❶ 物理在哪些方面的运用
物理在这些方面的运用
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· 过山车中的物理学 · 不可思议的力量
· 千斤顶的原理 · 容易混淆的概念
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· 白炽灯和卤素灯 · 霓红灯和荧光灯
· 没有水银污染的绿色光源 · 最有希望的发光二极管
· 声音的玩笑
❷ 如何运用物理公式
根据已知量,想公式,公式中有要求的量,就把这些公式都想出来,然后根据已知量进行筛选,这个过程看似很复杂,但是如果公式掌握的牢固的话,这个过程基本不消耗时间
❸ 物理公式_怎么才能很好的运用初中物理的公式呢
怎么运用公式解题?很多同学都反映做物理题的时候常常不知道该用哪个公式。不知道怎么解题。
其实,要解决这个难点就要抓住公式概念的本质属性,联系实例理解概念。例如在学习速度和加速度时,可以列举速度大而加速度小,加速度大而速度小的运动物体进行理解,使概念深化。
其次,可以通过做实验加深公式的理解和记忆。课堂实验一般不够,可以课后用VCM仿真实验,一种做实验的软件。通过反复做实验,做的时候多观察、多联系、多思考、多总结,把原理吃透了,自然知道该怎么运用
❹ 物理知识在生活中的应用
厨房中的物理知识
我们认真观察厨房里燃料、炊具,做饭、做菜等全部过程,回忆厨房中发生的一系列变化,会看到有关的物理现象。利用物理知识解释这些现象如下。
一、与电学知识有关的现象
1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能,都是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的。
2、排气扇(抽油烟机)利用电能转化为机械能,利用空气对流进行空气变换。
3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头,插入三孔插座,防止用电器漏电和触电事故的发生。
4、微波炉加热均匀,热效率高,卫生无污染。加热原理是利用电能转化为电磁能,再将电磁能转化为内能。
5、厨房中的电灯,利用电流的热效应工作,将电能转化为内能和光能。
6、厨房的炉灶(蜂窝煤灶,液化气灶,煤灶,柴灶)是将化学能转化为内能,即燃料燃烧放出热量。
二、与力学知识有关的现象
1、电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器,水面总是相平的。
2、菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积,增大压强。
3、菜刀的刀刃有油,为的是在切菜时,使接触面光滑,减小摩擦。
4、菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹,使接触面粗糙,增大摩擦。
5、火铲送煤时,是利用煤的惯性将煤送入火炉。
6、往保温瓶里倒开水,根据声音知水量高低。由于水量增多,空气柱的长度减小,振动频率增大,音调升高。
7、磨菜刀时要不断浇水,是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加,温度升高,刀口硬度变小,刀口不利;浇水是利用热传递使菜刀内能减小,温度降低,不会升至过高。
三、与热学知识有关的现象
(一)与热学中的热膨胀和热传递有关的现象
1、使用炉灶烧水或炒菜,要使锅底放在火苗的外焰,不要让锅底压住火头,可使锅的温度升高快,是因为火苗的外焰温度高。
2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手。
3、炉灶上方安装排风扇,是为了加快空气对流,使厨房油烟及时排出去,避免污染空间。
4、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体,烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂。
5、往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温。因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失。
6、炒菜主要是利用热传导方式传热,煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的。
7、冬季从保温瓶里倒出一些开水,盖紧瓶塞时,常会看到瓶塞马上跳一下。这是因为随着开水倒出,进入一些冷空气,瓶塞塞紧后,进入的冷空气受热很快膨胀,压强增大,从而推开瓶塞。
8、冬季刚出锅的热汤,看到汤面没有热气,好像汤不烫,但喝起来却很烫,是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失(水分蒸发)。
9、冬天或气温很低时,往玻璃杯中倒入沸水,应当先用少量的沸水预热一下杯子,以防止玻璃杯内外温差过大,内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力,致使杯破裂。
10、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳。因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。
❺ 物理如何使用手来判断力和电流方向
左手定则,右手定则
左手定则:判断磁场中电流方向,伸出左手,磁感线垂直穿过掌心,拇指指向运动方向,则四指所指方向即为电流方向
右手定则:磁感线垂直穿过掌心,四指指向电流方向,则拇指所指即为导体帮受力方向。
❻ 物理有什么生活用途
生活物理
1、 两车间为何要保持车距?
前后车之间要保持一定的距离,距离的多少要根据汽车行驶速度、驾驶员的反应时间、汽车的制动功能、路面情况而定。
反应时间与驾驶员的身体状况、注意力集中程度有关。
制动功能与汽车本身性能有关。千万不可忽视汽车会临时出现故障哦。
路面情况要考虑雨天、下雪天、结冰、沙石、稻草等影想。
2、蚂蚁从高处落下为何不会摔死?
众所周知,人从楼上掉下摔不死也会摔成重伤,可是蚂蚁从高处落下却会安然无恙,你知道其中的秘密吗?
原来是这样:物体在空气中运动时会受到空气的阻力,其阻力的大小与物体和空气接触的表面积大小有关。越小的物体其表面积大小和重力大小的比值越大,即阻力越容易和重力相平衡,从而不致于下降的速度越来越大,也就是说微小的物体可以在空气中以很小的速度下落,所以蚂蚁落地时速度很小,不至于摔死。
我们还可以设想一种方法使蚂蚁摔死:把蚂蚁放在一根真空的长玻璃管中。当蚂蚁在这种管子中下落时,因为没有空气阻力,如果管子足够长,蚂议就有可能摔死。
3、跳高运动员为何要助跑?
在体育比赛中,跳远的运动员选择较长的助跑距离,而跳高 运动员的助跑距离则要短得多。如果选择较长的助跑距离,是否 就跳不高呢?
跳高运动员能腾起越过横杆,靠的是助跑的惯性力和起跳蹬 地的支撑反作用力。由于惯性力的方向是水平向前的,而支撑反 作用力是垂直(或近似垂直)向上的,所以起跳后的身体重心沿 着一个抛物线轨迹运动。这个抛物线轨迹的高度,取决于起跳时 腾起初速度和腾起角的大小,也就是说,腾起初速度和腾起角是 增加跳高高度的关键。一般说来,应该尽可能增大这两项数值。 最大腾起角为90度。然而,由于跳高不是单纯的垂直向上运动, 越过横杆还必须有一个向前的力量;再则,还须充分利用水平速 度来增大腾起初速度,因此,腾起角应小于90度。至于腾起初速度 ,则和运动员的素质和技术的熟练程度密切相关。腾起初速度越大, 跳得就越高。当腾起角一定时,腾起初速度是起决定作用的。
4、桥面为何要设计成拱形向上的?
桥是不是不应该设计成拱形向上的,而应该设计成凹形的为好。因为汽车在向下行驶之前具备一定的势能,这个势能可以帮助它顺利地到达桥的那一端。可是拱形向上的桥却没有这个优点。
桥设计成向上的理由,是因为汽车经过桥中部时,桥所承受的压力较小;而相比之下,凹形桥承受的压力较大。
由于汽车经过一个弧形的时候,需要有一个向心力F,它是由重力Mg和支承力N合成的。
在拱形桥:F=Mg-N ∴ N=Mg-F
在凹形桥:F=N-Mg ∴ N=Mg+F
由上述两个式子可见,拱形桥的N较小,N是桥对汽车的支承力,其大小等于汽车对桥的压力。所以拱形桥对桥的结构强度设计上有利。至于茜露的理由是对汽车而言,为了汽车能利用势能节约一点汽油,反而改变桥的设计,这岂不是本末倒置了吗?
5、肥皂泡为什么开始时上升,随后便下降?
日常生活中,我们常看到一些小朋友吹肥皂泡,一个个小肥皂泡从吸管中飞出,在阳光的照耀下,发出美丽的色彩。此时,小朋友们沉浸在欢乐和幸福之中,我们大人也常希望肥皂泡能飘浮于空中,形成一道美丽的风景。但我们常常是看到肥皂泡开始时上升,随后便下降,这是为什么呢?
这个过程和现象,我们只要留心想一下,就会发现,它其中包含着丰富的物理知识。在开始的时候,肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气,肥皂膜把它与外界隔开,形成里外两个区域,里面的热空气温度大于外部空气的温度。此时,肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度,根据阿基米得原理可知,此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力,因此它会上升。这个过程就跟热气球的原理是一样的。
随着上升过程的开始和时间的推移,肥皂泡内、外气体发生热交换,内部气体温度下降,因热胀冷缩,肥皂泡体积逐步减小,它受到的外界空气的浮力也会逐步变小,而其受到的重力不变,这样,当重力大于浮力时,肥皂泡就会下降。
6、作用力与反作用力
能使物体运动状态发生变化的力叫作用力,反作用力是作用力的反冲力。牛顿力学中的三大定律之一就是“作用力与反作用力”定律。作用力与反作用力的例子在日常生活中无处不在:
1.人走在路上,人给地面一向后作用力,地面给人一向前的反作用力,于是人 往前运动;
2.火箭也是靠反作用力,才能飞向太空。
7、过山车中的物理知识
过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。如果你对物理学感兴趣,那么在乘坐过山车的过程中不仅能够体验到冒险的快感,还有助于理解力学定律。实际上,过山车的运动包含了许多物理学原理,人们在设计过山车时巧妙地运用了这些原理。如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的效果,那感觉真是妙不可言。这次同物理学打交道不用动脑子,只要收紧你的腹肌,保护好肠胃就行了,当然,如果你的身体条件和心理承受能力的限制,无法亲身体验过山车带来的种种感受,你不妨站在一旁仔细观察过山车的运动和乘坐者的反应。
在开始旅行时,过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的,但在第一次下行后,就再也没有任何装置为它提供动力了。事实上,从这时起,带动它沿着轨道行驶的惟一的"发动机"将是引力势能,即由引力势能转化为动能、又由动能转化为引力势能这样一种不断转化的过程构成的。
第一种能,即引力势能是物体因其所处位置而自身拥有的能量,是由于它的高度和由引力产生的加速度而来的。对过山车来说,它的势能在处于最高点时达到了最大值,也就是当它爬升到"山丘"的顶峰时最大。当过山车开始下降时,它的势能就不断地减少(因为高度下降了),但它不会消失,而是转化成了动能,也就是运动能。不过,在能量的转化过程中,由于过山车的车轮与轨道的摩擦而产生了热量,从而损耗了少量的机械能(动能和势能)。这就是为什么要设计成随后的小山丘比开始时的小山丘要低的原因:过山车已经没有上升到像前一个小山丘那样的高度所需要的机械能了。过山车最后一节小车厢里是过山车赠送给勇敢的乘客最为刺激的礼物。事实上,下降的感受在过山车的尾部车厢最为强烈。因为最后一节车厢通过最高点时的速度比过山车头部的车厢要快,这是由于引力作用于过山车中部的质量中心的缘故。这样,乘坐在最后一节车厢的人就能快速地达到和跨越最高点,从而产生一种要被抛离的感觉,因为质量中心正在加速向下。尾部车厢的车轮是牢固地扣在轨道上的,否则在到达顶峰附近时,小车厢就可能脱轨甩出去。车头部的车厢情况就不同了,它的质量中心在“身后”,在短时间内,它虽然处在下降的状态,但是它要"等待"质量中心越过高点被引力推动。
到达“疯狂之圈”时,沿直线轨道行进的过山车突然向上转弯。这时,乘客就会有一种被挤压到轨道上的感觉,因为这时产生了一种表观的离心力。事实上,在环形轨道上由于铁轨与过山车相互作用产生了的一种向心力。这种环形轨道是略带椭圆形的,目的是为了"平衡"引力的制动效应。当过山车达到圆形轨道的最高点时,事实上它会慢下来,但如果弯曲的程度较小时,这种现象会减弱。一旦过山车走完了它的行程,机械制动装置就会非常安全地使过山车停下来。减速的快慢是由气缸来控制的。
8、弹簧无处不在:
在我们的日常生活中,弹簧形态各异,处处都在为我们服务。常见的弹簧是螺旋形的,叫螺旋弹簧。做力学实验用的弹簧秤、扩胸器的弹簧等都是螺旋弹簧。螺旋弹簧有长有短,有粗有细:扩胸器的弹簧就比弹簧秤的粗且长;在抽屉锁里,弹簧又短又细,约几毫米长;有一种用来紧固螺母的弹簧垫圈,只有一圈,在紧固螺丝螺母时都离不开它。螺旋弹簧在拉伸或压缩时都要产生反抗外力作用的弹力,而且在弹性限度内,形变越大,产生的弹力也越大;一旦外力消失,形变也消失。有的弹簧制成片形的或板形的,叫簧片或板簧。在口琴、手风琴里有铜制的发声簧片,在许多电器开关中也有铜制的簧片,在玩具或钟表里的发条是钢制的板簧,在载重汽车车厢下方也有钢制的板簧。它们在弯曲时会产生恢复原来形状的倾向,弯曲得越厉害,这种倾向越强。有的弹簧像蚊香那样盘绕,例如,实验室的电学测量仪表(电流计、电压计)内,机械钟表中都安装了这种弹簧。这种弹簧在被扭转时也会产生恢复原来形状的倾向,叫做扭簧。
形形色色的弹簧在不同场合下发挥着不同的功能:
1. 测量功能
我们知道,在弹性限度内,弹簧的伸长(或压缩)跟外力成正比。利用弹簧这一性质可制成弹簧秤。
2. 紧压功能
观察各种电器开关会发现,开关的两个触头中,必然有一个触头装有弹簧,以保证两个触头紧密接触,使导通良好。如果接触不良,接触处的电阻变大,电流通过时产生的热量变大,严重的还会使接触处的金属熔化。卡口灯头的两个金属柱都装有弹簧也是为了接触良好;至于螺口灯头的中心金属片以及所有插座的接插金属片都是簧片,其功能都是使双方紧密接触,以保证导通良好。在盒式磁带中,有一块用磷青铜制成的簧片,利用它弯曲形变时产生的弹力使磁头与磁带密切接触。在钉书机中有一个长螺旋弹簧它的作用一方面是顶紧钉书钉,另一方面是当最前面的钉被推出后,可以将后面的钉送到最前面以备钉书时推出,这样,就能自动地将一个个钉推到最前面,直到钉全部用完为止。许多机器自动供料,自动步枪中的子弹自动上膛都靠弹簧的这种功能。此外,像夹衣服的夹子,圆珠笔、钢笔套上的夹片都利用弹簧的紧压功能夹在衣服上。
3. 复位功能
弹簧在外力作用下发生形变,撤去外力后,弹簧就能恢复原状。很多工具和设备都是利用弹簧这一性质来复位的。例如,许多建筑物大门的合页上都装了复位弹簧,人进出后,门会自动复位。人们还利用这一功能制成了自动伞、自动铅笔等用品,十分方便。此外,各种按钮、按键也少不了复位弹簧。
4. 带动功能
机械钟表、发条玩具都是靠上紧发条带动的。当发条被上紧时,发条产生弯曲形变,存储一定的弹性势能。释放后,弹性势能转变为动能,通过传动装置带动时、分、秒针或轮子转动。在许多玩具枪中都装有弹簧,弹簧被压缩后具有势能,扣动扳机,弹簧释放,势能转变为动能,撞击小球沿枪管射出。田径比赛用的发令枪和军用枪支也是利用弹簧被释放后弹性势能转变为动能撞击发令纸或子弹的引信完成发令或发火任务的。
5. 缓冲功能
在机车、汽车车架与车轮之间装有弹簧,利用弹簧的弹性来减缓车辆的颠簸。
6. 振动发声功能
当空气从口琴、手风琴中的簧孔中流动时,冲击簧片,簧片振动发出声音
9、雨衣为什么不透水呢?
下雨天,外出的人们不是打伞,就是穿雨衣。雨衣为什么不透水呢?奥妙就在制作材料上。就拿布制雨衣来说吧,它是用防雨布(经过防水剂处理的普通棉布)制成的。防水剂是一种含有铝盐的石蜡乳化浆。石蜡乳化以后,变成细小的粒子,均匀地分布在棉布的纤维上。石蜡和水是合不来的、水碰见石蜡,就形成椭圆形水珠,在石蜡上面滚来滚去。可见,是石蜡起了防雨的作用。物理学上把这种不透水的现象,叫做“不浸润现象”。而水一旦遇到普通棉布,就通过纤维间的毛细管渗透进去,这就叫做“浸润现象”。
物体是由分子组成的。同一种物质的分子之间的相互作用力,叫做内聚力;而不同物质的分子之间的相互作用力,叫做附着力。在内聚力小于附着力的情况下,就会产生“浸润现象”;反之,则会出现“不浸润现象”。雨衣不透水,正是由于水的内聚力大于水对雨衣的附着力的缘故。
物理学还告诉我们:水的内聚力作用在水表面形成表面张力。水的表面张力使水面形成一层弹性薄膜,当水和其它物体接触时,只要水对它不浸润,那么这层弹性膜就是完好的、可以把水紧紧地包裹着。有人试验过:巧妙地把水倒进浸过蜡的金属筛里,水并没有从筛眼里漏下去。
常见的玻璃,看起来光滑晶亮。可是,水遇上它,却紧紧地缠住不放,带来了种种麻烦:下雨的时候,车前窗玻璃上的雨水挡住了司机的视线,很不安全,于是只好开动划水器,把雨水排去;戴眼镜的人,在喝热水的时候,镜片立即蒙上一层雾汽,挡住了视线,什么东西也看不见了。
人们知道了水的表面张力的特性,了解了水的内聚力与附着力的关系以后,不仅巧妙地制成了雨衣,而且还造出了新颖的“憎”水玻璃——在普通玻璃上涂一层硅有机化合物药膜,它大大削弱了雾汽对玻璃的附着力。用这种憎水玻璃做镜片,为戴眼镜的人解除了蒙雾的苦恼;把这种玻璃安在车的前窗上,划水器也就用不着了。现在你该能说出篷布、布伞不漏雨的道理了吧!
10、“香蕉球”是怎样踢出来的?
如果你经常观看足球比赛的话,一定见过罚前场直接任意球。这时候,通常是防守方五六个球员在球门前组成一道“人墙”,挡住进球路线。进攻方的主罚队员,起脚一记劲射,球绕过了“人墙”,眼看要偏离球门飞出,却又沿弧线拐过弯来直入球门,让守门员措手不及,眼睁睁地看着球进了大门。这就是颇为神奇的“香蕉球”。
为什么足球会在空中沿弧线飞行呢?原来,罚“香蕉球”的时候,运动员并不是拔脚踢中足球的中心,而是稍稍偏向一侧,同时用脚背摩擦足球,使球在空气中前进的同时还不断地旋转。这时,一方面空气迎着球向后流动,另一方面,由于空气与球之间的摩擦,球周围的空气又会被带着一起旋转。这样,球一侧空气的流动速度加快,而另一侧空气的流动速度减慢。物理知识告诉我们:气体的流速越大,压强越小(伯努利方程)。由于足球两侧空气的流动速度不一样,它们对足球所产生的压强也不一样,于是,足球在空气压力的作用下,被迫向空气流速大的一侧转弯了。
乒乓球中,运动员在削球或拉弧圈球时,球的线路会改变,道理与“香蕉球”一样。
要以最快的速度从一个地方去到数百公里,甚至数千公里以外的地方,一般人都会选择乘搭飞机。可是,在不久的将来,一种新的交通工具将会带领人们以高速于城市之间穿梭。
目前为止,一般的子弹火车能以 200 km/h 的速度前进。由于火车与路轨之间的磨擦力限制了火车的最高速度,所以人们便开始研究能悬浮于路轨之上的火车,于是便有磁浮火车的出现了。
顾名思义,磁浮火车是利用磁力使火车悬悬浮于路轨之上。磁浮火车经常被称为 Mangle,即 Magnetically Levitated train 的简写。但是,利用一般的磁铁并不能把火车稳定地浮起。要是你将两块磁铁的北极相对,你会发现无法使一块磁铁稳定地浮在另一块上 (图一)。所以,要把火车浮起并不如想象中般简单。
真正磁浮火车是如何浮起来的?目前,磁浮火车还在试验阶段。德国科学家设计了一个名为 Transrapid 的系统,利用了“电磁力悬浮法”(EMS) 把火车浮起 (图二)。在这个系统中,火车的底部包着一条导轨,在火车底部起落架的电磁铁向着导轨,磁力使火车悬浮在导轨之上约一厘米,即使在静止的时候,火车仍然保持浮起。其它导引磁铁则能使火车在行使时保持稳定。
日本的科学家则利用了“电动力悬浮法”(EDS) 把火车浮起。还记得甚么是“电磁感应”吗?当磁铁在导体附近移动,导体内的磁场会因而改变 (图三),并感应出电流。感应电流又能产生磁场,根据楞次定律,这样产生出来的磁场总是倾向于抗拒引起这个感应的改变。“电动力悬浮法”应用了电磁感应的原理。图四(a)显示了这种磁浮火车的原理。火车在导槽内行走,槽的两边安有一系列 "8" 字形的线圈。当一辆列车快速驶过时,车两边的超导磁铁便会在线圈上感应出电流。巧妙的是,超导磁铁在 "8" 字形的线圈中心以下经过,因此 "8" 字形线圈下半部的磁通量改变比上半部大,感应出如图四(b)所示的电流,产生磁力。"8" 字形线圈下半部的磁极与超导磁铁的磁极相同,上半部则与之相反,结果是这两部分的线圈对超导磁铁产生的磁力,都有一个向上的分力,把列车悬浮起来。由于"8" 字形线圈只有在超导磁铁运动时才能感应出电流并产生磁性,因此当火车静止的时候,便不能浮起。所以,火车在启动时会首先靠轮子来滑行,直到产生的磁力足以承托火车的重量,才将轮子收起来,就好像飞机起飞一样。
那么,磁浮火车是怎样被推动的?它的基本原理很简单。以日本的磁浮火车为例。移动的列车带同超导磁铁在导槽两边的线圈感应出电流,根据这些讯息,系统便会把交流电输入导槽两边的推进线圈,产生南北梅花间竹的磁极 (图五),对超导磁铁造成拉力和推力,使列车加速。
磁浮火车能悬浮在路轨上行驶,免除了火车与路轨之间的磨擦力,故能以高速飞驰。估计未来的磁浮火车能以高达 500 km/h 的速度行驶,比现在最快的火车速度要高一倍。此外,磁浮火车非常宁静。德国农民在磁浮火车路轨附近工作,几乎察觉不到有火车经过呢!但磁浮火车有一个缺点,就是建造导轨的费用昂贵。磁浮火车只能在这些导轨上走,大大限制了它的发展。估计未来的铁路发展,仍会以传统火车为主。
值得中国人民兴奋的是,世界上第一条商用的磁浮铁路将于 2003 年于中国面世。这个计划耗资 26 亿元人民币。到时 Transrapid 磁浮火车将会带领人们以 200 km/h 的高速穿梭于上海市中心和浦东国际机场之间,整个旅程只需 10 分钟!
镜子问题
人距镜越远越走样。因为镜子里的像由镜后镀银面的反射形成的,镀银面的不平或玻璃厚薄不匀都会产生走样。走样的镜子,人距镜越远,由光放大原理,镀银面的反射光到达的位置偏离正常位置就越大,镜子越走样
以上回答你满意么?
❼ 物理公式怎么能正确运用
物理公式在解题中的应用
内容摘要:物理计算和物理实验的设计一直是困扰中学生的一个拌脚石,也使我们很多学生“知难而退”,那么如何克服这样的困难就是我们教师要研究的课题,应用公式从未知量出发,去寻找解决问题的思路,是作者的一点心得。本文从物理公式在物理计算和物理实验的分析和计算两个方面提出了解决问题的思路。
关键词:物理公式物理计算物理实验应用
“物理计算并不难,只要找到合适的公式,正确的代入数据,或根据公式去寻找已知条件,你总可以得出答案。”这是我上高中时物理老师给我们上第一节课时讲的一句话,这句话给我的启发很深,因此整个高中阶段本人也一直坚持这样做了,实践证明这个思路很清晰。现在本人就学习和教学中如何应用物理公式分析和解决问题作一简单论述。
解物理题的难点主要是物理计算和物理实验的设计,而这两种类型题的分析和解答都离不开物理公式。
首先,在物理计算和实验中选择合适的公式非常重要。
物理学中计算题和实验题的分析是比较难的,找不到合适的公式是第一个障碍,要做好这一点,必需对学习的每个物理量都很熟练,并能熟练的说出计算这个量的相关公式。
比如,求电阻的公式,除了用R=U/I外,还要知道可以用:P=I2R、P=U2/R、W=I2Rt、W=U2t/R、Q=I2Rt、Q=U2t/R、R=R1+R2、R=R1R2/(R1+R2)等公式求出R。只有对公式熟悉,才能在使用时得心应手。
其次,在计算题中利用公式找到正确思路是解物理问题的关键。
物理计算是要形成正确清晰的物理图像,也就是以物理概念为基石,认真分析题中所涉及的物理对象,现象和所进行的物理过程,分析它所处的状态和条件,在头脑中形成清晰的物理图像,而利用公式的目的就是让这个分析过程有一个目标。逐级利用公式去分析涉及的物理量,直到实现我们的目标——求出未知量。
一、 对容易题型,只要准确确定公式,就能容易得出结果。
比如在已知时间、路程求速度,已知质量、体积求密度或者是已知压力、受力面积求压强等问题中,只要找到相应的公式,将已知数据代入即可求出结果。
二、 对较难题型,需要作进一步计算,才能找到求未知量的条件的。
1、这类问题中,一种是能找到公式,但在应用公式时却没有直接的数据让你代入,对于一部分学生来说就有点困难了。但只要我们抓住公式,把公式中没有现成数据的量作为未知量再进一步求解,仍然可以把问题化解掉。
例如:一艘轮船在水下6m深处破了一个面积为20cm的小洞,要堵住这个洞,堵塞物需要受水的压力为多大?
首先我们得确定公式:求力可以用P=F/S变形公式F=PS求得,而这时的P在题目中并非已知,因此得进一步计算压强P,因为是在水下,故可以P=ρgh求得压强,然后再用F=PS求得压力。
2、另一种是有已知量,也能用公式计算出所求的量,但求出的量并不是未知量,因此这类问题学生很容易出错。
例如一列长200m的火车,以4m/s的速度全部通过一个隧道,历时240s,则此隧道的长是多少?
从题中看是求路程的,已知了速度和时间,可以由S=vt求出,但求出的结果却并不是我们要的隧道长。因为火车全部通过隧道时火车长是不能忽略的,求出的S中不仅有隧道长也包含火车长,还得由S隧道=S-S火车求得隧道长。
即S=vt=4m/s×240s=960m
S隧道=S-S火车¬=960m-200m=760m。
隧道实际长是760m而非960m。
3、综合性较强的问题中要多次甚至要反复使用公式,才能求出我们要的结果。这对大部分学生来说都有一定难度,但只要找准思路,多次应用公式把一个个未知量解出来,最终是可以求出题目中要求的未知量的。
例如:在如图所示的电路中,电源电压保持不变,且滑动变阻器的滑片P处于中点C,当开关S闭合时,电压表V1的示数为6V,电压表V2示数为4V,小灯泡L正常发光,它消耗的电功率为1W,求
(1) 小灯泡的电阻值;
(2) 滑动变阻器的总阻值;
(3) 当滑动变阻器的滑片P移到A端时,小灯泡L仍然发光,它消耗的实际功率为多大?
分析:(1)欲求小灯泡的电阻值,可由P=U2/R的变形公式R=U2/P求得。这一问还是比较容易的。即:
R=U2/P=(4V)2/1W=16Ω
(2)欲求滑动变阻器的阻值可先求其接入电路一半时的阻值,由R=UBC/I知,还要求出滑动变阻器两端的电压和通过它的电流。这里的电压UBC可以用U1和U2的值求得,而电流I可以利用串联电路电流处处相等原理,由电灯的电流I=U/R求得。
即:UBC=U1-U2=6V-4V=2V
I=U2/R=4V/16Ω=0.25A
RBC=UBC/I=2V/0.25A=8Ω
(3)求小灯泡的实际功率可以用P=UI和P=U2/R、P=I2R求得,而这里用P=I2R最合适,因为总电压已知,总电阻可以由R总=R灯+R滑求出,而灯泡的电阻也已求出,故用公式P=I2R最简单。以下再按上一步分析的思路求解。
利用公式计算就是从未知量出发,找出能求未知量的公式,如果是有多个公式,则根据已知条件决定选用一个最简单、最容易求解的公式。如果所选公式中也不是每个量都是已知的,则再利用相应的公式和已知条件去求出这个量,代入到未知量的公式中求出结果。只要明确这样的思路,任何问题都可以迎刃而解。
第三,在实验中应用公式为设计提供思路。
物理实验是在人工控制条件下运用仪器、设备,使物理现象反复再现,从而有目的的观测研究的一种方法,物理实验考查则是让学生在学习的基础上能自己利用仪器实现这种有目的的再现。物理实验考查中,尤其是考查间接测量的实验中,许多同学在设计实验时不知道要用哪个仪器,测什么量。其实我们只要根据待测量的物理量的相关公式,就可以知道要测哪些物理量,然后利用相应量的关系,寻找实验仪器,将相关量测出即可求出待测量了。
1、简单实验中,从实验要测量的量中就可以确定选用仪器和实验步骤的,直接根据公式中涉及的量去测量即可。
比如:在测量物质密度,物体的平均速度,未知电阻值的阻值等实验中,只要我们根据这些量涉及的公式ρ=m/V、v=s/t、R=U/I即可知道要测量哪些量,用什么仪器,怎么样安排步骤。
2、较难的实验中可能一下子找不到仪器,或者不知道怎么安排步骤,但抓住相关公式却是重要的。一步不能测出的,可以象计算题中那样,考虑间接测出相关量。
比如:给你一个电源,两只电压表,一个已知阻值的电阻,一个开关,若干导线,如何测一个求未知电阻的阻值?
分析:要测电阻,基本方法是伏安法测电阻,利用R=U/I测出U和I即可求出电阻。但这里只有测量电压的电压表,却没有测量电流的电流表,所以我们得考虑用间接方法测通过电阻的电流,这里就得用串联电路电流处处相等的原理,通过串联一个已知阻值的电阻R0,测出通过它的电流,来间接测量通过未知电阻RX的电流,此时I=U0/R0,那么只要测出R0两端电压即可,而已知器材中还有一只电压表是可以测电压的。
物理实验的设计主要是要有一个模型(如上题中的伏安法测电阻),然后利用公式去推导相关待测量,直到可以利用所给器材去测量,就可以解决问题了。
总之,利用物理公式分析和解决问题是解物理问题的一条捷径,从未知到已知,逐步使问题的答案明朗化。教给学生使用公式是,学会分析问题的思路,是我们每个教师的基本职责,希望这篇文章能给各位同仁带来一点启发。
❽ 物理知识在日常生活中有什么应用
最大的应用就是因为有地心引力我们才不会掉到太空中,所以我们还活着,还可以上网络
❾ 物理在生活中有哪些运用
物理课程改革强调“从生活走向物理,从物理走向社会”。即注重与社会实际和生活实际相联系,在具体生活环境中运用所学知识,分析和解决问题,注重学生学会学习,避免死记硬背。中考中联系生产、生活实际的试题已是最多的最为重要的题型了。而“家”是我们温馨的港湾,回到家里可以身心轻松的美美的享受生活,可就在这一片不大的天地里,我们的衣食住行、举手投足,都和物理密切相关,可以说,是物理带给我们许多喜乐忧愁,影响着我们的生活质量。本文以家庭生活空间背景,对一些最为熟悉的现象和生活用具的使用,用中学物理知识作出解释,作为学习物理和运用物理的案例,供大家参考。
一、与电学知识有关的现象
家中的用电器是并联的,开关与所控制的电器串联,插座可临时加接用电器,也并联在电路中;可调台灯,电炉较暗时,电路中电阻较大,电能表转动较慢,节约电能;电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能,都是利用热传递煮饭、煮菜、烧开水的;排气扇(抽油烟机)利用电能转化为机械能,利用空气对流进行空气变换; 电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头,插入三孔插座,防止用电器漏电和触电事故的发生;微波炉加热均匀,热效率高,卫生无污染。加热原理是利用电能转化为电磁能,再将电磁能转化为内能;家中的电灯,是利用电流的热效应工作的,将电能转化为内能和光能;厨房的炉灶(蜂窝煤灶,液化气灶,煤灶,柴灶)是将化学能转化为内能,即燃料燃烧放出热量;电冰箱由温控开关控制,是间歇性工作的,可以节约电能;测电笔可以区别火线和零线,笔中的电阻很大,它可以限制通过人体的电流;楼梯间的感应灯由声和光控制,光元件和声元件是串联的。
二、与热学知识有关的现象
1.与热学中的热膨胀和热传递有关的现象:使用炉灶烧水或炒菜,要使锅底放在火苗的外焰,不要让锅底压住火头,可使锅的温度升高快,因为火苗的外焰温度高;锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成,是因为木料是热的不良导体,以便在烹任过程中不烫手;炉灶上方安装排风扇,是为了加快空气对流,使厨房油烟及时排出去,避免污染空间;滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体,烫砂锅放在湿地上时,砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢,砂锅内外收缩不均匀,故易破裂;往保温瓶灌开水时,不灌满能更好地保温。因为未灌满时,瓶口有一层空气,是热的不良导体,能更好地防止热量散失;炒菜主要是利用热传导方式传热,煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的;冬季从保温瓶里倒出一些开水,盖紧瓶塞时,常会看到瓶塞马上跳一下。这是因为随着开水倒出,进入一些冷空气,瓶塞塞紧后,进入的冷空气受热很快膨胀,压强增大,从而推开瓶塞;冬季刚出锅的热汤,看到汤面没有热气,好像汤不烫,但喝起来却很烫,是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失(水分蒸发);冬天或气温很低时,往玻璃杯中倒入沸水,应当先用少量的沸水预热一下杯子,以防止玻璃杯内外温差过大,内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力,致使杯破裂;煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿,容易剥壳。因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩,但它们收缩的程度不一样,从而使两者脱离。
2.与物体状态变化有关的现象:液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的,使用时,通过减压阀,液化气的压强降低,由液态变为气态,进入灶中燃烧;用焊锡的铁壶烧水,壶烧不坏。这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃,锡的熔点是232℃,装水烧时,只要水不干,壶的温度不会明显超过100℃,达不到锡的熔点;烧水或煮食物时,喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量;用砂锅煮食物,食物煮好后,让砂锅离开火炉,食物将在锅内继续沸腾一会儿。这是因为砂锅离开火炉时,砂锅底的温度高于100℃,而锅内食物为100℃,离开火炉后,锅内食物能从锅底吸收热量,继续沸腾,直到锅底的温度降为100℃为止;用高压锅煮食物熟得快些。主要是增大了锅内气压,提高了水的沸点,即提高了煮食物的温度;夏天自来水管壁大量“出汗”,常是下雨的征兆。自来水管“出汗”并不是管内的水渗漏,而是自来水管大都埋在地下,水的温度较低,空气中的水蒸气接触水管,就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。同时也说明空气中水蒸气含量较高,湿度较大,是下雨的前兆;煮食物并不是火越旺越快。因为水沸腾后温度不变,即使再加大火力,也不能提高水温,结果只能加快水的汽化,使锅内水蒸发变干,浪费燃料;冬天水壶里的水烧开后,在离壶嘴一定距离才能看见“白气”,而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高,壶嘴出来的水蒸气不能液化,而距壶嘴一定距离的地方温度低,壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴,即“白气”;油炸食物时,溅入水滴会听到“叭、叭”的响声,并溅出油来。这是因为水的沸点比油低,水的密度比油大,溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾,产生的气泡上升到油面破裂而发出响声;冬天在卫生间洗澡时所见的“白气”并不是气,是悬浮在空中的小水滴,它是水蒸气液化形成的,而夏天温度较高,水蒸气不易液化,所以看不见。
3.与热学中的分子热运动有关的现象:腌菜往往要半月才会变咸,而炒菜时加盐几分钟就变咸了,这是因为温度越高,盐的离子运动越快的缘故;长期堆煤的墙角处,若用小刀从墙上刮去一薄层,可看见里面呈黑色,这是因为分子永不停息地做无规则的运动,在长期堆煤的墙角处,由于煤分子扩散到墙内,所以刮去一层,仍可看到里面呈黑色。
三、与力学知识有关的现象
电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器,水面总是相平的;菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积,增大压强;为的是在切菜时,使接触面光滑,减小摩擦;手上有肥皂时不易拎开水龙头,因接触面光滑,减小摩擦;锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹,使接触面粗糙,增大摩擦;往保温瓶里倒开水,根据声音知水量高低。由于水量增多,空气柱的长度减小,振动频率增大,音调升高;磨菜刀时要不断浇水,是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加,温度升高,刀口硬度变小,刀口不利,浇水是利用热传递使菜刀内能减小,温度降低,不会升至过高;工具箱中的老虎钳上的物理知识就更多了,手柄长可以省力,刀口可以增大压强,花纹是为了增大摩擦,橡胶是为了绝缘。
我们在日常生活中,只要细心观察身边的事物和发生的现象,联系到我们学过的物理知识,去分析和解释这些现象,就能够提高观察、分析及解决物理问题的能力,而且你会深刻的体会到物理是多么有的用和有趣。