数学思维和方法在初中物理中的具体体现
数学是物理学的语言和工具,概括物理现象、形成物理概念、整理实验数据、进行逻辑分析、建立物理定律、利用数学图像展示物理规律等等物理学的研究和学习过程都离不开数学,而数学知识在初中物理中也展现了非凡的作用。
一、利用不等式(组)求凸透镜的焦距取值范围
根据一定条件求凸透镜的焦距的取值范围,对于初中学生来说的确有困难,运用不等式(组)的知识来解这类问题,就会使问题化难为易了。
例如:某同学将一支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.
分析:根据凸透镜成像规律,首先要求学生由所给成像的性质找到对应的物距与焦距
的关系,成放大实像时,系式可得:
,成缩小实像时,
,再将已知条件代入上述关
解得不等式组,得到
案:
二、利用比例法来解物理问题
比例法就是用比例式来解物理题的方法,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,再利用比例性质来计算未知量的方法。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。
例如:2006年3月1日,我国开始实施彩能效新标准,规定待机功率高于9W的彩电不能进入市场销售。小明想了解家中彩电是否符合新能效标准,他将100W的灯泡单独接入电路中,观察电能表1mi
转了5转;再让这能彩电单独接入电路中并处于待机状态,电能表5mi
转了2转,由此判断该彩电的待机功率为_____W。
分析:这个是个典型电学计算题,如果按常规应这样计算:
fW1Pt100W×1×60s3.0×104J设电能表的转速是Nrevkwh可列出算式:
这样我们可以用数学知识解得:N3000rev那么彩电待机时5mi
消耗的电能是:
P2
0.008kw8W
由此可以判断出这台彩电符合国家新标准。但我们如果仔细的分析研究这个题目会发现如果用比例的方法则可以简化计算。
解法如下:我们可以设彩电的待机功率为
一步就可以解出8W,可以看出利用比例法大的简化的过程。不过对此进行处理时对学生的数学基础要求非常高。
而其它的如:某电热器通过的电流为0.5A时,在时间t内放出的热量为Q,如果通过它的电流增大为1.5A,则在相同时间内放出的热量是___________。
分析:这个物理题目考察的是焦耳定律
,那么要本题中,设电流为0.5A时,
所有的物理量带下标1,而当电流为1.5A时带下标为2,则
f因r