中学物理计算题技巧和方法

1、中学物理计算题技巧和方法 计算题以考查学生综合应用所学知识分析问题和解决问题的能力为主它既能反映学生对基本知识的理解掌握水平，同时又能体现学生在综合应用所学知识分析和解决问题过程中的情感、态度与价值观解答计算题应该首先明确它的特点，避免盲目和无从下手的尴尬，同时明确题目涉及的物理现象和物理过程，明确要解决的问题是什么，找准关系，有的放矢的按要求进行合理的计算计算题的解题方法1解题步骤：第一步：认真审题明确现象和过程，确定给出的条件或题目中隐含的条件第二步：找关系也就是针对题目内容分析综合，确定解决问题的方向，选择适合的规律和公式，找准相关物理量之间的关系第三步：列出表达式这一步是在明确了各个已

2、知量、未知量及某个物理量在题目中叙述的物理现象或物理过程变化时存在的关系，根据公式或规律列出相应的表达式，并推导出待求物理量的计算式第四步：代入数据求解这一步是把所用到的已知物理量的单位统一后，把已知量的数据代入计算式中，通过正确运算，得出答案同时对答案进行合理化验证，最后确定正确答案2解答方法：(1)简化法这种方法是把题目中的复杂情境或复杂现象进行梳理，找出题目中的相关环节或相关点，使要解决的复杂的问题突出某个物理量的关系或某个规律特点这样使复杂得到简化，可以在计算解答的过程中减少一些混淆和混乱，把要解答的问题解决例如电路中的电流表可以当作导线，电压表当作断路对电路进行简化，判断电路是并联还

3、是串联 (2)隐含条件法 这种方法是通过审题，从题目中所叙述的物理现象或给出的物理情境及元件设备等各个环节中，挖掘出解答问题所需要的隐含在其中的条件，这种挖掘隐含条件能使计算环节减少，而且所得到的答案误差也小例如：一个标准大气压，p01105 Pa；一个标准大气压下水的沸点为100 ；家庭电路，则电压U220 V；灯泡正常工作，则灯两端电压ULU额，ILI额；物体做匀速直线运动或处于静止状态，则Ff 或FG；图表中的数据等这些可能都是我们解题的关键，我们要善于发现、寻找出这些隐含条件方便我们解题 (3)探索法 这种方法是在题目所给的实际问题或情境中抽象出来的判断出所涉及或应用的物理模型，然后运

4、用相对应的物理概念、物理规律和物理公式，通过计算得出要求解的正确答案 (4)极值法 这种方法也叫端点法它对不定值问题和变化范围问题的解答有重要的实用价值用这种方法解答问题时，应该弄清要研究的是哪个变化的物理量的值或者是哪个物理量的变化范围，然后确定变化的规律或方向，最后用相对应的物理规律或物理概念，一个对应点一个对应点地计算取值例如：连接有滑动变阻器的电路，当滑片P从a端移到b端时，求电路的电流表(或电压表)的示数变化范围，或者反过来告诉你某个表的示数变化范围，让你利用这些数据求某个未知物理量等 (5)应用类分析法 运用数学工具解决物理问题，是物理解题的重要手段许多设计、推理的应用题，都是建立

5、在计算的基础上主要考查学生运用物理公式、规律进行解题的能力例如有两个未知物理量，我们可以根据题目的数据建立两个方程，然后求解未知量 一、有关速度的计算 主要公式【例1】 云南省已连续三年多遭受旱灾，为保证灾区某校师生用水，政府派出抗旱送水车送水如果一辆送水空车质量6 t，水罐容积5 m3.装满水后，车轮与地面的总接触面积为0.5 m2.学校距取水处12 km，汽车匀速行驶20 min到达学校(水1.0103kg/m3)，问：汽车匀速行驶时的速度是多少？解析(1)已知汽车行驶的路程和时间，利用公式vs/t 得到行驶的速度；【中考预测】12011年5月22日，世界内河上最豪华的邮轮“长江黄金1号”

6、在重庆朝天门下水首航一架重力为9104N的直升飞机在20 s内竖直下降10 m，最后停在邮轮的停机坪上求：飞机竖直下降20 s内的平均速度解析已知飞机下降的距离和时间，根据公式vs/t可求平均速度答案平均速度vs/t10 m/20 s0.5 m/s.二、有关压强计算 主要公式 液体压强公式： pgh(密度kg/m3，g常数N/kg，h深度m，p压强Pa)【例2】 小刚同学质量为60 kg，双手倒立在地面上，每只手掌与地面的接触面积是150 cm2.(g10 N/kg)求：(1)小刚的重力(2)小刚双手倒立时对地面的压强解析(1)已知小刚的质量，根据公式Gmg可求小刚的重力；(2)人倒立时对地面

7、的压力等于人的重力，求出对地面的压力和受力面积，根据公式pF/S 可求他倒立时对地面的压强答案(1)小刚的重力Gmg60 kg10 N/kg600 N；(2)小刚倒立时双手对地面的压强pF/SG/S600 N /2150104m22104 Pa.【中考预测】2如图1所示是我市部分中小学投入使用的新型安全校车，这种校车的性能完全符合校车12项安全标准中考期间，中学的学生乘坐这种新型安全校车到9 km外的考点参加考试，校车行驶了15 min后安全到达考点若校车和学生总质量为9 000 kg，车轮与地面的接触总面积为0.15 m2，求校车对水平路面的压强图1解析校车对水平面的压力和自身的重力相等，根

8、据Gmg求出其大小，再根据压强公式求出对水平路面的压强答案校车对水平路面的压力：FGmg9 000 kg10 N/kg90 000 N，校车对水平路面的压强：pF/S90 000 N/0.15 m26105Pa.三、有关浮力的计算 主要公式 F浮GF(G物体在空气中的重N，F物体浸在液体时弹簧秤的示数，F浮浮力N) F浮G排(F浮浮力N，G排物体排开液体的重力N) F浮液gV排(F浮浮力N，密度kg/m3，g常数N/kg，V排体积m3)【例3】 (2013广东湛江市)仁爱礁是我国的固有领土，隶属我国海南省三沙市，中国公务船只定期在那里巡视，如图2所示是我国一艘装备精良的现代化综合公务船图2(1

9、)该船以20 km/h的速度匀速航行了5 h，则航行的距离是多少？(2)若该船的声呐探头距海面深度为10 m，则该声呐探头受到海水的压强是多少？(3)该船满载时排水量为5106kg，则船受到的重力和浮力各为多少？(海水密度为1.03103kg/m3，g取10 N/kg)所以探头受到海水的压强为1.03105Pa(3)由于船处于漂浮状态，所以船所受到的浮力F浮等于本身重力G根据阿基米德原理可知，F浮G水5106kg10 N/kg5107 N，即F浮G5107 N.答案见解析【中考预测】 3“六一”儿童节，小明一家去公园游玩，乘坐了一种新型电动船，该船整体质量为100 kg，船上人的总质量为180

10、 kg.(1)求该船与人受到的总重力，(2)求船载上人后，排开水的体积解析(1)知道船和人的质量，可利用公式Gmg计算出船和人受到的总重力(2)船载上人后处于漂浮状态，首先根据物体的漂浮条件计算出此时船受到的浮力，又知道水的密度，可利用阿基米德原理F浮液V排g的公式变形计算出排开水的体积答案(1)m船100 kg，m人180 kg，g9.8 N/kg，船和人受到的总重力为：Gm总g(m船m人)g(100 kg180 kg)9.8 N/kg2 744 N.(2)船载上人后处于漂浮状态，四、有关密度的计算 主要公式：m /VGmg【例4】 我省富“硒”的矿泉水资源非常丰富，如果要将其开发为瓶装矿泉

11、水，且每瓶净装550 g，则：(1)每个矿泉水瓶的容积至少要多少mL?(2)若用该矿泉水瓶来装家庭常用的酱油，装满后至少能装多少mL的酱油？(矿泉水1.0103kg/m3，酱油1.1103kg/m3)解析瓶子能装液体的体积是相同的，利用密度公式的变形公式Vm/ 求出能装水的体积(瓶子的容积)，能装酱油的体积就等于瓶子的容积【中考预测】4把一质量为56 g的石块，放在盛有40 mL水的量筒中，水面上升到如图3的位置，(g取“10 N/kg”)求：图3(1)石块的重力；(2)石块的体积；(3)石块的密度；(4)石块所受到的浮力解析(1)知道石块的质量，利用重力公式Gmg求石块的重力；(2)由图读出

12、量筒的示数，减去原来水的体积(排水法)，可求石块的体积；(3)知道石块的质量，求出了石块的体积，利用密度公式m/V 求石块的密度；(4)石块的密度大于水的密度，在水中会下沉，求出了石块的体积(排开水的体积)，利用阿基米德原理求石块受到水的浮力答案(1)Gmg56103kg10 N/kg0.56 N，(2)由图知，V总60 mL，V石V总V水60 mL40 mL20 mL20 cm3，(3)石m石/V石56 g/20 cm32.8 g/cm3，(4)石水，石块在水中会下沉，V排V石20 cm320106m3，F浮水gV排1103kg/m310 N/kg20106m30.2 N.五、有关功和功率的

13、计算 主要公式 WFS(F作用在物体上的力N，S物体沿力的方向移动的距离m，W功J) W总W有W额 (W有对人有用的功J，W额对人无用的功J， W总人做的总功J)【例5】 (2013广州市)效率是 30%，水平叉臂面积为1 m2的电动叉车(如图4甲)，托着重量为6 000 N，底面积为6 m2的货物(如图4乙)，5 s内从 A点匀速水平移动到 B点，再从 B点匀速竖直提升 10 s到达 C点，所用时间及各点间距离如丙图所示，求：(1)A到B过程，货物对叉臂的压强；(2)A到C过程，叉车对货物的支持力做的功；(3)B到C过程，叉车对货物做功的功率；(4)B到C过程，叉车消耗的电能解析这是一道固体

14、压强和功与机械功率的综合题题目本身不难，但要求学生对固体压强以及做功等知识点有比较好的理解比如在(1)问中，要注意“受力面积”并不是货物的底面积，而是叉臂面积；在第(2)小问中支持力在 A到 B过程中因为与运动方向垂直，所以此过程支持力没有做功；这两个点可能有很多学生比较容易出错图4【中考预测】5工人师傅用如图5所示的滑轮组，在10 s内把900 N的货物匀速提高2 m，在此过程中，拉力所做的功是2 400 J求：(1)拉力F移动的距离；(2)工人师傅所做有用功的功率图11解析(1)由题图可知绳子的有效股数为4，已知物体上升的高度，根据snh求出拉力F移动的距离；(2)根据WGh求出工人师傅所

15、做的有用功，再根据PW/t 求出有用功的功率答案(1)拉力F移动的距离：snh42 m8 m；(2)工人师傅所做有用功：W有Gh900 N2 m1 800 J，功率：PW有/t 1 800 J/10 s 180 W.6一个正常成年人的心脏推动血液流动的功率为1.5 W.(1)该成年人一昼夜(24 h)心脏对血液做了多少功？(2)这些功可以把多少质量的水送到10 m高处？(取g10 N/kg)解析(1)知道心脏推动血液流动的功率，将一天的时间换算为秒，代入功的计算公式WPt中，即可求心脏在一天时间内做的功(2)知道水上升的高度，可利用公式GW/h 计算出运送水的重力，再利用公式mG/g，计算出运

16、送水的质量答案(1)P1.5 W，t24 h243 600 s86 400 s，一昼夜(24 h)心脏对血液做的功为：WPt1.5 W86 400 s129 600 J1.296105J.(2)h10 m，运送水的重力为：GW/h1.296105J /10 m12 960 N，六、有关机械效率的计算 主要公式图6【例6】 (2013广东梅州市)小林用如图6所示的滑轮组在20 s的时间内把重为120 N的重物匀速提升了6 m，拉力所做的功为960 J求：(1)小林所做的有用功功率；(2)滑轮组的机械效率；(3)拉力的大小答案见解析【中考预测】7某校物理兴趣小组在“探究滑轮组的机械效率”时设计了如

17、图7所示的实验装置，钩码总重6 N，弹簧测力计竖直向上匀速拉动细绳时的示数如图中所示(摩擦不计)图7(1)由图可知，实验时弹簧测力计对细绳的拉力为多大？(2)若钩码4 s内上升0.2 m，则弹簧测力计拉力做功的功率为多大？(3)该滑轮组的机械效率为多大？(保留一位小数)解析(1)在进行测力计的读数时，一定注意认清测力计的分度值(2)要解决此题，需要掌握功的概念与功率的概念首先根据WFs计算出拉力F做的功，后根据PW/t 计算出拉力的功率(3)知道机械效率是有用功与总功之比，则Gh/ Fs.答案(1)由图知，测力计的分度值为0.2 N，所以测力计的示数为2.4 N故答案为：2.4 N.七、有关电

18、功和电功率的计算 主要公式 电能(电功)计算： W PtP电功率W(kW)，t时间S(h)，W 电能J(kWh) WUIt(U电压V，I电流A，t时间S， W电功J) 焦耳定律：QI2Rt(I电流A，R电阻， t时间S，Q电热J)电功率计算【例7】 (2013武汉市)图8是一种调温型电热毯的电路示意图，R1和R2是两根相同的电热丝图中虚线框内是“三刀四档”滑动式调温开关，“三刀”(即AB、CD、EF三个滑片)只能同时并排向左或向右滑动，使开关处于“1”、“2”、“3”、“4”档中的某一档位上当开关处于“4”档时，电热毯不发热；当开关处于其他三档中的某一档位时，电热毯的最小发热功率为30 W.图

19、8(1)电热毯以最小发热功率工作时，流过电路中的电流为_A(结果保留两位小数)(2)开关分别处于“1”、“2”档时，电热毯的发热功率分别为_W、_W.(3)开关处于“3”档时，电热毯工作30分钟产生的热量是多少焦？解析电热毯的最小发热功率为30 W，根据公式IP/U30 W/220 V0.14 A；此时R1与R2串联，可以算出R1与R2的阻值，开关处于“1”档时，R1与R2并联，开关处于“2”档时，只有R2接入电路，根据功率的公式可以求对应的功率；当开关位于“3”档时，R1与R2串联，电热毯功率为30 W.QWPt30 W3060 s5.4104J.答案(2)12060(3)5.4104 J【

20、中考预测】8武汉市某小学的学生发明的电热课椅获得了国家专利有一种电热课椅主要由坐垫和脚踏组成，它的电路示意图如图9.坐垫内的电热丝R1、R2的阻值分别为260 、150 ，脚踏内的电热丝R3的阻值为400 .闭合开关S1，调节开关S2，可以使脚踏分别处于“低温档”、“中温档”、“高温档”(不考虑温度的变化对电阻的影响)该电热课椅消耗的最大功率是多少瓦？图9解析(1)根据PU2/R 可知，当电路中电阻最小时，该电热课椅消耗的电功率最大，结合电路图判断电路的最小电阻并求出此时的功率答案(1)S2接a触点时，电路为R3的简单电路，电路中的电阻最小，根据PU2/ R 可知，此时脚踏处于高温档位，电热课

21、椅消耗的功率最大；P高温U2/R3(220 V)2/400 121 W.9小华有4 V的蓄电池和规格为“3 V3 W”的小灯泡各一只，为了能使小灯泡正常发光，他设计了如图10所示的电路求：图10(1)小灯泡正常发光时的电流；(2)小灯泡正常发光1 min消耗的电能；(3)定值电阻的阻值解析(1)已知小灯泡规格为“3 V3 W”，根据IP/U 可求出小灯泡正常发光时的电流；(2)已知小灯泡功率3 W和时间1 min，根据WPt可求出消耗的电能；(3)电路中电流就是小灯泡正常发光时的电流，电阻两端电压等于电源电压与小灯泡两端电压之差，然后根据RU/ I 求出电阻答案(1)小灯泡正常发光时的电流：IP/U3 W/3 V1 A；(2)小灯泡正常发光1 min消耗的电能：WPt3 W60 s180 J；(3)定值电