估算法是物理學習中的一個基本方法,對于快速判斷、正確解題以及應用物理知識解決實際問題起重要作用.要想掌握估算法,就要做到以自己為估算對象,以身邊的事物為載體,觀察自然、體驗生活.比如,對自己的身高、質量、重力、密度、體積、體溫、指甲的寬度、手臂的長度、手掌的面積、脈搏的時間、站立時對地面的壓強、步行的速度等進行估算;再比如,以課本為對象,估算其平放時對桌面的壓強、從地面撿到桌面時需要做的功……下面以近幾年各地中考物理題為例介紹一些常用的估算方法.
一、體積的估算
例1人的密度跟水的密度差不多,估算某中學生的體積大約是().
A.4×100m3 B.4×10-1m3
C.4×10-2m3 D.4×10-3m3
解析:一個中學生的質量大約是40kg左右,題中說人的密度與水的密度差不多,即:1×103kg/m3,利用密度公式可以得出結論,答案為C.
二、質量的估算
例2一個正常成年人的質量最接近().
A.60kgB.60g C.600gD.6t
解析:對于質量的估算,首先應記住一些常見物體的質量,比如:一枚雞蛋的質量約0.5kg;課本的質量約0.3kg等,若出現不常見的單位,可將其換算為常見的單位,比如可將“g”換算成“kg”或者平時所謂的“斤”,之后再進行比較.我國正常成年人的質量為50~70kg,因此答案為A.
三、重力的估算
例3下列物體中物重接近于1N的是().
A.一袋方便面B.一張學生桌
C.一枚大頭針D.一塊磚
解析:一袋方便面、一個中等大的蘋果、兩個雞蛋、一本書等的重力約為1N.解決本題時可把1N的重力轉化為質量,然后根據質量進行估算、判斷.答案為A.
四、高度、長度的估算
例4 以下數據中,最接近一間普通教室的天花板距該教室地面的高度的是().
A.5.5mB.3.5mC.2.0m D.1.5m
解析:本題要根據日常的生活經驗進行判斷.通過目測法、比較法可知,教室的高度最接近3.5m,答案為B.
五、大氣壓力的估算
例5大氣對指甲的壓力約為().
A.1000N B.100N C.10N D.1N
解析:首先估算指甲的面積約為1cm2,實際大氣壓為1.013×105Pa,根據F=Ps=10.13N相當于1kg的物體壓在了指甲上,選擇C答案.
六、壓強的估算
例6一個普通中學生雙腳站立在水平地面上,他對水平地面的壓力和壓強最接近于().
A.5N103PaB.50N104Pa
C.500N103PaD.500N104Pa
解析:在估算壓強前,首先要估算壓力和受力面積.由于中學生水平站立,所以他對地面的壓力等于他自身的重力,大約為500N.受力面積即兩只鞋子的底面積,可以通過平時的觀察或通過建立簡單物理模型來估算,例如,可把鞋子抽象為長方形,然后利用目測法進行估測:雙腳與地面的接觸面積S=10cm×25cm×2=500cm2=500×10-4m2.最后再根據公式P==104Pa,所以選D.
七、功的估算
例7 將掉在地上的物理課本撿回桌面,所做的功最接近于( ).
A.0.02JB.0.2J C.2JD.20J
解析:在估算功之前,首先要估算兩個量,即書的重力及桌面的高度.課本的重力大約在2~3N之間,課桌的高度大約為75cm=0.75m.利用W=Gh可得,所做功為1.5J~2.25J,最接近2J.答案為C.
八、溫度的估算
例8以下溫度中最接近23℃的是().
A.讓人感覺溫暖而舒適的房間溫度
B.南昌市冬季最冷的室外溫度
C.健康成年人的體溫
D.冰水混合物的溫度
解析:要順利得到本題的答案,就要了解日常生活中的溫度常識,比如室溫大概在20℃左右,人的正常體溫為36.8℃或37℃,冰水混合物的溫度為0℃等.答案為A.
九、功率的估算
例9 在跳繩測試中,某同學取得了每分鐘150次的好成績.假設他每跳一次所用時間相等,每次跳離地面的平均高度為60 cm,則他跳繩時的功率最接近于().
A.7.5WB.75W C.750W D.7500W
解析:中學生的重約為500N,每次跳繩的高度約為60cm=0.6m,若每分鐘跳150次,則克服重力所做的功為W=G·nh=500N×0.6m×150=45000J. 其功率為P==750W.在各項估測基本合理的情況下,比值最接近于C的數值,答案為C.
十、電流的估算
例10 一只普通家用白熾燈正常發光時通過的電流約為().
A.200A B.20A C.0.2A D.20mA
解析:首先估算白熾燈的電功率約為40W,同時要挖掘題中的隱含條件,即家庭電路電壓為220V,然后根據I==0.2A,選擇C.
十一、熱量的估算
例11現利用一只電熱水壺把水燒開,其銘牌內容如圖.請估計本地夏季自然界中水的溫度為 ℃,根據你的估計值,若將一壺水燒開需要吸收多少熱量?[C水=4.2×103J/(kg·℃ ),氣壓為1標準大氣壓.]
解析:本題屬于熱量計算的考查,要結合生活實際估算水的溫度.估計的水溫大概在10~35℃之間, 一壺水的體積大概為2L,即2.0×10-3m3左右,水的密度ρ=1.0×103kg/m3 , 一壺水的質量m=ρV=1.0×103kg/m3×2.0×10-3m3=2kg.若估計的水溫為20℃,則燒開一壺水需要吸收的熱量為:Q=cm(t2-t1)=4.2×103J /(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J.因此題中水的初溫不固定,所以吸收的熱量也不固定,水的初溫取值范圍在10℃-35℃之間時,吸收熱量的范圍為7.56×105~5.46×105J.
十二、綜合估算
例12 下列數據中,符合事實的是( ).
A.初中物理課本中一張紙的厚度約為1mm
B.光在空氣中的傳播速度約為340m/s
C.普通雞蛋的密度約為0.6g/cm3
D.一個家用電飯煲的額定功率約為800W
解析:A選項需要對物理量進行感知,10張紙的厚度大約為1mm;B選項要根據平時的記憶來判斷,光在空氣中的傳播速度約3×108m/s;C選項要根據生活經驗進行判斷,雞蛋能在水中下沉,說明它的密度比水大,即密度大于1.0×103kg/m3;對D選項進行判斷,必須了解一些家用電器的電功率,電飯鍋,屬于把電能基本都轉化為熱能的電器,這樣的電器一般都屬于大功率用電器,功率大概在1000W左右,所以選D.
估算類試題除了上述內容以外,還包括對浮力、速度、路程、阻力、電阻等的估算,其中綜合估算是中考的重點.估算類試題的形式靈活,知識覆蓋面廣,綜合性強,應當引起同學們的注意,平時要多觀察、多練習、多研究,總結解題方法,才會在考試中取得好成績.
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