归纳总结在初中物理解题中的应用

2024-04-18 09:34武金鹏
数理天地(初中版) 2024年8期
关键词:归纳总结解题技巧初中物理

武金鹏

【摘要】初中物理解题中,归纳总结是一种非常重要的应用技巧.通过归纳总结,学生可以将已学的知识整合起来,在解题过程中快速找到解题的思路和方法,提高解题效率.本文以初中物理中功和功率的内容为载体,讲解对归纳总结在物理解题中的应用,并举例进行详解,以期望帮助学生对归纳总结的应用有更深的理解.

【关键词】初中物理;解题技巧;归纳总结

1  引言

在学习过程中,归纳总结是一个非常重要的方法.首先,学习过程中,物理知识通常是分散的,通过不断地总结和归纳,学生可以将知识点有机地联系起来,避免知识点之间出现断层.其次,归纳总结可以帮助学生将问题归纳到一般性的规律之下,更好地理解物理问题的本质,在解题时就能够更深入地思考,找到问题的根本解决方法.最后,归纳总结还可以帮助学生提高解题效率,通过归纳总结,学生可以将解题方法总结成一套系统的解题思路,从而在遇到问题时快速从众多知识点中找到正确的解题思路.本文以初中物理中功和功率的内容为载体,对归纳总结在物理解题中的应用进行讲解.

2  例题详解

2.1  判断力(物体)是否做功

例1  早上奶奶提着菜篮从菜场买菜回家,先水平方向从菜场走到楼栋门口,然后走楼梯上到3楼回到家里.请问从菜场到楼栋门口水平行走时奶奶对菜篮是否做功?走楼梯上到3楼时奶奶对菜篮是否做功?

分析  水平方向行走时,奶奶对菜篮的力竖直向上,菜篮移动的方向水平向前,力与菜篮移动的方向垂直,所以奶奶对菜篮没有做功.而爬楼梯上到3楼时,力的方向和菜篮移动的方向均向上,二者方向相同,因此奶奶对菜篮做了功.

解  从菜场到楼栋门口水平行走时奶奶对菜篮没有做功,走楼梯上到3楼时奶奶对菜篮做了功.

归纳总结  判断力(物体)是否做功的步骤:第1步,被作用物体是否动了;第2步,被作用物体为何动,是受力运动还是因惯性运动;第3步,被作用物体往哪动,是否沿着力的方向动.可以总结为9个字:动了吗?为何动?往哪动?

2.2  功和功率的计算

例2   水平面上有一重100N的木箱,现驾驶恒定200N推力的推车,推动木箱使其在水平地面上做匀速直线运动,20s后木箱直线运动了4m.求在此过程中,重力对物体做功大小,推力对物体做功大小,以及推力做功的功率.

分析  物体在水平地面上移动,没有在重力的方向上移动距离,所以重力对物体不做功,只用考虑推力做功的情况.

解  根据功的计算公式W=Fs,

木箱在重力方向上移动距离为0,故重力对物体做功W=Gs=100N×0m=0J,即重力做功为0.

推力做的功为W=Fs=200N×4m=800J,

根据功率的计算公式P=Wt,

推力做功的功率为P=Wt=800J20s=40W.

归纳总结  根据公式P=Wt、P=Fv对功率进行计算,其中W、t分别表示做的功及所用时间,t的单位是s,F、v分别表示做功的力和物体在力的方向上移动的速度,v的单位必须是m/s.

2.3  功和功率的综合比较

例3  如图1甲所示,用弹簧测力计拉动木块使其在水平木板上做匀速直线运动,小明使用同一套器材进行了两次实验,两次实验中木块的运动路程随时间变化图象如图1乙所示,请比较两次实验中木块的速度、拉力、拉力做功的功率以及相同时间内拉力做功的大小.

分析  由图1乙可知,在相同时间内,木块第一次通过的路程大于第二次,所以第一次运动的速度大于第二次,即v1>v2;两次实验中,虽然速度在变化,但木块对木板的压力和接触面的粗糙程度不变,则两次实验中木块受到的滑動摩擦力大小不变,用弹簧测力计两次水平拉同一木块使它在同一水平木板上做匀速直线运动,不论其速度大小如何,都受到平衡力的作用,即在水平方向上滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,则拉力和滑动摩擦力大小相等,所以木块两次所受的拉力大小相等,即F1=F2;根据P=Fv可知,P1>P2;根据W=Pt可知,相同时间内拉力做功W1>W2.

解  根据以上分析可知,两次实验中,木块运动的速度v1>v2,受到的拉力F1=F2,所受拉力做功的功率P1>P2,相同时间内拉力做功W1>W2.

例4  如图2所示,小球从高处由A点自由落下,下落过程中连续经过B、C两点,已知AB和BC之间的距离相等.设小球在AB段和BC段重力做的功分别为W1和W2,做功的功率分别为P1和P2请分别比较它们的大小.

分析  已知AB和BC距离相等,物体下落时重力不变,根据W=Gh可知,物体在AB段和BC段重力做的功相等;由于物体在自由下落时做加速运动.且重力不变,根据P=Wt=Fst=Fv=Gv,可知,P1

解  根据以上分析可知,小球在AB段和BC段重力做的功W1=W2,做功的功率P1

归纳总结  比较功和功率时涉及的公式有:W=Fs、P=Wt、P=Fv.在水平方向上,物体通常做匀速直线运动,且同一物体在粗糙程度相同的水平面上运动时,拉力不变,分析拉力做功情况时应关注物体移动的距离,分析拉力功率的情况时,应注意物体移动速度的变化.在竖直方向上,物体自由下落时做加速运动,重力不变,分析重力做功的情况时应关注物体移动的距离,分析重力功率的情况时,应注意下落相同高度所用的时间.

2.4  功和功率的综合计算

例5  平直公路上,一辆汽车以60kW的恒定功率匀速行驶了5min,驶过的路程为6km,求:

(1)汽车行驶的速度;

(2)牵引力做的功;

(3)牵引力的大小;

(4)若汽车以15m/s的速度匀速行驶,此时牵引力又是多少?

解  (1)s=6km=6×103m,t=5min=300s,

汽车匀速行驶的速度

v=st=6×103m300s=20m/s;

(2)P=60kW=6×104W,

W=Pt=6×104W×300s=1.8×107J;

(3)牵引力F=Ws=1.8×107J6×103m=3×103N;

(4)因为P=Fv,所以汽车以15m/s的速度匀速行驶时的牵引力F′=Pv′=6×104W15m/s=4×103N.

归纳总结  功和功率的综合计算涉及的公式有W=Fs、P=Wt、P=Fv、s=vt等.在计算时,我们可以根据已知物理量选择合适的公式直接求解,也可以用所求物理量所在的公式作为线索,在题目中寻找合适的物理量進行分析求解.

2.5  测量功率

例6  某实验中学物理兴趣小组的同学想利用课本中所学的物理知识测算自己跳绳时克服重力做功的平均功率.已知该同学的质量为m,跳绳时每次跳起的平均高度为h,通过计数得到自己跳n次绳所用的时间为t,则该同学跳绳的平均功率为多少.

解  该同学所受的重力G=mg,每次克服重力所做的功W=Gh=mgh,

则跳n次绳所做的总功W总=nmgh,

则跳绳的平均功率P=W总t=nmght.

归纳总结  在测量人克服自身重力所做功的功率时,我们根据公式P=Wt=Ght=mght,设计实验并进行测量.确定最终需要测量的物理量和测量工具时要看公式P=mght,因为公式中的m、h、t是可以直接测量的.

3  结语

总的来说,在初中物理解题中,归纳总结是一个非常重要的方法.通过归纳总结,学生可以将所学的知识系统化整理,从而更好地理解问题的本质,提高解题的效率.因此,学生在学习初中物理时,一定要重视归纳总结的方法,从而更好地掌握物理知识,提高解题的能力.

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