应用物理知识解题六化

应用物理知识解题六化

     初中物理教学中，常会出现应用物理题，令有些同学无所适从，如果能在求解时加以识别、转化实际问题为物理问题，就不难解了，以下是常用的几种途径。 一、 对照转换，实际问题规范化  如图所示，甲、乙两个容器等重，底面积相同，内装有同一深度的水，水平放置在桌面上，①比较甲、乙两容器底部受到的压力和压强的大小；②比较甲、乙两容器对桌面的压力和压强的大小；

 甲 乙

这是一道有关容器底部压力和压强的习题。因为容器底有两个面，上表面和液体接触，所以是液体的压力和压强问题；下表面和桌面接触，所以是固体的压力和压强问题。解答此类问题，要反复用到公式P=F/S和P=ρgh。那么在比较其压力和压强时，其思路如何呢？ 从液体压强公式P=ρgh可以看出，液体的压强只跟液体的密度有关，跟液重无关，再由F=PS=ρghs可知，液体对容器底部的压力也跟液重无关，所以比较液体对容器底部的压力和压强时，不管容器的形状如何，一般应先由公式P=ρgh比较出液体对容器底部的压强，然后由公式F=PS比较其压力。 容器连同它所盛的液体都支承在桌子上，对桌子的压力就等于它们的总重，而压强则是单位面积上受到的压力。因此要比较容器对桌面的压力和压强，应当比较它们对支承物的压力，然后再由公式P=F/S比较其压强。 弄清此类问题的思路，问题也就迎刃而解了。 二、抓住本质，研究对象模型化 如图，一重为500牛，半径为0.5米的车轮 F 放在高为30厘米的台阶旁，车轮与台阶接触 A 处是粗糙的。要想将车轮刚能开始向台阶上 O 滚，所用的最小力应为多少？作用在何处？ 方向如何？ G 分析：本题中隐蔽条件有：1车轮与台阶接触处是粗糙的；2车轮刚能开始向台阶上滚即已知“地面对车轮的支持力为零”；3对车轮施以最小的力即已知所施力的力臂最长；至此，已知条件皆已明确，根据杠杆的平衡条件不难求解。 解：根据以上分析，如图所示，力作用于A点，且力的方向垂直于AO其大小可根据杠杆平衡条件得：F.2R=G.L L= R=0.5 G=500牛 ，h=0.3米代人得： F=229牛 再比如有例如下：电热器淋浴器分为储水式和无水箱式两种。储水式淋浴器要用较长时间把水箱中的水加热，待水温达到要求后用水箱中的热水淋浴。无水箱式淋浴器使冷水流过电热器就达到要求的温度而立即从喷头流出供淋浴。已知冷水的温度为16℃，淋浴所需的热水温度为38℃，淋浴所需热水流量为4×10-3米3/分，水的比热是4.2×103焦耳/（千克.℃ ），家庭电路允许通过的最大电流为5A。请你利用以上数据通过计算说明家庭中不宜使用无水箱式电热淋浴器。 分析：本题是热电综合题，从题给条件可知，每秒钟所需热水的体积和每秒钟所需热水的质量，从而求知每秒钟将水加热所需的热量。从题目看，为说明家庭中不宜使用无水箱式电热淋浴器，可以从电流考虑，看实际电流是否超过允许通过的最大电流5A。此题就变成“要使流量为4×10-3米3/分的水从16 ℃升高到38℃ ，所需的家庭电路的电流是多少？” 解：每秒钟所需加热的水的质量 m= ρV =1.0×103千克/米3×(4×10-3×1/60)米3=6.67×10-2千克 每秒钟将水从16℃加热到38℃所需的热量 Q=cm(t-t0)=4.2×103×6.67×10-2×(38-16)焦=6163焦 因为P=UI 所以I=P/U=Q/Ut=6163/220A=28A＞＞5A ∴家庭不宜使用无水箱式电热淋浴器。 三、 细致分析，模糊目标清晰化 例1烧水至沸腾时，壶口的“白汽”是（ ） A) 水蒸气 B) 水汽 C) 小水珠 D) 水蒸气和水的混合物 分析：初二学生常选水蒸气，但正确答案却是小水珠。因为水蒸气是一种无色无味的看不见的气体，而壶口的白汽是看得见的，它是水蒸气遇冷液化而成的小水珠悬浮在空中。 例2离开枪口的子弹受到（ ）力的作用。（空气阻力忽略不计） A) 只有重力 B) 有重力和推力 C) 有惯性 D) 不受力 分析：学生往往选B，也有的选C，但正确答案是A；因为子弹离开枪口后已不受到手对它的力的作用。它之所以能运动是因为子弹具有惯性，在空中它将作曲线运动，因为重力的影响。 例3有一个铜铸件，在它铸造时所用的实心木模是12千克，木模的密度是0.6×103千克/米3。称出这个铸件的质量是175千克，根据这些数据判断这个铜铸件有没有气孔？ 分析：本题待求的问题是“判断铜铸件有没有气孔？”正确理解关键词语“有无气孔”是解题的关键所在。认真分析，不难发现本题实际上是判断铜铸件是否实心的问题。归根到底是比较此铸件的密度与铜的密度大小的问题。若此铸件密度值恰为铜的密度，则实心，无气孔。若小于铜的密度，则说明此铸件必有气孔。 解：铜铸件的体积即为木模的体积： V=V 木=m/V=12/0.6×103=0.02(米3) 则铜铸件的密度：ρ=m/V=175/0.02=8.75×103（千克/米3） 因ρ铜=8.9×103（千克/米3）故说明此铸件有气孔。 四、 认真识别，题设条件明朗化  冰裹着物体，漂浮在水面上，当冰完全融化之后，水面是上升，下降还是不变？此类题目多次在初中物体竞赛题中出现，粗看起来比较难解，似有无从人手的感觉。是否真的无从人手，找不到判断方法呢？可通过以下例题来说明问题： 例1水面上浮有一大块0℃的冰，冰中包有一实心的铁块，当冰全部融化之后，关于液面升降的正确判断是： A) 下降 B ) 不变 C) 上升 D) 无法判断 分析：因为浮力的大小等于物体排开液体的重力，所以判断液面的升降我们可以从包有铁块的冰融化过程中，浮力大小变化去考虑；如果浮力增大，则排开液体的体积增大，即液面上升；如果浮力减小，则排开液体的体积减小，液面下降；如果浮力不变，则排开液体体积不变，液面高度就不变。而总的浮力又可分为两部分：冰和其中包的物体在冰融化前后受的浮力。由于冰全部融化为水后的体积不影响水面的高低，只要看冰中所包含的物体，在冰融化前后所受浮力是否变化，就很容易找到问题的答案。上题中的铁块在冰中时，浮力等于它的重力，而冰融化后铁块沉入容器的底，这时它所受的浮力小于重力。也就是它所受的浮力减小，导致总的浮力减小，因此排开的水的体积减小，水面下降。答案应为A。由此可见，解这类题的钥匙是考察浮力的变化。 五、寻找联系，实际问题物理化 例1：请选出其中“热”指的是“内能”的例子： A) 今天天气很热； B) 热运动； C) 热传递； D) 摩擦生热； 初中物理中提到“热”字的地方很多，但是“热”在不同的地方它的含义是不同的。常见的有三种情况：一是指温度，温度是表示物体冷热程度的物理量。“今天天气很热”；“物体的热膨胀”；“热得烫手”；“热运动”都指的是温度；二是指热量；热量是在热传递过程中的一个物理量，它的实质是在热传递过程中能量转移的数量。如“煤燃烧放出热”；“铜是热的良导体”；“热传递”；“冰吸热会融化”中的“热” 指的都是 “热量”。三是指内能，它与分子的运动有关。“摩擦生热”；“消耗热可以作功”“热机”中的“热”指的是“内能”；所以本题的正确答案是D。 例2：在下面列举的现象中，属于升华现象的是： A) 夏天，冰棍周围冒“白气”； B) 寒冷的冬季，玻璃窗上结冰花； C)萘制的卫生球日久变小； D) 夏天，水缸外壁“出汗”； 分析：本题中的“冒白气”`“出汗”`“结冰花”等都是生活语言，必须把它跟“蒸发”`“液化”`“凝华”`“凝固”等物理概念联系起来。冒“白气”实质上是冰棍周围空气中的水蒸气遇冷“液化”成小水滴；玻璃上结冰是室内空气中含的温度较高的水蒸气遇冷变成固态的冰花，属“凝华”现象；而水缸“出汗”是“液化”现象；只有卫生球日久变小是“物质从固态直接变成气态”，属升华现象，故正确答案是C。 六、加强基础，克服思维定势化 例1:有一直线行驶的汽车（火车或轮船），做一小实验，让手中的小球下落，那么小球会落在 A）A 处  B）B 处  C）C 处  CA B D）无法判断  学生受思维定势影响，盲目运用过去的解题经验，造成选A的错解。 若选A，需存在一前提，即汽车作匀速直线运动，此时，物体由于惯性，要保持原来的运动状态，物体在空中仅受重力作用，（空气阻力忽略不计）。如无此条件，汽车可作加速直线运动、匀速直线运动、减速直线运动，对应的答案分别是B、A、C。所以本题答案是D。 再如有以下选择题： 使用机械效率高的机械一定（ ） A)省力 B)省功 C)省距离 D)省时间 对这道题，学生由于受功的原理中“不省功”的影响，选择了除B以外的其他答案。其实，正确答案恰恰是B。现分析如下：从机械效率的公式η= W有用/ W总, 可得W总=W有用/η 。在使用不同的机械对物体作功时，由不省有用功（即做同样多的有用功）可知，η高的机械所需的总功（即人们对机械做的功），比η低的机械要少些，即省些。可见，该题备选答案中的“省功”指的是省总功。 总之，解答好物理题，除了要有适当的方法外，还应注意挖掘题中的隐含条件；正确判断问题所处的知识范畴；并善于将题中的日常语言转化为物理语言；即要善于抓住问题的本质。  

    

     

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