初中物理中常用的数学方法有:平均值法、比例法、建立模型法,例题如下:
例1:为了更准确地测量某一物理量,常用的测量方法是多次测量取平均值,例如在探究平面镜成像特点实验中,我们用刻度尺测量物体到玻璃板的距离。另外,我们也可以用多次测量取平均值的方法来测量物理量,请举一例并说明用此方法来测量哪一个物理量?
答:用天平测量物体的质量。在用天平测量物体的质量时,若将物体放在天平右盘,将砝码放在天平左盘,天平平衡时,物体的质量等于砝码的质量加上游码所对的刻度值。为了测量更准确,可以多次测量物体的质量,取质量盘中的砝码质量和游码所对的刻度值的平均值作为物体的质量。
例2:在学习欧姆定律时,为了研究导体电阻与长度是否有关,我们通常选用材料、长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金线进行实验研究。在实验中,保持哪两个物理量不变呢?根据研究的问题,你猜想这两个物理量应该是____和____。
解:在研究导体电阻与长度是否有关时,应控制导体的材料、横截面积和温度不变;据此猜想:导体电阻与长度有关,当导体的材料、横截面积和温度不变时,应控制导体的长度不变。
例3:在“探究电流与电阻的关系”实验中,滑动变阻器的作用是:一是保护电路;二是____。
解:在“探究电流与电阻的关系”实验中,滑动变阻器的作用一是保护电路;二是通过调节滑动变阻器接入电路的阻值来改变接入电路中的电阻,从而改变电路中的电流和电压。
以上题目中涉及到了控制变量法、转换法等常用的科学探究方法。这些方法在初中物理实验中经常用到,需要同学们掌握并理解。
初中物理中常用到数学方法如:速度、密度、压强、功率、热值的计算经常用到数学中的函数图像法,如速度—时间图像、路程—时间图像等。
例题:一个重为G的容器,装满水后总质量为P,倒掉水后装满某种液体后总质量为Q,求这种液体的密度。
分析:本题中液体的体积等于容器的容积,可由水的密度和水的体积求出,而液体的质量可用容器和液体的总质量减去容器质量得出。
解:容器装满水后水的质量为P-P',则V水=V容=V液=m水/ρ水=(P-P')/ρ水
装满某种液体后液体的质量为Q-G,则m液=Q-G
所以V液=V容=m液/ρ液=(Q-G)/ρ液
所以ρ液=(Q-G)/(P-P')ρ水。
初中物理中常用的数学方法有:平均值法、比例法、图像法等。
平均值法:在不能直接测量物体长度、重力等物理量时,可利用间接测量法得到物理量,如弹簧测力计、电流表等。比例法:在欧姆定律中经常使用,通过电阻一定时电流跟电压成正比,得出电压一定时电流跟电阻成正比。图像法:在描述物体运动情况时,经常使用图像法表示运动状态,如速度-时间图像、功率-时间图像等。
例题:
1. 有一支刻度不正确(但刻度线均匀)的温度计甲,把它与一支标准的温度计乙对比后发现,当乙的示数为20摄氏度时,甲的示数为18摄氏度;当乙的示数为80摄氏度时,甲的示数为78摄氏度,则当甲的示数为-6摄氏度时,乙的温度是多少?
分析:本题考查了学生对两种温度计原理的理解和掌握情况。由于温度计甲不准确,所以不能直接用甲来测量温度。但可以通过乙与甲的比较来间接测量。
解:设温度计乙的实际长度为L,则温度计甲的实际长度为L'。由题意可知:L/L' = (t'-18)/20;L'/L = (78-t)/80。将两个式子联立方程组求解即可得到乙的温度。
2. 有一支刻度均匀但读数不准的温度计,将它放在冰水混合物中时示数为4摄氏度,放在标准大气压下的沸水中时示数为96摄氏度,若将它放在教室内的温度示数为25摄氏度,则教室内的实际温度为多少?
分析:本题考查了温度计的读数问题。由于温度计的刻度是均匀的,所以实际温度与温度计的示数成线性关系。本题中就是利用这个原理来解题的。
解:设教室内的实际温度为t',则有:(t'-4)×(96-4)/100 = t'-4。将t' = 25代入上式即可求得教室内的实际温度。
以上两个例题都是初中物理中常见的数学方法的应用,通过具体的题目来加深对数学方法的理解和掌握。
