初中物理常用计算方法之我见
古人云:授人以鱼,不如授人以渔。
随手拿出一份初中物理试题,我们都会发现计算题的比例很大,约在70%左右。
这样一来,计算方法就显得非常重要。
经过多年的教学实践,我认为计算方法不外乎以下四种。
一、公式法。
公式法分两种情况。
1.教材中已经给出了公式,学生也会背,但有些学生不会做题。
这类题看似简单,但有些初学物理的同学不知从哪里着手,不会套公式。
解答这类题可分三步:(1)弄清求什么;(2)找到对应公式;(3)从题上找出公式中所需物理量,代入并计算。
例1:一个标有“pz220 40”的灯泡消耗1kw·h的电能,能正常工作多少小时?若电压只有200v,灯泡的实际电功率多少?
分析:(第一问)(1)根据题意可知求时间t;(2)求时间的公式t=■;(3)在题中找到w=1kw·h,p=40w=0.04kw,然后代入求解。
(第二问)(1)需要求实际电功率p实;(2)已知实际电压u实=200v,且电阻不变,可先用公式 r=■求出电阻,再用公式p实=■求出电压;(3)把题中u=220v,p=40w代入r=■求出r,然后把r和u实代入p实=■求出p实。
2.有些题的计算套路是固定的,但教材上没有给公式。
对待这一类题,我们可以给它设计一个公式。
例2、电能表上标有“1200r/kw·h”字样,当表盘转过60r时,
电能表下面所接用电器消耗多少电能?
分析:这道题是电学中经常出现的计算题,但班上的很多同学需要考虑一番,还有一些同学不知怎么做。
如果把60r称为转数用n 表示,把1200r/kw·h称为转率用n0表示,就有了公式w=■(kw·h)。
再遇到这类题用这个公式去做就行了。
二、比例法。
这种方法就是利用物理量之间的正比或反比关系去求解。
有些题多次用公式可以求出结果,但是很麻烦,如果用比例关系去求解这些题会非常简单。
还有一些题根本就没法用公式,只有用比例去求解。
例3、在某电阻两端加4v电压时,通过它的电流0.3a,若要使电流为1.5a,应在这个电阻两端加多大的电压?
分析:在这道题中电阻不变,根据欧姆定律我们知道电流与电压成正比,即■=■,把题中数据代入即可求解。
当然,这道题用公式也可以求解,不过要麻烦一点。
例4、已知一根电阻丝两端的电压不变,通过它的电流为0.6a,若把电阻丝截去1/5则通过它的电流为多少?
分析:在这道题中电压不变,根据欧姆定律我们知道电流与电阻成反比,即■=■,从题上很容易得到电阻的比值■=■,又有
i1=0.6a,很容易求解。
三、化整为零法。
有些题中反复出现同一个代数式,并且这个代数式的值很容易得
到,这时我们不妨把这个代数式看成一个整体,这样会使计算过程简单得多。
例5、有一种电饭锅,它的电路由两段阻值相同的电阻丝组成,设计有高、中、低三档。
已知低档电功率为200w,求高中档电功率。
分析:由公式p=u2/r可知,电压一定时,电功率p与电阻r成反比。
(1)低档:当两段电阻丝串联时,总电阻最大,且r串=2r ,这时的电功率最小,且p低=■=■=■·■=200w,故而■=400w。
(2)高档:当两段电阻丝并联时,总电阻最小,且r并=■r ,这时的电功率最大,且p高=■=■=2·■=2×400w=800w。
(3)中档:当两段电阻丝只接入一段时时,电阻大于并联时的而小于串联时的电阻,这时的电功率介于高低档之间,为中档,且p中 =■=400w。
四、列方程或方程组法。
有些计算题中给出的已知量较少,直接利用公式无法求解,这就要借助列方程或方程组的办法解答。
例6、如下图所示,把电阻r1与滑动变阻器r2串联接入电路,电源电压不变,且有电压表测滑动变阻器的电压,电流表测串联电路电流。
在滑片p移动过程中,电压表示数变化范围为0v~4v,电流表示数变化范围为0.5a~1a。
求:r1 、r2最大值和电源电压。
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分析:这道题有一定难度,因为题中所给物理量太少,没法用公式或比例求解。
我们可以从电压表示数变化范围着手:(1)当电压表示数为0v时r2为0ω,这时的总电阻最小而电流最大imax=1a,
根据欧姆定律变形公式u=ir可以得到:①u=imaxr1。
(2)当电压表示数为4v时r2为最大值,这时的总电阻最大而电流最小
imin=0.5a,根据串联电路电压规律u=u1+u2可以得到:②
u=iminr1+u2。
然后我们把已知量代入①②并组成方程组:
u=r1u=0.5r1+4。
解这个方程组得u=8(v)u=8(ω),同时可求出r2=■=■=8ω。
上述四种计算方法,是学生做物理计算题时常用的方法。
如果在教学时重视学生解题方法的学习,我们的教学一定会有事半功倍的效果。