物理量的估算

初中物理估算规则总结归纳物理是一门实验性科学，通过实验数据的观察和分析来研究自然界的规律。

在物理实验中，经常需要进行估算，即通过一些近似的方法来确定实验结果或物理量的大小。

初中物理学习阶段，我们学习了一些估算规则，本文将对这些规则进行总结归纳。

一、数量级估算法则在物理实验中，往往需要对物理量进行估算，而不得精确计算，这时可以采用数量级估算法则。

1. 同数量级相加：在两个数量级相近的数相加时，可只取最高位数较大的那个数，舍去后面的位数。

例如，将3000和2500相加，结果为3000。

2. 同数量级相乘：在两个数量级相近的数相乘时，可只取其中的一位数，舍去其余位数。

例如，将4.5m和2.7m相乘，结果为12m。

二、单位换算估算法则在物理实验中，常常需要进行不同单位之间的换算，使用单位换算估算法则可以快速得到近似的结果。

1. 长度单位换算：例如，1cm约等于0.01m，因此如果需要将15cm换算成m时，可以直接将15除以100，即得到换算结果为0.15m。

2. 面积单位换算：例如，1cm²约等于0.0001m²，因此如果需要将3cm²换算成m²时，可以将3乘以0.0001，即得到换算结果为0.0003m²。

3. 时间单位换算：例如，1分钟约等于60秒，因此如果需要将90秒换算成分钟时，可以直接将90除以60，即得到换算结果为1.5分钟。

三、物理定律估算法则在物理实验中，常常利用已知的物理定律或规律来进行估算，下面是几个常见的物理定律估算法则。

1. 牛顿定律估算法则：例如，可以通过牛顿第二定律F=ma来估算物体的加速度。

如果已知一个物体的质量m和作用于它上面的力F，那么可以通过F=ma来求解加速度a的近似值。

2. 惯性定律估算法则：例如，可以利用惯性定律来估算物体运动的时间。

如果知道一个物体的初速度v和它在运动过程中恒定的加速度a，那么可以通过惯性定律估算它运动的时间t。

1.电流：计算器100μA ；灯0.2A；电冰箱 1A ；空调 5A；2.电功率：计算器 0.5mW ；电灯60W；教室里一盏日光灯的工作电流约为0.18 A；电冰箱电视机 100W；空调 1200W；洗衣机 500W ；电热水器1000W ；收音机1.5W；3.质量：硬币 6g ；中学生 50Kg ；鸡蛋50g；4.密度：人 1×10 3 k g / m 3 ；空气 1.29 kg/m3 ；冰0.9×10 3kg/m3 ；ρ金属 >ρ水 >ρ油；5.体积：教室180 m 3 ；人0.05 m 3；6.面积：人双脚底面积500 cm 2；7.压强：人站立时对地面的压强约为104Pa；大气压强10 5Pa；8.速度：人步行1.1m/s ；中学生正常行走的速度约为5km/h；自行车 5m/s；小汽车40m/s；9.长度：头发直径和纸的厚度70μm ；成年人腿长1m ；课桌80cm；教室长10m宽6m 高3m；10.力：2个鸡蛋的重力 1N；11.热：1标准大气压下；冰的熔点（水的凝固点）为0℃；沸水的温度为100℃；12.体温计的量程：35℃~42℃；分度值为0.1℃；13.水的比热：C水=4.2×103J/(kg.℃) （最大）；14.速度：1m/s=3.6km/h ；15.人耳区分回声和原声：时间差 0.1s以上；声源与障碍物距离 17m以上；16.声音在空气的传播速度：V=340m/s ；17.光在真空、空气中的传播速度：C=3×108m/s=3×105km/s18.电磁波在真空、空气中的传播速度：V =3×108m/s19.密度：ρ水=ρ人=103kg/m3 ；水银的密度 13.6×103kg/m3；20.1g/cm3=103kg/m3；1L=1dm3；1mL=1cm3；1m3=103dm3=106cm3；21.g=9.8N/kg22.压强：单位换算 1Pa=1N/㎡；23.一个标准大气压：p0=1.01×105Pa=760 ㎜Hg =76cm汞柱≈10m水柱24.电学：一节新干电池的电压：1.5V；蓄电池的电压：2V；25.人体的安全电压：不高于36V；照明电路的电压：220V ；26.动力电路的电压：380V ；1度=1Kw.h=3.6×106 J27.我国交流电的周期是0.02s, 频率50Hz(1s内50个周期；电流方向改变100次)；28.一枚大头针质量约80 mg；一个苹果质量约150 g；一头大象质量约6 t；一只鸡质量约2 kg；29.洗热水澡时感觉舒适的水温约42℃；30.人体正常体温在37℃左右；感觉舒适是温度在23℃左右；31.地球的半径6371km；32.自行车轮的直径约为1m；。

重量的估算与实际运用重量是衡量物体质量的物理量，它在日常生活和各行各业中起着重要的作用。

正确地估算重量对于工程、贸易、烹饪和运输等领域至关重要。

本文将介绍重量估算的原理、常用方法以及实际运用的案例。

一、重量估算的原理重量估算的基本原理是根据物体的密度和体积来计算其重量。

密度是物质单位体积的质量，常用单位为克/立方厘米或千克/立方米。

体积是物体所占据的空间大小，通常用立方厘米或立方米表示。

根据物体的密度和体积，可以使用以下公式计算重量：重量 = 密度 ×体积这个公式适用于各种物体，从小到大，从固态到液态或气态都可以适用。

二、重量估算的常用方法1. 直接测量法：这是最直接和准确的估算重量的方法，通过使用天平或称重器等设备来直接测量物体的重量。

它适用于已知密度的物体，如标准金属器件或包装好的商品。

利用直接测量法可以获得精确的重量。

2. 体积估算法：对于密度已知但无法直接测量重量的物体，可以通过估算其体积来推算重量。

常用的体积估算方法有立方体法、近似形状法和水位法等。

例如，对于规则的立方体物体，可以直接测量各边长并计算体积，进而推算出重量。

3. 长度估算法：对于细长或长形物体，可以通过估算其长度和相应的密度来计算重量。

例如，在建筑工程中，估算钢筋的重量就常常使用长度估算法。

根据钢筋的长度和密度，可以推算出其重量，有助于工程设计和施工计划。

三、重量估算的实际运用案例1. 物流仓储：在物流仓储行业中，准确估算货物的重量对于计划运输、安排仓储空间和优化运输成本至关重要。

通过使用称重设备或基于货物体积和密度的估算方法，可以高效地估算货物重量，并制定相应的运输和仓储策略。

2. 对外贸易：在与国内外供应商进行贸易时，重量是确定货物价值和计费的重要依据。

通过准确估算货物的重量，可以避免计算错误导致的经济损失。

此外，在国际货运和海关申报中，准确申报货物重量也是必要的。

3. 食品烹饪：在烹饪过程中，准确估算食材的重量对于保持菜品口感、平衡营养和烹饪时间至关重要。

10估算法物理估算，一般指依据一定的物理概念和规律，运用物理方法和近似计算方法，对所求的物理量的数量或物理量的取值范围，进行大致的推算。

物理估算题和常规计算题的解题步骤虽然相似，但也有其自身特点，其文具简洁、条件隐蔽，常使学生无从下手，掌握其解题要领尤为重要。

一般而言，求解估算题时，首先应认真审题，从字里行间中发掘出题目的隐含条件，捕捉与题中现象、过程相关的物理概念和规律，揭示题设条件与所求物理量之间的关系，从而确定对所找物理量进行估算的依据。

中学物理常用的估算方法有：常数估算法、理想模型估算法、推理估算法、合理的数学近似估算法、设计实验估算法等。

下面分别举例说明。

（1）利用物理常数进行估算估算题中往往告诉的已知量很少，或不提供已知量，解题时要求灵活地运用一些物理常量，有时甚至需要根据经验来拟定某些物理量的数值。

应该熟记的物理常数如：标准大气压760mmHg，水的密度为1.0×103kg / m3，标况下气体的摩尔体积为22.4L，基元电荷的电量为1.60×10-19c，地球的半径为6370km，原子直径数量级10-10m，光在真空中的传播速度3×108m / s，阿伏伽德罗常数 6.02×1023mol-1，等等。

应该根据经验能拟定的物理量数值如：普通成人的身高在1.50—1.80m之间，质量在50—80kg之间，普通成年人的步副约0.8m，正常人的脉搏频率约为60Hz，每层楼高3—5m，汽车的速度约为10—20m / s ，台灯功率为40W，电视的功率约为40—100W，电冰箱每天耗电约0.8—1kw.h，等等，这些物理常数对解答某些估算题是十分有用的。

[例题1]1789年英国著名物理学家卡文迪许首先估算了地球的平均密度。

根据你所学过的知识，能否知道地球密度的大小？解析：设质量为m的小物体在地球表面所受重力为mg.则 mg = GMm / R2,即 M = gR2 / G .我们将地球看成是半径为R的均匀球体，其体积为V = 4πR3 / 3 ，故地球的平均密度应为ρ = M / V = 3g / 4πGR此式中的圆周率π，重力加速度g，地球半径R和万有引力G是应熟记的物理常数，将它们的数值代入上式，得ρ = 3g / 4πGR = 5.5×103 kg / m3[例题2]试估算地球大气层的总质量（取一位有效数字）解析：本题如能抓住“大气层是由大气重量产生的”这一关键概念进行思考，就能为解题拨开迷雾。

高考物理微观量估算的两种建模方法1．求解分子直径时的两种模型(对于固体和液体)(1)把分子看成球形，d ＝ 36V 0π. (2)把分子看成小立方体，d ＝3V 0.提醒：对于气体，利用d ＝3V 0算出的不是分子直径，而是气体分子间的平均距离．2．宏观量与微观量的相互关系(1)微观量：分子体积V 0、分子直径d 、分子质量m 0.(2)宏观量：物体的体积V 、摩尔体积V mol 、物体的质量m 、摩尔质量M 、物体的密度ρ.(3)相互关系①一个分子的质量：m 0＝M N A ＝ρV mol N A. ②一个分子的体积：V 0＝V mol N A ＝M ρN A(注：对气体，V 0为分子所占空间体积)； ③物体所含的分子数：N ＝V V mol ·N A ＝m ρV mol ·N A 或N ＝m M ·N A ＝ρV M·N A . 例1 已知常温常压下CO 2气体的密度为ρ，CO 2的摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，则在该状态下容器内体积为V 的CO 2气体含有的分子数为________．在3 km 的深海中，CO 2浓缩成近似固体的硬胶体，此时若将CO 2分子看做直径为d 的球，则该容器内CO 2气体全部变成硬胶体后体积约为________．①在该状态下容器体积为V ；②CO 2浓缩成近似固体的硬胶体．答案 ρVN A M πd 3ρVN A 6M解析 体积为V 的CO 2气体质量m ＝ρV ，则分子数N ＝m M N A ＝ρVN A M. CO 2浓缩成近似固体的硬胶体，分子个数不变，则该容器内CO 2气体全部变成硬胶体后体积约为：V ′＝N ·16πd 3＝πd 3ρVN A 6M练习题3．已知地球大气层的厚度h 远小于地球半径R ，空气平均摩尔质量为M ，阿伏加德罗常数为N A ，地面大气压强为p 0，重力加速度大小为g .由此可估算得，地球大气层空气分子总数为________，空气分子之间的平均距离为________．答案 4πp 0N A R 2Mg 3Mgh p 0N A解析 可认为地球大气层对地球表面的压力是由其重力引起的，即mg ＝p 0S ＝p 0×4πR 2，故大气层的空气总质量m ＝4πp 0R 2g ，空气分子总数N ＝m M N A ＝4πp 0N A R 2Mg.由于h ≪R ，则大气层的总体积V ＝4πR 2h ，每个分子所占空间设为一个棱长为a 的正方体，则有Na 3＝V ，可得分子间的平均距离a ＝ 3Mgh p 0N A. 4．空调在制冷过程中，室内水蒸气接触蒸发器(铜管)液化成水，经排水管排走，空气中水分越来越少，人会感觉干燥．某空调工作一段时间后，排出液化水的体积V ＝1.0×103 cm 3.已知水的密度ρ＝1.0×103 kg /m 3、摩尔质量M ＝1.8×10－2 kg/mol ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1.试求：(结果均保留一位有效数字)(1)该液化水中含有水分子的总数N ；(2)一个水分子的直径d .答案 (1)3×1025个 (2)4×10－10 m解析 (1)水的摩尔体积为V 0＝M ρ＝1.8×10－21.0×103 m 3/mol ＝1.8×10－5 m 3/mol ，水分子数：N ＝VN A V 0＝1.0×103×10－6×6.0×10231.8×10－5个≈3×1025个． (2)建立水分子的球体模型有V 0N A ＝16πd 3，可得水分子直径：d ＝ 36V 0πN A ＝ 36×1.8×10－53.14×6.0×1023m ≈4×10－10 m.。

一：常用估算量1.电流：计算器100μA 灯0.2A 电冰箱 1A 空调 5A2.电功率：计算器 0.5mW 电灯60W 电冰箱 100W 空调 1000W 洗衣机 500W 电热水器1000W3.质量：硬币 6g 中学生 50Kg 鸡蛋50g4.密度：人 1×10 3 k g / m 3 空气 1.29 kg/m3 冰0.9×10 3kg/m3 ρ金属 >ρ水 >ρ油5.体积：教室180 m 3 人0.05 m 36.面积：人单只脚底面积250 cm 2,7.压强：人站立时对地面的压强约为10 4Pa；大气压强10 5Pa8.速度：人步行1.1m/s 自行车 5m/s 小汽车40m/s9.长度：头发直径和纸的厚度70μm 成年人腿长1m 课桌椅1m 教室长10m宽6m高3m10.力：2个鸡蛋的重力 1N二.物理学中的常量：1、热：1标准大气压下,冰的熔点水的凝固点为0℃,沸水的温度为100℃体温计的量程：35℃~42℃分度值为0.1℃水的比热：C水=4.2×103J/kg.℃最大2、速度：1m/s=3.6km/h 人耳区分回声和原声：时间差 0.1s以上、声源与障碍物距离 17m以上声音在空气的传播速度：υ=340m/s 光在真空、空气中的传播速度：C=3×108m/s=3×105km/s电磁波在真空、空气中的传播速度：υ=3×108m/s3、密度：ρ水=ρ人=103kg/m3 单位换算 1g/cm3=103kg/m31g/cm3=103kg/m3 1L=1dm3 1mL=1cm3 1m3=103dm3=106cm3 g=9.8N/kg 水银的密度 13.6×103kg/m34、压强：单位换算 1Pa=1N/㎡一个标准大气压：p0=1.01×105Pa=760 ㎜Hg =76cm汞柱≈10m水柱5、电学：一节新干电池的电压：1.5V 蓄电池的电压：2V人体的安全电压：不高于36V 照明电路的电压：220V 动力电路的电压：380V 1度=1Kw.h=3.6×106 J我国交流电的周期是0.02s, 频率50Hz1s内50个周期,电流方向改变100次三.与人体有关的物理量初中学生1、质量约：50kg2、重力约：500N3、密度约：1×103 kg/m34、体积约：0.05 m35、身高约：160-170cm6、电阻约：几千欧7、手臂长约：50——60cm8、手掌面积约：100-120cm29、脚掌面积约：200-250 cm210、对地压强：行走时约：2×104Pa 站立时约：1×104Pa 11、步长约：50-70cm 12、步速约：1.5m/s13、骑自行车速度约：4m/s 14、骑自行车时受到的阻力约：20N 15、大拇指指甲宽约：1cm;手掌宽约：1dm 16、脉搏跳动频率约：70-75次/min1.2Hz 17、正常血压约：收缩压<130 mmHg,舒张压<85 mmHg18、人体正常体温约：36.5℃37℃ 19、100米短跑时间约：13-14s 速度约:7.5m/s四.物理学史1、运动物体不受外力恒速前进：意大利伽利略运动物体不受外力不仅速度大小不变,而且运动方向也不变：法国笛卡尔牛顿第一定律又叫惯性定律：英国牛顿2、马德堡半球实验,有力证明了大气压的存在：德国奥托·格里克托里拆利实验,首先测出大气压的值：意大利托里拆利3、首先通过实验得到电流跟电压、电阻定量关系即欧姆定律通过实验最先精确确定电流的热量跟电流、电阻和通电时间的关系即焦耳定律：4、发现电流的磁场即电流的磁效应的首先发现电和磁有联系奥斯特电磁感应现象的发现进一步揭示电和磁的联系1831年英国法拉第5、阿基米德原理F浮=G排、杠杆平衡条件又叫杠杆原理：希腊阿基德6、判定通电螺线管的极性跟电流方向关系的法则即安培定则：法国安培7、电子的发现：英国汤姆生 8、白炽灯泡的发明：美国爱迪生 9、小孔成像：最早记载于墨经 10、光的色散：牛顿11、氩气的发现：1894年英国瑞利与化学家拉姆塞合作 12、超导现象零电阻效应的发现：1911年荷兰昂尼斯13、早期电话的发明：贝尔 14、电报机的发明：莫尔斯 15、预言了电磁波的存在,建立了电磁场理论麦克斯韦16、用实验证实了电磁波的存在赫兹五．光的直线传播、反射及折射现象常见光的直线传播：小孔成像, 影的形成, 手影游戏, 激光准直, 日食,月食, 排队,检查物体是否直可闭上一只眼; 射击时的瞄准, “坐井观天,所见甚小”,确定视野一叶障目, 判断能否看见物体或像常见光的反射现象：平面镜成像, 水中的倒影, 看见不发光的物体, 潜望镜,自行车尾灯在教室某位置看黑板只能看到一片白光常见折射现象：看水中的鱼等物体, 鱼民叉鱼时要向下叉; 放在水中的筷子会向上弯折; 透过篝火水气看到的人会颤动; 看日出; 海市蜃楼, 放大镜,星星在眨眼睛闪烁; 远视镜、老花镜火镜六．能源1、按能源的产生方式可分为：一次能源：可以从自然界直接获得;如：化石能、风能、太阳能、地热能、核能二次能源：无法从自然界直接获得,必须通过一次能源的消耗才能得到;如：电能、汽油、电能、煤气、焦碳、激光、沼气等2、按能源是否可再生分为：不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充;如煤、石油、天然气、核能可再生能源：可以在自然界源源不断的得到;如：水的动能、风能、太阳能生物质能;3、化石能源：千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的能源;如：煤、石油、天然气;4、生物质能：由生命物质提供的能量;5、核能：核裂变：原子弹、核反应堆核聚变：氢弹、太阳及恒星。