物理估算题的估算方法在教学上的作用

物理估算题题型很多,大凡运用估算方法得出结果来的都属估算题。同一题型由于估算方法的不同,可能会得出不同的结果,但只要估算方法合理,结果一般都能达到数量级正确。例、估算地球的平均密度。方法一、卡文迪许法:卡文迪许在1798年利用其著名的扭秤装置得出了万有引力恒量值G=6.754×10~(-11)牛·米~2·千克~(-2)后,率先用该值及万有引力定律估算出地球的平均密度为: =5.44×10~3(千克·米~(-3)) 式中R=6.37×10~6米为地球平均半径。其结果与近代测得的地球平均密度值5.52×10~3千克·米~(-3)相对误差不超过1.5％,不能不说是一个伟大的估算。     

求地球质量的四种方法

一、利用月球围绕地球运动求地球质量月球距地球3.84×108m,周期为27.3天,根据万有引力定律有GM1mr2=mr(2πT)2.整理得M1=4π2r3GT2.代入数据得M1=6.018×1024kg.二、利用人造地球卫星围绕地球运动求地球质量某卫星的周期为5.6×103s,轨道半径为6.8×103km,将有关数据代入M2=4π2r3GT2得M2=5.928×1024kg.三、利用赤道处的重力加速度求地球质量地球赤道处的重力加速度为9.780m/s2,其中地球半径R赤=6378km,周期T=24h=86400s.地球赤道处的物体所受的万有引力可分解为重力和向心力,于是有GM3mR2赤=mg赤+mR赤(2πT)2,即GM3R2赤=g赤+R赤…     

从苹果到月亮——课本上的基本定律

引力定律地球和月球是由万有引力联系在一起,同样,引力也支配着沿轨道绕太阳运行的行星的运动。万有引力作用手整个宇宙,不管存在于何处的物体,它们之间都存在相互作用。引力的大小(F)与两个物体质量(m和m')的乘积成正比,与它们之间距离(r)的平方成反比。在表述这一定律的公式中,G等于6.673×10-11米3/(千克·秒2),称为万有引力常数。     

正确结论≠正确解答

例 1　月球对它表面附近的物体也有引力 ,这个引力大约是地球对地面物体引力的 1 /6,一个连同随身装备共 90千克的宇航员 ,在月球上重多少牛 ?(初中物理教材第八章习题第 4题 )解法一 :∵ 90千克× 1 /6=1 5千克∴Ｇ月 =ｍｇ =1 5千克× 9.8牛 /千克 =1 47牛解法二 :∵Ｇ月 =16Ｇ∴Ｇ月 =16ｍｇ =90千克×9.86牛 /千克 =1 47牛评析 :解法一和解法二结果虽然相同 ,但解法一是错误的。因为质量无论在地球上还是在月球上 ,都是不变的。例 2　 1厘米3的水里含有 3.35× 1 0 2 7个水分子 ,一个水分子的质量有多大 ?解法一 :①一个水分子的体积Ｖ …     

地面上的物体的确"没有"重力了

在高中物理学习中,我们知道重力是万有引力的一部分,且通常情况下重力约等于万有引力。地面上的物体肯定会受到地球施加的万有引力,但能说地面上的物体肯定受重力吗?且看这样一道题:假如地球自转速度达到赤道上的物体能“飘”起来,那么可估算出地球上的一天等于h。(地球半径R≈6.4×106m)学生的解法主要有两种:法一:由GRM2m=mR4Tπ22,T=4πG2MR3,代入R=6.4×106m,M=6.9×1024kg,得T≈1.4h。法二:由GRM2m≈mg,有mg=mR4Tπ22,T2=4π2Rg(g取9.8m/s2,R=6400km),仍可得得T≈1.4h。二者结论一致,但学生对方法二有疑问,我们不妨分析一下:…     

地球有重量吗?

地球上的任何物体都有重量,一块石头、一桶水、一个人……等等。地球有没有重量?物理学家卡文迪许经过对万有引力恒量的测定,推算出地球的质量为5.98×10~(24)千克,这常常被人误认为是地球的重量。要回答地球有没有重量这个问题,我们应首先弄清物体的重量这个物理概念。什么叫做重量?用手托住物体,手就感到有一个向下作用的力压在手上。提一桶水,手就感觉水桶有一个向下的拉力拉手。向     

一道力学题的错解分析

题目水平地面上有一质量为m=4kg的物体,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.1,物体从静止开始受如图1所示水平力F作用.试求物体在第15s时的动能.(取g=10m/s2)错解:物体在水平方向上受到两个力作用,其中滑动摩擦力大小为f=μmg=4(N),对应在时间t=15s内的冲量为If=-ft=-60(N·S).而水平力F在t=15s内的冲量为IF=5×5-3×5+15×5=85(N·S).则由动量定理IF+If=mv-0以及动能EK=21mv2,可得物体在t=15s时的动能为EK=78.125J.分析:上述解答未对物体的运动过程作细致考察,便认定物体在t=15s时间内一直受到滑动摩擦力f的作用,这一点是缺少依据的,实…     

对教科书中一个实例的商榷

一、问题的提出全日制普通高级中学教科书《物理》(必修加选修)第三册第73面中,为了说明核能,举了下面这个实例:“中子和质子结合成氘核时,质量亏损Δm=0.004 0×10~(-27)kg,根据爱因斯坦的质能方程,放出的能量为:ΔE=Δmc~2=((0.0040×10~(-27)×(2.9979×10~8)~2)/1.6022×10~(-19))eV=2.2 MeV.”在该页面右边的旁批中有:“中子质量:m_n=1.6749×10~(-27)kg,质子质量:m_p=1.6726×10~(-27)kg,中子和质子的质量和:m_n+m_p=3.3475×10~(-27)     

一类值得注意的多项选择题

一般多项选择题有一个以上的正确答案时,它们的形式可以完全不同,有的看起来似乎互不相容,就具有较大的迷惑性,容易漏选或错选。一、用不同的物理量表示的答案。例1、(1987年全国高考题)用m表示地球通讯卫星(同步卫星)的质量、h表示它离地面的高度、R_0表示地球的半径、g_0表示地球表面处的重力加速度、ω_0表示地球自转的角速度。则通讯卫星所受地球对它的万有引力大小: A.等于0。B.等于mR_0~2g_0/(R_0+h)~2。C.等于m (R_0~2g_0ω_0~4)~(1/3)。     

万有引力定律难点分析

1　重力、万有引力、向心力的联系与区别1.1　地球表面上物体的三力关系图 1假设地球是一个质量均匀分布的球体 ,其质量为M,半径为 R,地球表面上的物体质量为 m,所处纬度为θ,如图 1所示 .根据万有引力定律可知 F引 =G(Mm/R2 ) ,方向如图 1所示 .由于 m物体随地球一起以 ω 角度自转 ,地球必须提供一个使物体作圆周运动的向心力 ,F向 =mω2 r(r=Rcosθ) ,方向指向 O′,F向 由地球对物体的引力提供 ,所以 F向 是 F引 的一个分力 .根据合力和分力的关系可知 F引 除分解成 F向 以外 ,另一个分力就是我们通常所说的重力 G,三力关系如图 1…     

2000年全国普通高等学校招生全国统一考试（广东卷）物理

本试卷分第 卷 (选择题 )和第 卷 (非选择题 )两部分 ,共 15 0分 .考试时间 12 0分钟 .第 卷 (选择题　共 40分 )注意事项 :必要时可以使用下列物理量 :真空中光速　 c=3.0× 10 8m/s　　　　　　　　万有引力常量　 G=6.7× 10 - 11N· m2 /kg2普朗克常量　 h=6.6× 10 - 3     

下落雨滴的终极速度漫议

2003年高考物理(江苏卷)试题中有这样一道题目:当物体从高空下落时,空气阻力随速度的增大而增大,因此经过一段距离后将匀速下落,这个速度称为此物体下落的终极速度,已知球形物体速度不大时所受的空气阻力正比于速度v,且正比于球半径r,即阻力为f=krv,k是比例系数,对于常温下的空气,比例系数k=3.4×10~(-4)N·s/m~2,已知水的密度ρ=1.0×10~3kg/m~3,取重力加速度g=10m/s~2.试求半径r=0.1mm     

也谈宇宙速度

宇宙速度是指物体在宇宙间运行的速度,它包括第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度,大小分别为7．9km／s,11．2km／s和16．7km／s．在中师物理教材中都只给出了第一字亩速度的计算过程,而没有给出其他两种宇宙速度的推导过程．本人就多年的教学经验,想对第二宇宙速度的推导谈一下自己的看法,仅供同行参考．首先简要说明第一宇宙速度的推导过程．第一宇宙速度是指某物体环绕地球运转所必须具有的速度,也叫环绕速度．设某物体的质量为m,其环绕速度为v1;地球的质量为M;物体绕地球表面运转的轨道半径是R0,显然,此半径的最小值…     

非平方反比引力定律

根据改进的万有引力公式 ,给出变维分形形式的非平方反比引力定律 :F =-GMm/rD,其中D =f(r) ,而不是D =2 .D的取值随问题的不同而不同 .对于光线近日偏折问题 ,1 .95 4 997≤D≤ 2 .对于水星与太阳之间的引力问题 ,设D =2 -ε,则 2 .0 1 81 65 × 1 0 9≤ε≤ 4 .93 5 2 3 9× 1 0 9.     

黄金代换Gm_0=gR~2的妙用

1黄金代换GM=gR2的推导假设地球表面存在一个质量为m的物体,地球质量为m0、半径为R.根据地球表面的物体的重力近似等于地球引力,可得mg=Gm0m/R2即可导出Gm0=gR2.说明:1)该公式是根据地球表面物体的重力近似等于地球的引力推导出来的,     

重力和万有引力的关系

一、在惯性参照系中 ,物体所受的重力是万有引力的一个分力高中教材力学部分讨论地球上的物体所受的重力的变化问题时 ,先探讨重力的来源 .据万有引力定律可知 ,质量为 m的物体在地球表面上受到地球的引力为 F=Gm MR2 ,式中 M表示地球质量 .由于地球在不停地自转 ,地球上的一切物体都随着地球的自转而绕地轴做匀速圆周运动 ,这就需要向心力 ,这个向心力的方向是垂直指向地轴的 ,它的大小为 f=mrω2 .式中 r是物体距地轴的距离 ,ω是地球自转的角速度 .这个向心力只能来自地球对物体的引力 F,它是引力 F的一个分力 ,引力 F的另一个分力是物体所受的重力 mg.因此 ,重力mg是物体 m所受的万有引力 F的一个分力 .如图 1所示 .　　　图 1物体所受的重力是万有引力的一个分力　　　　图 2　重力为万有引力与离心惯性力的合力上述讨论是选择以地心为原点 ,坐标轴指向恒星的地心——恒星坐标系 ,这是比地球惯性系更精确的惯性参照系 .大量的观察和实验表明 ,研究地球表面附近的许多现象 ,在相当高的实验精度内 ,可近似地认为地球是惯性系 ,但在探讨物体的重力和万有引力关系问题时 ,由于地球自转 ,地球并不是精...     

绍兴县2003年初三年级数学中考适应性测试题

一、选择题 ( 12× 4分 )1 三个实数 - 3、- 2、0依次从小到大排列的顺序是 (　　 ) .Ａ - 3<- 2 <0　　Ｂ - 2 <- 3<0Ｃ 0 <- 3<- 2　　Ｄ 0 <- 2 <- 32 2 0 0 2年 5月 15日 ,我国发射的海洋Ⅰ号气象卫星 ,进入预定轨道后 ,若绕地球运行的速度为 7.9× 10 3 米 秒 ,则运行 2× 10 2 秒走过的路程是 (用科学记数法表示 ) .Ａ 15.8× 10 5 米　　Ｂ 1.58× 10 5 米Ｃ 0 .158× 10 7米　　Ｄ 1.58× 10 6 米3 下列运算中 ,正确的是 (　　 ) .Ａ ａ2 ·ａ4 =ａ8　　Ｂ 1-ａ -ｂ =- 1ａ-ｂＣ ａ - 1ａ =- -ａＤ (ｔａｎ30°- 13) 0 =14 下列…     

一道二○○一年高考物理题的两种解法

20 0 1年高考 (广东、河南卷 )物理第 1 9题是一道考查学生推理能力、数字估算能力的试题 ,该题有多种解法 ,下面综述两种解法 .题目　无人飞船“神州二号”曾在离地面高度为Ｈ=3.4× 1 0 5ｍ的圆轨道上运行了 47小时 ,求在这段时间内它绕行地球多少圈 ?(地球半径Ｒ =6 .37× 1 0 6ｍ ,重力加速度ｇ =9.8ｍ/ｓ2 )解法一 :用ｒ表示飞船圆轨道半径 ,则ｒ =Ｒ Ｈ =6 .71× 1 0 6ｍ .由万有引力定律和牛顿定律得ＧｍＭｒ2 =ｍω2 ｒ (1 )又　ＧＭ/Ｒ2 =ｇ (2 )由 (1 ) (2 )解得飞船绕地球运行的角速度ω=Ｒｒｇｒ.飞船绕行的周期Ｔ=2πω =2πｒ…     

谈四种基本相互作用力

我们知道,若按力的本质区分, 目前自然界中的力一般可归结为万有引力、电磁力、强相互作用力和弱相互作用力四种。故这四种力又称四种基本相互作用力,其中前两种力在远距离范围内仍能发挥作用,被称作为长程力；后两种只能在微观领域内〈分子或原子间、或原子内部〉才能发挥作用,被称作为称短程力。下面我们就对这四种基本作用力作一具体分析。 1．万有引力 物体由于具有质量而产生的相互吸引力叫万有引力。牛顿万有引力定律指出,质量分别为m1和m2的两个质点,相距为r时,它们之间的引力 其中引力常数G=6.672×10-11米·牛/千克2。上式仅适用…     

密度计算题的类型及其解法

一、鉴定问题利用不同物质的密度一般不同来确定物质。思路与解法 :先依据公式及题设条件求出待定物质的密度值 ,然后再对照密度表确定物质。例 1.设某空瓶质量为 0 .1千克 ,装满水后质量为 0 .2千克 ,装满某液体后质量为 0 .18千克 ,问该无色液体是什么物质 ?解 :v水 =m水ρ水=0 .1千克1.0× 10 3千克 /米 3=10 -4 米 3,即 v液 =v水 =10 -4米 3,ρ液 =m液v液=0 .0 8千克10 -4 米 3 =0 .8× 10 3千克 /米 3。查表可知 ,密度为 0 .8× 10 3千克 /米 3的液体有两种 :酒精或煤油 ,但无色的则是酒精。二、倍数问题思路与解法 :此类问题可用“比…