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應(yīng)用物理知識(shí)解題六化
初中物理教學(xué)中，常會(huì)出現(xiàn)應(yīng)用物理題，令有些同學(xué)無(wú)所適從，如果能在求解時(shí)加以識(shí)別、轉(zhuǎn)化實(shí)際問(wèn)題為物理問(wèn)題，就不難解了，以下是常用的幾種途徑。 一、 對(duì)照轉(zhuǎn)換，實(shí)際問(wèn)題規(guī)范化 如圖所示，甲、乙兩個(gè)容器等重，底面積相同，內(nèi)裝有同一深度的水，水平放置在桌面上，①比較甲、乙兩容器底部受到的壓力和壓強(qiáng)的大��；②比較甲、乙兩容器對(duì)桌面的壓力和壓強(qiáng)的大�。�
甲 乙
這是一道有關(guān)容器底部壓力和壓強(qiáng)的習(xí)題。因?yàn)槿萜鞯子袃蓚�(gè)面，上表面和液體接觸，所以是液體的壓力和壓強(qiáng)問(wèn)題；下表面和桌面接觸，所以是固體的壓力和壓強(qiáng)問(wèn)題。解答此類問(wèn)題，要反復(fù)用到公式P=F/S和P=ρgh。那么在比較其壓力和壓強(qiáng)時(shí)，其思路如何呢？ 從液體壓強(qiáng)公式P=ρgh可以看出，液體的壓強(qiáng)只跟液體的密度有關(guān)，跟液重?zé)o關(guān)，再由F=PS=ρghs可知，液體對(duì)容器底部的壓力也跟液重?zé)o關(guān)，所以比較液體對(duì)容器底部的壓力和壓強(qiáng)時(shí)，不管容器的形狀如何，一般應(yīng)先由公式P=ρgh比較出液體對(duì)容器底部的壓強(qiáng)，然后由公式F=PS比較其壓力。 容器連同它所盛的液體都支承在桌子上，對(duì)桌子的壓力就等于它們的總重，而壓強(qiáng)則是單位面積上受到的壓力。因此要比較容器對(duì)桌面的壓力和壓強(qiáng)，應(yīng)當(dāng)比較它們對(duì)支承物的壓力，然后再由公式P=F/S比較其壓強(qiáng)。 弄清此類問(wèn)題的思路，問(wèn)題也就迎刃而解了。 二、抓住本質(zhì)，研究對(duì)象模型化 如圖，一重為500牛，半徑為0.5米的車輪 F 放在高為30厘米的臺(tái)階旁，車輪與臺(tái)階接觸 A 處是粗糙的。要想將車輪剛能開始向臺(tái)階上 O 滾，所用的最小力應(yīng)為多少？作用在何處？ 方向如何？ G 分析：本題中隱蔽條件有：1車輪與臺(tái)階接觸處是粗糙的；2車輪剛能開始向臺(tái)階上滾即已知“地面對(duì)車輪的支持力為零”；3對(duì)車輪施以最小的力即已知所施力的力臂最長(zhǎng)；至此，已知條件皆已明確，根據(jù)杠桿的平衡條件不難求解。 解：根據(jù)以上分析，如圖所示，力作用于A點(diǎn)，且力的方向垂直于AO其大小可根據(jù)杠桿平衡條件得：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：電熱器淋浴器分為儲(chǔ)水式和無(wú)水箱式兩種。儲(chǔ)水式淋浴器要用較長(zhǎng)時(shí)間把水箱中的水加熱，待水溫達(dá)到要求后用水箱中的熱水淋浴。無(wú)水箱式淋浴器使冷水流過(guò)電熱器就達(dá)到要求的溫度而立即從噴頭流出供淋浴。已知冷水的溫度為16℃，淋浴所需的熱水溫度為38℃，淋浴所需熱水流量為4×10-3米3/分，水的比熱是4.2×103焦耳/（千克.℃ ），家庭電路允許通過(guò)的最大電流為5A。請(qǐng)你利用以上數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明家庭中不宜使用無(wú)水箱式電熱淋浴器。 分析：本題是熱電綜合題，從題給條件可知，每秒鐘所需熱水的體積和每秒鐘所需熱水的質(zhì)量，從而求知每秒鐘將水加熱所需的熱量。從題目看，為說(shuō)明家庭中不宜使用無(wú)水箱式電熱淋浴器，可以從電流考慮，看實(shí)際電流是否超過(guò)允許通過(guò)的最大電流5A。此題就變成“要使流量為4×10-3米3/分的水從16 ℃升高到38℃ ，所需的家庭電路的電流是多少？” 解：每秒鐘所需加熱的水的質(zhì)量 m= ρV =1.0×103千克/米3×(4×10-3×1/60)米3=6.67×10-2千克 每秒鐘將水從16℃加熱到38℃所需的熱量 Q=cm(t-t0)=4.2×103×6.67×10-2×(38-16)焦=6163焦 因?yàn)镻=UI 所以I=P/U=Q/Ut=6163/220A=28A＞＞5A ∴家庭不宜使用無(wú)水箱式電熱淋浴器。 三、 細(xì)致分析，模糊目標(biāo)清晰化 例1燒水至沸騰時(shí)，壺口的“白汽”是（ ） A) 水蒸氣 B) 水汽 C) 小水珠 D) 水蒸氣和水的混合物 分析：初二學(xué)生常選水蒸氣，但正確答案卻是小水珠。因?yàn)樗魵馐且环N無(wú)色無(wú)味的看不見的氣體，而壺口的白汽是看得見的，它是水蒸氣遇冷液化而成的小水珠懸浮在空中。 例2離開槍口的子彈受到（ ）力的作用。（空氣阻力忽略不計(jì)） A) 只有重力 B) 有重力和推力 C) 有慣性 D) 不受力 分析：學(xué)生往往選B，也有的選C，但正確答案是A；因?yàn)樽訌楇x開槍口后已不受到手對(duì)它的力的作用。它之所以能運(yùn)動(dòng)是因?yàn)樽訌椌哂袘T性，在空中它將作曲線運(yùn)動(dòng)，因?yàn)橹亓Φ挠绊憽?nbsp;例3有一個(gè)銅鑄件，在它鑄造時(shí)所用的實(shí)心木模是12千克，木模的密度是0.6×103千克/米3。稱出這個(gè)鑄件的質(zhì)量是175千克，根據(jù)這些數(shù)據(jù)判斷這個(gè)銅鑄件有沒(méi)有氣孔？ 分析：本題待求的問(wèn)題是“判斷銅鑄件有沒(méi)有氣孔？”正確理解關(guān)鍵詞語(yǔ)“有無(wú)氣孔”是解題的關(guān)鍵所在。認(rèn)真分析，不難發(fā)現(xiàn)本題實(shí)際上是判斷銅鑄件是否實(shí)心的問(wèn)題。歸根到底是比較此鑄件的密度與銅的密度大小的問(wèn)題。若此鑄件密度值恰為銅的密度，則實(shí)心，無(wú)氣孔。若小于銅的密度，則說(shuō)明此鑄件必有氣孔。 解：銅鑄件的體積即為木模的體積： V=V 木=m/V=12/0.6×103=0.02(米3) 則銅鑄件的密度：ρ=m/V=175/0.02=8.75×103（千克/米3） 因ρ銅=8.9×103（千克/米3）故說(shuō)明此鑄件有氣孔。 四、 認(rèn)真識(shí)別，題設(shè)條件明朗化 冰裹著物體，漂浮在水面上，當(dāng)冰完全融化之后，水面是上升，下降還是不變？此類題目多次在初中物體競(jìng)賽題中出現(xiàn)，粗看起來(lái)比較難解，似有無(wú)從人手的感覺(jué)。是否真的無(wú)從人手，找不到判斷方法呢？可通過(guò)以下例題來(lái)說(shuō)明問(wèn)題： 例1水面上浮有一大塊0℃的冰，冰中包有一實(shí)心的鐵塊，當(dāng)冰全部融化之后，關(guān)于液面升降的正確判斷是： A) 下降 B ) 不變 C) 上升 D) 無(wú)法判斷 分析：因?yàn)楦×Φ拇笮〉扔谖矬w排開液體的重力，所以判斷液面的升降我們可以從包有鐵塊的冰融化過(guò)程中，浮力大小變化去考慮；如果浮力增大，則排開液體的體積增大，即液面上升；如果浮力減小，則排開液體的體積減小，液面下降；如果浮力不變，則排開液體體積不變，液面高度就不變。而總的浮力又可分為兩部分：冰和其中包的物體在冰融化前后受的浮力。由于冰全部融化為水后的體積不影響水面的高低，只要看冰中所包含的物體，在冰融化前后所受浮力是否變化，就很容易找到問(wèn)題的答案。上題中的鐵塊在冰中時(shí)，浮力等于它的重力，而冰融化后鐵塊沉入容器的底，這時(shí)它所受的浮力小于重力。也就是它所受的浮力減小，導(dǎo)致總的浮力減小，因此排開的水的體積減小，水面下降。答案應(yīng)為A。由此可見，解這類題的鑰匙是考察浮力的變化。 五、尋找聯(lián)系，實(shí)際問(wèn)題物理化 例1：請(qǐng)選出其中“熱”指的是“內(nèi)能”的例子： A) 今天天氣很熱； B) 熱運(yùn)動(dòng)； C) 熱傳遞； D) 摩擦生熱； 初中物理中提到“熱”字的地方很多，但是“熱”在不同的地方它的含義是不同的。常見的有三種情況：一是指溫度，溫度是表示物體冷熱程度的物理量�！敖裉焯鞖夂軣帷保弧拔矬w的熱膨脹”；“熱得燙手”；“熱運(yùn)動(dòng)”都指的是溫度；二是指熱量；熱量是在熱傳遞過(guò)程中的一個(gè)物理量，它的實(shí)質(zhì)是在熱傳遞過(guò)程中能量轉(zhuǎn)移的數(shù)量。如“煤燃燒放出熱”；“銅是熱的良導(dǎo)體”；“熱傳遞”；“冰吸熱會(huì)融化”中的“熱” 指的都是 “熱量”。三是指內(nèi)能，它與分子的運(yùn)動(dòng)有關(guān)�！澳Σ辽鸁帷�；“消耗熱可以作功”“熱機(jī)”中的“熱”指的是“內(nèi)能”；所以本題的正確答案是D。 例2：在下面列舉的現(xiàn)象中，屬于升華現(xiàn)象的是： A) 夏天，冰棍周圍冒“白氣”； B) 寒冷的冬季，玻璃窗上結(jié)冰花； C)萘制的衛(wèi)生球日久變��； D) 夏天，水缸外壁“出汗”； 分析：本題中的“冒白氣”`“出汗”`“結(jié)冰花”等都是生活語(yǔ)言，必須把它跟“蒸發(fā)”`“液化”`“凝華”`“凝固”等物理概念聯(lián)系起來(lái)。冒“白氣”實(shí)質(zhì)上是冰棍周圍空氣中的水蒸氣遇冷“液化”成小水滴；玻璃上結(jié)冰是室內(nèi)空氣中含的溫度較高的水蒸氣遇冷變成固態(tài)的冰花，屬“凝華”現(xiàn)象；而水缸“出汗”是“液化”現(xiàn)象；只有衛(wèi)生球日久變小是“物質(zhì)從固態(tài)直接變成氣態(tài)”，屬升華現(xiàn)象，故正確答案是C。 六、加強(qiáng)基礎(chǔ)，克服思維定勢(shì)化 例1:有一直線行駛的汽車（火車或輪船），做一小實(shí)驗(yàn)，讓手中的小球下落，那么小球會(huì)落在 A）A 處 B）B 處 C）C 處 CA B D）無(wú)法判斷 學(xué)生受思維定勢(shì)影響，盲目運(yùn)用過(guò)去的解題經(jīng)驗(yàn)，造成選A的錯(cuò)解。 若選A，需存在一前提，即汽車作勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，物體由于慣性，要保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，物體在空中僅受重力作用，（空氣阻力忽略不計(jì)）。如無(wú)此條件，汽車可作加速直線運(yùn)動(dòng)、勻速直線運(yùn)動(dòng)、減速直線運(yùn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)的答案分別是B、A、C。所以本題答案是D。 再如有以下選擇題： 使用機(jī)械效率高的機(jī)械一定（ ） A)省力 B)省功 C)省距離 D)省時(shí)間 對(duì)這道題，學(xué)生由于受功的原理中“不省功”的影響，選擇了除B以外的其他答案。其實(shí)，正確答案恰恰是B�，F(xiàn)分析如下：從機(jī)械效率的公式η= W有用/ W總, 可得W總=W有用/η 。在使用不同的機(jī)械對(duì)物體作功時(shí)，由不省有用功（即做同樣多的有用功）可知，η高的機(jī)械所需的總功（即人們對(duì)機(jī)械做的功），比η低的機(jī)械要少些，即省些�？梢姡擃}備選答案中的“省功”指的是省總功。 總之，解答好物理題，除了要有適當(dāng)?shù)姆椒ㄍ�，還應(yīng)注意挖掘題中的隱含條件；正確判斷問(wèn)題所處的知識(shí)范疇；并善于將題中的日常語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為物理語(yǔ)言；即要善于抓住問(wèn)題的本質(zhì)。
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