谈谈物理计算题的几种方法

【摘 要】初中物理计算题是学习初中物理中的一个重要的必要环节。是综合运用物理知识解决一些实际问题，特别是运用物理概念解释简单的物理现象，进行简单的计算，有利于培养学生创新能力和综合运用知识的能力。

【关键词】解决物理概念；物理现象；物理规律；生活中的实际物理实例

初中物理计算题是学习物理中的一个重要的必要环节。是综合运用物理知识解决一些实际问题，特别是运用物理概念解释简单的物理现象，进行简单的计算，有利于培养学生创新能力和综合运用知识的能力。中学物理教学中，当学生问“怎样解答物理习题”时，教师通常地回答是：首先要审好题，然后分析物理过程，确定研究对象，再选择适当的公式建立方程式进行计算。如果学生进一步追问：“应当怎样去分析物理过程”，“怎样确定研究对象”，“怎样选择解题的公式”，这时教师们将感到无言以对，没有办法把这种最常见的最基本的问题讲清楚。在这种研究中，应当把解题思维作为一个系统来加以考察，要深入的分析、解剖这个系统，发现并区别系统的各种基本要素，认识这些要素的属性、特征以及它们之间的内在关联。此外还必须研究各个阶段上系

统的状态特征及其演变规律和方式。我希望从这种认识上的突破中为教师们的教学实践提供理论上的支持，更希望从中找到新的教学方法要素和新的教学手段。

解题过程首先是一个思维过程，而这种思维又是以问题同相应知识、技能的结合为条件的。离开一定的知识，解题就不可能进行。一定的计算题运用一定的物理知识（概念、公式），不同的问题一般要运用不同的知识。在学生求解复杂的综合题时，判明问题的相关知识域具有重要意义，这样做能使解题者摆正思考和回忆的方向，也有助于学生变换考察问题的角度，考虑问题的已知条件，已知条件也可以分为四种，即实物条件、量值条件、动变特征条件、数量关系条件。

1.量值条件。凡是在题中以数字形式或字母形式给出的物理量值都属于量值条件，量值条件给出物理对象的某种属性或状态的定量描述。

例1有一堆砂石体积是100m3，现要运到建筑工地，用一辆载重量（质量）为5t的牌汽车几趟才能运完？ 分析：已知砂石的体积与汽车的载重量，要求几趟能运完，可在密度表中查出砂石的密度ρ=2.4×103?K/m3，然后根据密度定义公式算出5t砂石的体积即可求出。 解：根据密度定义公式ρ=m/V得： V=m/ρ=5000kg/2.4×103kg/m3≈2.08m

N趟=v总/v=100m3/2.08m3≈48.07（趟）

2.实物条件。任何一个物理计算题，总是就某一个特定的物理实物系统拟定的，不论系统多么简单，它总是由一个以上的物质实体，按一定的空间位置关系构成的。题中所给出的构成系统的各个物体以及它们联结成的整个物体系统，属于实物条件。

例2一个U形导体框架，宽L=1米，所在平面与水平面交角θ=30°，电阻可忽略不计。设匀强磁场与框架平面垂直，磁感应强度B=0.2特斯拉。今有一条形导体ab，质量m=0.2千克，有效电阻R=0.1欧，跨放在U形框架上能无摩擦地滑动，求导体ab下滑的最大速度。

上述分析揭示出的潜在情景是解题所不可缺少的。它既包括对现象产生机理的深层分析，也包含对某些新数量关系的揭示。人们通常所讲的“分析物理过程”，很明显这个利用实物条件思维操作过程，是学生解题思维的主要困难之一，它决不是用“逻辑推理”四个字能说清楚的。 3.动变特征条件。问题表述中，用以说明某些物理系统内运动、变化和相互作用特点的条件是动变特征条件 例3有一物体放入水中有3/4的体积浸入水中，如果放入另一种液体中，物体露出液面的体积是总体积的2/5，求该物体的密度和该液体的密度。

分析：物体漂浮在水中，受到水对它的浮力跟它的重相

等。可根据这一关

系列出等式求物体的密度。把物体放在另一种液体中时它依然处于漂浮状态，那么液体对它的浮力也等于它的重，再根据这一关系列出等式，物体密度已经求出。液体密度也就可以求出。

解：（1）F浮水=G物 ρ水V排g=ρ物V物gρ水3/4V物g=ρ物V物g/ρ物=34ρ水=34 1.0×103kg/m3=0.75×103kg/m3

（2）F浮水=G物 ρ液V排g=ρ物V物g ρ液（1-2/5）V物g=ρ物V物g 3ρ液=5/3 ρ 物=5/3×0.75×103kg/m3=1.25×103kg/m3

在例题讲解中，教师不仅要向学生介绍问题的动变情景，而且必须向学生展示分析物理过程揭示潜在动变的关键步骤及其基本的思维操作方式，只有这样才能有助于学生学会分析、解决问题，才能做到既符合教学的物理学标准又符合教学心理标准。

4.数量关系条件。指题中直接说明某些物理量间的数量关系的条件，这种条件常常直接给出几个量间以和、差、积、商形式出现的特殊等量关系，这种关系在综合性计算题中较为多见。

例4一个探空气球的质量为200克，另有50克的重物系于气球上，气球以10米/秒的速度上升，当升高到400米

时，重物从气球上掉下。问当重物落地时，气球距地面多少米？设气球浮力不变，空气阻力不计。

分析：从本例题述的初始情景出发，运用有关知识，可以发掘出下列新的情景要素。题中整个运动可以划分为两个阶段，其一是气球和重物一道匀速上升，这时它们所受重力与浮力大小相等，方向相反，发生二力平衡现象。当重物脱离气球后，运动进入第二阶段，这时气球在浮力和自身重力作用下向上作匀加速直线运动，重物由于受重力作用并且具有匀速上升时的初速度，故将从400米高处开始，作竖直上抛运动而落到地面。当重物落地时，气球高度等于匀速上升高度与气球在第二阶段中上升高度之和。

在综合计算题的求解中，从上例还可以看到，在一个问题的陈述中大多数的词句都不具备启发性意义，只有那些同一定知识范围有独特联系的词语、物理量才能成为物理想象，形成启发单元。在审题时必须审慎地抓住那些看似细微的词字，才能识别出启发想象。识别想象，明确问题的相关知识域应当是审题环节上的一项重要内容。在教学中让学生懂得物理想象，善于识别和利用想象能力，对于改善学生的思考，提高学生解答综合性问题的能力将有一定的作用。