高中物理教学论文 估算法在物理学中的应用.pdf

估算法在物理学中的应用估算法在物理学中的应用 估算法是一种重要的方法 它在物理学中有着重要的作用 巧妙应用估算法可以大大提高我 们解题的效率和加快物理学前进的步伐 本文主要通过精选实例叙述物理学中怎么灵活应用 估算法 在前人研究的基础之上进行概括总结进而发表我个人的见解 物理题中出现越来越多的估算题 一般分为两类 一是选择题 二是计算题 前者以物理知 识为基础利用经验和技巧来估算快速解题 后者则根据题意分析挖掘题目中的隐含条件寻找 估算的依据将之进行科学巧妙的转化成为物理情景 简化求解过程和难度对数据进行科学的 近似处理得到结论 1 选择题 选择题中包含有不同的估算类型 大致分为 排除法估算 范围法估算 极值法估算 1 1 排除法估算 通过分析数据规律 排除不合理答案 找出正确选项 如果正确答案不能一眼看出 应首先 排除明显是荒诞 拙劣或不正确的答案 一般来说 对于选择题 尤其是单项选择题 正确 的选择答案是命题者精心推算的结果 其余的备选项要靠自己去设计 即使是高明的命题专 家 有时为了凑数 他所写出的备选项也有可能一眼就可看出是错误的答案 尽可能排除一 些选择项 就可以提高你选对答案的机率 解这种题要注意观察比较选项间的区别 例 某同学用刻度尺测量木板的长度 他三次测得的值分别为 2 66cm 2 67cm 2 65cm 则 木版长度应取 A 2 660cm B 2 67cm C 2 66cm D 2 64cm 分析 题目中对三次测量数据进行分析是为了缩小误差 应取三次测量的平均值才比较 精确 这个值必在最大和最小的数据之间则可以排除 B 和 D 再看 A 和 C 它们的数值是 相等的只是记录不同 但是物理数据的记录有一定的规矩 因为它反应了测量工具的精确度 所以答案中数据也应该和题目中记录形式一样 故可确定正确答案为 C 此类型题目主要 是通过观察分析利用估算法正确解题 1 2 范围法估算 根据某物理量的取值范围或某物体的位置范围确定所需要的物理量的方法 范围的确定一定 要准确 否则会给解题带来麻烦 例 某天有正东风 3 级 一人以一定的节奏骑车 他向西行使是速度为 10 米每秒 向东行 使速度为 8 米每秒 则向南行使的速度可能为 米每秒 A 7 B 8 C 9 D 10 分析 此题无法准确计算出结果 只能做出近似的估算 风向为东风故向西为顺风行驶速度 应为车速加上风速 向东为逆风行驶速度应为车速减去风速 如果知道风速便可计算出车速 而向南行驶的速度并不受风速影响 故速度即为车速 车速必在 10 和 8 之间 答案中只有 C 符合 故答案是 C 此类型题目通过确定范围后才可以寻求答案并不能直接计算出来 如不利用估算法根本无法解 1 3 极值估算法 极值法就是将复杂的问题假设为处于某一个或某两个极端状态 并站在极端的角度分析问 题 求出一个极值 推出未知量的值 或求出两个极值 确定未知量的范围 从而使复杂的 问题简单化 运用极大极小或临界值的特点 估算所求结果的范围 确定答案 这类题目的 关键是找到极值点 运用已有的知识在极值点找到解题的突破口 1 例 在一光滑地面上有一质量为 10kg 木快匀速滑行 在它前方有弓高为 10 厘米的弓桥 如 果要使木快能滑过弓桥 则木快的初速度至少为多少 A 1 米每秒 B 1 42 米每秒 C 1 73 米每秒 D 2 米每秒 分析 此题要转化为一极值情况 它涉及到动能和机械能的转化问题 在弓桥最高点是木快 动能最小势能最大的地方 这一点的势能不变 由机械能守恒得在最高点动能最小时木快的 初速度最小 即最高点的势能等于开始的动能 计算得 B 为正确答案 此类型题目如不应 用计值估算法就找不到其中的等量关系也就无法解题了 可见在物理学中的选择题中灵活应用估算法可以省时省力的解决问题 还可以解决单纯的依 靠计算无法解决的问题 能够激发学生的思维 2 计算题 计算题中的估算题大致可以分为 模型估算 常数估算 2 1 模型估算类 所谓模型估算类 是指这类估算题要求我们在求解过程中 将其简化成常用的物理模型 在 建模过程中要把生物的和化学的术语 条件转化成为物理中的概念 规律 且在转化过程中 需要一定的近似 这样才能达到我们的目的 例 人的心脏每跳一次约输送的血液 正常人的血压的平均值约为 心脏 70 次 min 据此估测心脏的平均功率 分析 转化中我们将心脏压送血液做功 简化为液体推动活塞做功模型 进而类似于气缸中 气体做功膨胀推动活塞对外做功的过程 这样便可以很快估测心脏的功率 此类型在于将实际问题形象化 模型化 这是学生学好物理的重要方法 通过模型估算法能 够培养学生的思维和空间想象力 2 2 常数估算法 常数估算法在解题时利用一些物理量或常识 使已知条件与所求量发生关系 从隐性变为 显性 在不影响估算结果准确程度的前提下 为了简化计算过程适当近似利用一些量来帮助 接题 例 已知地球半径约为 已知月球饶地球运动可以近似看作匀速圆周运动 则 可估算月球到地心的距离为多少米 分析 此类型仅仅利用题目中的数据无法求解 但是生活中我们都知道月亮绕地球旋转且一 2 周约为 30 天 如果我们把 30 天作为已知条件周期的话 T 30 天 便可求解 由题中可知 月球绕地球运动可近似的看作匀速圆周运动 其向心力由万有引力提供 设地 球的质量为 月球的质量为 轨道半径 即月地距离 为 旋转周期为 T 则由牛顿 第二定律 设想将月球放至地球表面的极点位置 地球对月球的万有引力等于月球的重力 设地球半 径为 R 则有 此类型题目主要锻炼学生灵活运用日常知识和近似计算的能力 可见估算法在物理计算题中的应用也是灵活多变的 利用估算法能够帮助我们找到解题 的思路方法 体现了估算法在物理学中的重要作用 小结 通过前面的叙述我们可以明确在物理学中如何利用估算法进行解题和科学研究 估算法是一 种重要的解题方法和科学研究方法 在解题方面不同的题型有不同的估算方法 如何运用是 讨论的关键 经常应用估算法可以启迪学生的思维 加深对物理知识的灵活应用 领悟物理 学的真谛与奥妙 物理学研究方面估算法可以使