2/5.试估算该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率.
由以上分析可以看出,解答估算题一般要注意以下几点:
(1)建立合理的物理模型.将给定的物理过程(现象)突出主要因素,忽略次要因素,再用熟悉的理想模型来模拟实际的物理过程(现象).
(2)寻找恰当的物理规律.根据所建立的模型,选择恰当的规律,将相关的条件联系起来考虑.要认真审题,仔细推敲,广泛联想.
(3)挖掘隐含条件.这些“已知条件”题中往往不直接写明,而是隐含在题外,更需平时积累和丰富的联想.概括起来可分为几类;①常识性数据,如“室温”——取可取27℃(即300K),成人质量大概是60kg,自行车速度大概为5m/s,一层楼高度约为4m,等等.需要处处留心日常生活中的物理知识,积累生活经验,做个有心人.②物理常数,如阿伏加德罗常数N=6.02×1023mol,真空中光速C;3×108m/s,水的比热值为l焦耳/mol·L-1,交流电频率f=50Hz等等.3)给定状态下的数据,如标准状态下气体的压强p=76cmHg==1.01×105Pa,T=0℃;273K,lmol理想气体的体积22.4升,水的密度ρ=103kg/m3,等等.
(4)数据处理合理化。很多常数取l位有效数即可,最后结果也可取1位有效数字.有些题甚至要求最后结果的数量级正确即可.
参考文献
[1]李淑爱;王行德例说物理估算题的解题方法[J]。基础教育理论研究成果荟萃(下卷) 2007(6):31。
[2]夏志广高中物理习题教学中突破学生思维障碍的教学策略研究[J]。数理天地, 2012(05):49-50