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關(guān)鍵詞:城市污水處理廠;BAF;設(shè)計(jì);碳源不足
中圖分類號(hào): U664.9+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1工程概況
馬鞍山博望東區(qū)污水處理廠一期規(guī)模1.0×104m3/d,變化系數(shù)1.58;遠(yuǎn)期規(guī)模2.0×104m3/d。變化系數(shù)1.49。具體進(jìn)、出水指標(biāo)見(jiàn)下表。
表1設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)指標(biāo)
Tab.1Design quality of influent and effluent
103
該項(xiàng)目出水水質(zhì)執(zhí)行《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918-2002)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn),采用BOT模式建設(shè)。
2BAF生物濾池工藝的選擇
生物濾池工藝(BAF)是一種集生物反應(yīng)、過(guò)濾和反沖洗再生于一體的處理工藝。近年來(lái)從諸多中、小規(guī)模城市污水治理的優(yōu)選工藝中逐漸凸現(xiàn)出來(lái),特別適用于BOT模式的建設(shè),具有投資合理、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、管理方便的特點(diǎn)。
其主要優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)在:①流程短構(gòu)筑物少占地小;②工藝設(shè)備全部國(guó)產(chǎn)化,投資經(jīng)濟(jì);③工藝氧利用率高,節(jié)省曝氣電耗;④自動(dòng)化程度高,節(jié)省人工管理費(fèi);⑤污泥體積產(chǎn)量相對(duì)較小,污泥處理費(fèi)用較低;⑥出水水質(zhì)好,抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。[1]
該廠的工藝流程如下圖。
圖1污水處理工藝流程
Fig.1Flow chart of wastewater treatment process
3設(shè)計(jì)過(guò)程中的細(xì)節(jié)問(wèn)題和處理方法
3.1提升泵房的設(shè)計(jì)考慮
須考慮泵房遠(yuǎn)期設(shè)備增設(shè)的可能,設(shè)計(jì)將泵站潛污泵集水井分兩格,土建按遠(yuǎn)期規(guī)模一次建成,設(shè)備分期安裝。
3.2細(xì)格柵的選擇
上向流生物濾池的濾頭易于為污水中的絮狀纖維、毛發(fā)類所堵塞,為此對(duì)格柵機(jī)的選擇顯得尤為重要。
本項(xiàng)目細(xì)格柵設(shè)計(jì)選用一種新型的內(nèi)進(jìn)水網(wǎng)板格柵,它的進(jìn)水方向和出水方向相垂直,有效增加了過(guò)水面積。其采用的一種新材料網(wǎng)板,更能有效針對(duì)水體中的毛發(fā)、纖維物的去除,本設(shè)計(jì)網(wǎng)板空隙e取2mm。
3.3沉砂池設(shè)計(jì)上的考慮
項(xiàng)目可研推薦采用曝氣沉砂池,本設(shè)計(jì)考慮到曝氣沉砂池會(huì)造成碳源的進(jìn)一步缺失,且預(yù)曝氣效果也會(huì)對(duì)后續(xù)沉淀池絮體沉降造成不利影響,造成加藥量的增加,故本設(shè)計(jì)改用旋流沉砂池。
在對(duì)旋流沉砂池的設(shè)計(jì)時(shí),側(cè)重對(duì)有機(jī)物的分離,以減少有機(jī)物的流失為目的。為此槳葉數(shù)設(shè)置為4片,水力停留時(shí)間設(shè)計(jì)為50s,螺旋槳轉(zhuǎn)速為26r/min,槳葉距池底50mm。[2]
3.4沉淀池設(shè)計(jì)上的考慮
沉淀池的設(shè)置保證了生物濾池對(duì)進(jìn)水SS的要求,但同時(shí)也加劇了碳源不足的矛盾,所以應(yīng)通過(guò)對(duì)沉淀池的合理設(shè)計(jì),減少可降解懸浮性有機(jī)物在沉淀池中的去除。本項(xiàng)目沉淀池采用高密度沉淀池,設(shè)計(jì)中除采用較高的水力負(fù)荷外(含污泥回流取值7.0m3/(m2·h)),另設(shè)超越管路,在進(jìn)水碳源較低的情況下,考慮進(jìn)水部分超越的做法,以保證碳源的充足。
撇油管設(shè)置于高密度沉淀池前端,以清除水體中的浮渣和污油。
高效沉淀池的結(jié)構(gòu)形式如下圖。
圖2高效沉淀池結(jié)構(gòu)圖
Fig.2Structure of high rate sedimentation tank
生物濾池的反洗廢水經(jīng)提升排至高密度沉淀池的前端,可較排至提升泵房再經(jīng)二次提升節(jié)省電耗,另外,濾池反洗廢水中含大量脫落的生物膜,其沉降性好,對(duì)沉淀有利,可有效減少藥劑的投加。
3.5生物濾池段設(shè)計(jì)上的考慮
生物濾池是一種大阻力處理工藝,濾池阻力隨生產(chǎn)時(shí)間的增長(zhǎng)通常很快。為此,在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮對(duì)安全水頭的合理預(yù)設(shè),并對(duì)濾池的水力作如下設(shè)計(jì)處理。
①前級(jí)反硝化濾池采用較大粒徑的濾料(6-9mm,通常3-5mm),讓更多的懸浮物在后續(xù)硝化濾池(濾料粒徑3-5mm)中截留,避免前級(jí)濾池的過(guò)頻沖洗造成的對(duì)反硝化厭氧條件的影響,提高脫氮效率。
②硝化濾池內(nèi)的濾頭不設(shè)防堵濾帽,減少生物濾池段的整體水損。
③在合理的水力停留時(shí)間內(nèi),控制濾層厚度,減小濾層的過(guò)濾阻力,本項(xiàng)目反硝化濾池濾層高度設(shè)計(jì)為3.2m,硝化濾池濾層3.5m。
④本項(xiàng)目濾池組并聯(lián)格數(shù)較少(≤6格),利用生物濾池大阻力特性,設(shè)計(jì)采用管道配水形式,也能達(dá)到較好的配水效果。運(yùn)行中,濾池的過(guò)水能力實(shí)際是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程,通過(guò)對(duì)單池過(guò)水量的觀測(cè),可直接判斷工況,切換反洗。
⑤設(shè)計(jì)反硝化生物濾池含回流的水力負(fù)荷為7.1m3/(m2·h)、硝化濾池為5.3m3/(m2·h),硝化回流比R=150%。
其他一些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)處理:
①濾池的反洗排水管易于放空,可取消設(shè)置檢修用手動(dòng)閥門(mén),減少設(shè)備投資。
②后級(jí)濾池有前級(jí)濾池的保護(hù),濾頭為纖維物堵塞的可能小,其配水室的保護(hù)放氣管取消設(shè)置。
③將濾池的反洗降水位排水管道和反洗進(jìn)水管道合并設(shè)計(jì),優(yōu)化管路系統(tǒng),節(jié)約了大量閥門(mén)。
④在出水穩(wěn)流柵的基礎(chǔ)上,增設(shè)濾料捕捉板,更有效的防止濾料在反洗過(guò)程中的流失,其結(jié)構(gòu)形式如下圖所示。
圖3濾料捕捉穩(wěn)流柵圖
Fig.3Filter to capture steady flow grille
⑤廢水緩沖池設(shè)曝氣穿孔管,利用濾池反沖洗風(fēng)機(jī)進(jìn)行攪拌,減少設(shè)備投資。
3.6中水回用的考慮
該項(xiàng)目處理后出水SS可控制在10mg/L以下,經(jīng)消毒處理后可作為中水供廠區(qū)內(nèi)日常設(shè)備沖洗、藥劑配制、綠化澆灑、室外消防、洗路沖廁等使用。
本項(xiàng)目設(shè)計(jì)一套規(guī)模為500m3/d的中水回用系統(tǒng)。中水管網(wǎng)和室外消防系統(tǒng)共用一套管路,其取水泵房和消毒池后的尾水排放泵房合建,管網(wǎng)水壓設(shè)穩(wěn)壓罐穩(wěn)壓。
3.7超越管路的設(shè)計(jì)
污水廠超越管路是工藝系統(tǒng)正常運(yùn)行的基本保證,也正是通過(guò)超越管路的設(shè)置,才能為非正常工況的調(diào)整提供可能性。
①該項(xiàng)目不設(shè)全廠總超越,采用雙回路供電,確保用電的安全。
②在提升泵房后、細(xì)格柵前設(shè)置泵后超越,用于整廠停產(chǎn)、檢修時(shí)。此時(shí)污水廠提升泵站作為城市污水管網(wǎng)的終點(diǎn)泵站。
③在生物濾池前設(shè)置超越管道,即二級(jí)處理超越,用于生物處理段出現(xiàn)非正常工況時(shí)。污水可經(jīng)過(guò)細(xì)格柵、沉淀池經(jīng)過(guò)一級(jí)處理后排入博望河,最大限度的降低污水中的污染物濃度。
④紫外消毒池設(shè)設(shè)備檢修用超越渠道。
4設(shè)計(jì)過(guò)程中欠考慮的細(xì)節(jié)問(wèn)題
設(shè)計(jì)中也有一些問(wèn)題考慮不足,例如曝氣生物濾池管廊設(shè)備的吊運(yùn)問(wèn)題,設(shè)計(jì)原只考慮了通過(guò)管廊出口處的單軌電動(dòng)葫蘆進(jìn)行設(shè)備在管廊內(nèi)的進(jìn)出起吊,但是設(shè)備在管廊內(nèi)的運(yùn)輸卻未予考慮,安裝時(shí)設(shè)備只能依靠人工搬運(yùn),極為不便。目前主要考慮在管廊內(nèi)增加平板小車的辦法來(lái)解決風(fēng)機(jī)、水泵等的檢修搬運(yùn)問(wèn)題。
5結(jié)語(yǔ)
近年來(lái)伴隨BAF生物濾池工藝在城市污水處理廠的廣泛運(yùn)用,其設(shè)計(jì)布局和工藝組合的形式也在設(shè)計(jì)實(shí)踐中得到不斷的改進(jìn)和優(yōu)化,而其一些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)問(wèn)題更應(yīng)得到充分的考慮和重視,才能保證系統(tǒng)在今后的運(yùn)行中更加順暢、可靠、便捷和經(jīng)濟(jì)。
參考文獻(xiàn):
關(guān)鍵詞:初中物理教學(xué);優(yōu)化習(xí)題設(shè)計(jì);輕負(fù)高效;策略
物理這一科目?jī)?nèi)含的習(xí)題教學(xué),涵蓋著解析例題、整合例題、講評(píng)同學(xué)作業(yè)題等程序。預(yù)設(shè)習(xí)題,可協(xié)助同學(xué)鞏固好本源性知識(shí),并培育同學(xué)解析物理疑難的技能。側(cè)重性的物理學(xué)習(xí)成分,含有對(duì)同學(xué)遷移思考的逐漸培育。預(yù)設(shè)的物理題,要延展所關(guān)涉的內(nèi)涵,增添習(xí)題帶有的趣味性。具體而言,要明晰優(yōu)化習(xí)題的側(cè)重價(jià)值,在解析了現(xiàn)存的習(xí)題弊病后,摸索可行的優(yōu)化路徑。
一、初中物理教學(xué)布置習(xí)題的作用
(一)深化物理認(rèn)知。布置數(shù)目適宜的物理題,可協(xié)助初中同學(xué)鞏固舊有的物理知識(shí),并增添對(duì)關(guān)聯(lián)規(guī)律的領(lǐng)悟力。現(xiàn)存的這一科目教學(xué)內(nèi),同學(xué)覺(jué)得聽(tīng)講很容易,但是著手化解掉物理習(xí)題,卻很艱難。增添適宜的練習(xí)數(shù)目,可協(xié)助他們?cè)鎏砀畹恼J(rèn)知,延展現(xiàn)存的那些認(rèn)知,同時(shí),摸索到多重潛藏著的做題規(guī)律。
在接納認(rèn)知的初始時(shí)段內(nèi),同學(xué)慣常帶有片面和粗淺的孤立認(rèn)識(shí)。然而,經(jīng)由習(xí)題的鍛煉,同學(xué)就接納了不同的視點(diǎn),來(lái)對(duì)待預(yù)設(shè)的那些概念等。這就增添了物理層次思維帶有的活躍性,鞏固了預(yù)設(shè)習(xí)題內(nèi)含的物理規(guī)則。
(二)培育解析技能。預(yù)設(shè)物理科目?jī)?nèi)含的習(xí)題,可培育同學(xué)解析真實(shí)疑難的技能。同學(xué)面對(duì)某種習(xí)題,要調(diào)用儲(chǔ)備著的物理常識(shí),去化解掉這樣的疑難。在解析程序內(nèi),會(huì)用到關(guān)聯(lián)公式、物理類的定理、特有的函數(shù)關(guān)系等。整合現(xiàn)存的定律與真實(shí)疑難,就構(gòu)建出了題目與潛藏規(guī)則的穩(wěn)固關(guān)系。為凸顯解析技能的培育,可預(yù)設(shè)密切關(guān)聯(lián)著平日生活的那些練習(xí),經(jīng)由積極指引,培育同學(xué)解析所用的思路及途徑。
(三)查驗(yàn)授課成效。單純依憑授課流程內(nèi)的同學(xué)反應(yīng),以及關(guān)聯(lián)的提問(wèn)程序,很難明晰同學(xué)對(duì)本源性公式及關(guān)聯(lián)算法的領(lǐng)悟力。因此,要經(jīng)由設(shè)定的習(xí)題,來(lái)搜索反饋類別的授課信息,探究到這一科目?jī)?nèi)含的學(xué)習(xí)弊病。這樣一來(lái),就可采納可用的對(duì)策,修補(bǔ)授課中的弊病,鋪設(shè)順暢的后續(xù)授課路徑。
二、初中物理教師布置習(xí)題的誤區(qū)
(一)過(guò)分注重。目前,預(yù)設(shè)及演練習(xí)題這一環(huán)節(jié),被過(guò)分注重。在舊有的應(yīng)試指引下,教師慣常講解所有的預(yù)設(shè)習(xí)題,而同學(xué)接納現(xiàn)成答案。教師偏重演練所帶的成果,把多重的授課時(shí)段,用在物理類規(guī)則的傳遞中。同學(xué)接納了這樣的講解,并演練了多量的布置習(xí)題后,確實(shí)提升了自己帶有的應(yīng)試技能。但是,這也添加了多重的壓力,讓很多同學(xué)懼怕物理課。
(二)選取不當(dāng)。選取到教科書(shū)中的那些習(xí)題,與同學(xué)的平日生活分離。同學(xué)在接納概念的初始時(shí)段內(nèi),應(yīng)搭建逐漸深化的階梯。如果在接納時(shí)段內(nèi),就塞給同學(xué)很艱澀的那些習(xí)題,或者歷年的那些考試題,就會(huì)傷害同學(xué)的做題熱情,讓他們懼怕這樣的尖端性練習(xí)。有些預(yù)設(shè)的習(xí)題,缺失了生活內(nèi)含的趣味性,因此,同學(xué)覺(jué)得物理類題目很僵硬,增添了對(duì)解題的厭惡感。后續(xù)授課中,還要花去多量時(shí)間,來(lái)解析同學(xué)的課余性題目。這樣的做法,阻擋了授課實(shí)效的升高。
(三)僵硬訓(xùn)練。僵硬的演練類訓(xùn)練,注重同學(xué)解析能力的升高,卻忽視掉習(xí)題內(nèi)含的情感培育。預(yù)設(shè)習(xí)題所帶的背景,同平日生活沒(méi)能關(guān)聯(lián),帶有凸顯的模型傾向。同學(xué)只好去僵硬演練,沒(méi)能發(fā)覺(jué)到探究所帶的熱情。在講授特定類別習(xí)題時(shí),教師慣常給出直接性的固有答案,忽略掉類似性解析路徑的塑造。同學(xué)沒(méi)能提升自己帶有的反射解析能力,在多量的習(xí)題解答中,只好選取僵硬路徑去面對(duì)。
三、優(yōu)化物理習(xí)題的策略
(一)創(chuàng)設(shè)新穎目標(biāo)。舊有的物理類習(xí)題,偏重同學(xué)解析能力的升高,沒(méi)能融匯進(jìn)潛藏著的情感等。要化解掉這樣的疑難,就應(yīng)創(chuàng)設(shè)出新穎的訓(xùn)練目標(biāo),選取出能激發(fā)同學(xué)內(nèi)含性情感的那些習(xí)題,以便引發(fā)同學(xué)的厚重興趣。例如:在協(xié)助同學(xué)復(fù)習(xí)關(guān)聯(lián)著力學(xué)的認(rèn)知時(shí),常會(huì)發(fā)覺(jué)到:很多同學(xué)慣于解析簡(jiǎn)單的那些力學(xué)題,但是,遇有綜合屬性的力學(xué)習(xí)題,就尋找不出突破的解析點(diǎn),這限制了同學(xué)的解答速率。為此,可創(chuàng)設(shè)出帶有生活樂(lè)趣的解析場(chǎng)景,讓同學(xué)增添對(duì)這一類習(xí)題的印象。通過(guò)解析逐漸遞進(jìn)性的實(shí)例,可指引同學(xué)明晰和綜合的一種問(wèn)題。在每種層級(jí)的摸索中,同學(xué)會(huì)增添化解疑難的信心,感悟出解析很復(fù)雜難題的樂(lè)趣。這樣的預(yù)設(shè)目標(biāo),帶有凸顯的指引性,扭轉(zhuǎn)了注重歸結(jié)、忽視同學(xué)思考的慣常傾向。
(二)凸顯生活關(guān)聯(lián)。很多同學(xué)覺(jué)得:物理科目帶有單調(diào)性,只要明晰了解題的路徑,可應(yīng)付科目?jī)?nèi)測(cè)驗(yàn),就完成了慣常的學(xué)習(xí)任務(wù)。這是因?yàn)椋锢眍惖念}目,沒(méi)能凸顯與平日生活的各類關(guān)聯(lián)。因此,在預(yù)設(shè)物理類習(xí)題時(shí),應(yīng)側(cè)重這些題目的活化,把很抽象的那些物理類原理,變更成同學(xué)所喜好的平日?qǐng)鼍啊M瑢W(xué)在感悟了這種生活關(guān)聯(lián)后,就能調(diào)動(dòng)內(nèi)含的熱情,主動(dòng)摸索解析渠道。例如:在講授慣性原理時(shí),可預(yù)設(shè)這樣的題目:在查驗(yàn)交通類事故場(chǎng)地時(shí),發(fā)覺(jué)車上帶有的某配件,深陷在附近泥地中,并滑出特定距離。這是因?yàn)榕浼в袘T性,在撞擊時(shí),沖出車體并滑落在地上,劃出印記。這種場(chǎng)景依循真實(shí)生活,會(huì)指引同學(xué)的解析思維。
(三)增添探究熱情。在習(xí)題授課的程序內(nèi),要凸顯同學(xué)的主置,采納探究的側(cè)重線索。要去除掉同學(xué)對(duì)習(xí)題類授課的厭惡感,應(yīng)當(dāng)創(chuàng)設(shè)出平等活潑的認(rèn)知?dú)夥眨嵘龓熒ネǖ念l率。教師可創(chuàng)設(shè)出難度層級(jí)不同的問(wèn)題,供物理水準(zhǔn)有差異的那些同學(xué)解析。這樣的做法,可調(diào)動(dòng)起所有同學(xué)的探究興趣。例如:在摸索浮力規(guī)律時(shí),教師可指引同學(xué)討論:“平日生活內(nèi)含的浮力情形有哪些?”這類問(wèn)題帶有開(kāi)放屬性,可供所有同學(xué)探究,因此活躍了探究氣氛。
四、結(jié)語(yǔ)
設(shè)定實(shí)效性的習(xí)題課,就應(yīng)發(fā)覺(jué)到潛藏著的物理題價(jià)值,讓初中同學(xué)領(lǐng)悟到深層級(jí)的習(xí)題含義。這樣的做法,可激發(fā)同學(xué)的認(rèn)知熱情,讓他們能尋找到可用的解題路徑。要提升習(xí)題內(nèi)含的靈活性,創(chuàng)設(shè)出趣味性凸顯的解題氣氛。這就消除了同學(xué)面對(duì)題目的厭倦感,提升同學(xué)的探究樂(lè)趣。
參考文獻(xiàn):
[1]王楠.新課標(biāo)下的中學(xué)物理習(xí)題教學(xué) [D].華中師范大學(xué),2008(04).
關(guān)鍵詞: 數(shù)學(xué)方法 初中物理 解題應(yīng)用
初中物理課程標(biāo)準(zhǔn)明確提出了“注意學(xué)科滲透,關(guān)心科技發(fā)展”的課程基本理念。物理與數(shù)學(xué)的關(guān)系十分密切,數(shù)學(xué)作為工具學(xué)科,其思想、方法和知識(shí)始終滲透貫穿整個(gè)物理學(xué)知識(shí)和研究過(guò)程,為學(xué)生進(jìn)行抽象思維和邏輯推理提供有效方法,為物理學(xué)的數(shù)量分析和計(jì)算提供有力工具。任何物理試題的求解過(guò)程實(shí)質(zhì)上都是一個(gè)將物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題經(jīng)過(guò)求解再次還原為物理結(jié)論的過(guò)程。掌握物理學(xué)中的數(shù)學(xué)方法,是學(xué)好物理,解決好物理問(wèn)題的關(guān)鍵之一。
下面結(jié)合近幾年中考試題,對(duì)數(shù)學(xué)在物體問(wèn)題上的滲透進(jìn)行歸類例析,以期給廣大師生以借鑒和啟迪。
1.列方程法
列方程組時(shí)要弄清習(xí)題中所描述的物理現(xiàn)象,這些現(xiàn)象之間有什么聯(lián)系。為了更好地分析題意,我們可畫(huà)出草圖,特別是在電學(xué)中,畫(huà)出電路圖,對(duì)分析問(wèn)題了解題意很有幫助。根據(jù)分析的物理現(xiàn)象,找出說(shuō)明這些現(xiàn)象所對(duì)應(yīng)的公式,分析已知量和未知量之間內(nèi)在的聯(lián)系,找出已知量和未知量之間的數(shù)量關(guān)系,即列出兩者的數(shù)量關(guān)系式。關(guān)系式可以是物理概念的定義式,或是物理定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式,或物理中的某個(gè)公式。
(2010年泉州中考)一只空瓶裝滿水時(shí)的總質(zhì)量是400g,裝滿酒精時(shí)的總質(zhì)量是350g,則該空瓶的容積是(ρ■=1g/cm■,ρ■=0.8g/cm■)(?搖 ?搖)
A.400cm■ B.350cm■ C.250cm■ D.200cm■
解析:同一個(gè)空瓶子裝滿水和裝滿酒精,它們的體積是一樣的,都等于空瓶子的容積。題中有兩個(gè)不變量分別是空瓶的質(zhì)量m和空瓶的容積V,則裝滿水,總質(zhì)量包含兩個(gè)m■+m=ρ■V+m=1?V+m=400,而裝滿酒精時(shí),總質(zhì)量包含m■+m=ρ■V+m=0.8V+m=350,通過(guò)聯(lián)立兩個(gè)方程就可得到空瓶的質(zhì)量m=150g,空瓶的容積V=250cm■,所以選C。
2.比例法
比例法是利用比例式解物理題的方法,在解題中,依據(jù)物理定律、公式或某些量相等,成多少比例等,用比例式建立起未知量和已知量之間的關(guān)系,再利用比例性質(zhì)計(jì)算未知量的方法。比例法解題在許多情況下是很簡(jiǎn)單的,只要比量的單位相同就可求解,不必統(tǒng)一為國(guó)際單位。
(2014泉州中考)如圖10所示的電路中,電源電壓不變,只閉合開(kāi)關(guān)S■時(shí),電壓表V■與V■的示數(shù)之比為3∶2;只閉合開(kāi)關(guān)S■時(shí),電壓表V■與V■的示數(shù)之比為5∶3,則R■與R■的電阻之比為(?搖 ?搖)
A.3∶5 B.2∶3
C.4∶3 D.5∶3
解析:此題為電學(xué)動(dòng)態(tài)電路,電源電壓和定值電阻保持不變。當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S■時(shí),電阻R■和R■串聯(lián),V■測(cè)量電源電壓,V■測(cè)量電阻R■電壓,即■=■,則■=■=■=■=■;當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S■時(shí),電阻R■和R■串聯(lián),V■測(cè)量電源電壓,V■測(cè)量電阻電壓,即■=■,則■=■=■=■=■,那么■=■÷■=■÷■=■,所以選C。
3.極值法
物理量間的關(guān)系往往是相互制約的,當(dāng)某個(gè)量發(fā)生變化時(shí)其他量隨之變化。在變化過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)極值問(wèn)題。若合理利用數(shù)學(xué)中的極值問(wèn)題的判別式,則常能簡(jiǎn)化解題過(guò)程。在初中主要出現(xiàn)為一元二次極值法。
(2014泉州中考)如圖29所示的電路中,電源電壓恒為9V,小燈泡L的規(guī)格為“6V 6W”,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為20Ω,燈絲電阻保持不變。閉合開(kāi)關(guān)S后,求:
(3)在滑動(dòng)變阻器的電阻從3Ω調(diào)節(jié)到20Ω的過(guò)程中,滑動(dòng)變阻器能獲得的最大功率。
解析:本題前面還有兩個(gè)比較簡(jiǎn)單小題。當(dāng)滑動(dòng)變阻器在調(diào)節(jié)的過(guò)程中,其電流和電壓都發(fā)生了變化。P=IU■=I(U-U■)=I(U-IR■)=I(9-6I)=-6(I-■)■+■,當(dāng)I=■A時(shí),Pmax=■=3.375W
4.列不等式解題
根據(jù)一定條件取值范圍,對(duì)于初中學(xué)生來(lái)說(shuō)的確有困難,運(yùn)用不等式的知識(shí)解這類問(wèn)題,就會(huì)使問(wèn)題化難為易。
例如:某同學(xué)將一只點(diǎn)燃的蠟燭放在距凸透鏡15cm處時(shí),在光屏上得到一個(gè)縮小的像,當(dāng)蠟燭距透鏡9cm時(shí),在光屏上得到一個(gè)放大的像,試求凸透鏡的焦距的取值范圍。
解析:根據(jù)凸透鏡的成像規(guī)律,當(dāng)光屏上成縮小的實(shí)像時(shí),u>2f,及15cm>2f:當(dāng)光屏上成放大的實(shí)像時(shí),f
5.圖像法
在初中物理中常采用數(shù)學(xué)圖像方法,把物理現(xiàn)象與物理知識(shí)之間的關(guān)系表示出來(lái),速度與時(shí)間或路程與時(shí)間的關(guān)系圖像表達(dá)物體運(yùn)動(dòng)快慢、質(zhì)量與體積的關(guān)系圖像、電路中的電流與電壓的關(guān)系圖像、物態(tài)變化采用溫度與時(shí)間圖像表達(dá)物態(tài)變化中熔化、沸騰的特點(diǎn)等。圖像法具有直觀、形象、簡(jiǎn)潔和概括力強(qiáng)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),它能將物理情景、物理過(guò)程、物理狀態(tài)以直觀的方式呈現(xiàn)在我們面前。用圖像法解題是要看清圖像中橫縱坐標(biāo)分別表示什么物理量,分析圖像中曲線的變化和所表示的物理意義,利用曲線在圖像中的特殊坐標(biāo)進(jìn)行分析和計(jì)算,并得出結(jié)論。
(2011泉州中考)如圖l1(a)所示的電路中,電源電壓不變。閉合開(kāi)關(guān)后.滑片由b端向a端移動(dòng)過(guò)程中,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關(guān)系如圖11(b),則電源電壓U=?搖?搖?搖 ?搖V,電阻R=?搖?搖 ?搖?搖Ω,滑動(dòng)變阻器的最大阻值是?搖?搖 ?搖?搖Ω。
圖11(a) 圖11(b)
解析:題中的已知條件全要通過(guò)分析圖像獲得。分析圖像中直線的含義及幾個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)。當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片在a端時(shí),滑動(dòng)變阻器的電阻為零,此時(shí)電流最大,可在圖像中找到電流最大時(shí)的坐標(biāo)位置(6V,0.5A)得出電源電壓U=6V;并得出電阻R=■=■=12Ω;當(dāng)滑片在b端時(shí),滑動(dòng)變阻器的電阻最大,此時(shí)滑動(dòng)變阻器與點(diǎn)值電阻串聯(lián),電阻最大,電流最小,可在圖像中找到電流最小的坐標(biāo)位置(1V,0.1A),可得出滑動(dòng)變阻器兩端的電壓U■=U-U■=6V-1V=5V,則滑動(dòng)變阻器的最大電阻R■=■=■=50Ω。
物理教學(xué)中應(yīng)用數(shù)學(xué)方法的例子很多,在此不一一贅述。數(shù)學(xué)作為一種工具,在研究和解決物理問(wèn)題中占據(jù)重要的地位,因此,教師在日常課堂教學(xué)中應(yīng)根據(jù)不同的物理問(wèn)題作恰當(dāng)?shù)倪x擇,潛移默化地滲透數(shù)學(xué)方法,加深學(xué)生對(duì)物理概念、規(guī)律、物理知識(shí)的理解,加強(qiáng)學(xué)生數(shù)學(xué)思維方法的訓(xùn)練,鼓勵(lì)他們多動(dòng)腦、勤動(dòng)手,提高分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。讓數(shù)理思維有機(jī)地結(jié)合起來(lái),使數(shù)學(xué)、物理這兩門(mén)學(xué)科互相滲透、互相促進(jìn)、相得益彰。
參考文獻(xiàn):
[1]李正華.數(shù)學(xué)方法在物理學(xué)上的應(yīng)用[J].新課程學(xué)習(xí)(社會(huì)綜合),2011(5).
一、采用近似計(jì)算
近似計(jì)算是對(duì)數(shù)據(jù)在允許的范圍內(nèi)作出的合理和粗略的描述,采用近似計(jì)算來(lái)處理估算問(wèn)題,其計(jì)算結(jié)果并不影響結(jié)論的正確性,仍能滿足題目的需要.運(yùn)用此法由于抓住問(wèn)題的主要方面,忽略次要因素的影響,因此能簡(jiǎn)化求解過(guò)程,避免復(fù)雜數(shù)字計(jì)算,快速得出結(jié)論,這也是運(yùn)用此法靈活處理競(jìng)賽試題的妙處所在.如標(biāo)準(zhǔn)大氣壓取105Pa,g取10N/kg,在兩電阻阻值相差懸殊的情況下,R1遠(yuǎn)大于R2時(shí)串聯(lián)總電阻可取R1,并聯(lián)總電阻可取R2.
例1 如圖1電路,由估算可知,通過(guò)毫安表的電流約為_(kāi)____毫安,通過(guò)安培表的電流約為_(kāi)____.
(1996年全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽試題)
解析:本題中電阻個(gè)數(shù)多,既有串聯(lián)又有并聯(lián),阻值相差懸殊,顯然不便直接用公式求出串并聯(lián)總電阻的準(zhǔn)確數(shù)值,而且本題要求估算得出通過(guò)電流表的電流大約為多少,不要求數(shù)值精確,故可采用近似計(jì)算進(jìn)行靈活處理.
二、根據(jù)平日觀察選取數(shù)據(jù)進(jìn)行估算
很多估算題所需數(shù)據(jù)與日常生活緊密聯(lián)系,如人體自身的某些數(shù)據(jù),常見(jiàn)物體的長(zhǎng)度、面積、體積、質(zhì)量、溫度、速度的數(shù)據(jù)及取值范圍等,在估算題中常被采用,而題中一般不明確給出.解題時(shí)要根據(jù)平時(shí)的觀察和了解,對(duì)研究對(duì)象選取適當(dāng)數(shù)據(jù),進(jìn)行估算.
例2 若把掉在地面上的物理課本撿回桌面,根據(jù)你平時(shí)對(duì)物理課本的質(zhì)量及桌面的高度的觀察與了解,估算人手克服課本所受重力所做的功為().
A. 0.1J B. 10JC. 1JD. 0.01J
(1995年全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽試題)
解析:根據(jù)生活實(shí)際觀察,物理課本質(zhì)量約為200g,桌面的高度約為80cm,g=10N/kg,則人手克服課本所受重力所做的功為W=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.8m=1.6J,最接近1J這一備選答案,故選C.
三、結(jié)合生活知識(shí)進(jìn)行推理
有些估算題的解題必需條件沒(méi)有給出,生活中這些數(shù)據(jù)也不明顯,解題時(shí)就應(yīng)聯(lián)系生活中發(fā)生的事件、出現(xiàn)的現(xiàn)象,通過(guò)聯(lián)想、分析、對(duì)比或推理,挖掘出某些重要數(shù)據(jù),以便靈活處理相關(guān)問(wèn)題.
例3已知空氣的密度為1.29kg/m3,估算人體在空氣中受到的浮力.
(2002年全國(guó)初中應(yīng)用物理知識(shí)競(jìng)賽試題)
解析:要求人體受到空氣的浮力,考慮應(yīng)用阿基米德原理的公式:
【關(guān)鍵詞】初中物理;物理選擇題;解法技巧
引言:對(duì)于物理選擇題來(lái)說(shuō),同一道選擇題有不同的解法,不同的選擇題有不同的解法。初中學(xué)生在做物理選擇題的時(shí)候,要注重方法的選擇,選擇適當(dāng)?shù)姆椒梢蕴岣邔W(xué)生的解題速度和質(zhì)量。筆者結(jié)合多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了一些實(shí)際的初中物理選擇題的解答方法。
1.直接選擇法
直接選擇法就是學(xué)生通過(guò)對(duì)題目的直接閱讀,根據(jù)題中所給的信息,結(jié)合自身所學(xué)的知識(shí)和實(shí)際情況,推理出正確的結(jié)果,做出選擇。這種類型的選擇題基本上都不太難,沒(méi)有拐彎抹角的地方,即便有一些推算,也是極為簡(jiǎn)單的推算,并不復(fù)雜。主要考察的是學(xué)生的記憶力、基本的生活常識(shí)。這種選擇題類型主要出現(xiàn)在單選題中。
2.計(jì)算法
計(jì)算法就是根據(jù)題意,運(yùn)用相關(guān)的物理公式,把題中提供的幾個(gè)數(shù)值帶入相應(yīng)公式進(jìn)行計(jì)算,得出最后的結(jié)果之后,選擇出正確的答案。這種類型的選擇題,只要公式記得牢,計(jì)算中不出現(xiàn)問(wèn)題,一般情況下都可以選對(duì)。
3.排除法
在解答選擇題的過(guò)程中,不能直接判斷出該題的正確答案時(shí),我們便是用排除法。
例:下面說(shuō)法中說(shuō)法正確的是( )
A.做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的
B.擴(kuò)散現(xiàn)象表明分子不停地在運(yùn)動(dòng)
C.物體內(nèi)能的大小只與物體的溫度有關(guān)
D.分子間相互作用的引力和斥力是同時(shí)存在的
解析:
A.根據(jù)改變內(nèi)能的兩種方式可知,做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的,故該選項(xiàng)正確;
B.擴(kuò)散現(xiàn)象表明分子是在不停的運(yùn)動(dòng)的,且還能說(shuō)明分子間有間隙;故該選項(xiàng)正確;
C.物體內(nèi)部所有分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和稱為內(nèi)能,內(nèi)能的大小與物體的溫度、質(zhì)量、體積等因素有關(guān),故該選項(xiàng)錯(cuò)誤;
D.分子間存在著作用力,即斥力和引力,且這兩種力是同時(shí)存在的,故該選項(xiàng)正確.
故選ABD。
4.推算法
這種方法的特點(diǎn)是直接從題所給的條件出發(fā),通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算或推理得出正確的答案。
例:水平桌面上放著兩個(gè)物體,質(zhì)量之比為2:3,與桌面的接觸面積之比為1:3則:它們對(duì)桌面的壓力和壓強(qiáng)比分別是( )
A.2:1;2:3 B.2:3;2:1
C.2:3;2:3 D.2:1;2:1
解析:
(1)兩個(gè)物體在水平桌面上
F=G
F1:F2=G1:G2=m1:m2=2:3;
(2)p=F/s
p1/p2=F1/s1:F2/s2=F1/F2×s2/s1=2/3×3/1=2/1
故選B。
5.賦值法
賦值法就是對(duì)選擇題中,一些不知道的量加以合理的數(shù)值,再把這些數(shù)值代入進(jìn)行計(jì)算,從而的出正確的結(jié)果。
例:甲、乙兩種金屬的密度分別為P甲和P乙,由質(zhì)量相等的甲、乙兩種金屬制成的一個(gè)合金物體(混合后總體積不變),則合金物體的密度( )
A.(P甲+P乙)/2
B.P甲×P乙/(P甲+P乙)
C.2P甲×P乙/(P甲+P乙)
D.P甲×p乙/2(P甲+P乙)
解析:
設(shè)甲質(zhì)量為m,乙質(zhì)量為m,甲乙的總質(zhì)量為2m
甲的密度為p甲,甲的體積為:V甲=m/p甲,
乙的密度為p乙,乙的體積為:V乙=m/p乙,
甲乙的總體積為:V總=V甲+V乙=m/p甲+m/ρ乙。
甲乙金屬合金的密度為:p=m總/V總=2m/(m/p甲+m/p乙=(2p甲×p乙)/(p甲+p乙)。
故選C。
6.比較法
比較法這種方法在物理選擇題上可以廣泛的使用,在做選擇題的時(shí)候,學(xué)生可以將選擇題所給的各個(gè)答案和題意進(jìn)行比較,得出最符合題意的答案。
例:物體運(yùn)動(dòng)的平均速度是15km/h,這個(gè)運(yùn)動(dòng)的物體可能是( )
A.行人
B.行駛的自行車
C.行駛的卡車
D.飛行中的噴氣式飛機(jī)
解析:
A.行人的速度約1m/s=3.6km/h,不符合題意;
B.行駛的自行車約5m/s=5×3.6km/h=18km/h,接近15km/h,符合題意;
C.行駛的卡車約60~80km/h,不符合題意;
D.噴氣式飛機(jī)的速度一般在900km/h以上,不符合題意。
故選B。
7.推理法
推理法即根據(jù)題意,運(yùn)用自己掌握的知識(shí),經(jīng)過(guò)一系列的分析和推算,得出正確的答案,這種類型的選擇題具有一定性的難度,是對(duì)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握較好的同學(xué)。
總結(jié):
總而言之,對(duì)于初中的物理選擇題來(lái)說(shuō),只需要根據(jù)題意選出正確的答案,不需要學(xué)生詳細(xì)的寫(xiě)出解題的步驟及運(yùn)算過(guò)程。掌握一定的物理選擇題做題技巧,提高學(xué)生的答題效率和準(zhǔn)確性,對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)顯得尤為重要。學(xué)生在解答物理選擇題的過(guò)程中,若能學(xué)會(huì)靈活地運(yùn)用這些解題技巧,那么對(duì)于提高學(xué)生的考試成績(jī)大有裨益。
【參考文獻(xiàn)】
[1]顏崇峰.中考物理選擇題解法舉例[J].學(xué)生之友(中考月刊),2013,04:32-33.
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關(guān)鍵詞: 功率 時(shí)間 定義式 壓強(qiáng)
物體做功的快慢或者說(shuō)功率問(wèn)題,是歷屆中考或各類物理競(jìng)賽常考的一類問(wèn)題,如何做好物體做功的功率這一部分的教學(xué),是十分值得重視的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。筆者匯集這一部分多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn),簡(jiǎn)略地介紹了一些教學(xué)中的心得體會(huì),以期對(duì)初中物理教師及優(yōu)等學(xué)生有一定參考作用。
我們先作一些基礎(chǔ)知識(shí)的概要:
1.功率P
(1) 意義:功率是表示物體做功快慢的物理量。
(2) 定義:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)完成的功叫功率。
我們?cè)?jīng)用單位時(shí)間里通過(guò)的路程表示運(yùn)動(dòng)的快慢,仿照這個(gè)辦法,用單位時(shí)間里完成的功表示做功的快慢,它不能表示做功的多少,因此不能說(shuō)功率大,做功就多;反之,做功越多,功率越大也不對(duì),還需看時(shí)間。由此可見(jiàn),功率是由功和時(shí)間兩個(gè)因素決定的。
2.功率的計(jì)算公式
(1)定義式:P= 。
(2)推導(dǎo)式:P= = =Fgv,即P=Fgv。
功率公式P= 是指平均功率,即在t時(shí)間內(nèi)的平均功率,并不是指某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率。當(dāng)物體在恒力F的作用下以速度v做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),有P=Fgv,交通工具在功率P一定時(shí)牽引力F越大,運(yùn)動(dòng)速度v就越小。F、S、v三者方向相同,該公式在計(jì)算中經(jīng)常用到,若F、v為定值,則P為定值;若F、v變化,則P也在變化,因此P=Fgv反映的是瞬時(shí)功率。
3.功率的單位
功率的國(guó)際單位為瓦特,簡(jiǎn)稱為瓦,符號(hào)W,1W=1J/s,瓦這一單位較小,工程技術(shù)中常用千瓦(kW)、兆瓦(MW),其換算關(guān)系為:1kW=10 W,1MW=10 W。
4.比較功率大小的三種方法
(1)時(shí)間相同,比做功的多少,做功多,功率大。
(2)做功相同,比時(shí)間的長(zhǎng)短,時(shí)間短,功率大。
(3)做功和時(shí)間都不同,由公式P= 計(jì)算比較。
5.創(chuàng)新、思維拓展題型
求心臟功率、血液流速等是物理與生物交叉的綜合性問(wèn)題,在近幾年的中考或競(jìng)賽中時(shí)有出現(xiàn),是對(duì)學(xué)生物理知識(shí)應(yīng)用能力的考查。
例1小王體檢時(shí)發(fā)現(xiàn)每次心臟搏動(dòng)能泵出血液70cm3,他的收縮壓是120mmHg,CT造影發(fā)現(xiàn),小王心臟內(nèi)徑為2.4cm,每分鐘心臟搏動(dòng)75次,求:
(1) 小王心臟做功時(shí)的功率;
(2) 小王血液流動(dòng)時(shí)的速度。
解析:這是物理與生物交叉的綜合性問(wèn)題,解題關(guān)鍵是從W=FL入手,F(xiàn)=pgs,從而W=psL=pgV,心跳n次,則W=npgV,p為人的血壓,V為每分鐘泵出的血液體積。
(1)小王心臟每分鐘所做功:
W=Fgs=npV=nρghV
=75×13.6×10 ×10×120×10 ×70×10 J=84J,
P= = =1.4W
(2)小王心臟主動(dòng)脈的橫截面積:
S=πr =3.14×(1.2×10 m) =4.52×10 m
每分鐘心臟輸出量:
V=75×70×10 m =5.25×10 m 。
小王血液流動(dòng)速度:
v= = g = =0.19m/s。
評(píng)注:這道題有一定的難度,在上面的“解析”中將“距離”寫(xiě)成“L”,防止與面積“S”混淆;另外要注意“壓強(qiáng)”用小寫(xiě)“p”,功率用大寫(xiě)“P”。
例2(2005年臨沂)同學(xué)們做健身運(yùn)動(dòng)引體向上,該運(yùn)動(dòng)的規(guī)范動(dòng)作是:兩手正握單杠,由懸垂開(kāi)始。上提時(shí),下顎須超過(guò)杠面;下放時(shí),兩臂放直,不能曲臂。這樣上拉下放,重復(fù)動(dòng)作,達(dá)到鍛煉臂力和腹肌的目的。陳強(qiáng)同學(xué)能連續(xù)勻速做16個(gè)規(guī)范的引體向上動(dòng)作。課外活動(dòng)小組的同學(xué)現(xiàn)要估測(cè)陳強(qiáng)同學(xué)做動(dòng)作時(shí)的功率。
(1)請(qǐng)你說(shuō)出應(yīng)測(cè)量哪些物理量;
(2)寫(xiě)出計(jì)算陳強(qiáng)同學(xué)做動(dòng)作時(shí)功率的表達(dá)式。
解析:由P= 可知,要想估測(cè)陳強(qiáng)同學(xué)做動(dòng)作時(shí)的功率,就應(yīng)測(cè)出他做若干次動(dòng)作所做的總功以及所用的時(shí)間,用P= 即可求出平均功率。所以:
(1)應(yīng)測(cè)出陳強(qiáng)同學(xué)的體重G,懸垂時(shí)他下顎須到單杠的豎直距離h,連續(xù)做16次規(guī)范動(dòng)作所用的時(shí)間t。
(2)公率計(jì)算表達(dá)式為P= 。
例3(2003年南寧)小麗用40N的水平推力將一個(gè)重90N的箱子水平推動(dòng)了1m,所用時(shí)間2s;小宇又將這個(gè)箱子勻速提上了0.4m高的臺(tái)階,所用時(shí)間1.5s。比較小麗、小宇所做的功W 、W 和所做功的功率P 、P 之間的關(guān)系是( )。
解析:已知F =40N,s =1m,則W =F gs =40N×1m=40J。
又t =2s,所以P = = =20W。
F =90N,s =h=0.4m,W =F gs =F h=90N×0.4m=36J。
又t =1.5s,所以P = = =24W。
比較他們的功、功率的大、小,得W >W(wǎng) ,P <P ,所以,答案應(yīng)該是A。
評(píng)注:小麗用水平推力克服阻力做功,小宇勻速上提箱子克服重力做功,要區(qū)別開(kāi)來(lái),不能混淆。
例4某病人心臟在一次搏動(dòng)中可泵出血液72ml,每分鐘搏動(dòng)80次,醫(yī)院對(duì)他進(jìn)行診斷檢查,把一種不透出血管的試劑12mg,由靜脈一次注射進(jìn)入體內(nèi),經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后,再抽取血樣檢查,發(fā)現(xiàn)該試劑濃度已穩(wěn)定在3mg/L。試計(jì)算該病人全部循環(huán)血量通過(guò)心臟一次需多長(zhǎng)時(shí)間?
解析:依題意,病人心臟每分鐘搏動(dòng)n=80次,每次泵血V =72mL,則每分鐘泵血量V=nV =80×72×10 m =5.76×10 m 。已知試劑量m=12mg且在血液中循環(huán)不能滲透到血管外的組織中,試劑濃度ρ=3mg/L,因此,血液整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中的量
V = = =4L=4×10 m ,
則心臟泵完全循環(huán)所需時(shí)間,即人全部循環(huán)血量通過(guò)心臟一次所需時(shí)間
t= = min=41.7s。
評(píng)注:后面的“t= ”式子中,“V ”是血量,單位是“L”或“m ”,“V”不是“體積”而是“流量”,單位應(yīng)該是“L/min”或“m /min”,應(yīng)該引起注意。
例5(2002年四川)用起重機(jī)勻速提升重為1200N的貨箱,經(jīng)20s貨箱上升高度為60m,求:
(1)貨箱勻速上升的速度多大?
(2)起重機(jī)提升貨箱做了多少功?
(3)起重機(jī)提升貨箱的功率多大?
解析:(1) 貨箱勻速上升的速度
v= = =3m/s。
.(2)起重機(jī)提升貨箱做的功
W=Gh=1200N×60m=72000J。
(3) 起重機(jī)提升貨箱的功率
P= = =3600W。
所以有答案: (1)v=3m/s;(2)W=72000J;(3)P=3600W。
參考文獻(xiàn):
[1]嚴(yán)軍.1課3練(九年級(jí)物理)[M].北京:中國(guó)少年兒童出版社,2004.
[2]嚴(yán)軍.2006全國(guó)中考試卷精選(物理) [M].北京:中國(guó)少年兒童出版社,2006.
[3]董德松.黃岡題庫(kù)•練考新課堂(九年級(jí)物理)[M]. 北京:中國(guó)計(jì)量出版社,2004.
一、初中常見(jiàn)的圖像類型
1.熱學(xué)圖像――六個(gè)重要圖像
■
2.物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)圖像
(1)路程-時(shí)間圖像 (2)速度-時(shí)間圖像 (3)質(zhì)量-體積圖像
■
3.電學(xué)圖像
(1)定值電阻的電流-電壓圖像 (2)燈泡的電流-電壓圖像
■
二、圖像題的解題技巧
很多學(xué)生面對(duì)圖像題有畏懼心理,看到它們就眉毛胡子一把抓,常常對(duì)圖像中的信息找不準(zhǔn)、找不全,不能調(diào)動(dòng)所學(xué)物理知識(shí)對(duì)圖像中的信息進(jìn)行正確的解讀。筆者經(jīng)過(guò)多年研究,總結(jié)出能夠全面、正確分析圖像題的三個(gè)步驟。
1.研究坐標(biāo)軸
坐標(biāo)軸就像是圖像的門(mén)戶,只有弄清楚坐標(biāo)系縱軸和橫軸所代表的物理量才有可能認(rèn)識(shí)圖像所表達(dá)的物理意義。有些圖像雖然其特征相同,但由于坐標(biāo)軸所代表的物理量不同,則反映的物理規(guī)律截然不同,如運(yùn)動(dòng)圖像中的路程-時(shí)間圖像和速度-時(shí)間圖像。
2.研究圖像趨勢(shì)
圖像趨勢(shì)一般可以分為直線、曲線或是折線。不同的趨勢(shì)代表著橫、縱軸物理量之間不同的函數(shù)關(guān)系。其中直線趨勢(shì)在初中物理圖像中考查的最多。過(guò)原點(diǎn)的直線不僅說(shuō)明橫、縱軸物理量之間存在正比例關(guān)系,而且圖像斜率的大小也表示另一個(gè)物理量的值。學(xué)生也要熟悉常見(jiàn)的物理圖像中斜率所代表的物理意義,如路程-時(shí)間圖像的斜率為速度、速度-時(shí)間圖像的斜率為加速度、質(zhì)量-體積圖像的斜率為密度、電壓-電流圖像的斜率為電阻。
3.研究圖像交點(diǎn)
我們遇到的圖像題不可能總是唯一的圖線,在一幅圖像中往往包含多種圖像趨勢(shì)、多個(gè)物體同一物理量的比較。圖像之間的交點(diǎn)及其與兩坐標(biāo)軸交點(diǎn)(即截距)的坐標(biāo)值的物理意義,往往反映物理過(guò)程中某些特定的狀態(tài)。圖像之間交點(diǎn)說(shuō)明有一組狀態(tài)量同時(shí)適合所描述的不同對(duì)象,故弄懂其意義會(huì)給我們的分析帶來(lái)很大的啟發(fā)和幫助。
下面就以一些常見(jiàn)的圖像題為例來(lái)談?wù)勆鲜霾襟E和方法的實(shí)際應(yīng)用。
例1.用圖像可以表示物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,圖1中用來(lái)表示物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的是( )
A.②④ B.①③ C.①④ D.②③
■
解析:在圖1的四幅平面直角坐標(biāo)系圖像中,②③的橫軸表示時(shí)間,縱軸表示路程;①④的橫軸表示時(shí)間,縱軸表示速度。根據(jù)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律:速度始終不變的直線運(yùn)動(dòng),即在任何相等的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程相同。①③符合,即選項(xiàng)B正確。通過(guò)對(duì)比、反思,不難發(fā)現(xiàn)即使①②(或③④)的圖像趨勢(shì)相同,但由于縱軸代表的物理量不同,反映的物理規(guī)律就截然不同。①表示勻速直線運(yùn)動(dòng),②表示靜止,③表示勻速直線運(yùn)動(dòng),④表示勻加速直線運(yùn)動(dòng)。從以上分析發(fā)現(xiàn),研究圖像首先要研究好坐標(biāo)軸。
例2.在某一溫度下,兩個(gè)電路元件甲和乙中的電流與電壓的關(guān)系如圖2所示。由圖可知,元件甲的電阻是 Ω,將元件甲、乙并聯(lián)后接在電壓為2V的電源兩端,則流過(guò)元件甲的電流是 A,流過(guò)元件乙的電流是 A。
解析:由圖可知,這是甲、乙兩個(gè)電路元件的電流與電壓圖像,圖中有兩種圖線趨勢(shì):甲是過(guò)原點(diǎn)的直線,表示定值電阻的電流與電壓成正比;乙圖線是曲線,表示電壓隨著電流的增加而升高,常見(jiàn)元件是燈泡。甲是定值電阻,利用歐姆定律,從直線上任取一點(diǎn),例如U=1V,I=0.2 A,易得R=5 Ω。將甲、乙并聯(lián)后接在電壓為2 V的電源兩端,根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點(diǎn),可知甲、乙的電壓都是2 V,從圖像上易得流過(guò)元件甲的電流是0.4 A,流過(guò)元件乙的電流是0.2 A。
例3.兩個(gè)相同的容器分別裝了質(zhì)量相同的兩種液體,用同一熱源分別加熱,液體溫度與加熱時(shí)間關(guān)系如圖3所示。根據(jù)圖線可知( )
A.甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容
B.如果升高相同的溫度,兩種液體吸收的熱量相同
C.加熱時(shí)間相同,甲液體吸收的熱量大于乙液體吸收的熱量
D.加熱時(shí)間相同,甲液體溫度升高比乙液體溫度升高得多
解析:這是甲乙兩種液體的溫度與時(shí)間圖像,圖線都是過(guò)原點(diǎn)的直線,其斜率與物質(zhì)的比熱容有關(guān)。該題依據(jù)是公式:Q吸=Cm(t末-t初)。要比較公式中兩種物質(zhì)某一物理量之間的變化關(guān)系,可以利用控制變量法解答。兩個(gè)相同的容器分別裝了質(zhì)量相同的兩種液體,若用同一熱源分別加熱,單位時(shí)間內(nèi)熱源放出的熱量相等,如果加熱時(shí)間相同,在轉(zhuǎn)化效率為100%時(shí)液體吸收的熱量相等。當(dāng)加熱時(shí)間,即吸收熱量和液體質(zhì)量相同時(shí),液體的比熱容與升高的溫度成反比,由圖像可知乙液體升高的溫度比甲多,因此甲的比熱容大于乙;當(dāng)升高相同的溫度時(shí),由圖像得甲加熱的時(shí)間比乙長(zhǎng),因此甲液體吸收的熱量較多。綜合分析,選項(xiàng)A正確。
例4.如圖甲電路所示,電源電壓為9 V且保持不變,小燈泡標(biāo)有“6 V 6 W”的字樣,小燈泡的電流隨電壓的變化曲線如圖乙。求:
■
(1)小燈泡正常發(fā)光時(shí)電阻為多少歐?
(2)當(dāng)電流表的示數(shù)為0.7A時(shí),小燈泡的電功率為多少瓦?
(3)當(dāng)電壓表的示數(shù)為2V時(shí),整個(gè)電路10 s內(nèi)消耗的電能是多少焦?
解析:這是一道電路圖與電學(xué)圖像的綜合題,面對(duì)這類題首先分析電路,搞清楚電路的連接方式和工作狀態(tài),再分析圖像中的信息,兩者結(jié)合找到合適的公式解題。本題從電路圖中看出是滑動(dòng)變阻器和燈泡串聯(lián),滑動(dòng)變阻器電阻值的變化引起電流表及電壓表示數(shù)的變化,即燈泡電流和電壓的變化。圖像是關(guān)于小燈泡的電流隨電壓的變化曲線,從曲線上可以直接讀出燈泡的電流和電壓值。
(1)根據(jù)燈泡的銘牌“6 V 6 W”,RL=U2L/PL=(6 V)2/6 W=6 Ω
(2)由圖可知,燈泡電流為0.7 A時(shí),電壓為3 V,P實(shí)=U實(shí)×I實(shí)=3 V×0.7 A=2.1 W
關(guān)鍵詞:浮力的影響因素;審題能力;實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>
中圖分類號(hào):G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2014)40-0097-02
初二階段是初中生接受物理教育的啟蒙階段,對(duì)物理知識(shí)充滿了興趣。從考察的知識(shí)點(diǎn)來(lái)看,主要涉及浮力的影響因素、阿基米德原理及變形公式的應(yīng)用、沉浮條件等知識(shí)點(diǎn);從試題類型來(lái)看,主要是浮力大小的探究和定性判斷、浮力大小的相關(guān)定量計(jì)算等。物理新課程標(biāo)準(zhǔn)指出浮力本章的學(xué)習(xí)要求“通過(guò)實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)浮力;探究浮力大小與那些因素有關(guān);知道阿基米德原理,運(yùn)用物體的浮沉條件說(shuō)明生產(chǎn)、生活中的現(xiàn)象”。這就決定了浮力這部分學(xué)習(xí)有一定的難度;再加上浮力部分知識(shí)點(diǎn)較為雜亂,試題考察較為靈活,很多初中生學(xué)到這里就是一頭霧水,解題四處碰壁,弄得學(xué)習(xí)提不上勁,慢慢失去了學(xué)習(xí)物理的興趣。為了幫助同學(xué)們排除學(xué)習(xí)浮力過(guò)程中產(chǎn)生的困惑,筆者根據(jù)通過(guò)對(duì)近幾年中考試題的分析,列舉了一道浮力的常見(jiàn)錯(cuò)題的正確解析與應(yīng)對(duì)策略,希望能夠?yàn)橥瑢W(xué)們提供一些借鑒。
原題:三個(gè)體積相同、由不同材料制成的球體,放入同一種液體中靜止時(shí),呈圖示狀態(tài),則它們所受浮力大小的關(guān)系是( )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲<F乙=F丙 D.F甲>F乙=F丙
這道易錯(cuò)題是以比較浮力大小的形式出現(xiàn)的,筆者將其稱為浮力大小的定性比較題。其實(shí)這是一類浮力常見(jiàn)問(wèn)題,這類題問(wèn)題主要是以考察浮力的變化及比較浮力大小的形式出現(xiàn),目的是考察同學(xué)們定性分析問(wèn)題的能力。
預(yù)備知識(shí):浮力與其影響因素(液體的密度液ρ液、排開(kāi)液體的體積V排)之間的關(guān)系:
當(dāng)液體密度相同時(shí),物體排開(kāi)液體的體積越大,物體受到的浮力越大;當(dāng)物體排開(kāi)液體的體積相同時(shí),液體的密度越大,物體受到的浮力就越大;物體受到的浮力大小與物體浸沒(méi)深度無(wú)關(guān)。
解題思路:(1)根據(jù)題意,分析影響因素中的不變因素與變化因素;
(2)根據(jù)浮力大小與其影響因素的關(guān)系,確定浮力大小關(guān)系。
正確解析:由題意可知,三個(gè)物體放在同一種液體中,ρ液相同;再根據(jù)圖形可以看出乙球和丙球是完全浸沒(méi),V排=V物,而甲球只是部分浸在液體中V排
由于這種題型容易與浮沉條件中的一種題型混淆,此處一并列出,以便同學(xué)們比較。
例題對(duì)比:如圖2所示,三個(gè)質(zhì)量相同、由不同材料制成的球體,放入同一種液體中靜止時(shí),呈圖示狀態(tài),則它們所受浮力大小的關(guān)系是 。
過(guò)程解析:由于無(wú)法判斷三個(gè)球排開(kāi)液體體積的大小關(guān)系,故無(wú)法應(yīng)用上面的方法判斷它們受到的浮力大小關(guān)系。由于三個(gè)物體的質(zhì)量相等,那么重力也就相等(G甲=G乙=G丙),有這個(gè)信號(hào)我們不難想到利用物體的浮沉條件來(lái)判斷:甲漂浮,F(xiàn)甲=G甲;乙懸浮,F(xiàn)乙=G乙;丙沉底,F(xiàn)丙
錯(cuò)誤原因:
(1)審題不清:不能抓住題目的關(guān)鍵詞(三個(gè)體積相同)和圖形所表達(dá)的意義(甲部分進(jìn)入V排
(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論記不清,不知道浮力與其影響因素(液體的密度ρ液、排開(kāi)液體的體積V排)之間的關(guān)系;
(3)復(fù)習(xí)階段,概念不清,與一道相似題(例題:沉浮條件)混淆;
應(yīng)對(duì)策略:――“教師是課堂的引路人,而不是課堂的走路人”。
(1)加強(qiáng)審題能力的培養(yǎng):我們平時(shí)課堂之中,特備是復(fù)習(xí)課堂之中應(yīng)放手讓學(xué)生審題,切勿因?yàn)閺?fù)習(xí)進(jìn)度,而代替學(xué)生獨(dú)立審題,包括讀看題、交流……,這個(gè)環(huán)節(jié)教師一定不能是一個(gè)“代替學(xué)生走路的人”。
(2)加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng):物理是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,每一條規(guī)律,每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)都是通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出的,并且能夠應(yīng)用于實(shí)際生活中。所以我們們?cè)谄綍r(shí)的教學(xué)中應(yīng)該遵循物理學(xué)科的特點(diǎn)。在條件允許的情況下,讓學(xué)生多一些課堂實(shí)驗(yàn)、多一些生活體驗(yàn)、多一些實(shí)際應(yīng)用,將知識(shí)應(yīng)用與生活,生活搬進(jìn)課堂,這樣才能體現(xiàn)物理學(xué)與其他學(xué)科的區(qū)別,學(xué)生們也不會(huì)因?yàn)闀r(shí)間長(zhǎng)了而遺忘。
(3)相似題型缺少對(duì)比:復(fù)習(xí)教學(xué)不是將平時(shí)做過(guò)的題目再做一遍,而是一種轉(zhuǎn)變。通過(guò)復(fù)習(xí)教學(xué)的過(guò)程,建立知識(shí)間的網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)將平時(shí)學(xué)習(xí)中的易錯(cuò)問(wèn)題、掌握不好的知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)檎_的、清晰的知識(shí)脈絡(luò)。在這個(gè)過(guò)程中,我們教師絕對(duì)是一個(gè)“引路人”,將易錯(cuò)題放到一起,讓學(xué)生對(duì)比中學(xué)習(xí)。
中考鏈接:如圖3,浸沒(méi)在水中的乒乓球從水中浮到水面的過(guò)程中,所受的浮力大小將( )。
A.保持不變 B.逐漸變小
例1(2010年安徽卷)實(shí)際的電源都有一定的電阻,如干電池,我們需要用它的電壓U和電阻r兩個(gè)物理量來(lái)描述它,實(shí)際計(jì)算過(guò)程中,可以把它看成是由一個(gè)電壓為U、電阻為零的理想電源與一個(gè)電阻值為r的電阻串聯(lián)而成,如圖1所示:
在圖2中R1=14 Ω,R2=9 Ω,當(dāng)只閉合S1時(shí),電流表讀數(shù)JI=0.2A;當(dāng)只閉合S2時(shí),電流表讀數(shù)I2=0.3A,把電源按圖1中的等效方法處理,求電源的電壓U和電阻r。
解析 這道題以高中閉合電路的歐姆定律為背景,要求初中學(xué)生去解答,學(xué)生只要認(rèn)真理解試題中提供電源的相關(guān)信息,再利用初中知識(shí):串聯(lián)電路電流、電阻特點(diǎn)、歐姆定律,就能順利解題。
教學(xué)銜接啟示 高中物理教學(xué)要找出初、高中知識(shí)的結(jié)合點(diǎn),所謂知識(shí)的結(jié)合點(diǎn),就是指初三和高一都涉及的,但內(nèi)容在深度、廣度上有所不同的知識(shí),教師在備課時(shí)應(yīng)分析高、初中的知識(shí)點(diǎn),找出兩者間的結(jié)合點(diǎn),從結(jié)合點(diǎn)展開(kāi)教學(xué),學(xué)生自然感到順理成章,也容易理解和掌握,例如人教版高中物理必修l第三章第二節(jié)《彈力》教學(xué),學(xué)生在初中時(shí)對(duì)壓力、支持力、拉力已有初步的了解,這便是知識(shí)的結(jié)合處,所以,在上這節(jié)課時(shí)可以不直接從彈性形變?nèi)胧謥?lái)介紹彈力,而從對(duì)壓力、支持力、拉力的認(rèn)識(shí)來(lái)引入,教師用多媒體在屏幕上演示放在桌上的書(shū)對(duì)桌面的壓力和桌面對(duì)書(shū)的支持力,分析力產(chǎn)生的原因,從而引出形變的概念,講清彈力產(chǎn)生的條件,最后做微形形變實(shí)驗(yàn),得到只要物體之間存在著接觸并產(chǎn)生擠壓作用,必然會(huì)產(chǎn)生形變的結(jié)論,從而形成彈力的概念,這樣教學(xué),在高、初中知識(shí)之間搭建一個(gè)“引橋”,減緩了知識(shí)的坡度,促進(jìn)學(xué)生對(duì)高中知識(shí)的同化和順應(yīng),另外,像第四章牛頓第一定律、牛頓第三定律,第七章功、功率、重力勢(shì)能等知識(shí)點(diǎn)都是存在知識(shí)的結(jié)合處,只要教師深入挖掘分析,一定會(huì)給初、高中物理教學(xué)銜接帶來(lái)益處。
例2(2007年汕頭市卷)圖3是法拉第發(fā)明的能夠產(chǎn)生持續(xù)電流的機(jī)器——發(fā)電機(jī),金屬圓盤(pán)可以看成是由無(wú)數(shù)根長(zhǎng)度等于圓盤(pán)半徑的導(dǎo)線組成的,金屬圓盤(pán)在磁極間不斷轉(zhuǎn)動(dòng),每根導(dǎo)線都在做切割磁感線運(yùn)動(dòng),從而產(chǎn)生持續(xù)的電流,某校探究小組仿制了這個(gè)發(fā)電機(jī)裝置(如圖4),對(duì)影響電流大小的因素進(jìn)行如下探究:
①當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)速增大時(shí),電流表指針偏轉(zhuǎn)增大,說(shuō)明電流大小跟______有關(guān);
②保持圓盤(pán)轉(zhuǎn)速不變,換用一個(gè)半徑更大的金屬圓盤(pán),發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)更大,說(shuō)明電流大小還跟______有關(guān);
③保持圓盤(pán)轉(zhuǎn)速不變,換用_______,發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)更大,說(shuō)明電流大小跟磁場(chǎng)強(qiáng)弱有關(guān),
解析
這道題是以高中知識(shí)法拉第電磁感應(yīng)定律為背景,以圖片的形式向?qū)W生介紹法拉第發(fā)明的發(fā)電機(jī),引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)家的足跡,仿制發(fā)電機(jī)探究感應(yīng)電流(電動(dòng)勢(shì))的大小跟什么因素有關(guān)。
教學(xué)銜接啟示 高中物理教學(xué)要適當(dāng)滲透物理學(xué)史,“物理學(xué)發(fā)展史是一塊蘊(yùn)藏著巨大精神財(cái)富的寶地,這塊寶地很值得我們?nèi)ラ_(kāi)墾,這些精神財(cái)富很值得我們?nèi)グl(fā)掘,”高中物理教學(xué)引入物理學(xué)史,除了能使學(xué)生掌握扎實(shí)的知識(shí)與技能之外,最重要的是能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的情感、掌握學(xué)習(xí)物理的科學(xué)方法、激勵(lì)學(xué)生自主探索的精神,高一新生不適應(yīng)物理教學(xué),正與學(xué)生學(xué)習(xí)興趣不濃厚、缺乏自主探索精神有很大關(guān)系,因此,在高中物理教學(xué)中,適當(dāng)滲透物理學(xué)史,這將有助于學(xué)生完成初中到高中的物理銜接。
例如人教版高中物理必修1第二章第四節(jié)《自由落體運(yùn)動(dòng)》的教學(xué),如果僅按教材的邏輯順序“自由落體運(yùn)動(dòng)的定義、自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律”來(lái)展開(kāi)教學(xué),這無(wú)疑已失去了物理學(xué)史的本來(lái)面目,失去了有聲有色,波瀾壯闊的科學(xué)斗爭(zhēng)的歷史光輝,使學(xué)生容易失去興趣,如果按照物理學(xué)史客觀發(fā)展順序提出問(wèn)題,幫助學(xué)生揭示出科學(xué)探究的一般程序:觀察一猜想、假設(shè)一實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證一修正推廣,使學(xué)生感受到物理知識(shí)并不是那么難以理解,而是非常親切、具有真實(shí)感,同時(shí)受到科學(xué)的思維方法的熏陶,促進(jìn)學(xué)生從“被動(dòng)思考、獲得知識(shí)”向“積極思考、勇于探索”轉(zhuǎn)化,獲得真正的智慧。
高中物理教材提供了許多物理學(xué)史方面的內(nèi)容,為滲透物理學(xué)史教育提供了方便,教學(xué)時(shí)可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行適當(dāng)增減,當(dāng)然,在課堂教學(xué)中引入物理學(xué)史,應(yīng)抓住重點(diǎn)、言簡(jiǎn)意賅,切記喧賓奪主、主次顛倒,才能真正起到事半功倍的教學(xué)效果。
在高中滲透物理學(xué)史,除了上述課堂教學(xué)滲透方式外,還可以在作業(yè)中滲透,如學(xué)完牛頓第一定律以后,可布置作業(yè):閱讀課文、查閱資料或網(wǎng)站搜索完成表1,并思考各位物理學(xué)家的貢獻(xiàn)。
例3(2004赤峰市卷)實(shí)驗(yàn)可以得出:在溫度不變時(shí),導(dǎo)線的電阻跟它的長(zhǎng)度成正比,跟它的橫截面積成反比,寫(xiě)成公式為:R=ρl/S,其中R表示導(dǎo)線的電阻,z表示導(dǎo)線的長(zhǎng)度,s表示導(dǎo)線的橫截面積,ρ是比例常數(shù),叫電阻率,不同材料的ρ不同。
現(xiàn)有一段粗細(xì)均勻的細(xì)電阻絲,用你在初中物理實(shí)驗(yàn)中使用過(guò)的儀器和掌握的實(shí)驗(yàn)方法,如何用公式R=ρl/s測(cè)這段金屬絲的電阻率ρ?
要求:(1)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟;(2)直接寫(xiě)出p的表達(dá)式,(為簡(jiǎn)單,每個(gè)要測(cè)的量只測(cè)一次,需畫(huà)電路圖的要畫(huà)出。)
解析 這道題是以高中知識(shí)電阻定律為背景的較復(fù)雜的間接測(cè)量型實(shí)驗(yàn)題,要求學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)進(jìn)行公式推導(dǎo)、得出測(cè)量原理,根據(jù)使用過(guò)的儀器和實(shí)驗(yàn)方法即可作答。
由于這道測(cè)量型實(shí)驗(yàn)涉及測(cè)量物理量較多,測(cè)量方法多是間接測(cè)量,再加上要進(jìn)行數(shù)學(xué)推導(dǎo)運(yùn)算,所以解答此題有一定的難度。
教學(xué)銜接啟示 初中教學(xué)要注重基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能,培養(yǎng)數(shù)學(xué)解題能力,初中教材內(nèi)容要求學(xué)生了解、知道的多,理解的少;定性多、定量少,而高中則要求學(xué)生理解應(yīng)用多、定量研究、數(shù)學(xué)工具與技巧的應(yīng)用多,因此,升入高一的學(xué)生不能適應(yīng)高中物理教學(xué)則在所難免,知識(shí)是遷移的大道,在初中物理教學(xué)中注重基礎(chǔ),在部分定量計(jì)算中有意識(shí)培養(yǎng)數(shù)學(xué)能力,對(duì)初、高中物理教學(xué)銜接會(huì)起到促進(jìn)作用。
注重基礎(chǔ)知識(shí),就要讓學(xué)生深刻理解物理基本概念和基本規(guī)律,例如速度、密度、機(jī)械效率、杠桿的平衡條件、歐姆定律等都是初中階段的重要概念和規(guī)律,要重視這些概念和規(guī)律的建立過(guò)程,知道它們的由來(lái),二是要讓學(xué)生弄清每一概念的內(nèi)涵和外延,在掌握物理規(guī)律和表達(dá)式的同時(shí),還要明確公式中量的意義和單位、適用條件、應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)、使
學(xué)生掌握初中階段物理學(xué)科完整的基礎(chǔ)知識(shí),真正培養(yǎng)學(xué)生的物理思維能力。
注重基本技能,尤其要重視測(cè)量型實(shí)驗(yàn)的技能,實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)的基礎(chǔ),物理量的測(cè)量是實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的基本內(nèi)容和最大量的工作,在測(cè)量性實(shí)驗(yàn)中,熟悉各種儀器及儀表的操作規(guī)則是實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),明確實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)的基本方法是重點(diǎn)。
初中物理常用的測(cè)量工具有八種,分為兩類:一類是直讀式的測(cè)量?jī)x器,如刻度尺、溫度計(jì)、彈簧測(cè)力計(jì)、量筒(量杯)、秒表、電流表、電壓表,一類是比較式的測(cè)量?jī)x器,天平,在這些測(cè)量工具(量杯除外)中,其相鄰的刻度之間的長(zhǎng)度與相關(guān)物理量之間都成線性關(guān)系,有其共同的特性,在使用這些測(cè)量工具時(shí),教師應(yīng)有意識(shí)地引導(dǎo)學(xué)生去綜合、對(duì)比,注意它們的單位、量程、最小分度值,讓學(xué)生養(yǎng)成以刻度的分度值為基礎(chǔ)的觀察力。
在物理測(cè)量實(shí)驗(yàn)中,根據(jù)測(cè)量原理(思路)及運(yùn)算難度,將測(cè)量方法分為三種:(1)直接測(cè)量,如用天平測(cè)固體質(zhì)量;用電壓表測(cè)電壓等,(2)簡(jiǎn)單間接測(cè)量,如用刻度尺測(cè)量規(guī)則物體的體積;用電壓表、電流表測(cè)電阻等,(3)復(fù)雜間接測(cè)量,如上述例3。
培養(yǎng)數(shù)學(xué)解題能力,首先要培養(yǎng)學(xué)生的基本計(jì)算能力,如指數(shù)運(yùn)算、密度、速度復(fù)合單位之間的換算等,其次要培養(yǎng)學(xué)生把物理問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題的能力及運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行分析、計(jì)算的能力,如初中液體內(nèi)部壓強(qiáng)規(guī)律、浮力公式、并聯(lián)電路的總電阻等的推導(dǎo)雖然不是中考的內(nèi)容,但也要讓學(xué)生經(jīng)歷推導(dǎo)過(guò)程,因?yàn)槭桥囵B(yǎng)運(yùn)用運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題的最佳時(shí)機(jī)。
例4(2006年宿遷市卷)物體只在重力作用下由靜止開(kāi)始下落的運(yùn)動(dòng),叫做自由落體運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)只在沒(méi)有空氣的空間才能發(fā)生,在有空氣的空間,如果空氣阻力的作用比較小可以忽略,物體的下落也可以近似地看作自由落體運(yùn)動(dòng),為了探究自由落體運(yùn)動(dòng)快慢與哪些因素有關(guān),小明有如下猜想:
猜想一:物體下落的快慢與物體的材料有關(guān):
猜想二:物體下落的快慢與物體下落的高度有關(guān):
猜想三:物體下落的快慢與物體的質(zhì)量有關(guān),
為驗(yàn)證猜想的正確性,幾位同學(xué)用三個(gè)金屬球做了一系列的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表2:
(1)為驗(yàn)證猜想一:應(yīng)比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)______和______,結(jié)論是:_______。
(2)請(qǐng)你幫助小明驗(yàn)證猜想三:
①器材:0.5 kg的鐵球A、1 kg的鐵球B和皮尺,還需要的器材是_____;
②實(shí)臉步驟:
③結(jié)論:
(3)小敏同學(xué)也對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了研究,她讓兩片完全相同的紙(一張平展,另一張對(duì)折)同時(shí)從三樓由靜止開(kāi)始下落,她發(fā)現(xiàn)兩片紙______(填“同時(shí)”或“不同時(shí)”)著地,此下落過(guò)程一中兩片紙作的_____(填“是”或“不是”)自由落體運(yùn)動(dòng),因?yàn)開(kāi)_____。
解析 這道題是以高中知識(shí)自由落體運(yùn)動(dòng)為背景的探究性實(shí)驗(yàn)題,重點(diǎn)考查探究實(shí)驗(yàn)中控制變量法及運(yùn)用控制變量法進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力,這道題是考查探究要素比較全面的中考題。
教學(xué)銜接啟示
初中教學(xué)要注重探究性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)思維能力,初中物理以直觀教學(xué)為主,所以初中學(xué)生物理知識(shí)的獲得是建立在形象思維基礎(chǔ)上的;而高中較多的是在抽象思維的基礎(chǔ)上進(jìn)行概括,在學(xué)生思維活動(dòng)中呈現(xiàn)的是經(jīng)過(guò)抽象概括的物理模型,因而升入高一的學(xué)生在自身的思維能力上出現(xiàn)臺(tái)階,初中物理教學(xué)要以探究性實(shí)驗(yàn)為切入點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生思維能力,對(duì)初、高中物理教學(xué)銜接起到重要作用。
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