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关键词:城市污水处理厂;BAF;设计;碳源不足
中图分类号: U664.9+2 文献标识码: A 文章编号:
1工程概况
马鞍山博望东区污水处理厂一期规模1.0×104m3/d,变化系数1.58;远期规模2.0×104m3/d。变化系数1.49。具体进、出水指标见下表。
表1设计进、出水水质指标
Tab.1Design quality of influent and effluent
103
该项目出水水质执行《城市污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)中的一级A标准,采用BOT模式建设。
2BAF生物滤池工艺的选择
生物滤池工艺(BAF)是一种集生物反应、过滤和反冲洗再生于一体的处理工艺。近年来从诸多中、小规模城市污水治理的优选工艺中逐渐凸现出来,特别适用于BOT模式的建设,具有投资合理、运行经济、管理方便的特点。
其主要优势表现在:①流程短构筑物少占地小;②工艺设备全部国产化,投资经济;③工艺氧利用率高,节省曝气电耗;④自动化程度高,节省人工管理费;⑤污泥体积产量相对较小,污泥处理费用较低;⑥出水水质好,抗冲击负荷能力强。[1]
该厂的工艺流程如下图。
图1污水处理工艺流程
Fig.1Flow chart of wastewater treatment process
3设计过程中的细节问题和处理方法
3.1提升泵房的设计考虑
须考虑泵房远期设备增设的可能,设计将泵站潜污泵集水井分两格,土建按远期规模一次建成,设备分期安装。
3.2细格栅的选择
上向流生物滤池的滤头易于为污水中的絮状纤维、毛发类所堵塞,为此对格栅机的选择显得尤为重要。
本项目细格栅设计选用一种新型的内进水网板格栅,它的进水方向和出水方向相垂直,有效增加了过水面积。其采用的一种新材料网板,更能有效针对水体中的毛发、纤维物的去除,本设计网板空隙e取2mm。
3.3沉砂池设计上的考虑
项目可研推荐采用曝气沉砂池,本设计考虑到曝气沉砂池会造成碳源的进一步缺失,且预曝气效果也会对后续沉淀池絮体沉降造成不利影响,造成加药量的增加,故本设计改用旋流沉砂池。
在对旋流沉砂池的设计时,侧重对有机物的分离,以减少有机物的流失为目的。为此桨叶数设置为4片,水力停留时间设计为50s,螺旋桨转速为26r/min,桨叶距池底50mm。[2]
3.4沉淀池设计上的考虑
沉淀池的设置保证了生物滤池对进水SS的要求,但同时也加剧了碳源不足的矛盾,所以应通过对沉淀池的合理设计,减少可降解悬浮性有机物在沉淀池中的去除。本项目沉淀池采用高密度沉淀池,设计中除采用较高的水力负荷外(含污泥回流取值7.0m3/(m2·h)),另设超越管路,在进水碳源较低的情况下,考虑进水部分超越的做法,以保证碳源的充足。
撇油管设置于高密度沉淀池前端,以清除水体中的浮渣和污油。
高效沉淀池的结构形式如下图。
图2高效沉淀池结构图
Fig.2Structure of high rate sedimentation tank
生物滤池的反洗废水经提升排至高密度沉淀池的前端,可较排至提升泵房再经二次提升节省电耗,另外,滤池反洗废水中含大量脱落的生物膜,其沉降性好,对沉淀有利,可有效减少药剂的投加。
3.5生物滤池段设计上的考虑
生物滤池是一种大阻力处理工艺,滤池阻力随生产时间的增长通常很快。为此,在设计中应考虑对安全水头的合理预设,并对滤池的水力作如下设计处理。
①前级反硝化滤池采用较大粒径的滤料(6-9mm,通常3-5mm),让更多的悬浮物在后续硝化滤池(滤料粒径3-5mm)中截留,避免前级滤池的过频冲洗造成的对反硝化厌氧条件的影响,提高脱氮效率。
②硝化滤池内的滤头不设防堵滤帽,减少生物滤池段的整体水损。
③在合理的水力停留时间内,控制滤层厚度,减小滤层的过滤阻力,本项目反硝化滤池滤层高度设计为3.2m,硝化滤池滤层3.5m。
④本项目滤池组并联格数较少(≤6格),利用生物滤池大阻力特性,设计采用管道配水形式,也能达到较好的配水效果。运行中,滤池的过水能力实际是一个动态变化的过程,通过对单池过水量的观测,可直接判断工况,切换反洗。
⑤设计反硝化生物滤池含回流的水力负荷为7.1m3/(m2·h)、硝化滤池为5.3m3/(m2·h),硝化回流比R=150%。
其他一些细节设计处理:
①滤池的反洗排水管易于放空,可取消设置检修用手动阀门,减少设备投资。
②后级滤池有前级滤池的保护,滤头为纤维物堵塞的可能小,其配水室的保护放气管取消设置。
③将滤池的反洗降水位排水管道和反洗进水管道合并设计,优化管路系统,节约了大量阀门。
④在出水稳流栅的基础上,增设滤料捕捉板,更有效的防止滤料在反洗过程中的流失,其结构形式如下图所示。
图3滤料捕捉稳流栅图
Fig.3Filter to capture steady flow grille
⑤废水缓冲池设曝气穿孔管,利用滤池反冲洗风机进行搅拌,减少设备投资。
3.6中水回用的考虑
该项目处理后出水SS可控制在10mg/L以下,经消毒处理后可作为中水供厂区内日常设备冲洗、药剂配制、绿化浇洒、室外消防、洗路冲厕等使用。
本项目设计一套规模为500m3/d的中水回用系统。中水管网和室外消防系统共用一套管路,其取水泵房和消毒池后的尾水排放泵房合建,管网水压设稳压罐稳压。
3.7超越管路的设计
污水厂超越管路是工艺系统正常运行的基本保证,也正是通过超越管路的设置,才能为非正常工况的调整提供可能性。
①该项目不设全厂总超越,采用双回路供电,确保用电的安全。
②在提升泵房后、细格栅前设置泵后超越,用于整厂停产、检修时。此时污水厂提升泵站作为城市污水管网的终点泵站。
③在生物滤池前设置超越管道,即二级处理超越,用于生物处理段出现非正常工况时。污水可经过细格栅、沉淀池经过一级处理后排入博望河,最大限度的降低污水中的污染物浓度。
④紫外消毒池设设备检修用超越渠道。
4设计过程中欠考虑的细节问题
设计中也有一些问题考虑不足,例如曝气生物滤池管廊设备的吊运问题,设计原只考虑了通过管廊出口处的单轨电动葫芦进行设备在管廊内的进出起吊,但是设备在管廊内的运输却未予考虑,安装时设备只能依靠人工搬运,极为不便。目前主要考虑在管廊内增加平板小车的办法来解决风机、水泵等的检修搬运问题。
5结语
近年来伴随BAF生物滤池工艺在城市污水处理厂的广泛运用,其设计布局和工艺组合的形式也在设计实践中得到不断的改进和优化,而其一些细节设计问题更应得到充分的考虑和重视,才能保证系统在今后的运行中更加顺畅、可靠、便捷和经济。
参考文献:
关键词:初中物理教学;优化习题设计;轻负高效;策略
物理这一科目内含的习题教学,涵盖着解析例题、整合例题、讲评同学作业题等程序。预设习题,可协助同学巩固好本源性知识,并培育同学解析物理疑难的技能。侧重性的物理学习成分,含有对同学迁移思考的逐渐培育。预设的物理题,要延展所关涉的内涵,增添习题带有的趣味性。具体而言,要明晰优化习题的侧重价值,在解析了现存的习题弊病后,摸索可行的优化路径。
一、初中物理教学布置习题的作用
(一)深化物理认知。布置数目适宜的物理题,可协助初中同学巩固旧有的物理知识,并增添对关联规律的领悟力。现存的这一科目教学内,同学觉得听讲很容易,但是着手化解掉物理习题,却很艰难。增添适宜的练习数目,可协助他们增添更深的认知,延展现存的那些认知,同时,摸索到多重潜藏着的做题规律。
在接纳认知的初始时段内,同学惯常带有片面和粗浅的孤立认识。然而,经由习题的锻炼,同学就接纳了不同的视点,来对待预设的那些概念等。这就增添了物理层次思维带有的活跃性,巩固了预设习题内含的物理规则。
(二)培育解析技能。预设物理科目内含的习题,可培育同学解析真实疑难的技能。同学面对某种习题,要调用储备着的物理常识,去化解掉这样的疑难。在解析程序内,会用到关联公式、物理类的定理、特有的函数关系等。整合现存的定律与真实疑难,就构建出了题目与潜藏规则的稳固关系。为凸显解析技能的培育,可预设密切关联着平日生活的那些练习,经由积极指引,培育同学解析所用的思路及途径。
(三)查验授课成效。单纯依凭授课流程内的同学反应,以及关联的提问程序,很难明晰同学对本源性公式及关联算法的领悟力。因此,要经由设定的习题,来搜索反馈类别的授课信息,探究到这一科目内含的学习弊病。这样一来,就可采纳可用的对策,修补授课中的弊病,铺设顺畅的后续授课路径。
二、初中物理教师布置习题的误区
(一)过分注重。目前,预设及演练习题这一环节,被过分注重。在旧有的应试指引下,教师惯常讲解所有的预设习题,而同学接纳现成答案。教师偏重演练所带的成果,把多重的授课时段,用在物理类规则的传递中。同学接纳了这样的讲解,并演练了多量的布置习题后,确实提升了自己带有的应试技能。但是,这也添加了多重的压力,让很多同学惧怕物理课。
(二)选取不当。选取到教科书中的那些习题,与同学的平日生活分离。同学在接纳概念的初始时段内,应搭建逐渐深化的阶梯。如果在接纳时段内,就塞给同学很艰涩的那些习题,或者历年的那些考试题,就会伤害同学的做题热情,让他们惧怕这样的尖端性练习。有些预设的习题,缺失了生活内含的趣味性,因此,同学觉得物理类题目很僵硬,增添了对解题的厌恶感。后续授课中,还要花去多量时间,来解析同学的课余性题目。这样的做法,阻挡了授课实效的升高。
(三)僵硬训练。僵硬的演练类训练,注重同学解析能力的升高,却忽视掉习题内含的情感培育。预设习题所带的背景,同平日生活没能关联,带有凸显的模型倾向。同学只好去僵硬演练,没能发觉到探究所带的热情。在讲授特定类别习题时,教师惯常给出直接性的固有答案,忽略掉类似性解析路径的塑造。同学没能提升自己带有的反射解析能力,在多量的习题解答中,只好选取僵硬路径去面对。
三、优化物理习题的策略
(一)创设新颖目标。旧有的物理类习题,偏重同学解析能力的升高,没能融汇进潜藏着的情感等。要化解掉这样的疑难,就应创设出新颖的训练目标,选取出能激发同学内含性情感的那些习题,以便引发同学的厚重兴趣。例如:在协助同学复习关联着力学的认知时,常会发觉到:很多同学惯于解析简单的那些力学题,但是,遇有综合属性的力学习题,就寻找不出突破的解析点,这限制了同学的解答速率。为此,可创设出带有生活乐趣的解析场景,让同学增添对这一类习题的印象。通过解析逐渐递进性的实例,可指引同学明晰和综合的一种问题。在每种层级的摸索中,同学会增添化解疑难的信心,感悟出解析很复杂难题的乐趣。这样的预设目标,带有凸显的指引性,扭转了注重归结、忽视同学思考的惯常倾向。
(二)凸显生活关联。很多同学觉得:物理科目带有单调性,只要明晰了解题的路径,可应付科目内测验,就完成了惯常的学习任务。这是因为,物理类的题目,没能凸显与平日生活的各类关联。因此,在预设物理类习题时,应侧重这些题目的活化,把很抽象的那些物理类原理,变更成同学所喜好的平日场景。同学在感悟了这种生活关联后,就能调动内含的热情,主动摸索解析渠道。例如:在讲授惯性原理时,可预设这样的题目:在查验交通类事故场地时,发觉车上带有的某配件,深陷在附近泥地中,并滑出特定距离。这是因为配件带有惯性,在撞击时,冲出车体并滑落在地上,划出印记。这种场景依循真实生活,会指引同学的解析思维。
(三)增添探究热情。在习题授课的程序内,要凸显同学的主置,采纳探究的侧重线索。要去除掉同学对习题类授课的厌恶感,应当创设出平等活泼的认知气氛,提升师生互通的频率。教师可创设出难度层级不同的问题,供物理水准有差异的那些同学解析。这样的做法,可调动起所有同学的探究兴趣。例如:在摸索浮力规律时,教师可指引同学讨论:“平日生活内含的浮力情形有哪些?”这类问题带有开放属性,可供所有同学探究,因此活跃了探究气氛。
四、结语
设定实效性的习题课,就应发觉到潜藏着的物理题价值,让初中同学领悟到深层级的习题含义。这样的做法,可激发同学的认知热情,让他们能寻找到可用的解题路径。要提升习题内含的灵活性,创设出趣味性凸显的解题气氛。这就消除了同学面对题目的厌倦感,提升同学的探究乐趣。
参考文献:
[1]王楠.新课标下的中学物理习题教学 [D].华中师范大学,2008(04).
关键词: 数学方法 初中物理 解题应用
初中物理课程标准明确提出了“注意学科渗透,关心科技发展”的课程基本理念。物理与数学的关系十分密切,数学作为工具学科,其思想、方法和知识始终渗透贯穿整个物理学知识和研究过程,为学生进行抽象思维和逻辑推理提供有效方法,为物理学的数量分析和计算提供有力工具。任何物理试题的求解过程实质上都是一个将物理问题转化为数学问题经过求解再次还原为物理结论的过程。掌握物理学中的数学方法,是学好物理,解决好物理问题的关键之一。
下面结合近几年中考试题,对数学在物体问题上的渗透进行归类例析,以期给广大师生以借鉴和启迪。
1.列方程法
列方程组时要弄清习题中所描述的物理现象,这些现象之间有什么联系。为了更好地分析题意,我们可画出草图,特别是在电学中,画出电路图,对分析问题了解题意很有帮助。根据分析的物理现象,找出说明这些现象所对应的公式,分析已知量和未知量之间内在的联系,找出已知量和未知量之间的数量关系,即列出两者的数量关系式。关系式可以是物理概念的定义式,或是物理定律的数学表达式,或物理中的某个公式。
(2010年泉州中考)一只空瓶装满水时的总质量是400g,装满酒精时的总质量是350g,则该空瓶的容积是(ρ■=1g/cm■,ρ■=0.8g/cm■)(?摇 ?摇)
A.400cm■ B.350cm■ C.250cm■ D.200cm■
解析:同一个空瓶子装满水和装满酒精,它们的体积是一样的,都等于空瓶子的容积。题中有两个不变量分别是空瓶的质量m和空瓶的容积V,则装满水,总质量包含两个m■+m=ρ■V+m=1・V+m=400,而装满酒精时,总质量包含m■+m=ρ■V+m=0.8V+m=350,通过联立两个方程就可得到空瓶的质量m=150g,空瓶的容积V=250cm■,所以选C。
2.比例法
比例法是利用比例式解物理题的方法,在解题中,依据物理定律、公式或某些量相等,成多少比例等,用比例式建立起未知量和已知量之间的关系,再利用比例性质计算未知量的方法。比例法解题在许多情况下是很简单的,只要比量的单位相同就可求解,不必统一为国际单位。
(2014泉州中考)如图10所示的电路中,电源电压不变,只闭合开关S■时,电压表V■与V■的示数之比为3∶2;只闭合开关S■时,电压表V■与V■的示数之比为5∶3,则R■与R■的电阻之比为(?摇 ?摇)
A.3∶5 B.2∶3
C.4∶3 D.5∶3
解析:此题为电学动态电路,电源电压和定值电阻保持不变。当闭合开关S■时,电阻R■和R■串联,V■测量电源电压,V■测量电阻R■电压,即■=■,则■=■=■=■=■;当闭合开关S■时,电阻R■和R■串联,V■测量电源电压,V■测量电阻电压,即■=■,则■=■=■=■=■,那么■=■÷■=■÷■=■,所以选C。
3.极值法
物理量间的关系往往是相互制约的,当某个量发生变化时其他量随之变化。在变化过程中常常会出现极值问题。若合理利用数学中的极值问题的判别式,则常能简化解题过程。在初中主要出现为一元二次极值法。
(2014泉州中考)如图29所示的电路中,电源电压恒为9V,小灯泡L的规格为“6V 6W”,滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,灯丝电阻保持不变。闭合开关S后,求:
(3)在滑动变阻器的电阻从3Ω调节到20Ω的过程中,滑动变阻器能获得的最大功率。
解析:本题前面还有两个比较简单小题。当滑动变阻器在调节的过程中,其电流和电压都发生了变化。P=IU■=I(U-U■)=I(U-IR■)=I(9-6I)=-6(I-■)■+■,当I=■A时,Pmax=■=3.375W
4.列不等式解题
根据一定条件取值范围,对于初中学生来说的确有困难,运用不等式的知识解这类问题,就会使问题化难为易。
例如:某同学将一只点燃的蜡烛放在距凸透镜15cm处时,在光屏上得到一个缩小的像,当蜡烛距透镜9cm时,在光屏上得到一个放大的像,试求凸透镜的焦距的取值范围。
解析:根据凸透镜的成像规律,当光屏上成缩小的实像时,u>2f,及15cm>2f:当光屏上成放大的实像时,f
5.图像法
在初中物理中常采用数学图像方法,把物理现象与物理知识之间的关系表示出来,速度与时间或路程与时间的关系图像表达物体运动快慢、质量与体积的关系图像、电路中的电流与电压的关系图像、物态变化采用温度与时间图像表达物态变化中熔化、沸腾的特点等。图像法具有直观、形象、简洁和概括力强的独特优点,它能将物理情景、物理过程、物理状态以直观的方式呈现在我们面前。用图像法解题是要看清图像中横纵坐标分别表示什么物理量,分析图像中曲线的变化和所表示的物理意义,利用曲线在图像中的特殊坐标进行分析和计算,并得出结论。
(2011泉州中考)如图l1(a)所示的电路中,电源电压不变。闭合开关后.滑片由b端向a端移动过程中,电压表示数U与电流表示数I的关系如图11(b),则电源电压U=?摇?摇?摇 ?摇V,电阻R=?摇?摇 ?摇?摇Ω,滑动变阻器的最大阻值是?摇?摇 ?摇?摇Ω。
图11(a) 图11(b)
解析:题中的已知条件全要通过分析图像获得。分析图像中直线的含义及几个点的坐标。当滑动变阻器的滑片在a端时,滑动变阻器的电阻为零,此时电流最大,可在图像中找到电流最大时的坐标位置(6V,0.5A)得出电源电压U=6V;并得出电阻R=■=■=12Ω;当滑片在b端时,滑动变阻器的电阻最大,此时滑动变阻器与点值电阻串联,电阻最大,电流最小,可在图像中找到电流最小的坐标位置(1V,0.1A),可得出滑动变阻器两端的电压U■=U-U■=6V-1V=5V,则滑动变阻器的最大电阻R■=■=■=50Ω。
物理教学中应用数学方法的例子很多,在此不一一赘述。数学作为一种工具,在研究和解决物理问题中占据重要的地位,因此,教师在日常课堂教学中应根据不同的物理问题作恰当的选择,潜移默化地渗透数学方法,加深学生对物理概念、规律、物理知识的理解,加强学生数学思维方法的训练,鼓励他们多动脑、勤动手,提高分析问题、解决问题的能力。让数理思维有机地结合起来,使数学、物理这两门学科互相渗透、互相促进、相得益彰。
参考文献:
[1]李正华.数学方法在物理学上的应用[J].新课程学习(社会综合),2011(5).
一、采用近似计算
近似计算是对数据在允许的范围内作出的合理和粗略的描述,采用近似计算来处理估算问题,其计算结果并不影响结论的正确性,仍能满足题目的需要.运用此法由于抓住问题的主要方面,忽略次要因素的影响,因此能简化求解过程,避免复杂数字计算,快速得出结论,这也是运用此法灵活处理竞赛试题的妙处所在.如标准大气压取105Pa,g取10N/kg,在两电阻阻值相差悬殊的情况下,R1远大于R2时串联总电阻可取R1,并联总电阻可取R2.
例1 如图1电路,由估算可知,通过毫安表的电流约为_____毫安,通过安培表的电流约为_____.
(1996年全国初中应用物理知识竞赛试题)
解析:本题中电阻个数多,既有串联又有并联,阻值相差悬殊,显然不便直接用公式求出串并联总电阻的准确数值,而且本题要求估算得出通过电流表的电流大约为多少,不要求数值精确,故可采用近似计算进行灵活处理.
二、根据平日观察选取数据进行估算
很多估算题所需数据与日常生活紧密联系,如人体自身的某些数据,常见物体的长度、面积、体积、质量、温度、速度的数据及取值范围等,在估算题中常被采用,而题中一般不明确给出.解题时要根据平时的观察和了解,对研究对象选取适当数据,进行估算.
例2 若把掉在地面上的物理课本捡回桌面,根据你平时对物理课本的质量及桌面的高度的观察与了解,估算人手克服课本所受重力所做的功为().
A. 0.1J B. 10JC. 1JD. 0.01J
(1995年全国初中应用物理知识竞赛试题)
解析:根据生活实际观察,物理课本质量约为200g,桌面的高度约为80cm,g=10N/kg,则人手克服课本所受重力所做的功为W=Gh=mgh=0.2kg×10N/kg×0.8m=1.6J,最接近1J这一备选答案,故选C.
三、结合生活知识进行推理
有些估算题的解题必需条件没有给出,生活中这些数据也不明显,解题时就应联系生活中发生的事件、出现的现象,通过联想、分析、对比或推理,挖掘出某些重要数据,以便灵活处理相关问题.
例3已知空气的密度为1.29kg/m3,估算人体在空气中受到的浮力.
(2002年全国初中应用物理知识竞赛试题)
解析:要求人体受到空气的浮力,考虑应用阿基米德原理的公式:
【关键词】初中物理;物理选择题;解法技巧
引言:对于物理选择题来说,同一道选择题有不同的解法,不同的选择题有不同的解法。初中学生在做物理选择题的时候,要注重方法的选择,选择适当的方法可以提高学生的解题速度和质量。笔者结合多年的教学经验,总结了一些实际的初中物理选择题的解答方法。
1.直接选择法
直接选择法就是学生通过对题目的直接阅读,根据题中所给的信息,结合自身所学的知识和实际情况,推理出正确的结果,做出选择。这种类型的选择题基本上都不太难,没有拐弯抹角的地方,即便有一些推算,也是极为简单的推算,并不复杂。主要考察的是学生的记忆力、基本的生活常识。这种选择题类型主要出现在单选题中。
2.计算法
计算法就是根据题意,运用相关的物理公式,把题中提供的几个数值带入相应公式进行计算,得出最后的结果之后,选择出正确的答案。这种类型的选择题,只要公式记得牢,计算中不出现问题,一般情况下都可以选对。
3.排除法
在解答选择题的过程中,不能直接判断出该题的正确答案时,我们便是用排除法。
例:下面说法中说法正确的是( )
A.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的
B.扩散现象表明分子不停地在运动
C.物体内能的大小只与物体的温度有关
D.分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的
解析:
A.根据改变内能的两种方式可知,做功和热传递在改变物体的内能上是等效的,故该选项正确;
B.扩散现象表明分子是在不停的运动的,且还能说明分子间有间隙;故该选项正确;
C.物体内部所有分子无规则运动的分子动能和分子势能的总和称为内能,内能的大小与物体的温度、质量、体积等因素有关,故该选项错误;
D.分子间存在着作用力,即斥力和引力,且这两种力是同时存在的,故该选项正确.
故选ABD。
4.推算法
这种方法的特点是直接从题所给的条件出发,通过相应的计算或推理得出正确的答案。
例:水平桌面上放着两个物体,质量之比为2:3,与桌面的接触面积之比为1:3则:它们对桌面的压力和压强比分别是( )
A.2:1;2:3 B.2:3;2:1
C.2:3;2:3 D.2:1;2:1
解析:
(1)两个物体在水平桌面上
F=G
F1:F2=G1:G2=m1:m2=2:3;
(2)p=F/s
p1/p2=F1/s1:F2/s2=F1/F2×s2/s1=2/3×3/1=2/1
故选B。
5.赋值法
赋值法就是对选择题中,一些不知道的量加以合理的数值,再把这些数值代入进行计算,从而的出正确的结果。
例:甲、乙两种金属的密度分别为P甲和P乙,由质量相等的甲、乙两种金属制成的一个合金物体(混合后总体积不变),则合金物体的密度( )
A.(P甲+P乙)/2
B.P甲×P乙/(P甲+P乙)
C.2P甲×P乙/(P甲+P乙)
D.P甲×p乙/2(P甲+P乙)
解析:
设甲质量为m,乙质量为m,甲乙的总质量为2m
甲的密度为p甲,甲的体积为:V甲=m/p甲,
乙的密度为p乙,乙的体积为:V乙=m/p乙,
甲乙的总体积为:V总=V甲+V乙=m/p甲+m/ρ乙。
甲乙金属合金的密度为:p=m总/V总=2m/(m/p甲+m/p乙=(2p甲×p乙)/(p甲+p乙)。
故选C。
6.比较法
比较法这种方法在物理选择题上可以广泛的使用,在做选择题的时候,学生可以将选择题所给的各个答案和题意进行比较,得出最符合题意的答案。
例:物体运动的平均速度是15km/h,这个运动的物体可能是( )
A.行人
B.行驶的自行车
C.行驶的卡车
D.飞行中的喷气式飞机
解析:
A.行人的速度约1m/s=3.6km/h,不符合题意;
B.行驶的自行车约5m/s=5×3.6km/h=18km/h,接近15km/h,符合题意;
C.行驶的卡车约60~80km/h,不符合题意;
D.喷气式飞机的速度一般在900km/h以上,不符合题意。
故选B。
7.推理法
推理法即根据题意,运用自己掌握的知识,经过一系列的分析和推算,得出正确的答案,这种类型的选择题具有一定性的难度,是对学生基础知识掌握较好的同学。
总结:
总而言之,对于初中的物理选择题来说,只需要根据题意选出正确的答案,不需要学生详细的写出解题的步骤及运算过程。掌握一定的物理选择题做题技巧,提高学生的答题效率和准确性,对于学生来说显得尤为重要。学生在解答物理选择题的过程中,若能学会灵活地运用这些解题技巧,那么对于提高学生的考试成绩大有裨益。
【参考文献】
[1]颜崇峰.中考物理选择题解法举例[J].学生之友(中考月刊),2013,04:32-33.
[2]殷乃军.中考物理选择题解题技巧[J].初中生世界(九年级物理),2013,Z4:9-12.
[3]胡华忠.解答初中物理选择题的方法[J].技术物理教学,2012,02:121-122.
关键词: 功率 时间 定义式 压强
物体做功的快慢或者说功率问题,是历届中考或各类物理竞赛常考的一类问题,如何做好物体做功的功率这一部分的教学,是十分值得重视的一个教学环节。笔者汇集这一部分多年的教学经验,简略地介绍了一些教学中的心得体会,以期对初中物理教师及优等学生有一定参考作用。
我们先作一些基础知识的概要:
1.功率P
(1) 意义:功率是表示物体做功快慢的物理量。
(2) 定义:单位时间内完成的功叫功率。
我们曾经用单位时间里通过的路程表示运动的快慢,仿照这个办法,用单位时间里完成的功表示做功的快慢,它不能表示做功的多少,因此不能说功率大,做功就多;反之,做功越多,功率越大也不对,还需看时间。由此可见,功率是由功和时间两个因素决定的。
2.功率的计算公式
(1)定义式:P= 。
(2)推导式:P= = =Fgv,即P=Fgv。
功率公式P= 是指平均功率,即在t时间内的平均功率,并不是指某一时刻的瞬时功率。当物体在恒力F的作用下以速度v做匀速直线运动时,有P=Fgv,交通工具在功率P一定时牵引力F越大,运动速度v就越小。F、S、v三者方向相同,该公式在计算中经常用到,若F、v为定值,则P为定值;若F、v变化,则P也在变化,因此P=Fgv反映的是瞬时功率。
3.功率的单位
功率的国际单位为瓦特,简称为瓦,符号W,1W=1J/s,瓦这一单位较小,工程技术中常用千瓦(kW)、兆瓦(MW),其换算关系为:1kW=10 W,1MW=10 W。
4.比较功率大小的三种方法
(1)时间相同,比做功的多少,做功多,功率大。
(2)做功相同,比时间的长短,时间短,功率大。
(3)做功和时间都不同,由公式P= 计算比较。
5.创新、思维拓展题型
求心脏功率、血液流速等是物理与生物交叉的综合性问题,在近几年的中考或竞赛中时有出现,是对学生物理知识应用能力的考查。
例1小王体检时发现每次心脏搏动能泵出血液70cm3,他的收缩压是120mmHg,CT造影发现,小王心脏内径为2.4cm,每分钟心脏搏动75次,求:
(1) 小王心脏做功时的功率;
(2) 小王血液流动时的速度。
解析:这是物理与生物交叉的综合性问题,解题关键是从W=FL入手,F=pgs,从而W=psL=pgV,心跳n次,则W=npgV,p为人的血压,V为每分钟泵出的血液体积。
(1)小王心脏每分钟所做功:
W=Fgs=npV=nρghV
=75×13.6×10 ×10×120×10 ×70×10 J=84J,
P= = =1.4W
(2)小王心脏主动脉的横截面积:
S=πr =3.14×(1.2×10 m) =4.52×10 m
每分钟心脏输出量:
V=75×70×10 m =5.25×10 m 。
小王血液流动速度:
v= = g = =0.19m/s。
评注:这道题有一定的难度,在上面的“解析”中将“距离”写成“L”,防止与面积“S”混淆;另外要注意“压强”用小写“p”,功率用大写“P”。
例2(2005年临沂)同学们做健身运动引体向上,该运动的规范动作是:两手正握单杠,由悬垂开始。上提时,下颚须超过杠面;下放时,两臂放直,不能曲臂。这样上拉下放,重复动作,达到锻炼臂力和腹肌的目的。陈强同学能连续匀速做16个规范的引体向上动作。课外活动小组的同学现要估测陈强同学做动作时的功率。
(1)请你说出应测量哪些物理量;
(2)写出计算陈强同学做动作时功率的表达式。
解析:由P= 可知,要想估测陈强同学做动作时的功率,就应测出他做若干次动作所做的总功以及所用的时间,用P= 即可求出平均功率。所以:
(1)应测出陈强同学的体重G,悬垂时他下颚须到单杠的竖直距离h,连续做16次规范动作所用的时间t。
(2)公率计算表达式为P= 。
例3(2003年南宁)小丽用40N的水平推力将一个重90N的箱子水平推动了1m,所用时间2s;小宇又将这个箱子匀速提上了0.4m高的台阶,所用时间1.5s。比较小丽、小宇所做的功W 、W 和所做功的功率P 、P 之间的关系是( )。
解析:已知F =40N,s =1m,则W =F gs =40N×1m=40J。
又t =2s,所以P = = =20W。
F =90N,s =h=0.4m,W =F gs =F h=90N×0.4m=36J。
又t =1.5s,所以P = = =24W。
比较他们的功、功率的大、小,得W >W ,P <P ,所以,答案应该是A。
评注:小丽用水平推力克服阻力做功,小宇匀速上提箱子克服重力做功,要区别开来,不能混淆。
例4某病人心脏在一次搏动中可泵出血液72ml,每分钟搏动80次,医院对他进行诊断检查,把一种不透出血管的试剂12mg,由静脉一次注射进入体内,经过一定时间后,再抽取血样检查,发现该试剂浓度已稳定在3mg/L。试计算该病人全部循环血量通过心脏一次需多长时间?
解析:依题意,病人心脏每分钟搏动n=80次,每次泵血V =72mL,则每分钟泵血量V=nV =80×72×10 m =5.76×10 m 。已知试剂量m=12mg且在血液中循环不能渗透到血管外的组织中,试剂浓度ρ=3mg/L,因此,血液整个循环系统中的量
V = = =4L=4×10 m ,
则心脏泵完全循环所需时间,即人全部循环血量通过心脏一次所需时间
t= = min=41.7s。
评注:后面的“t= ”式子中,“V ”是血量,单位是“L”或“m ”,“V”不是“体积”而是“流量”,单位应该是“L/min”或“m /min”,应该引起注意。
例5(2002年四川)用起重机匀速提升重为1200N的货箱,经20s货箱上升高度为60m,求:
(1)货箱匀速上升的速度多大?
(2)起重机提升货箱做了多少功?
(3)起重机提升货箱的功率多大?
解析:(1) 货箱匀速上升的速度
v= = =3m/s。
.(2)起重机提升货箱做的功
W=Gh=1200N×60m=72000J。
(3) 起重机提升货箱的功率
P= = =3600W。
所以有答案: (1)v=3m/s;(2)W=72000J;(3)P=3600W。
参考文献:
[1]严军.1课3练(九年级物理)[M].北京:中国少年儿童出版社,2004.
[2]严军.2006全国中考试卷精选(物理) [M].北京:中国少年儿童出版社,2006.
[3]董德松.黄冈题库•练考新课堂(九年级物理)[M]. 北京:中国计量出版社,2004.
一、初中常见的图像类型
1.热学图像――六个重要图像
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2.物质和运动图像
(1)路程-时间图像 (2)速度-时间图像 (3)质量-体积图像
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3.电学图像
(1)定值电阻的电流-电压图像 (2)灯泡的电流-电压图像
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二、图像题的解题技巧
很多学生面对图像题有畏惧心理,看到它们就眉毛胡子一把抓,常常对图像中的信息找不准、找不全,不能调动所学物理知识对图像中的信息进行正确的解读。笔者经过多年研究,总结出能够全面、正确分析图像题的三个步骤。
1.研究坐标轴
坐标轴就像是图像的门户,只有弄清楚坐标系纵轴和横轴所代表的物理量才有可能认识图像所表达的物理意义。有些图像虽然其特征相同,但由于坐标轴所代表的物理量不同,则反映的物理规律截然不同,如运动图像中的路程-时间图像和速度-时间图像。
2.研究图像趋势
图像趋势一般可以分为直线、曲线或是折线。不同的趋势代表着横、纵轴物理量之间不同的函数关系。其中直线趋势在初中物理图像中考查的最多。过原点的直线不仅说明横、纵轴物理量之间存在正比例关系,而且图像斜率的大小也表示另一个物理量的值。学生也要熟悉常见的物理图像中斜率所代表的物理意义,如路程-时间图像的斜率为速度、速度-时间图像的斜率为加速度、质量-体积图像的斜率为密度、电压-电流图像的斜率为电阻。
3.研究图像交点
我们遇到的图像题不可能总是唯一的图线,在一幅图像中往往包含多种图像趋势、多个物体同一物理量的比较。图像之间的交点及其与两坐标轴交点(即截距)的坐标值的物理意义,往往反映物理过程中某些特定的状态。图像之间交点说明有一组状态量同时适合所描述的不同对象,故弄懂其意义会给我们的分析带来很大的启发和帮助。
下面就以一些常见的图像题为例来谈谈上述步骤和方法的实际应用。
例1.用图像可以表示物体的运动规律,图1中用来表示物体做匀速直线运动的是( )
A.②④ B.①③ C.①④ D.②③
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解析:在图1的四幅平面直角坐标系图像中,②③的横轴表示时间,纵轴表示路程;①④的横轴表示时间,纵轴表示速度。根据物体做匀速直线运动的规律:速度始终不变的直线运动,即在任何相等的时间内运动的路程相同。①③符合,即选项B正确。通过对比、反思,不难发现即使①②(或③④)的图像趋势相同,但由于纵轴代表的物理量不同,反映的物理规律就截然不同。①表示匀速直线运动,②表示静止,③表示匀速直线运动,④表示匀加速直线运动。从以上分析发现,研究图像首先要研究好坐标轴。
例2.在某一温度下,两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图2所示。由图可知,元件甲的电阻是 Ω,将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端,则流过元件甲的电流是 A,流过元件乙的电流是 A。
解析:由图可知,这是甲、乙两个电路元件的电流与电压图像,图中有两种图线趋势:甲是过原点的直线,表示定值电阻的电流与电压成正比;乙图线是曲线,表示电压随着电流的增加而升高,常见元件是灯泡。甲是定值电阻,利用欧姆定律,从直线上任取一点,例如U=1V,I=0.2 A,易得R=5 Ω。将甲、乙并联后接在电压为2 V的电源两端,根据并联电路电压特点,可知甲、乙的电压都是2 V,从图像上易得流过元件甲的电流是0.4 A,流过元件乙的电流是0.2 A。
例3.两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系如图3所示。根据图线可知( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度,两种液体吸收的热量相同
C.加热时间相同,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热时间相同,甲液体温度升高比乙液体温度升高得多
解析:这是甲乙两种液体的温度与时间图像,图线都是过原点的直线,其斜率与物质的比热容有关。该题依据是公式:Q吸=Cm(t末-t初)。要比较公式中两种物质某一物理量之间的变化关系,可以利用控制变量法解答。两个相同的容器分别装了质量相同的两种液体,若用同一热源分别加热,单位时间内热源放出的热量相等,如果加热时间相同,在转化效率为100%时液体吸收的热量相等。当加热时间,即吸收热量和液体质量相同时,液体的比热容与升高的温度成反比,由图像可知乙液体升高的温度比甲多,因此甲的比热容大于乙;当升高相同的温度时,由图像得甲加热的时间比乙长,因此甲液体吸收的热量较多。综合分析,选项A正确。
例4.如图甲电路所示,电源电压为9 V且保持不变,小灯泡标有“6 V 6 W”的字样,小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙。求:
■
(1)小灯泡正常发光时电阻为多少欧?
(2)当电流表的示数为0.7A时,小灯泡的电功率为多少瓦?
(3)当电压表的示数为2V时,整个电路10 s内消耗的电能是多少焦?
解析:这是一道电路图与电学图像的综合题,面对这类题首先分析电路,搞清楚电路的连接方式和工作状态,再分析图像中的信息,两者结合找到合适的公式解题。本题从电路图中看出是滑动变阻器和灯泡串联,滑动变阻器电阻值的变化引起电流表及电压表示数的变化,即灯泡电流和电压的变化。图像是关于小灯泡的电流随电压的变化曲线,从曲线上可以直接读出灯泡的电流和电压值。
(1)根据灯泡的铭牌“6 V 6 W”,RL=U2L/PL=(6 V)2/6 W=6 Ω
(2)由图可知,灯泡电流为0.7 A时,电压为3 V,P实=U实×I实=3 V×0.7 A=2.1 W
关键词:浮力的影响因素;审题能力;实验能力
中图分类号:G633.7 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)40-0097-02
初二阶段是初中生接受物理教育的启蒙阶段,对物理知识充满了兴趣。从考察的知识点来看,主要涉及浮力的影响因素、阿基米德原理及变形公式的应用、沉浮条件等知识点;从试题类型来看,主要是浮力大小的探究和定性判断、浮力大小的相关定量计算等。物理新课程标准指出浮力本章的学习要求“通过实验,认识浮力;探究浮力大小与那些因素有关;知道阿基米德原理,运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的现象”。这就决定了浮力这部分学习有一定的难度;再加上浮力部分知识点较为杂乱,试题考察较为灵活,很多初中生学到这里就是一头雾水,解题四处碰壁,弄得学习提不上劲,慢慢失去了学习物理的兴趣。为了帮助同学们排除学习浮力过程中产生的困惑,笔者根据通过对近几年中考试题的分析,列举了一道浮力的常见错题的正确解析与应对策略,希望能够为同学们提供一些借鉴。
原题:三个体积相同、由不同材料制成的球体,放入同一种液体中静止时,呈图示状态,则它们所受浮力大小的关系是( )
A.F甲<F乙<F丙 B.F甲>F乙>F丙
C.F甲<F乙=F丙 D.F甲>F乙=F丙
这道易错题是以比较浮力大小的形式出现的,笔者将其称为浮力大小的定性比较题。其实这是一类浮力常见问题,这类题问题主要是以考察浮力的变化及比较浮力大小的形式出现,目的是考察同学们定性分析问题的能力。
预备知识:浮力与其影响因素(液体的密度液ρ液、排开液体的体积V排)之间的关系:
当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;当物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力就越大;物体受到的浮力大小与物体浸没深度无关。
解题思路:(1)根据题意,分析影响因素中的不变因素与变化因素;
(2)根据浮力大小与其影响因素的关系,确定浮力大小关系。
正确解析:由题意可知,三个物体放在同一种液体中,ρ液相同;再根据图形可以看出乙球和丙球是完全浸没,V排=V物,而甲球只是部分浸在液体中V排
由于这种题型容易与浮沉条件中的一种题型混淆,此处一并列出,以便同学们比较。
例题对比:如图2所示,三个质量相同、由不同材料制成的球体,放入同一种液体中静止时,呈图示状态,则它们所受浮力大小的关系是 。
过程解析:由于无法判断三个球排开液体体积的大小关系,故无法应用上面的方法判断它们受到的浮力大小关系。由于三个物体的质量相等,那么重力也就相等(G甲=G乙=G丙),有这个信号我们不难想到利用物体的浮沉条件来判断:甲漂浮,F甲=G甲;乙悬浮,F乙=G乙;丙沉底,F丙
错误原因:
(1)审题不清:不能抓住题目的关键词(三个体积相同)和图形所表达的意义(甲部分进入V排
(2)实验结论记不清,不知道浮力与其影响因素(液体的密度ρ液、排开液体的体积V排)之间的关系;
(3)复习阶段,概念不清,与一道相似题(例题:沉浮条件)混淆;
应对策略:――“教师是课堂的引路人,而不是课堂的走路人”。
(1)加强审题能力的培养:我们平时课堂之中,特备是复习课堂之中应放手让学生审题,切勿因为复习进度,而代替学生独立审题,包括读看题、交流……,这个环节教师一定不能是一个“代替学生走路的人”。
(2)加强学生实验能力的培养:物理是一门以实验为基础的自然学科,每一条规律,每一个知识点都是通过实验得出的,并且能够应用于实际生活中。所以我们们在平时的教学中应该遵循物理学科的特点。在条件允许的情况下,让学生多一些课堂实验、多一些生活体验、多一些实际应用,将知识应用与生活,生活搬进课堂,这样才能体现物理学与其他学科的区别,学生们也不会因为时间长了而遗忘。
(3)相似题型缺少对比:复习教学不是将平时做过的题目再做一遍,而是一种转变。通过复习教学的过程,建立知识间的网络的同时将平时学习中的易错问题、掌握不好的知识点转变为正确的、清晰的知识脉络。在这个过程中,我们教师绝对是一个“引路人”,将易错题放到一起,让学生对比中学习。
中考链接:如图3,浸没在水中的乒乓球从水中浮到水面的过程中,所受的浮力大小将( )。
A.保持不变 B.逐渐变小
例1(2010年安徽卷)实际的电源都有一定的电阻,如干电池,我们需要用它的电压U和电阻r两个物理量来描述它,实际计算过程中,可以把它看成是由一个电压为U、电阻为零的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成,如图1所示:
在图2中R1=14 Ω,R2=9 Ω,当只闭合S1时,电流表读数JI=0.2A;当只闭合S2时,电流表读数I2=0.3A,把电源按图1中的等效方法处理,求电源的电压U和电阻r。
解析 这道题以高中闭合电路的欧姆定律为背景,要求初中学生去解答,学生只要认真理解试题中提供电源的相关信息,再利用初中知识:串联电路电流、电阻特点、欧姆定律,就能顺利解题。
教学衔接启示 高中物理教学要找出初、高中知识的结合点,所谓知识的结合点,就是指初三和高一都涉及的,但内容在深度、广度上有所不同的知识,教师在备课时应分析高、初中的知识点,找出两者间的结合点,从结合点展开教学,学生自然感到顺理成章,也容易理解和掌握,例如人教版高中物理必修l第三章第二节《弹力》教学,学生在初中时对压力、支持力、拉力已有初步的了解,这便是知识的结合处,所以,在上这节课时可以不直接从弹性形变入手来介绍弹力,而从对压力、支持力、拉力的认识来引入,教师用多媒体在屏幕上演示放在桌上的书对桌面的压力和桌面对书的支持力,分析力产生的原因,从而引出形变的概念,讲清弹力产生的条件,最后做微形形变实验,得到只要物体之间存在着接触并产生挤压作用,必然会产生形变的结论,从而形成弹力的概念,这样教学,在高、初中知识之间搭建一个“引桥”,减缓了知识的坡度,促进学生对高中知识的同化和顺应,另外,像第四章牛顿第一定律、牛顿第三定律,第七章功、功率、重力势能等知识点都是存在知识的结合处,只要教师深入挖掘分析,一定会给初、高中物理教学衔接带来益处。
例2(2007年汕头市卷)图3是法拉第发明的能够产生持续电流的机器——发电机,金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的,金属圆盘在磁极间不断转动,每根导线都在做切割磁感线运动,从而产生持续的电流,某校探究小组仿制了这个发电机装置(如图4),对影响电流大小的因素进行如下探究:
①当圆盘转速增大时,电流表指针偏转增大,说明电流大小跟______有关;
②保持圆盘转速不变,换用一个半径更大的金属圆盘,发现电流表指针偏转更大,说明电流大小还跟______有关;
③保持圆盘转速不变,换用_______,发现电流表指针偏转更大,说明电流大小跟磁场强弱有关,
解析
这道题是以高中知识法拉第电磁感应定律为背景,以图片的形式向学生介绍法拉第发明的发电机,引导学生沿着科学家的足迹,仿制发电机探究感应电流(电动势)的大小跟什么因素有关。
教学衔接启示 高中物理教学要适当渗透物理学史,“物理学发展史是一块蕴藏着巨大精神财富的宝地,这块宝地很值得我们去开垦,这些精神财富很值得我们去发掘,”高中物理教学引入物理学史,除了能使学生掌握扎实的知识与技能之外,最重要的是能激发学生学习物理的兴趣、培养学生学习物理的情感、掌握学习物理的科学方法、激励学生自主探索的精神,高一新生不适应物理教学,正与学生学习兴趣不浓厚、缺乏自主探索精神有很大关系,因此,在高中物理教学中,适当渗透物理学史,这将有助于学生完成初中到高中的物理衔接。
例如人教版高中物理必修1第二章第四节《自由落体运动》的教学,如果仅按教材的逻辑顺序“自由落体运动的定义、自由落体运动的加速度、自由落体运动的规律”来展开教学,这无疑已失去了物理学史的本来面目,失去了有声有色,波澜壮阔的科学斗争的历史光辉,使学生容易失去兴趣,如果按照物理学史客观发展顺序提出问题,帮助学生揭示出科学探究的一般程序:观察一猜想、假设一实验验证一修正推广,使学生感受到物理知识并不是那么难以理解,而是非常亲切、具有真实感,同时受到科学的思维方法的熏陶,促进学生从“被动思考、获得知识”向“积极思考、勇于探索”转化,获得真正的智慧。
高中物理教材提供了许多物理学史方面的内容,为渗透物理学史教育提供了方便,教学时可以根据实际需要进行适当增减,当然,在课堂教学中引入物理学史,应抓住重点、言简意赅,切记喧宾夺主、主次颠倒,才能真正起到事半功倍的教学效果。
在高中渗透物理学史,除了上述课堂教学渗透方式外,还可以在作业中渗透,如学完牛顿第一定律以后,可布置作业:阅读课文、查阅资料或网站搜索完成表1,并思考各位物理学家的贡献。
例3(2004赤峰市卷)实验可以得出:在温度不变时,导线的电阻跟它的长度成正比,跟它的横截面积成反比,写成公式为:R=ρl/S,其中R表示导线的电阻,z表示导线的长度,s表示导线的横截面积,ρ是比例常数,叫电阻率,不同材料的ρ不同。
现有一段粗细均匀的细电阻丝,用你在初中物理实验中使用过的仪器和掌握的实验方法,如何用公式R=ρl/s测这段金属丝的电阻率ρ?
要求:(1)写出实验步骤;(2)直接写出p的表达式,(为简单,每个要测的量只测一次,需画电路图的要画出。)
解析 这道题是以高中知识电阻定律为背景的较复杂的间接测量型实验题,要求学生运用数学知识进行公式推导、得出测量原理,根据使用过的仪器和实验方法即可作答。
由于这道测量型实验涉及测量物理量较多,测量方法多是间接测量,再加上要进行数学推导运算,所以解答此题有一定的难度。
教学衔接启示 初中教学要注重基础知识和基本技能,培养数学解题能力,初中教材内容要求学生了解、知道的多,理解的少;定性多、定量少,而高中则要求学生理解应用多、定量研究、数学工具与技巧的应用多,因此,升入高一的学生不能适应高中物理教学则在所难免,知识是迁移的大道,在初中物理教学中注重基础,在部分定量计算中有意识培养数学能力,对初、高中物理教学衔接会起到促进作用。
注重基础知识,就要让学生深刻理解物理基本概念和基本规律,例如速度、密度、机械效率、杠杆的平衡条件、欧姆定律等都是初中阶段的重要概念和规律,要重视这些概念和规律的建立过程,知道它们的由来,二是要让学生弄清每一概念的内涵和外延,在掌握物理规律和表达式的同时,还要明确公式中量的意义和单位、适用条件、应用时的注意事项、使
学生掌握初中阶段物理学科完整的基础知识,真正培养学生的物理思维能力。
注重基本技能,尤其要重视测量型实验的技能,实验是物理学的基础,物理量的测量是实验活动的基本内容和最大量的工作,在测量性实验中,熟悉各种仪器及仪表的操作规则是实验的基础,明确实验原理和实验的基本方法是重点。
初中物理常用的测量工具有八种,分为两类:一类是直读式的测量仪器,如刻度尺、温度计、弹簧测力计、量筒(量杯)、秒表、电流表、电压表,一类是比较式的测量仪器,天平,在这些测量工具(量杯除外)中,其相邻的刻度之间的长度与相关物理量之间都成线性关系,有其共同的特性,在使用这些测量工具时,教师应有意识地引导学生去综合、对比,注意它们的单位、量程、最小分度值,让学生养成以刻度的分度值为基础的观察力。
在物理测量实验中,根据测量原理(思路)及运算难度,将测量方法分为三种:(1)直接测量,如用天平测固体质量;用电压表测电压等,(2)简单间接测量,如用刻度尺测量规则物体的体积;用电压表、电流表测电阻等,(3)复杂间接测量,如上述例3。
培养数学解题能力,首先要培养学生的基本计算能力,如指数运算、密度、速度复合单位之间的换算等,其次要培养学生把物理问题转化为数学问题的能力及运用数学知识对物理问题进行分析、计算的能力,如初中液体内部压强规律、浮力公式、并联电路的总电阻等的推导虽然不是中考的内容,但也要让学生经历推导过程,因为是培养运用运用数学知识解决物理问题的最佳时机。
例4(2006年宿迁市卷)物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,叫做自由落体运动,这种运动只在没有空气的空间才能发生,在有空气的空间,如果空气阻力的作用比较小可以忽略,物体的下落也可以近似地看作自由落体运动,为了探究自由落体运动快慢与哪些因素有关,小明有如下猜想:
猜想一:物体下落的快慢与物体的材料有关:
猜想二:物体下落的快慢与物体下落的高度有关:
猜想三:物体下落的快慢与物体的质量有关,
为验证猜想的正确性,几位同学用三个金属球做了一系列的实验,实验数据记录如表2:
(1)为验证猜想一:应比较实验序号______和______,结论是:_______。
(2)请你帮助小明验证猜想三:
①器材:0.5 kg的铁球A、1 kg的铁球B和皮尺,还需要的器材是_____;
②实脸步骤:
③结论:
(3)小敏同学也对这个问题进行了研究,她让两片完全相同的纸(一张平展,另一张对折)同时从三楼由静止开始下落,她发现两片纸______(填“同时”或“不同时”)着地,此下落过程一中两片纸作的_____(填“是”或“不是”)自由落体运动,因为______。
解析 这道题是以高中知识自由落体运动为背景的探究性实验题,重点考查探究实验中控制变量法及运用控制变量法进行设计实验、通过实验数据归纳分析实验结论的能力,这道题是考查探究要素比较全面的中考题。
教学衔接启示
初中教学要注重探究性实验,培养思维能力,初中物理以直观教学为主,所以初中学生物理知识的获得是建立在形象思维基础上的;而高中较多的是在抽象思维的基础上进行概括,在学生思维活动中呈现的是经过抽象概括的物理模型,因而升入高一的学生在自身的思维能力上出现台阶,初中物理教学要以探究性实验为切入点,培养学生思维能力,对初、高中物理教学衔接起到重要作用。