時間:2023-05-26 17:16:24
導(dǎo)言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇初中物理空心問題,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。
初中物理試題是對物理知識的全面考查,對物理試題例題加強探究,對于學(xué)生解答問題的能力與物理思考的能力都有著顯著的提升作用。據(jù)此,筆者對初中試題中關(guān)于質(zhì)量密度的計算例題進行了分析,具有十分重要的現(xiàn)實意義。
一、初中物理試題中關(guān)于質(zhì)量密度計算題的類型
關(guān)于質(zhì)量密度的計算題可以簡單分為以下幾種題型:
第一,相等問題。這又可以劃分為質(zhì)量相等、體積相等、密度相等問題。例如,一塊體積100m3的冰塊,當(dāng)其融化成水后,水所占的體積為多大?此種類型則明顯是求相等質(zhì)量。又如,假設(shè)有一個質(zhì)量為50g的空瓶子,在其裝滿水后的質(zhì)量達到250g,在裝滿另一種液體后總質(zhì)量可以達到200g,那么該液體的密度為多少?(0.75g/m3)從這種題型可以看出,體重主要是針對體積的相等性而言的。再如,一輛油車的其中一節(jié)車廂裝滿了30m3的石油,為了求出整個油車質(zhì)量,相關(guān)人員從中取出了30m3的石油,并且稱重為24.6g,那么請問該輛石油車所裝載的石油質(zhì)量為多少?要對這一類問題進行回答,則需要利用物質(zhì)密度相等的原理完成求解。
第二,物體是實心還是空心的判斷問題。假設(shè)現(xiàn)有一個體積為0.5dm3的銅球,其質(zhì)量為2580g,那么請問該球?qū)儆趯嵭倪€是空心的?如果是空心,那么空心部分的體積又有多大?要解答這一類的問題,可以有三種求解方法,但是運用體積進行比較的方法是最簡單的。所以在判斷空心、實心的問題上,較多利用質(zhì)量密度的運算方法。
第三,物理的長度問題。這種題型主要是將物體的質(zhì)量、密度、長度等條件糅合到一道問題中,通過對幾項條件的掌握求出另外的物體條件。例如,有一條銅線質(zhì)量為890g,且銅線的橫切面積為25mm3,已知銅線的密度為8.9×103kg/m3,求銅線的長度為多長?通過將銅線的橫切面積、質(zhì)量、體積等多項元素的應(yīng)用,便能夠得出銅線的真實長度。
第四,物體的比例問題。物體的比例構(gòu)成往往同質(zhì)量密度有著緊密關(guān)聯(lián)。例如,已知甲、乙兩個物體其質(zhì)量之比為3∶2,其體積之比為4∶5,請求出甲與乙的密度之比。通過對質(zhì)量與體積的要素分析,就可以對物體的密度進行深入探究。
第五,合金的相關(guān)問題。合金的問題在物體的質(zhì)量密度計算的應(yīng)用上是較普遍的。例如,已知選用鹽水的密度通常為1.1×103kg/m3,現(xiàn)在配置出500m3的鹽水,并稱重其質(zhì)量為600g,請問這樣的鹽水是否符合標準要求?如果仍然需要添加物質(zhì),那么是需要加水還是加鹽,具體需要加多少?又如,有一個重達232g的銅鋁合金塊,這其中含有鋁元素54g,已知鋁的密度為2.7×103kg/m3,銅的密度為8.9×103kg/m3,求該合金的密度為多少?此類問題的關(guān)鍵在于在合金性質(zhì)上的把握,合金的質(zhì)量、密度、體積在正常情況下都存在相互聯(lián)系,因而在解答問題時,要把幾項條件綜合起來考慮。
二、關(guān)于質(zhì)量密度計算例題的具體解答過程分析
加深對物理試題中關(guān)于質(zhì)量密度計算問題的研究探討,可以通過具體問題對解題過程予以分析。
例題1:在一個瓶子中最多能夠裝入500g的水,那么這個瓶子還能夠裝下以下哪一種物質(zhì)?A濃硫酸;B煤油;C酒精;D汽油。
解析:這個瓶子的容積V可以達到500m3,那么在相同的質(zhì)量下,其密度要超過1g/cm3的物質(zhì)才能滿足上述要求,所以該物質(zhì)的體積要小于500m3。
答案:從上述分析中可以得出,該物質(zhì)為濃硫酸,所以選A。
例題2:有一玻璃瓶,其質(zhì)量為0.1kg,當(dāng)這只瓶子內(nèi)部裝滿水后,瓶子和水共重0.4kg,要是用該玻璃瓶裝滿金屬顆粒物若干,那么玻璃瓶與金屬物的質(zhì)量之和為0.8kg,要是在裝滿金屬顆粒物的瓶子內(nèi)部再灌入一定量的水,那么玻璃瓶、水、金屬顆粒物的總質(zhì)量則達到0.9kg,根據(jù)以上條件,請求出玻璃瓶的容積、金屬顆粒物的質(zhì)量與金屬顆粒的密度。
答案:綜合上述分析可以得出,玻璃瓶的容積為3×10-4m3;金屬顆粒物的重量為0.7kg;金屬顆粒物物的密度為3.5×103kg/m3。
質(zhì)量密度的計算例題是初中物理試題中的重要組成部分,學(xué)好這一部分知識對于整個初中物理學(xué)習(xí)及解題能力的提高都有巨大的作用。因而,廣大師生更需要在日常教學(xué)活動與實踐練習(xí)中加強解題方法的運用,以此提高解答相關(guān)問題的準確性與效率性,促進物理成績的穩(wěn)定提升。
網(wǎng)上的解析是:車內(nèi)的液體和氣泡原來都處于靜止狀態(tài),當(dāng)車向前開動時,液體和氣泡都有慣性,仍要保持原來的靜止狀態(tài),即液體和氣泡都要相對于車向后運動,但由于液體的質(zhì)量遠大于氣泡的質(zhì)量,因此液體的慣性遠大于氣泡的慣性,當(dāng)液體相對于車向后運動時,液體將擠壓氣泡,使氣泡相對于車向前運動.
這樣的解釋雖然能幫助初中學(xué)生做對類似的題目,但在道理上卻還是含糊不清的,比如液體為什么會向前擠壓氣泡?氣泡有慣性既然要相對于車向后運動,為什么受液體作用又相對于車向前運動?等到學(xué)生升學(xué)到高中,再次接觸類似慣性現(xiàn)象問題時,一定更渴望有一個更加明確的答案.
2 “不聽話”的空心塑料球
為了幫助學(xué)生深入理解慣性“反常”,教師可以自制水箱(如圖2).
在水箱中分別有體積大小相同的紅黃兩球,紅球內(nèi)裝滿了沙子,由輕繩豎直懸掛于水中.黃球則是空心的塑料球,下端由于輕繩拉住而未漂浮.當(dāng)水箱突然向右邊加速,觀察兩個球的運動狀態(tài),現(xiàn)象令人驚訝:紅球正如所想象的,相對于水箱向后運動,但黃球卻相對向前運動.這是為什么呢?
先從浮力產(chǎn)生的根本原因說起.
3 浮力概念
浸在水中的物體之所以會受到浮力作用,是因為在重力的影響下,物體上下兩側(cè)存在液體壓強差,如圖3所示,在位置h1和h2之間會有一個壓強差,大小為ρ水g(h2-h1),即當(dāng)有高為h2-h1,底面積為S的物塊浸沒在如圖所示位置時,所受的浮力F浮=ρ水g(h2-h1)S=ρ水gV排,方向為重力反方向,豎直向上.
4 類比法建立起非慣性系中的“浮力”概念
現(xiàn)在再來分析以加速度a向右的水箱中水的壓強,顯然水箱為非慣性系,如圖4所示,類比豎直方向由于重力作用導(dǎo)致 [LL]液體壓強差,大小為ρ水g(h2-h1);而此時在水平方向上由于水受到向左的慣性力作用,也比對應(yīng)有一個壓強差ρ水a(chǎn)(l2-l1),設(shè)側(cè)面積為S′,則在水平方向上也必對應(yīng)有“浮力”F浮=ρ水a(chǎn)(l2-l1)S′=ρ水a(chǎn)V排,方向與水平向左的慣性力方向相反.
這樣,再來討論紅色實心沙球和黃色空心塑料球相對于容器非慣性系的運動情況,只需要對其水平方向上受力分析即[JP2]可.對于黃色空心球,既要受到水平向右的
5 “假想法”定性說明
“速度”和“密度”是初中物理中的重點知識之一,也是學(xué)習(xí)其它較為復(fù)雜的物理知識的基礎(chǔ)。但一些初中生只注重對速度和密度知識的章節(jié)性學(xué)習(xí),忽視了對它們進行縱向的對比分析,所以對相關(guān)知識的理解是膚淺和零碎的,因此也成為教師教學(xué)中的一個難點。事實上,雖然“速度”和“密度”是兩個完全不同的物理量,但有關(guān)它們的問題卻有許多相似之處。怎樣利用這一特點進行教學(xué)突破,達到事半功倍的效果呢?筆者從新課標理念出發(fā),結(jié)合多年的教學(xué)實踐,從以下幾個方面進行了嘗試:
一、在概念教學(xué)中深入辨析
速度是物體通過的路程與時間之比,在數(shù)值上等于物體在單位時間內(nèi)通過的路程,定義式是v= ;密度是物體的質(zhì)量與體積之比,在數(shù)值上等于物體在單位體積內(nèi)的質(zhì)量,定義式是ρ= 。所以,它們都是采用了比值定義法的物理量。
做勻速直線運動的物體,當(dāng)它運動的路程(或時間)增大或減小時,其運動的時間(或路程)也以相應(yīng)的倍數(shù)增大或減小,該物體運動的路程和時間也成正比例關(guān)系。而當(dāng)某種物質(zhì)的質(zhì)量(或體積)增大或減小時,其體積(或質(zhì)量)也以相應(yīng)的倍數(shù)增大或減小,即該種物質(zhì)的質(zhì)量和體積成正比例關(guān)系。當(dāng)我們熟知這一點時,一些所謂的疑難問題也就迎刃而解了。如把一塊磚切成體積相等的兩塊后,密度會變化嗎?答案是否定的。盡管每一小塊磚和原來相比體積減半、質(zhì)量減半,但密度不會變化,因為對于這種磚來說,不論它體積有多大、質(zhì)量是多少,單位體積的磚的質(zhì)量都是不變的。也就是說,密度是物質(zhì)本身的一種特性,同種物質(zhì)(狀態(tài)不變時)密度一定。
二、在探究實驗中歸納總結(jié)
初中物理中與速度相關(guān)的重要實驗是“測量平均速度”,而與密度相關(guān)的實驗是“測量物質(zhì)的密度”。兩個實驗盡管不同,實驗原理卻是相似的:都是根據(jù)它們的定義式,間接地計算出小車的運動速度和石塊、鹽水的密度。因此,實驗步驟大體一致:先測量,再計算。分別測出兩個未知的物理量s、t與ρ、v,然后根據(jù)公式v= 和ρ= 進行計算,從而得知運動物體的平均速度和某種物質(zhì)的密度。
三、在公式運用中類比分析
速度的定義式v= 和密度的定義式ρ= 在表達形式上是相似的,都是分式形式且含有三個物理量,因此它們的變式也具有相似性。它們分別是S=vt、m=ρv、t= 、v= ,從表達式上可以看出,s和m相當(dāng),v(速度)和ρ相當(dāng),t和v(體積)相當(dāng)。行程問題中有三種基本題型,即求速度v、求路程s、求時間t;與此相應(yīng),密度問題中也有三種基本題型:求密度ρ、求質(zhì)量m,求體積v。所以,很多問題的解決方法也具有相似性。
例題1:草原上正在進行一場激烈的捕食戰(zhàn),野兔在草地上以20m/s的速度向前方樹洞奔逃,禿鷹在野兔后方130m處以50m/s的速度貼著地面飛行追擊。如果野兔跑到樹洞需要的時間是4s,請問它能否安全逃進樹洞?
方法一:比較路程。兔子4s內(nèi)通過的路程s1=v1t1=20m/s×4s=80m;鷹在4s內(nèi)通過的路程s2=v2t2=50m/s×4s=200m。
鷹和樹洞之間的距離為130m+80m=210m。
s2
野兔能安全到達洞口,鷹追不上。
方法二:比較時間。鷹飛到樹洞口所需的時間t=s/v= =4.2s,野兔跑進樹洞所需時間4s。
t>4s,
野兔能安全到達洞口。
方法三:比較速度。設(shè)鷹在4s內(nèi)能飛到樹洞口,則速度應(yīng)為v=s/v=210m/4s =52.5m/s,而鷹的實際速度為50m/s。
50m/s
野兔可以安全到達洞口,鷹追不上。
例題2:一個體積是40cm3的鐵球,質(zhì)量是156g,這個鐵球是空心的還是實心的?(ρ鐵=7.8×103kg/m3)
解法一:比較密度。求出球的密度與鐵的密度相比較,ρ鐵=7.8×103kg/m3=7.8g/cm3。
ρ球= = =3.9g/cm3。
ρ球
鐵球是空心的。
解法二:比較質(zhì)量。設(shè)鐵球是實心的,求出實心球的質(zhì)量與鐵球的質(zhì)量相比較。
m實=ρ鐵V球=7.8g/cm3×40cm3=312g。
m實
鐵球是空心的。
解法三:比較體積。設(shè)鐵球是實心的,求出實心球體積與已知鐵球的體積相比較。
V實= = =20cm3。
引言
物理原本是一門趣味性和實用性很強的自然科學(xué),很多學(xué)生也認識到學(xué)好物理的重要性,但是初中階段的學(xué)生剛剛接觸到物理學(xué)科,由于對物理學(xué)科還很陌生,同時受到思維方式的約束,不少學(xué)生感到物理學(xué)習(xí)存在困難。因此,在初中物理教學(xué)過程中,必須挑選合適的方式以降低這種難度,激發(fā)學(xué)生對物理學(xué)習(xí)的興趣。
一、初中物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
從上世紀70年代開始,我國著名物理學(xué)家朱正元教授在當(dāng)時學(xué)校一窮二白基礎(chǔ)上提出了“拼拼湊湊做實驗”的口號,要求初中物理教師要克服一切困難,將物理實驗開展起來,讓學(xué)生活動起來。經(jīng)過過去多年的改善,各地初中院校的物理實驗條件有了極大改善,但是對許多物理教師來說,當(dāng)前的實驗器械對于學(xué)生來說,好像過于繁雜,得到實驗成果的過程更加簡單,但是學(xué)生親自動手進行實驗的機會卻越來越罕見,讓實驗的趣味性大大縮減,學(xué)生從實驗的過程中獲得的成就感也明顯減少。低成本實驗教學(xué),立足于學(xué)生的日常生活,學(xué)生更易感同身受,更容易理解與激發(fā)起興趣。達到“成本低而智慧不低、成本低而技術(shù)不低、成本低而價值不低”,引導(dǎo)學(xué)生利用課后時間自主實踐、自主探索、發(fā)現(xiàn)、創(chuàng)新,培養(yǎng)實踐能力和創(chuàng)新精神。積極地進行低成本實驗教學(xué)的開發(fā),能夠讓初中物理教學(xué)去偽存真,讓物理實驗教學(xué)取得更好地教學(xué)效果,推動物理教育朝著生活和社會前進。
二、低成本實驗教學(xué)在初中物理教學(xué)中的運用
1.借助低成本實驗導(dǎo)入新課
根據(jù)經(jīng)驗得知,新課的導(dǎo)入形式多種多樣,但是依托低成本實驗導(dǎo)入新課將會明顯改善初中物理教學(xué)的效率。
比如,在開始動量定理的課程時,可以使用這樣一個實驗,教師準備兩個新鮮雞蛋,將它們置于相同高度,讓雞蛋一個掉落到桌面,另一個掉落到桌子上的海綿上,讓學(xué)生觀察每一個細節(jié),實驗結(jié)束之后,學(xué)生定會產(chǎn)生疑問,為何掉落到桌子上的雞蛋爛了,但是海綿上的雞蛋卻不受影響。為了尋找問題的答案,學(xué)生將會對新課產(chǎn)生很濃的興趣。
2.借助低成本實驗深化對物理概念的認知
在學(xué)習(xí)牛頓第一定律的時候,為了讓學(xué)生深化對質(zhì)量和慣性之間的關(guān)系,教師可以帶領(lǐng)學(xué)生做這樣一個實驗:將一個空心球固定在細繩的一頭,而另一頭固定在瓶蓋之上。將空心球置于裝滿水的瓶中,再擰緊瓶蓋,將瓶子倒立,快速向右活動瓶子,此時空心球不但不根據(jù)常理向后活動,而是朝著相反的方向,向前快速滾動。這又是為什么呢?教師借助這一問題的契機,在學(xué)生充滿好奇的情況下,給學(xué)生講解從一現(xiàn)象的原理,加深學(xué)生對慣性的印象,讓他們對此概念有更深刻的認知。
3.借助低成本實驗提出問題
在物理教學(xué)中,教師應(yīng)該為學(xué)生營造一定的問題情景。針對具體的現(xiàn)象提出問題,讓學(xué)習(xí)取得更加理想的效果。
比如,拿一個裝上水的玻璃杯,用硬紙片將杯子蓋上,用心按壓紙片,然后慢慢地將杯子翻轉(zhuǎn)過來,之后小心地將手拿開,看杯子中的水會不會流出來,紙片會不會掉下來。讓學(xué)生們自己親手做著個實驗,先認真觀察實驗的每一個過程,之后提出問題,小組討論找到問題的在答案。在這個過程中,學(xué)生還可以對這個實驗的材料進行調(diào)整,改變杯子中的水量的多少。最終,學(xué)生們會發(fā)現(xiàn),無論怎么改變水量的多少,最終結(jié)果都是一樣,硬紙片最終都不會掉下來。最后,帶領(lǐng)學(xué)生從玻-馬定律中找尋讓紙不會掉落的原理。
4.借助低成本實驗完成研究
在物理新課程標準中,重點提及了探究式學(xué)習(xí)的方式,也就是讓學(xué)生依托對現(xiàn)象的分析去研究事情的本質(zhì)。尤其是在實驗結(jié)果不符合學(xué)生的想象的時候,將會激發(fā)學(xué)生對知識更大的興趣。此外,還應(yīng)該讓學(xué)生養(yǎng)成探究的習(xí)慣和堅持真理的態(tài)度,逐步提升他們的物理學(xué)習(xí)能力。
比如,在學(xué)習(xí)小孔成像的知識的時候,教師可以讓學(xué)生回想生活中常見的一種現(xiàn)象,那就是在晴朗的天氣,樹蔭下的光斑是什么形狀的?經(jīng)^大家的探討,學(xué)生們將會得知是圓形的這樣一個答案。同時,教師還可以讓學(xué)生自己準備一些紙板,在上面挖出各種形狀的小孔,然后讓它們在太陽光下面成像,看小孔的形狀不同,會不會讓所成的圖像有所變化。在這個實驗中,教師不用告知學(xué)生答案,而是讓他們親自動手,自己去找尋問題的答案。
結(jié)語
總而言之,在初中物理教學(xué)中,實驗教學(xué)對教學(xué)效果的改善有著舉足輕重的作用。但是,鑒于初中物理實驗教學(xué)的現(xiàn)狀,使用低成本實驗教學(xué)是大勢所趨。經(jīng)過上文的分析,使用低成本實驗教學(xué),其實驗器械都是學(xué)生日常生活中常見之物,使用這些物品完成實驗,不但節(jié)省了實驗成本,而且讓實驗結(jié)果變得更加有趣,實驗的結(jié)果更加清晰明了,教育效果更加理想。
【參考文獻】
初中物理,由于密度是物質(zhì)的一個重要特性,所以它在生活、生產(chǎn)、國防、科研等方面有著廣泛的應(yīng)用。有關(guān)密度知識的應(yīng)用主要有以下幾個方面:(1)鑒別物質(zhì);(2)測質(zhì)量;(3)計算體積;(4)判斷物體是否是空心;(5)利用密度,可計算出混合物中所含各物質(zhì)的質(zhì)量等。題目類型多,解題思路廣。同學(xué)們初次接觸到物理計算題,它既考查學(xué)生分析、推理能力,又要求學(xué)生寫出完整的過程、規(guī)范的步驟,還要注意單位換算,運算時單位要統(tǒng)一。因此,具有一定的難度,大部分同學(xué)感到不知所措,無從下手。
如何提高解題速度,本人經(jīng)過多年的教學(xué)實踐,總結(jié)了下面四類有關(guān)密度特殊題型的解題技巧,供同學(xué)們參考。
一、瓶裝液體型
解題技巧:抓住體積不變。在用同一瓶子裝滿不同液體時(注意條件:裝不同液體時,均要裝滿),根據(jù)瓶子的體積不變這一特點,所以解題時必須抓住V1液=V瓶;V2液=V瓶這一關(guān)鍵,得出:V1液=V2液,即兩種液體的體積相等。
例1.一個玻璃瓶的質(zhì)量為0.5千克,裝滿水時質(zhì)量為1.7千克,裝滿某種液體后質(zhì)量為1.46千克,求該液體的密度。
解析:由題目條件可知:m水=1.7千克-0.5千克=1.2千克;m液=1.46千克-0.5千克=0.96千克.接著求出V水=m水/ρ水=(1.2千克)/(1.0×103千克/米3)=1.2×10-3米3.所以,V液=V瓶=V水=1.2×10-3米3,ρ液=m液/V液=(0.96千克)/(1.2×10-3米3)=0.8×103千克/米3.
例2.杯子里裝滿水后總質(zhì)量為200克,浸沒一金屬塊后有一部分水將溢出,溢出水后其總質(zhì)量為269克,把金屬塊取出后剩下水和杯子的總質(zhì)量為190克,問金屬塊的密度為多少千克/米3?
解析:此類題的常規(guī)解題思路是,根據(jù)金屬塊放入前和取出后,水和杯子的總質(zhì)量相差10克,所以金屬塊的體積就等于10克水的體積,因為水的密度已知,則金屬塊的體積可求V金=V水=m水/ρ水=(10克)/(1克/厘米3)=10厘米3。在依據(jù)金屬塊投入后的質(zhì)量為269克,取出后的質(zhì)量為190克,則金屬塊的質(zhì)量可求m金=269克-190克=79克,再依據(jù)ρ=m/V就求出金屬塊的密度了。
若利用過渡因素,采用“比例法”解答,在此題中過渡因素是“溢出水的體積”與“金屬塊的體積”是相等的,故可設(shè)它們的體積為V時則有:
200克-190克=ρ水V 1
269克-190克=ρ金V 2
用1/2可得:ρ水V/ρ金V=(200克-190克)/(269克-190克)
即ρ金=(79/10)•ρ水=7.9×103千克/米3.
小結(jié):這種“比例法”解題的關(guān)鍵是,找過渡因素,避開煩瑣的計算,一般適用于物理過程情景有對稱性的類型題。
練習(xí):一容器裝滿水后,水的質(zhì)量是1千克.則當(dāng)裝滿密度為1.1×103千克/米3的某種液體時,求裝入該液體的質(zhì)量。
二、冰、水轉(zhuǎn)化型
解題技巧:抓住質(zhì)量不變。在冰化成水或水結(jié)成冰的過程中,根據(jù)物體質(zhì)量不隨狀態(tài)而變化的特性。這類題型常常隱含m冰=m水,解題時必須挖出這一隱含條件。
例3.一正方形冰塊,邊長為4厘米,完全化成水后的體積為57.6厘米3,求冰的密度。
解析:先求出水的質(zhì)量:m水=ρ水V水=1.0×103千克/米3×57.6×10-6米3=57.6×10-3千克,即m冰=m水=57.6×10-3千克.再算出冰的體積:V冰=a3=(4×10-2米)3=64×10-6米3;最后求解:ρ冰=m冰/V冰=(57.6×10-3千克)/(64×10-6米3)=0.9×103千克/米3.
練習(xí).2千克的水完全結(jié)成冰后,它的體積是多少?(ρ水=1.0×103千克/米3,ρ冰=0.9×103千克/米3)
三、混合物質(zhì)型
解題技巧:抓住公式ρ合=m合/V合,把不同液體或固體混合制成混合液或合金時,一般有m合=m1+m2;V合=V1+V2.當(dāng)把題中所給條件代入m合或V合,再運用ρ合=m合/V合即可求出未知量。
例4.設(shè)兩種金屬的密度分別為ρ1、ρ2,則取質(zhì)量相同的這兩種金屬制成合金時,合金的密度為多大?
解析:設(shè)兩種金屬的質(zhì)量均為m,則m合=2m,體積分別為V1、V2,則V合=V1+V2=m/ρ1+m/ρ2,所以ρ合=m合/V合=2m/(m/ρ1+m/ρ2)=2ρ1ρ2/(ρ1+ρ2).
練習(xí)1:若上題中條件變?yōu)?取相同體積的這兩種金屬制成合金,合金的密度又為多大呢?
例5.一金、銅合金工藝品,金、銅的比例是按3:2的體積比混合的,求該工藝品的密度。
解析:本題求的不直接是質(zhì)量或體積,故考慮已知條件,而已知為體積的關(guān)系,用質(zhì)量構(gòu)建等式。ρ金•V金+ρ銅•V銅=ρ(V金+ V銅),19.3×103千克/米3×3V+8.9×103千克/米3×2V=ρ×5V,解得:ρ=15.14×103千克/米3。
練習(xí)2:有甲、乙兩塊金屬,甲的密度是乙的密度的2/5倍,乙的質(zhì)量是甲的質(zhì)量的2倍,那么甲的體積是乙的體積的()
(A)0.2倍 (B)0.8倍 (C)1.25倍(D)5倍
四、空心、實心型
解題技巧:運用體積比較法。在判斷物體是空心還是實心問題時常用的方法有:(1)密度比較法;(2)質(zhì)量比較法;(3)體積比較法。這三種方法均能很快判斷出結(jié)果。但若物體是空心,再求空心部分體積是多大時,若用前兩種方法就是多走彎路,回過頭來還得求體積。所以,用體積比較法既可判斷是空心還是實心,還可以直接求出空心部分的體積。
例6.一個體積為5.23×10-4米3的鋼球,其質(zhì)量是3.9千克.已知鋼的密度ρ=7.8×103千克/米3,試判斷該鋼球是空心的,還是實心的?
解法一:比較密度法
解析:由鋼球的質(zhì)量m和體積V,求出鋼球的密度ρ/,再與鋼球的密度ρ比較,若ρ/=ρ,則鋼球是實心的;若則ρ/
解:ρ/=m/V=3.9千克/(5.23×10-4米3)=7.5×103千克/米3.
因為ρ/
解法二:比較質(zhì)量法
解析:由鋼球的體積V和鋼球的密度ρ,求出與該鋼球體積相等的實心鋼球的質(zhì)量m/,若m/=m,則該鋼球是實心的,若m/>m則該鋼球是空心的.
解:m/=Vρ=5.23×10-4米3×7.8×103千克/米3=40.79千克.
因為m/>m,所以該鋼球是空心的.
解法三:比較體積法
解析:由鋼球的質(zhì)量m和鋼球的密度ρ,求出與該鋼球質(zhì)量相等的實心鋼球體積V/,若V/=V,則該鋼球是實心的,若V/
解:V/=m/ρ=3.9千克/(7.8×103千克/米3)=5×10-4米3
一、學(xué)生自主分析試卷
讓學(xué)生自主分析試卷,統(tǒng)計錯誤率高的題型,分析錯誤原因,自我訂正,總結(jié)反思。建議在上評講課之前就把評好的試卷發(fā)回給學(xué)生(也可利用評講課中的前10分鐘),讓學(xué)生自主分析試卷,總結(jié)重點及考點,展示各試題的錯誤率,分析易錯點,找出錯誤原因,自我更正并總結(jié)反思,明白自己的薄弱環(huán)節(jié),以便在講評課中帶著問題,有重點地討論和聽講。
以下面一道選擇題為例:
下列各項有關(guān)超聲波的敘述,哪一項是正確的?( )
A. 超聲波是電磁波
B. 超聲波在空氣中的傳播速度是3×108m/s
C. 超聲波不能通過真空
D. 超聲波可用來消毒日常的飲用水
注:正確答案選C。
學(xué)生分析試卷,統(tǒng)計高錯誤率的題型:本題是本次考試得分率較低的選擇題,錯選A的學(xué)生最多。
分析錯誤原因:錯選A的學(xué)生最多,其原因是學(xué)生將超聲波與電磁波混淆,此類題屬于易混淆題。
學(xué)生反思:如何做好易混淆題?對于易混淆的知識點,要通過對比徹底弄清它們的區(qū)別和聯(lián)系。小組討論,總結(jié)超聲波與電磁波的區(qū)別和聯(lián)系,請一個學(xué)生寫在黑板上,如下:
二、類似題練習(xí)(或逆向思維題的練習(xí))
類似題練習(xí):找與本題所考知識點相同的另一些題來讓學(xué)生練習(xí),加以鞏固,從而使學(xué)生能舉一反三,做到熟能生巧。
例如:下列有關(guān)電磁波和聲波的敘述,哪一項是錯誤的?( )
A. 真空中所有電磁波的傳播速度都是 3 ×108m/s
B. 聲波在固、液、氣三態(tài)中的傳播速度相同
C. 電磁波的傳播不需要介質(zhì),真空也能傳播
D. 聲波傳播一定要有介質(zhì)
逆向思維題的練習(xí):有時還要逆著本題的思路出些練習(xí),將條件與結(jié)果互換,或者將條件變?yōu)橄喾?,讓學(xué)生做到逆順自如。
對于物理試卷中的過程題(例如計算題、實驗題),可采用以下步驟:展示錯誤找出錯誤分析錯誤反思解題方法同類題訓(xùn)練。建構(gòu)主義認為,“學(xué)習(xí)不是簡單的信息積累,更重要的是包含新舊知識經(jīng)驗的沖突,以及由此而引發(fā)的認知結(jié)構(gòu)的重組。學(xué)習(xí)過程不是簡單的信息輸入、存儲和提取,是新舊知識經(jīng)驗之間的雙向的相互作用過程”。學(xué)生考試中的錯誤就是新舊知識經(jīng)驗的沖突,老師講典型錯誤展示,讓學(xué)生找出錯誤,分析錯誤,訂正錯誤,從而達到認知結(jié)構(gòu)的重組。以下題為例:
把一個外觀體積為17.8cm3的空心銅球放入水中,它恰好處于懸浮狀態(tài)。已知銅的密度是8.9×103kg/m3, g取10N/kg,求:(1)空心銅球的重力;(2)銅球空心部分的體積。
展示錯誤:用實物投影展示典型錯誤的答案,不宜用本班學(xué)生的,找其他班學(xué)生的答案,或者用數(shù)碼相機拍下典型錯誤的答案,放到課件中展示。
找出錯誤:學(xué)生找出錯誤,不能用銅的密度乘以銅球的體積來計算銅球的質(zhì)量。
分析錯誤:因為題中銅球是空心的,銅球所含銅的體積自然比銅球外形的體積小。只有銅的密度乘以銅的體積才是銅的質(zhì)量。
反思解題方法:本題不知銅球所含銅的體積,所以不能通過密度乘以體積來計算質(zhì)量。此法不通,換用它法。抓住“懸浮”一詞,懸浮的物體受力平衡,即G球=F浮,又根據(jù)F?。?籽液gV排算出F浮?;蛞驗椤皯腋 笨芍?/p>
?籽球=?籽水,然后根據(jù)M球=?籽球V球求出M球,再根據(jù)G球=M球g求出G球。
同類題訓(xùn)練:一銅球其質(zhì)量為16.8kg,體積為3dm3。試判斷是否空心?若是空心,其空心部分體積為多少?若將此球放入水中,它的狀態(tài)是怎樣?(g=10N/kg,銅的密度為8.9 ×103kg/m3)
三、掃描投影正確規(guī)范的答案
掃描投影正確規(guī)范的答案既表揚了好的學(xué)生也能讓其他學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)范的表述。如以下面作圖題的答案為例進行投影,學(xué)生就可以很規(guī)范地表述作圖。
一、一題多問,培養(yǎng)學(xué)生思維的廣闊性
思維的廣闊性即指利用教學(xué)中的可選題目進行多角度和多方位的演變,從而發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新思維能力,表現(xiàn)為思維廣闊和思路全面.教學(xué)中的一題多解和一題多變就是為了培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維而生,這種多角度開拓學(xué)生思路的教學(xué)方法,使得物理解題變得更為靈活和有趣.譬如在正常工作的情況下,規(guī)格為220 V,60 W的燈泡通過燈絲的電流以及此時燈絲的電阻分別為多大.此題可演變?yōu)槎喾N形式的例題.若將這個規(guī)格為220 V,60 W的燈泡連接到電壓為220 V的電路中,請問此燈泡所耗的功率是多少,或改問是否可將這個燈泡接在380 V的電源上以及成立和不成立的原因,或改為若接在220 V的電源上,根據(jù)日工作量4小時來計算30天所耗電能是多少,共為多少度.最后一問改為若將規(guī)格為220 V ,60 W的燈泡與220 V,100 W的燈泡串聯(lián)在一條電路中,且這條電路的電源電壓為220 V,則問哪盞燈會更亮及其原因.綜上所述,這就是一題多問的教學(xué)方法,以一題的演變來引導(dǎo)學(xué)生的綜合分析能力和解決問題的能力,培養(yǎng)學(xué)生在解題中的發(fā)散思維和思維的廣闊性.
二、一題多變,培養(yǎng)學(xué)生思維的深刻性
思維的深刻性即指表現(xiàn)為深刻理解事物的基本概念及其發(fā)展規(guī)律,在研究事物本質(zhì)的基礎(chǔ)上,總結(jié)而出的抽象理解與邏輯深度.物理教師在課堂上對題目的演變和拓展,其實是對學(xué)生解決問題和運用知識的能力地培養(yǎng),學(xué)生的邏輯水平和思維水平都要取決于是否在習(xí)題訓(xùn)練中發(fā)揮到位.如果學(xué)生沒有這種對問題本質(zhì)屬性富有深刻理解的思維性,則不會完成一題多變的解題任務(wù),所以思維的深刻性就是對學(xué)生抓住知識的本質(zhì)以及熟練運用知識的一個根本前提.譬如在容器中的水面上浮有一塊冰,請問冰融化后水面所顯示的刻度會如何變化,此題可變?yōu)槭⒂械攘克娜萜髦兴嫔细∮幸粔K冰,冰上有鐵片或者冰里有氣泡,然后追問冰融化后水面所顯示刻度的變化. 亦可變?yōu)樵诘攘克娜萜髦屑佣康柠},然后求冰融化后鹽水所顯示刻度的變化.
三、一題多解,培養(yǎng)學(xué)生思維的變通性
思維的變通性即指在解題過程中所表現(xiàn)出來的反應(yīng)速度和思維靈活.這種在已知條件和特殊關(guān)系的背景下,最快速度找到解決問題的方法的能力就是思維活動的敏捷性與靈活性.一個是反應(yīng)速度,一個是靈活程度,變通性也是學(xué)生智力反應(yīng)快慢的標志.有些物理教師也會利用例題的演變來鍛煉學(xué)生的思維變通能力,而不是呆板地去看待問題.譬如已知一個鐵球的質(zhì)量是25 kg,在測量其體積為5×10 m3的情況下得出鐵球的質(zhì)地是否空心,若是空心求它空心部分的體積.有幾種方法計算,如體積比較法、質(zhì)量比較法、密度比較法來作判斷.物理教師的作用在于指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會三種方法,用每一種去計算并且找出最為簡單和快捷的一個方法來判斷鐵球的質(zhì)地.由此可見,一題多解的教學(xué)方法可以有助于學(xué)生對知識進行鞏固和熟記的基礎(chǔ)上提高其運用能力,使得學(xué)生不僅把握物理概念和定律,而且對公式的運用方式也產(chǎn)生很深的理解和滲透,從而達到獨立解題思路的確立.
四、巧妙解題,培養(yǎng)學(xué)生思維的創(chuàng)造性
思維的創(chuàng)造性即指思維的創(chuàng)新方式.這種理念廣泛存在于解題之中,素質(zhì)教育的目的也在于此.為了培養(yǎng)學(xué)生靈活運用和掌握知識點的解題能力,摒除過去傳統(tǒng)教學(xué)方法中所流傳的死記硬背和循規(guī)蹈矩等學(xué)習(xí)方法,建立多變通和敢創(chuàng)新的學(xué)習(xí)方式,予以融會貫通的知識學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,找到更為合理和巧妙的方法去思考和探索,只有物理教師與時俱進才能在創(chuàng)造中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和探索精神.譬如,將R―130,R―65,R―13的三個定值電阻并聯(lián)到電路中,求其總電阻這道題.不難發(fā)現(xiàn)許多學(xué)生仍然會從并聯(lián)電阻的公式出發(fā),套用公式然后求得答案.殊不知這樣的解題思路非常死板而且費力.物理教師在此刻應(yīng)該指點學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題所在,提示認真審題后,說明題目中三個電阻的數(shù)值是倍數(shù)關(guān)系,所以第一個電阻是第二個電阻的2倍,更是第三個電阻的10倍,它們之間存在電阻并聯(lián)的倍數(shù)關(guān)系.換句話說,就是可以看成是13個R并聯(lián).
五、積極探索,培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維能力
逆向思維即指當(dāng)思路受到阻礙的時候懂得以相反的角度去思考問題,突破過去的思維定勢從新的立場和方面來發(fā)現(xiàn)問題,以至于解決問題的思維模式.物理教學(xué)中多在于解題思路和思維模式的確立,所以對逆向思維的分析和講解更能培養(yǎng)學(xué)生的獨立思維能力,從而規(guī)避由于傳統(tǒng)思維定勢所形成的思維僵硬和死搬硬套的學(xué)習(xí)方法.
參考文獻:
[1] 侯新杰,郭華.論初中物理課堂教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生問題意識的策略[J].物理教學(xué),2011(7).
要解決一個問題,必須要解決還原物理情境還原問題,初中學(xué)生的思維正在由形象思維向抽象思維轉(zhuǎn)化,有相當(dāng)一部分學(xué)生對于物理情境的建立存在難度,大多數(shù)情況下模擬形象思維能解決這一問題,如這里可以給學(xué)生兩塊質(zhì)量相等的橡皮泥,用一塊模擬做成實心銅球,用另一塊模擬做成空心銅球,學(xué)生的物理情境一下子會建立起來,有了前面的工作,學(xué)生的思維一下子被打開,很容易想到第一種方法是根據(jù)體積來判斷,假設(shè)銅球?qū)嵭?,計算銅球體積:所以銅球空心――即比較體積法。第二種方法:比較密度法,第三種方法:比較質(zhì)量法。
類似這樣的例子很多,電學(xué)中很多題學(xué)生討論完后總有一種條條大路通羅馬的感覺,例如:有一個電源電壓為12伏,另有一個滑動變阻器,最大阻值為60歐,還有一個“6伏3瓦”的燈泡,畫出該燈泡正常發(fā)光時的電路圖?大多數(shù)學(xué)生會利用串聯(lián)分壓原理將燈泡和滑動變阻器串聯(lián),調(diào)節(jié)滑動變阻器可使燈泡正常發(fā)光(如圖1所示)
經(jīng)過探究就會發(fā)現(xiàn):如圖2將燈泡和滑動變阻器的一部分并聯(lián),再和滑動變阻器的另一部分串聯(lián),即調(diào)節(jié)滑動變阻器使燈泡和滑動變阻器的一部分并聯(lián)的電阻和滑動變阻器的另一部分阻值相同時,燈泡也可以正常發(fā)光。如圖3將燈泡和滑動變阻器的一部分串聯(lián),再和滑動變阻器的另一部分并聯(lián),即調(diào)節(jié)滑動變阻器使燈泡和串聯(lián)滑動變阻器的一部分相同時,燈泡也可以正常發(fā)光。如圖4將滑動變阻器并聯(lián)起來,調(diào)節(jié)滑動變阻器使其并聯(lián)的兩部分的阻值和燈泡的阻值相同時燈泡也可以正常發(fā)光。由此可以知道以上四種情況均可以達到燈泡正常發(fā)光的目的,使學(xué)生的思維得到訓(xùn)練。
顯然一題多解是“假”,訓(xùn)練學(xué)生的發(fā)散思維是真。
二、 從習(xí)題答案入手培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維
教材中的計算題答案基本上只有一個,學(xué)生也習(xí)慣了只有一個答案的習(xí)慣,這不但不利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維,而會帶來負面效應(yīng)。例如,一束太陽光與地面成37.50角射來,想讓太陽光水平射入一洞中,問平面鏡該如何放置?讓太陽光水平射入,此洞可在平面鏡的右側(cè),也可在平面鏡的左側(cè),如圖所示:
情況一目了然,故習(xí)題設(shè)計時也應(yīng)有意識地一題多答案,引導(dǎo)學(xué)生進行發(fā)散思維,培養(yǎng)創(chuàng)造性思維能力。
三、 從習(xí)題中蘊藏的深層含意去培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維
在有些習(xí)題中往往含有深層含義,在解題過程中不光要知道題目的答案,還要在此基礎(chǔ)上多思維,合理推斷深層次的道理。
此題選自八年級下冊優(yōu)化設(shè)計P32第7題:
下面兩個實驗都是為了演示“碘的升華”而設(shè)計的,參閱表中幾個溫度的數(shù)據(jù),你認為哪個實驗?zāi)芨玫胤从场暗獾纳A”現(xiàn)象,說明理由:
你認為實驗_________方案更好些呢?
學(xué)生學(xué)習(xí)升華知識后往往認為碘只會升華,不會熔化,也不會沸騰,通過這道題的思考,學(xué)生恍然大悟,原來任何物體都會在固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)之間發(fā)生物態(tài)變化,實驗1中的碘的蒸氣不全是升華后產(chǎn)生的碘蒸氣,而含有大量的先熔化后汽化產(chǎn)生的碘蒸氣。而實驗2中確信不會發(fā)生碘的熔化現(xiàn)象(因碘熔化要滿足晶體熔化的條件),此時的碘蒸氣只能是升華產(chǎn)生的碘蒸氣。其實教材中碘的升華實驗就是采用實驗1的做法,這里我想兩個實驗都讓學(xué)生對比的去做意義更大。
類似這樣的題在現(xiàn)在的教材中越來越多,也說明我國課程改革越來越強調(diào)學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。
例1 有一枚第11屆亞運會紀念幣,它的質(zhì)量為16.02g,體積為1.8cm3;(1)制成這種紀念幣的金屬的密度為多少?(2)如果用這種金屬制成9cm3的實心紀念品,則制成的紀念品的質(zhì)量又為多少?
分析 在前面學(xué)習(xí)中我們知道 ρ=m/V中的三個物理量只要知道其中的兩個量,就可以直接求出第三個量。(物理題解中一定注意每個物理量的單位換算與統(tǒng)一)
解 (1)ρ=mV=16.02g1.8cm3
=8.9g/cm3=8.9×103kg/m3
(2)根據(jù) ρ=mV推導(dǎo)出m=ρV=8.9×103 ×9×10-6=80.1×10-3kg=80.1g
又:在(2)的解法中,可靈活應(yīng)用同種物質(zhì)密度相同質(zhì)量和體積成正比的比例式解答
即 m1V1=m2V2
求出m2=80.1g
拓展練習(xí) (1)1毫升水,1升水和1立方水的質(zhì)量各是多少?
(2)一個長方形的均勻鋁箔,如何用天平和刻度尺測出其厚度?
2 密度與鑒別物質(zhì)
例2 有一白色金屬收藏品,它可能是白金或銀或鋁制成的,為了鑒別它的制造材料,人們用天平測出它的質(zhì)量是23.1g再用量筒測出其體積為2.2cm3,試問它是由什么制成的?
分析 不同的物質(zhì)有不同的密度,密度是物質(zhì)的一種特性,密度它能代表一種物質(zhì),我們能求出密度值,對應(yīng)查表就可以知道它是什么材料了。
解 ρ=mV=23.1g2.2cm3
=10.5×103kg/m3
根據(jù)密度值對應(yīng)查表得
ρ 銀=10.5×103kg/m3
這種金屬是銀。
拓展練習(xí) (1)傳說中阿基米德鑒定工匠為國王打制的金冠中摻有白銀,怎樣用密度知識鑒定金冠中摻有其它金屬?
(2)金銀手飾市場上假貨太多,如有人請你用你所學(xué)的物理知識給他鑒定一下他所買的金項鏈是否是純金的,你能嗎?用什么方法?
3 密度與樣品問題
例3 有一節(jié)油車裝30m3的石油,從車中取出30mL的石油,測出質(zhì)量為24.6g,求(1)這種石油的密度是多少?(2)這節(jié)油車裝多少噸石油?
分析 由于取出的一小部分樣品的密度和整個油車中的石油的密度是相同的;也就是說所取出的樣品和總量是同種物質(zhì),同種物質(zhì)密度相同。于是我們就可以根據(jù)個量(樣品)求總量。
解 ⑴ ρ1 =m1V1=24.6×10-3kg30×10-6m3
= 0.82×103kg/m3
⑵ ρ總= ρ 1 (同種物質(zhì)密度相同)
m總= ρ總V總
=0.82×103kg/m3×30m3
=24.6×103kg=24.6t
與例1(2)相同,可以用比例式求解 即:
m1V1=m總V總 求出m總或 V總
拓展練習(xí) (1)天安門廣場上的人民英雄紀念碑,它的碑心是一整塊巨大的花崗巖,在長14.7m,寬2.9m,厚1m的碑心石上刻著“人民英雄永垂不朽”,怎樣知道它的質(zhì)量?
(2)為了測定1998年長江洪水中的泥沙含量(即每立方米水中含泥沙的質(zhì)量是多少千克),研究人員共集了40dm3的水樣,稱得其總質(zhì)量為40.56kg,已知干燥的泥沙的密度ρ=2.4×103kg/m3,試求洪水中的泥沙含量是多少?
4 密度與容積問題
例4 某一容器裝滿水后總質(zhì)量是3.4kg,裝滿密度為0.8×103kg/m3的酒精后總質(zhì)量為2.8kg,若用該容器裝滿鹽水則測得總質(zhì)量為4kg,求:(1)此容器的質(zhì)量是多少?(2)所裝鹽水的密度是多少?
分析 對于同一個容器,容積是不發(fā)生變化的,無論是分別裝滿哪種液體,這幾種液體的體積都是相等的,體積相同的不同種液體,由于密度不同質(zhì)量自然也就不同,根據(jù)測液體質(zhì)量(總量除匹)的方法m液=m總-m容器就得到液體凈質(zhì)量。再利用體積相等建立等式方可求解(也可以直接用體積相等,質(zhì)量和密度成正比的比例式求解)
解 (1)設(shè)容器質(zhì)量為m
m水=3.4kg - m
m酒精=2.8kg - m
V水=m水ρ水
V酒精=m酒精ρ酒精
根據(jù)題意可知
V水= V酒精
=3.4kg-m1×103kg/m3
=2.8kg-m0.8×103kg/m3m
= 0.4kg
(2)同樣的道理 v水= v鹽水
m水ρ水=m鹽水ρ鹽水
解得 ρ鹽水=1.2×103kg/m3
拓展練習(xí) (1)一空瓶能裝1kg的水,那么它最多能裝多少密度為0.8×103kg/m3的油?一個瓶能裝1kg密度為0.8×103kg/m3的油,則它最多能裝多少水?
(2)一杯中裝滿水后,總質(zhì)量為200g,將一石塊放入杯中,總質(zhì)量增加了15g,再將石塊取出,此時杯子與水總質(zhì)量為190g,求石塊的密度。
5 密度與空心問題
例5 用天平測得一鐵球的質(zhì)量是158g,把它浸沒在盛滿水的燒杯中時,從燒杯中溢出水的質(zhì)量是40g,求此球是實心的還是空心的?
分析 (1)從密度角度去鑒定。利用它排出水的質(zhì)量可以計算球的體積,再根據(jù)公式求出密度,如果求出的鐵球的密度與鐵的密度相同,它是實心的。(2)比較40cm3鐵的質(zhì)量與鐵球的實際質(zhì)量的大小關(guān)系,可以判斷它是空心的還是實心的。(3)比較158g鐵的體積與鐵球的實際體積的大小關(guān)系也可以判定它的空心還是實心。
解法 (1) V球= V水=m水ρ水=40g1.0g/cm3
= 40cm3
ρ球 =m球V球=158g40cm3
= 3.95g/cm3
ρ 球< ρ 鐵
鐵球是空心的。
解法 (2) V球= V水=40cm3
m實心= ρ鐵 V 球=7.9g/cm3×40cm3
=316g
m實心 >m球
鐵球是空心的。
解法 (3) V球= V水=40cm3
如果球是實心的
V鐵 =m球ρ鐵=158g7.9g/cm3
=20cm3
V 鐵< V 球
鐵球是空心的。
拓展練習(xí) (1)有一正方體鋁制品邊長為2dm,用天平測出此鋁制品的質(zhì)量為10.8kg,問此鋁制品是空心的還是實心的?如果是空心的,空心部分裝滿水,求鋁制品的總質(zhì)量為多少?
6 密度與漂浮問題:
結(jié)合浮力的應(yīng)用可知,漂浮現(xiàn)象中物體有部分體積露出液面,物體的平均密度是小于液體的密度的,但因為漂浮中浮力等于物體重力,即可以推導(dǎo):
F?。紾物
ρ 液 g V 排= ρ 物gV物
ρ液gnmV 物 = ρ 物gV物
ρ物=nmρ 液
膽略,知識,悟性與創(chuàng)意是能力(分數(shù))的源頭;命題專家更是青睞。
膽略,表現(xiàn)為毅力,耐心,敢作敢為,敢于實踐,與人的性格、度量、閱歷環(huán)境有關(guān),俗說藝高人膽大,可見,知識、技能也對之有影響。知識,本文指的是初中物理,諸如質(zhì)點、力、牛頓定律、壓強、浮力、歐姆定律等基礎(chǔ)知識,及中學(xué)生所具備的心智常識。悟性,就是能透過現(xiàn)象看本質(zhì),猶如花生榨出的油,(雖是固體卻流出液體),骨頭熬出的湯。是運用已知事實,驗證所得結(jié)論正確與否,及反饋信息,從而調(diào)整自己行動的能力。創(chuàng)意,就如同是建筑物,有的卻有栩栩如生的造型,都是鋼鐵,她卻是飛奔的列車。
通過下列題目的分析可知道,此四者的應(yīng)用。
(貴港2010年中考物理題第十題)一塊磚先后平放,側(cè)放,立方在水平水面上,對水平地方的壓強分別為800Pa,2000Pa和5000Pa,則磚塊受到的重力是___N,兩塊這樣相同的磚疊加在一起平放在水平面上,他們對地面的壓強是___Pa(磚的密度ρ=2000kg/m?,g取10N/kg)題目的關(guān)鍵詞:重力,壓強,密度。
對這些概念,課改要求:、
(1) 認識重力,知道重力是怎樣產(chǎn)生的,理解重力的大小和方向。
(2) 了解壓力的概念,理解壓強的概念和公式,知道增大和減小壓強的方法,能進行有關(guān)的簡單計算。
(3) 會用密度公式解決簡單問題,能解釋生活中一些與密度有關(guān)的物理現(xiàn)象。
用課標衡量題目,其要求均在課標范圍內(nèi)。對磚的要求,課標并沒有指明,磚屬于生活中常見的物體。涉及三條物理公式:(1)p=F/S;(2)G=mg;(3)ρ=m/V。命題專家以磚作為載體,把幾個概念公式集中在一起,交叉使用。
2010年12月28日,貴港市初中教師培訓(xùn)班(物理)分析會上,貴港黃教研員把此題列為典型題目分析,估計難度系數(shù)為0.4;實際為0.22;并說,座下百多位理教師(或者疏于做題),半個小時內(nèi),沒有幾個做得對的,眾人大嘩。
原設(shè)題者的預(yù)想解答如下:
解:設(shè)磚平放,側(cè)放,立放的各面面積分別為S1、S2、S3;壓強分別P1、P2和P3,磚所受重力為G,磚的體積為V,
則:P1=G/S1…(1)
P2=G/S2 …(2)
P3=G/S3…(3)
把(1)、(2)、(3)相乘得,P1 P2 P3=GGG/S1S2S3,
其中:S1S2S3=VV,G=ρgV,
則:(1).G=P1P2P3/ρρgg=800×2000×5000/2000×2000×10×10=20N
(2) 一塊磚平放時,P1=G/S1
兩塊完全相同的磚疊平放,P1'=2P1=1600Pa,
命題專家預(yù)設(shè)用初中學(xué)生本該掌握的數(shù)學(xué)知識,巧妙地把物理學(xué)科的幾個概念和三個式子聯(lián)系起來,任其他方法都難以找得到答案,有瞞天過海之功,鬼神難測之機;即使訓(xùn)練有素,在緊張的考試中,能洞悉其理,實屬佼佼者了.
但縱觀解題過程,要如此計算,須有幾個前提;
①體積的計算表明,此磚是長方體的;命題者憑平放、側(cè)放、立放的三個面來判斷磚是長方體的,或者,城市建筑的工地的磚是長方體,屬基本常識;顯而易見,工地上有時還有不同形狀的其他磚塊,如六角磚等。
②質(zhì)量(m=ρV)或重力(G=ρVg)的計算,磚應(yīng)密度均勻,以ρ磚=2000kg/m?來表明均勻性,是一廂情愿之舉。即使是長方體的磚塊,也可以有空心的,并且,國家推廣的環(huán)保磚塊就是空心的。
雖是兩分的題目,第一個空是個難點,猶如一只攔路虎,橫在前面,第二個空是很容易的,但由于第一個空的干擾,使考生膽戰(zhàn)心驚,把基礎(chǔ)知識嚇掉了,本該得的分也丟了。
不得分的情形是很多的,眾所周知,在評卷中,卷上沒有答案,肯定是不得分的,知識、膽略不足,肯定會放棄。
③解決問題的知識能力。有知識膽量不足,也會放棄。有些知識能力、膽量都具備的考生,亂沖亂撞,在猶豫中找不到其他方法,只好按專家的預(yù)想做了,得了分,或許花了較長時間。而有部分考生,定勢思維剛好與命題專家預(yù)想相符,不知不覺沒有懷疑什么就做了出來,得了分。
2011年模擬訓(xùn)練中,我校曾用到此題,有兩個學(xué)習(xí)優(yōu)秀的學(xué)生,就沒有做此題,與他們交流時,他們說出了自己的懷疑與擔(dān)心;而一些中等的學(xué)生,卻做對了第二個空。
因此,命題專家預(yù)期難度系數(shù)為0.4,由以上的分析的原因,嚇怕了部分作答能力強的考生,使得實際結(jié)果為0.22,就有了解釋的空間。
2011年中考,命題專家又取了相似的題目,可能已意識到形狀的問題,因此有了正方體的用詞,但用實心正方體,難道正方體的表層下還有空心的地方嗎?同事們是如此懷疑的,取題者如此表述,意圖是什么呢,無非是要說明鐵塊是密度均勻而已,措辭如此隱晦,使考生難以適從。
2011年的第九題,一塊質(zhì)量為7.9kg的實心正方體鐵塊,放在一個長與寬方分別為40cm和20cm的長方形水平桌面中央,則水平桌面對鐵塊的支持力為____N,鐵塊對水平桌面的壓強為_____Pa(ρ鐵=7900kg/m?,g=10kg/N)
解:設(shè)正方體邊長為a,表面面積為s.
由m=ρV得:a=0.1m,S=a×a=0.01,
G=ρVg=7.9N,p=G/S=790Pa
從解題可見,還是要用到密度均勻來計算質(zhì)量、重力。
命題專家的解釋才是權(quán)威的,有效的,若在考試的過程中,敢于實踐,善于實踐,找到專家的預(yù)想解題思路則分數(shù)是肯定的。