題目列表(包括答案和解析)
歐姆 |
歐姆（GeorgSimonOhm,1787～1854）德國物理學(xué)家，1787年3月16日生于巴伐利亞的埃朗根。他的父親是一位對科學(xué)感興趣的熟練鎖匠，受好哲學(xué)和數(shù)學(xué)。在其父影響、教育下，他對數(shù)學(xué)很感興趣，并掌握了一些金屬加工技能，為他后來的學(xué)習(xí)和研究創(chuàng)造了良好條件；1811年畢業(yè)于埃朗根大學(xué)并取得哲學(xué)博士學(xué)位，先后在埃朗根和班堡等地中學(xué)任教；1817年出版第一本著作《幾何教科書》；1817～1826年在科隆大學(xué)預(yù)科講授數(shù)學(xué)和物理；1826～1833年在柏林軍事學(xué)院任職；1833年起被聘為紐倫堡工藝學(xué)校物理教授；1841年英國皇家學(xué)會授予科普利獎?wù)拢?842年被接納為英國皇家學(xué)會國外會員；1845年為巴伐利亞科學(xué)院院土；1849年任慕尼黑大學(xué)非常任教授，1852年為該校正式教授；1854年7月6日在慕尼黑逝世。 歐姆最重要的貢獻(xiàn)是建立電路定律。他是受到傅里葉熱傳導(dǎo)理論（導(dǎo)熱桿中兩點間熱流量與兩點溫度差成正比）影響來研究他的定律的。當(dāng)時還缺乏明確的電動勢、電流強度乃至電阻概念，適用的電流計也正在探索中。他使用了溫差電池和扭秤，經(jīng)過多次試驗和歸納計算，才獲得成功。1825年發(fā)表第一篇論文《涉及金屬傳導(dǎo)接觸電的定律的初步表述》，論述了電流的電磁力的衰減與導(dǎo)線長度的關(guān)系。進(jìn)而，他通過實驗測定了不同金屬的電導(dǎo)率。在制作導(dǎo)線過程中，他直接受惠于父親的精湛技藝。英國學(xué)者巴勞（P.Barlow）發(fā)現(xiàn)了電流在整個電路的各部分都是一樣的，這個結(jié)果啟發(fā)了歐姆，這使他想到可以把電流強度（當(dāng)時他稱為“電磁力”）作為電路中的一個基本量。進(jìn)一步的實驗，導(dǎo)致得出了以他的名字命名的定律。以后，他又對自己的實驗工作進(jìn)行了數(shù)學(xué)處理與理論加工，寫成了《伽伐尼電路──數(shù)學(xué)研究》一書（1827年出版）。 歐姆定律剛發(fā)表時，并沒有受到德國學(xué)術(shù)界的重視，反而遭到各種非議與攻擊。歐姆給當(dāng)時普魯士教育部長蘇爾茲贈送一本他的著作，請求安排到大學(xué)工作。但這位部長對科學(xué)不感興趣，只把他安排到軍事學(xué)校。這時，一位在德國物理學(xué)界頗有地位的物理學(xué)家鮑耳（G.E.Pohl）首先撰文攻擊歐姆的《伽伐尼電路──數(shù)學(xué)研究》一書，說這本書是“不可置信的欺騙”，“它的唯一目的是要褻讀自然的尊嚴(yán)”。在強大的壓力下，歐姆寄希望國王出面，解決事端。他給國王路德維希一世寫信，并因此組成巴伐利亞科學(xué)院專門委員會進(jìn)行審議，結(jié)果因意見不一，不了了之。在他給朋友的信中，流露出這一時期的痛苦心情：“《伽伐尼電路》的誕生已經(jīng)給我?guī)砹司薮蟮耐纯�，我真抱怨它生不逢時，因為深居朝廷的人學(xué)識淺薄，他們不能理解它的母親的真實感情”。只是當(dāng)歐姆的工作后來在國外獲得巨大聲譽后，才在國內(nèi)科學(xué)界得到關(guān)注。經(jīng)過埃爾曼（P.Ermann，1764～1851）、多佛（H.W.Dove，1803～1879）和海爾曼(Hermann)等人多方努力，歐姆這才實現(xiàn)了他的多年愿望，擔(dān)任慕尼黑大學(xué)物理學(xué)教授。為了紀(jì)念人他在電路理論方面的貢獻(xiàn)，電阻單位命名為歐姆。 他的研究工作還包括聲學(xué)、光學(xué)等方面。 選自：《物理教師手冊》 |
力學(xué)綜合計算題分類例析
綜觀歷年各省市中考題，不難發(fā)現(xiàn)，力學(xué)計算大多以綜合題的形式出現(xiàn)，單獨用一個知識點只對某一個物理量（如密度、壓強等）進(jìn)行求解的力學(xué)計算題已很少見了，絕大部分力學(xué)的計算題都有一定的綜合性。綜合題的優(yōu)點是：一方面能考查學(xué)生分析、理解和推理的思維能力，另一方面考查學(xué)生綜合運用知識的能力和知識遷移能力。這完全符合新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求和目標(biāo)，所以這種題型在今后的中考中仍將占有很重要的位置。本專題從以下幾個方面對這類計算題進(jìn)行分析探究。以指導(dǎo)同學(xué)們解題時抓住要點，一舉突破。
一.思路和方法
1.讀懂題意或圖示，明確已知量和所求量。
有些新題型會出現(xiàn)一些新名詞或概念，有的已知條件比較隱蔽，應(yīng)該努力挖掘出對解題有用的信息。
2.分析研究對象所處的狀態(tài)或物理過程，找出已知量和未知量之間的聯(lián)系。
為了幫助分析，通常對研究對象進(jìn)行受力分析并畫出受力圖，確定哪些力構(gòu)成平衡力，根據(jù)平衡條件建立平衡方程式，這是很關(guān)鍵的一步。
3.明確題目所描述的對象和過程涉及到哪些知識點，選擇適當(dāng)?shù)墓交蛞?guī)律進(jìn)行計算。
①求壓強時可用，兩個公式進(jìn)行求解。但后一個公式一般用來求解液體壓強，只有豎直放置的柱體對支承面產(chǎn)生壓強，才能用來解。
②計算浮力的方法有很多：（1）阿基米德原理；（2）彈簧測力計測浮力（G與F分別為物體在空氣中稱和在液體中稱時彈簧測力計的示數(shù)）；（3）平衡法：物體處于漂浮或懸��；（4）壓力差法：。根據(jù)已知條件和研究對象所處的狀態(tài)選擇適當(dāng)?shù)墓角蟾×Α?/p>
③求滑輪組的機械效率也有兩個公式：和。當(dāng)滑輪組豎直提升物體時就用前者，當(dāng)滑輪組水平拉物體時就用后者。
4.驗證計算結(jié)果
對答案進(jìn)行檢驗，看過程有無錯誤，看結(jié)果是否符合實際。
二.熱點問題歸類
熱點一：密度、壓強和浮力的綜合。
例1.某電梯公寓樓約40m，完成此建筑物需要澆鑄鋼筋混凝土，還需要使用其他建筑材料，混凝土密度為，取。求：（1）已知自來水的密度為，若要從地面向樓頂提供自來水，加壓設(shè)備至少需要給施加多大的壓強？（不考慮大氣壓強）
（2）測量表明，該樓的地基所承受的壓強不得超過，若地基與地面的接觸面積為，則此大樓另外添加的裝飾材料、各種設(shè)備等物資及進(jìn)入大樓的人員的總質(zhì)量不得超過多少？
解析：這是一道密度和壓強的綜合題，根據(jù)公式。（1）小題立即解決。（2）小題中要求質(zhì)量，則可以先求出最大重力，然后求出最大質(zhì)量，最后減去已有的質(zhì)量即可，具體解法如下：
（1）
（2）設(shè)混凝土、其他建筑材料和其余部分的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，總重量為G
當(dāng)m3最大時，G最大，大樓對地基的壓力F最大，地基所承受的壓強達(dá)到最大值。
所以
所以
例2.去年南京市對大明湖進(jìn)行了首次換水清淤，換水后大明湖水清澈見底，魚兒歡暢。愛湖小分隊的同學(xué)準(zhǔn)備利用自己掌握的科學(xué)知識對湖水水質(zhì)進(jìn)行監(jiān)測。他們通過調(diào)查，了解到大明湖周邊主要污染源很容易導(dǎo)致湖水密度變大，而密度達(dá)到的水域就不適宜湖里魚類生存，他們就想到做一個簡易的密度計來監(jiān)控湖水密度。為此找來一根長為1.2m粗細(xì)均勻的木條，在底端嵌入適量重物，使其能直立漂浮水中，做好相應(yīng)的標(biāo)記后就可以監(jiān)測湖水的密度了，測量得該簡易密度計的總質(zhì)量為0.5kg。（g取10N/kg）
（1）先將該木條放入足夠深的清水中，測得木條露出水面0.2m，在水面處畫上白線，請計算此時木條底端受到的水的壓強及木條受到的浮力。
（2）請通過計算說明應(yīng)在木條的什么位置畫上表示污水密度達(dá)到時的紅線，以監(jiān)測湖水密度是否超標(biāo)。
解析：此題是一道運用知識解決實際問題的好題，綜合的知識有壓強、浮力和二力平衡等。（1）木條底端受到水的壓強可直接用來求；又因木條處于漂浮狀態(tài)，故可用二力平衡法求浮力。
由于木條處于漂浮狀態(tài)，所以：
（2）此題實際上是求木條浸入污水的深度h，要求深度必先求，因為，可通過浮力算出。又因木條的橫截面積S未知，深度h似乎無法求出，但我們要善于利用（1）小題的條件，找到兩者的相同之處，即在清水中和污水中都處于漂浮狀態(tài)，兩者受到的浮力相等，所以
，即，所以：
熱點二：速度、功率和效率的綜合
例3.如圖1所示，物體重20N，在拉力F的作用下，以0.5m/s的速度沿水平方向勻速運動，物體與地面的摩擦力是物重的0.2倍，求：
（1）不記滑輪、繩重和滑輪組的摩擦，拉力的大小及拉力的功率。
（2）若拉力為2.5N，該滑輪組的機械效率。
圖1
解析：在不計摩擦的情況下，可直接用滑輪組省力公式求拉力，不過不是，而應(yīng)該是（是物體A與地面的摩擦）。因為對物體的拉力不是等于物體的重量，而是等于地面對物體的摩擦力。相應(yīng)地，求這種水平裝置的滑輪組的機械效率的計算公式也應(yīng)該是，而不是。拉力的功率可進(jìn)行如下推導(dǎo)：
（1）拉力的大小：
拉力的功率：
（2）
熱點三：壓強或浮力與杠桿類相結(jié)合的綜合題
例4.圖2是小明設(shè)計的一個用水槽來儲存二次用水的沖廁裝置。帶有浮球的橫桿AB（B為浮球的中心）能繞O點轉(zhuǎn)動，倒“T”形閥門C底部為厚度不計的橡膠片，上部為不計粗細(xì)的直桿，進(jìn)水口的橫截面積為4cm2，浮球的體積為100cm3，OB是OA長度的6倍，AB桿左端壓在閥門C上，閥門C堵住進(jìn)水口時，AB桿水平，浮球頂部和溢水口相平，不考慮閥門C、橫桿AB及浮球受到的重力。（）求：
（1）浮球浸沒時，浮球受到的浮力多大？A端受力多大？
（2）為了防止水從溢水口溢出，水槽中的水面與溢水口的高度差不能超過多少？
圖2
解析：本題又是一道力學(xué)綜合題，描述的物理情境較為復(fù)雜，所以分析審題是關(guān)鍵，尤其是要把這個裝置的結(jié)構(gòu)示意圖看懂，搞清楚它的工作過程和原理，解題過程如下：
（1）當(dāng)球全部浸沒水中時：
橫桿B端受力等于浮球所受浮力，即：
運用杠桿平衡條件：
，因為
所以A端受力為：
（2）水恰能從溢水口流出時水槽中的水面距溢水口的高度差是允許的最大值。此時，浮球全部浸沒，閥門C受到水槽中的水向上的壓力和水箱中水向下的壓力及浮球浸沒時杠桿A端對閥門C向下的壓力相互平衡，即：
①
設(shè)水槽中的水面距閥門C底部橡膠片的高度為H，溢水口到閥門C底部橡膠片的高度為h，則：
②
③
把②③式代入①中，有
整理得：
摘要：本文分析了如何挖掘物理題中隱含條件的途徑和方法。并對物理學(xué)試題題型進(jìn)行歸類、例舉和解析。學(xué)生要解好物理題，必須要有扎實的物理知識和相關(guān)學(xué)科的知識，綜合分析和解決問題的能力。因此，在物理教學(xué)過程中要注重提高學(xué)生的解題能力，加強對解題方法的教學(xué)。 關(guān)鍵詞：隱含條件 物理學(xué) 解題能力 學(xué)習(xí)在解物理習(xí)題時，經(jīng)常會遇到這種情況，有些解題的必要條件，題中并為明確給出，而是隱含在字里行間。充分挖掘隱含條件，明確題目要求，采用合適方法，選擇正確答案，是解好這類題的關(guān)鍵。本文就如何挖掘試題中的隱含條件，提高解題能力作一例析。 一、從關(guān)鍵詞中挖掘隱含條件 在物理題中，常見的關(guān)鍵用語有：表現(xiàn)為極值條件的用語，如“最大”、“最小”、“至少”、“剛好”等，它們均隱含著某些物理量可取特殊值；表現(xiàn)為理想化模型的用語，如“理想滑輪”、“輕質(zhì)杠桿”、“光滑水平面”等，扣住關(guān)鍵用語，挖掘隱含條件，能使解題靈感頓生。 例1 一個物體在平衡力的作用下，在光滑水平面上做勻速直線運動，當(dāng)這對平衡力突然消失，則物體將（ ） A．立刻停止運動 B．運動速度越來越快 C．速度減慢，最后停止 D．仍作勻速直線運動 解析：題中“光滑水平面”為關(guān)鍵詞。光滑水平面意味著物體不受摩擦力的作用。題目中的物體待平衡力消失后，將不再受力的作用，因此仍要保持勻速直線運動（牛頓第一定律）。 答案：D 二、從物理學(xué)常識中找隱含條件 有些題目幾乎沒有條件，但仔細(xì)研究就會發(fā)現(xiàn)條件其實全部隱含于物理常識中，這就要求學(xué)生根據(jù)題意進(jìn)行發(fā)散性思維，努力挖掘相關(guān)知識，在條件不足的情況下，根據(jù)常識假設(shè)適當(dāng)?shù)臈l件和數(shù)據(jù)以彌補題中明確給出的已知條件的不足。 例2 一個中學(xué)生對地面的壓強大約是（�。� A．10Pa B．100Pa C．1000Pa D．10000Pa 解析：此題隱含條件有兩個，一是中學(xué)生的體重約為50kg，二是中學(xué)生雙腳底面積約為5dm2，而這兩個條件都非常隱蔽，屬于物理學(xué)常識，只要明確了這兩點，不難得出正確答案D。 三、從物理學(xué)發(fā)展史中尋找隱含條件 這類試題一般涉及對物理學(xué)研究有貢獻(xiàn)的科學(xué)家、科研成果和歷史進(jìn)程等，增加了學(xué)生的愛國情感，有利于培養(yǎng)學(xué)生的高尚情操，激起學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識的遠(yuǎn)大理想。 例3 發(fā)電機和電動機的發(fā)明使人類步入電氣化時代，制造發(fā)電機的主要依據(jù)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，首先發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是（�。� A．愛因斯坦 B．帕斯卡 C．奧斯特 D．法拉第 解析：知道這些科學(xué)家的研究成果和對社會的巨大貢獻(xiàn)，很快就能準(zhǔn)確地選出正確答案D。 四、從物理現(xiàn)象的出現(xiàn)條件中尋找隱含條件 一定的物理現(xiàn)象的出現(xiàn)，是以具備一定的條件為前提的，當(dāng)知道什么條件具備時可出現(xiàn)什么現(xiàn)象后，一旦題目給出某種現(xiàn)象，馬上可以找出相應(yīng)的隱含條件。 例4 我國“遠(yuǎn)望號”衛(wèi)星測控船從江陰出發(fā)執(zhí)行任務(wù)，由長江進(jìn)入海洋。下列有關(guān)測控船所受浮力的說法正確的是（ ） A．由于海水的密度大，所以船在海洋力受到的浮力大 B．由于船排開海水的體積小，所以它在海洋里受到的浮力小 C．由于船排開的海水的體積大，所以它在海洋力受到的浮力大 D．由于船始終漂浮在水面上，所以它受到的浮力不變 解析：“一個物體漂浮在液面上……”，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的條件是物體所受浮力等于物重，所以隱含條件是物體受到的浮力等于重力。 答案：D 例5 放在水平常木板上重10N的木塊，受到水平向右，大小為5N的拉力作用，沿水平方向做勻速直線運動，這時木板水平方向受的合力為_______N。當(dāng)拉力增大到8N時，木塊受到的合力為_______N。 解析：“一個物體勻速運動……”要出現(xiàn)這種現(xiàn)象，前提條件是物體必須不受力或受平衡力作用，所以隱含條件為：物體不受力或受平衡力作用。 答案：0；3 五、從物理概念、物理原理中尋找隱含條件 有些物理學(xué)問題、現(xiàn)象、判斷等條件隱含于相關(guān)的概念和原理中，或是命題時有意混淆概念，偷換概念，要求學(xué)生對概念掌握準(zhǔn)確，理解要透徹。 例6 晴天，幾位大學(xué)生在森林中迷路了，下面四種利用風(fēng)向引導(dǎo)他們走出森林的說法中，正確的是_______（圖中虛線為空氣流動形成風(fēng)的路徑示意圖）
A．森林吸熱，溫度升高慢，空氣溫度低、密度大，地面空氣從森林流向外界，應(yīng)順風(fēng)走 B．土地吸熱，溫度升高快，空氣溫度高、密度小，地面空氣從外界流向森林，應(yīng)順風(fēng)走 C．森林吸熱，溫度升高慢，空氣溫度低、密度大，地面空氣從森林流向外界，應(yīng)迎風(fēng)走 D．土地吸熱，溫度升高快，空氣溫度高、密度小，地面空氣從外界流向森林，應(yīng)迎風(fēng)走 解析：本題中隱含了比熱容的概念。物體的比熱容越大，吸收熱量后溫度變化越小。 土地的比熱容大，吸熱后溫度升高較快，空氣溫度高。熱空氣因密度小而向上升，地面空氣從森林流向外界，應(yīng)順風(fēng)走。 答案：A 六、數(shù)學(xué)關(guān)系之中尋找隱含條件 正確的示意圖不僅能幫助我們理解題意、啟發(fā)思路，而且還能通過數(shù)學(xué)關(guān)系找出題中的隱含條件。這種方法不僅在幾何光學(xué)中有較多的應(yīng)用，而且在其它物理問題中也經(jīng)常應(yīng)用。 例7 有一均勻正方體對水平地面的壓力是F，壓強是P，如下圖所示。若切去陰影部分，則剩余部分對地面的壓力是原來的_______倍，壓強是原來的_______倍。
解析：該題的條件隱含在數(shù)學(xué)關(guān)系之中，解題的關(guān)鍵要建立物理模型的空間想象力。切去部分的正方體邊長為a/2，體積為V/8。切去陰影部分后，其質(zhì)量為7/8m，底部受力面積為3/4S，剩余部分壓強為P’＝m/S＝7/6P，壓力為F’＝Ps＝7/8F。 答案：7/8；7/6 七、從圖形、圖表與曲線關(guān)系中尋找隱含條件 圖示是貯存和傳遞科學(xué)文化知識比較便捷的一條途徑，它能夠高度濃縮物理學(xué)的基本概念及原理，使之更加形象、直觀。試題圖文并茂，生動活潑，但圖表曲線中隱含了相當(dāng)多的沒有敘述和未提及的條件，解題時結(jié)合題設(shè)條件分析圖形，從圖形中挖掘隱含條件，才能正確作答，較好地培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析問題的能力。 例8 在如圖所示的各圖中，關(guān)于磁場的描述和小磁針表示正確的是（�。�
解析：這是一道集概念、實驗和理論于一體的圖形選擇題，要求學(xué)生明確磁場的概念、磁場方向及磁場方向的規(guī)定等情況，這樣才可選出正確答案為B。 八、從實驗的器材、操作過程或結(jié)果中尋找隱含條件 在理論試題中，也有相當(dāng)多的題干條件看似不足，其實隱含在實驗器材、操作步驟和實驗結(jié)果之中，要求學(xué)生根據(jù)已有知識，挖掘這些隱含條件，從而得出正確答案，這有利于考查學(xué)生的實驗操作技能，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。 例9 如圖所示電路，圖中1、2、3表示電流表或電壓表，請?zhí)钌细鞅黼娐贩枺?biāo)出正、負(fù)接線柱的位置。
解析：判斷電表的類型，需了解器材的使用規(guī)則。電流表要串聯(lián)接入電路，電壓表要并聯(lián)接入電路。判斷時，可假設(shè)將改表處斷開，凡對電路結(jié)構(gòu)有影響的是電流表，沒有影響的是電壓表。答案如上圖。 九、選擇合適的方法 確定解題思路，根據(jù)題型特點，充分理解題意。采用合適方法，能很好地提高解題能力，常用的物理方法有控制變量法、等效法、轉(zhuǎn)換法、數(shù)據(jù)歸納法等。 例10 下表列出由實驗測定的幾種物質(zhì)的比熱容。認(rèn)真閱讀，你一定會有所發(fā)現(xiàn)，請?zhí)畛鋈我馊龡l：
（1）________________________________________； （2）________________________________________； （3）________________________________________。 解析：給表找規(guī)律時一般采用比較分析，綜合分析的方法，即可找一般規(guī)律如某種變大或變小的趨勢，共性等，也可找特殊規(guī)律。此表中12種物質(zhì)除煤油和冰比熱相同外，其他不同。說明不同物質(zhì)得比熱一般不同，這是共性。但冰和煤油不同物質(zhì)比熱相同這是特殊性質(zhì)。水、冰同種物質(zhì)，狀態(tài)不同，比熱容也不同。且可將物質(zhì)分為金屬、非金屬進(jìn)行比較。還可找比熱容最大的、最小的。 例11 用實驗研究決定電阻大小的因素，供選擇的導(dǎo)體規(guī)格如下表:
①要比較電阻與長度的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線：_______________________； ②要比較電阻與橫截面積的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線：_______________________； ③要比較電阻與材料的關(guān)系應(yīng)選擇導(dǎo)線：_______________________。 解析：本題中導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、材料、橫截面積三個物理量有關(guān)，要探究它們之間的關(guān)系，要采用“控制變量法”。要驗證猜想一，就要取不同的長度，相同材料和橫截面積的導(dǎo)線，所以應(yīng)選序號1、2，同理可選出另兩個猜想的序號。 答案：（1）1、2；（2）3、4；（3）1、3 |
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