《高中物理思维方法集解》随笔系列——高中物理习题解决的“检验法”

《《高中物理思维方法集解》随笔系列——高中物理习题解决的“检验法”》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、《高中物理思维方法集解》随笔系列壽中杨理习题解决的“检验出”山东平原一中魏德E“检验法”，是指对问题解决的结论进行检查、验收的方法。检验，确切地说即通过反思、回放解题情景、规律、依据、运算等，对问题结论的正确性、准确性、实用性和完整性等作重新确认。归纳起來，检验法的任务：⑴检验结论的正确性。即在数理思维过程中，对解方程（组）、不等式、函数、数列等所得出的结果（初步答案），进行细致、必要的检查和验收，看其是否正确。实际情况下，或可试用量纲法。⑵检验结论的准确性。准确性，主要指结果的精确程度，包括物理量的大单位、保留几位小数或有效数

2、字、或者是否采用科学记数法等。⑶讨检验结论的实用性。正确的、准确的初步答案，并不一定是题目所需要的答案，这里就要一个“结果”是否合情合理，是否切合实际的问题。比如负数或虚数的时间，则必须舍去。⑷检验结论的完整性。比如力的分解的解是否是唯一的，是两个解还是无解；再如在波动问题中，所求的波是向左还是向右传播的？波长或者波速有多少个可能的量值等等。理论上讲题解的检验，无外乎实际检验和理论检验两种方式。具体解题吋，常用实际、规律、量纲、特例、量纲、估算、转换等检验方法。下面，通过一些解题实例展开我们的讨论。【例题解析】一.卖际检殓即看所

3、得结果，是否符合实际情况的思维方法。无论解题所用的方法、概念、规律以及数学运作等等如何，若所得结果与客观事实不符,则可据此判断这一结果必定错误。【例题1】从20m高处落下的水，如果水的势能的20%用来使水的温度升高，水落下后的温度升高多少度?【错解】根据能的转化和守恒定律，可得20%mg/?=cmAt不难由此求出,_0.20劝_0.20x9.8x20_~c-~42~*°既然从20m高处落下的水，温度可升高9.3°C,则由△/oc/2正比关系顺推，似乎雨点从200m的髙处落下，温度就能升高93°Co有谁见过雨点把人烫伤的吗？显然，

4、上述结果与事实不相符合。原因在于取水的比热c=4.2J/(g-°C)时，公式两边的质量单位并不相同。若改収c=4.2x103J/(^-°C),则由上式可得正确答案Ar=0.0093°C。【例题2】质量为10g的子弹以300m/s的初速度水平射入固定的木板内，若其动能全部转化为内能，且有42%被子弹吸收。试求子弹的温度将升高多少？(子弹材料的比热容c=0.42J/(g'°C))【解析】设子弹的温度将升高△/,贝厅弹吸收的内能=c^mAt由题意，可知由动能转化为子弹的内能0攵=tjEk=7]mv2/2根据热平衡方程Q吸=Q放可得cm

5、t=/2从而Ar=w22=0.42X300-=800()()occm2x0.42显然，这一结果不符合实际。其原因在于式屮比热容的单位取错了，正确的数据应为c=4.2X102J/(kg•°C),实际温度升高只有80°C才对。【例题3】一平行电容器，板I'可距离为0。Mm,板长为100mm,一束带电粒子经电压为U.=1000V的匀强电场加速后，飞入平行板中央(两板水平放置)。若板间电压为U2=4x10'2V,则带电粒子的侧移是多少？已知粒子在匀强偏转电场中的侧移为qUEy——~。【错解】带电粒子经过匀强电场加速后，由动能定理可知粒

6、子应满足qU=-mvl关系。联系到粒子经匀强偏转电场屮的侧移公式_qU2l32mv^d由此二式可得=104777.U2Lt_0.12x4x1Q-24UJ一4x10"xlO"亦即带电粒子的侧移为lO^m.【检验】从这道题思维方法、思路、应用规律等看，似乎一点无可挑剔。但是通过以下分析可知，10"加的侧移是不可能发生的。这是因为当偏转电场电压为（72（）=2x10"V时,粒子的侧移即达到最大值yo=d/2=O.5xlO-4mf即使偏转电压再高，也不可能出现题解的数据。事实上，在偏转电压U2=4x10"2V时，侧移只能是y二儿，粒子打

7、到电容器的下板上而不能射岀。【例题4】如图8—1—1所示，长1叭内径均匀的细玻璃管，当开口向上竖直放置时,有一段长为15cm的水银柱封住一段长60cm的空气柱。若把玻璃管缓慢地倒置于竖直位置,则空气柱有多长？（大气压P｛）=750mmHg）【错解】首先，以管内被封闭的气体为研究对象。设玻璃管开口向上的状态为初状态1,则有PHX二厶S玻璃管开口向下的状态为末状态2,则有图8_1_]然后，由玻一一马定律，可得P2=P0-h,V2=L2S(垃+/z)“S=(&-h)L2S由此求出L2=90cm,亦即玻璃管倒置时，空气柱的长度为90cm

8、,【检验】分析可知，当玻璃管倒置时空气柱与水银柱的总长度厶2+/?=（90+15）c加=105c加，显然已经超过玻璃管的长度，与实际情况不符。因此解题结果是错误的。应当考虑到，在由竖直向上到竖直向下的转动过程中，应有部分水银流出。因而，可设末状态时水银柱长度为再