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物理近似計算方法

發布時間:2022-05-11 13:55:52

計算方法求近似值的方法

1.四捨五入法
這種最常用的求近似數的方法,主要是看它省略的尾數是4或比4小時,就把尾數捨去;如果省略的尾數最高位上的數是5或比5大時,把尾數省略去掉後,要向前一位進一。如3096401≈310萬,1÷3=0.333……≈0.3。從上面兩例可以看出「四舍」時近似數比准確值小,「五入」時近似數比准確值大。
2.進一法
在實際生活中,有時把一個數的尾數省略後,不管尾數最高位上的數是幾,都要向前一位進一。比如一輛車能容納4個人,現在有15個人,則需要的車輛數目為15除以4等於3.75約定於4
3.去尾法
在實際生活中,有時把一個數的尾數省略後,不管尾數的最高位上的數是幾,都不要向它的前一位進一。例如一個牛皮盒子需要3平方分米的牛皮才能完成,而現在只有10平方分米的牛皮,則只能完成10除以3等於3,3約等於3個
這三種求近似數的方法,各自適用於不同的情況,一般來說,如果沒有特殊要求或其他條件的限制時,都應採取四捨五入法。
最後,有些時候需要用科學計數法表達。

⑵ 急!物理競賽要用的近似計算公式

就是數學極限公式,你自己去翻一下書就好了。快要競賽了怎麼也得會點高等數學啊。

⑶ 物理估算的類型

高中物理估算問題分類解析
高中物理主要由力、熱、光、電、原子物理等幾部分組成,每一部分都涉及到估算問題,培養學生對物理量的估算能力,可以增強他們對物理現象的實感,培養他們的科學素質。
一、物理估算及其常見的解法
物理估算,一般指依據一定的物理概念和規律,運用物理方法和近似計算方法,對所求的物理量的數量或物理量的取值范圍,進行大致的推算。物理估算題和常規計算題的解題步驟雖然相似,但也有其自身特點,其文具簡潔、條件隱蔽,常使學生無從下手,掌握其解題要領尤為重要。
一般而言,求解估算題時,首先應認真審題,從字里行間中發掘出題目的隱含條件,捕捉與題中現象、過程相關的物理概念和規律,揭示題設條件與所求物理量之間的關系,從而確定對所找物理量進行估算的依據。中學物理常用的估算方法有:常數估演算法、理想模型估演算法、推理估演算法、合理的數學近似估演算法、設計實驗估演算法等。
1、 利用物理常數進行估算
估算題中往往告訴的已知量很少,或不提供已知量,解題時要求靈活地運用一些物理常量,有時甚至需要根據經驗來擬定某些物理量的數值。應該熟記的物理常數如:標准大氣壓760mmHg,水的密度為1.0×103kg / m3,標況下氣體的摩爾體積為22.4L,基元電荷的電量為1.60×10-19c,地球的半徑為6370km,原子直徑數量級10-10m,光在真空中的傳播速度3×108m / s,阿伏伽德羅常數6.02×1023mol-1,等等。應該根據經驗能擬定的物理量數值如:普通成人的身高在1.50—1.80m之間,質量在50—80kg之間,普通成年人的步副約0.8m,正常人的脈搏頻率約為60Hz,每層樓高3—5m,汽車的速度約為10—20m / s ,台燈功率為40W,電視的功率約為40—100W,電冰箱每天耗電約0.8—1kw.h,等等,這些物理常數對解答某些估算題是十分有用的。此類估算題的具體解法可參看文中的例題2、3、4、5、6、7。
2、 利用理想化模型進行估算
實際的物理問題所涉及的因數往往較多,為了方便求解這些問題,需要突出主要因素,舍棄次要因數,將研究的對象進行科學抽象,使其成為理想化模型後再進行估算。如常溫常壓下的氣體可視為理想氣體等。此類估算題可參看文中的例題1、4、6、7、8、9、10、11、12、22、24、25、26、27、28。
3、 利用物理推理進行估算
運用相關物理知識和物理規律對問題進行綜合分析、判斷,經過合理的推理對結果進行估算。見文中的例題16、17、18、19、20、21。
4、 利用合理的數學近似進行估算
近似與平均本身就是對數據的一種在許可范圍內的合理的粗略描述,因此,近似與平均可作為一種估算方法。在物理估算中,常用下列一些數學近似公式:當θ很小時:sinθ≈tanθ≈θ(rad),cosθ≈1 .當a >> b時,a+b≈a,1/a + 1/b ≈ 1/b . π2≈g等等。參見文中的例題13、14、15 。
5、 利用設計實驗進行估算
有一類估算需設計某種切實可行的方案進行實驗,在取得數據後才能進行估算。例如:某大廈28層,其電梯由一台電動機帶動,試分析電動機的平均輸出功率。
平均功率=[樓層高×(28-1)×(自重+載重)] / 時間 。

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⑷ 物理問題

解:
(1)第14s到18s期間,只有摩擦阻力做功,會改變速度大小,加速度為:a2=-6/4 m/s^2=-1.5 m/s^2,故摩擦阻力為:f2=m*a2=-1.5 N,負號表示與運動方向相反。
(2)在第10s到14s,小車做勻速直線運動,電動機提供的牽引力與摩擦阻力抵消,故牽引力為f1=-f2=1.5 N,此期間速度為v1=6 m/s,故額定功率P=f1×v1=9 W。
(3)在第0s到第2s間,小車做勻加速運動,根據v-t曲線的幾何意義,曲線下的面積幾位位移,故,此期間的位移大小為:S1=1/2*3*2=3 m。
在第2s到第10s間,小車做變加速直線運動,如果沒有學過微分方程,是無法求出位移的准確值的,根據圖像可以求出近似值。近似計算的方法很多,對於本題,可以按如下方法求近似值。

演算法一,可以根據動能原理求出位移。
從第2s到第16的位移設為s,這期間,牽引力做功W1=P× Δt=9*(14-2) J=108 J,(只在第2s到第14秒做功),
摩擦力做功W2=f2*s,
在t=2s時,小車速度為v0=3 m/s,t=16 s時,速度為0,動能該變數為ΔE_k=-1/2*m×v0^2=-4.5 J,由動能原理:
ΔE_k=W1+W2,
即ΔE_k=W1+f2*s,
所以,S=(ΔE_k-W1)/f2=(-4.5-108)/(-1.5)=75,
其中第10s到第16s的位移為S3=v1*(14s-10s)+1/2*v1*(16s-14s)=30 m,
所以,第2s到第10s的位移為S2=S-S3=40m。
所以,加速期間的位移為40+3=43m。

近似演算法二:把第2s到第10s的v-t曲線分成4部分,每一部分可以近似當成梯形來計算面積。從途中可以看促,在t=4 s、6s、8s時,速度大致為4 m/s、5 m/s、5.5 m/s,在t=2 s、10s時,速度為3 m/s、6 m/s,所以,這部分面積為:
(4+5+5.5+(3+6)/2)*2 m=38 m。
近似演算法三:在v-t曲線圖上,連接點(2, 3)、(10, 6),速度曲線在這條線段上方,說明這期間的平均速度比始末時刻速度的平均值要大;由從圖形可以看出,重點時刻(t=6s)時的速度比平均速度略大,故可以近似去平均速度為這兩個速度的平均值,即以va=(5+(3+9)/2)/2 m/s=4.75 m/s作為平均速度,則位移為4.75*8 m=38 m。

故加速期間的位移大約為3+38=41m。

如果要求地2s到第10s的位移的精確值,可以這樣做,(為敘述方便,以下都用國際單位並且把單位省略),
牽引力和速度的關系為:v*f1=P=9,f1=9/v,
小車受到的合力為:f=f1+f2=9/v-3,加速度為a=f/m=9/v-3,即
dv/dt=9/v-3,
這是一個常微分方程,其通解為:
v(t) = 6*LambertW((1/6)*C1*exp(-(1/4)*t-1))+6,
這里,函數LambertW(x)是方程y*exp(y) = x的解(後者的解有很多,取在0點解析的那一個作為LambertW(x)),C1為積分常數。
根據初始條件v(2)=3算出積分常數C1=-3*e,所以
v(t) = 6*LambertW(-(1/2)*exp(-(1/4)*t))+6,
對t積分,(積分區間為[2, 10]),得第2秒到10秒的位移為S2=39-24*LambertW(-(1/2)*exp(-5/2))-12*LambertW(-(1/2)*exp(-5/2))^2≈40,
與近似值38差別不大,
故加速期間的位移為40+3=43 (m)。

另外,速度滿足的微分方程看,6 m/s是速度的上限,速度是永遠不可能達到6 m/s的,(比如t=10s時的速度是5.74,比6略小;t=14s時的速度為5.91,也不是6),只是當t比較大時,速度非常接近6 m/s,因為測量時總有誤差,微小的差別也就不考慮了。

⑸ 在物理學計算中,常用的思想和方法有哪些

你真的沒有找到學習物理的竅門,物理的學習不強調死記硬背,要注重理解概念規律的內涵與外延,注重把握基本的物理模型,更特別注重掌握常用的物理思想方法,主要有:
一、逆向思維法
逆向思維是解答物理問題的一種科學思維方法,對於某些問題,運用常規的思維方法會十分繁瑣甚至解答不出,而採用逆向思維,即把運動過程的「末態」當成「初態」,反向研究問題,可使物理情景更簡單,物理公式也得以簡化,從而使問題易於解決,能收到事半功倍的效果.
二、對稱法
對稱性就是事物在變化時存在的某種不變性.自然界和自然科學中,普遍存在著優美和諧的對稱現象.利用對稱性解題時有時可能一眼就看出答案,大大簡化解題步驟.從科學思維方法的角度來講,對稱性最突出的功能是啟迪和培養學生的直覺思維能力.用對稱法解題的關鍵是敏銳地看出並抓住事物在某一方面的對稱性,這些對稱性往往就是通往答案的捷徑.
三、圖象法
圖象能直觀地描述物理過程,能形象地表達物理規律,能鮮明地表示物理量之間的關系,一直是物理學中常用的工具,圖象問題也是每年高考必考的一個知識點.運用物理圖象處理物理問題是識圖能力和作圖能力的綜合體現.它通常以定性作圖為基礎(有時也需要定量作出圖線),當某些物理問題分析難度太大時,用圖象法處理常有化繁為簡、化難為易的功效. 四、假設法
假設法是先假定某些條件,再進行推理,若結果與題設現象一致,則假設成立,反之,則假設不成立.求解物理試題常用的假設有假設物理情景,假設物理過程,假設物理量等,利用假設法處理某些物理問題,往往能突破思維障礙,找出新的解題途徑.在分析彈力或摩擦力的有無及方向時,常利用該法.
五、整體、隔離法
物理習題中,所涉及的往往不只是一個單獨的物體、一個孤立的過程或一個單一的題給條件.這時,可以把所涉及到的多個物體、多個過程、多個未知量作為一個整體來考慮,這種以整體為研究對象的解題方法稱為整體法;而把整體的某一部分(如其中的一個物體或者是一個過程)單獨從整體中抽取出來進行分析研究的方法,則稱為隔離法.
六、圖解法
圖解法是依據題意作出圖形來確定正確答案的方法.它既簡單明了、又形象直觀,用於定性分析某些物理問題時,可得到事半功倍的效果.特別是在解決物體受三個力(其中一個力大小、方向不變,另一個力方向不變)的平衡問題時,常應用此法.
七、轉換法
有些物理問題,由於運動過程復雜或難以進行受力分析,造成解答困難.此種情況應根據運動的相對性或牛頓第三定律轉換參考系或研究對象,即所謂的轉換法.應用此法,可使問題化難為易、化繁為簡,使解答過程一目瞭然. 八、程序法
所謂程序法,是按時間的先後順序對題目給出的物理過程進行分析,正確劃分出不同的過程,對每一過程,具體分析出其速度、位移、時間的關系,然後利用各過程的具體特點列方程解題.利用程序法解題,關鍵是正確選擇研究對象和物理過程,還要注意兩點:一是注意速度關系,即第1個過程的末速度是第二個過程的初速度;二是位移關系,即各段位移之和等於總位移.
九、極端法
有些物理問題,由於物理現象涉及的因素較多,過程變化復雜,同學們往往難以洞察其變化規律並做出迅速判斷.但如果把問題推到極端狀態下或特殊狀態下進行分析,問題會立刻變得明朗直觀,這種解題方法我們稱之為極限思維法,也稱為極端法.
運用極限思維思想解決物理問題,關鍵是考慮將問題推向什麼極端,即應選擇好變數,所選擇的變數要在變化過程中存在極值或臨界值,然後從極端狀態出發分析問題的變化規律,從而解決問題.
有些問題直接計算時可能非常繁瑣,若取一個符合物理規律的特殊值代入,會快速准確而靈活地做出判斷,這種方法尤其適用於選擇題.如果選擇題各選項具有可參考性或相互排斥性,運用極端法更容易選出正確答案,這更加突出了極端法的優勢.加強這方面的訓練,有利於同學們發散性思維和創造性思維的培養.
十、極值法
常見的極值問題有兩類:一類是直接指明某物理量有極值而要求其極值;另一類則是通過求出某物理量的極值,進而以此作為依據解出與之相關的問題. 物理極值問題的兩種典型解法.
(1) 解法一是根據問題所給的物理現象涉及的物理概念和規律進行分析,明確題中的物理量是在什麼條件下取極值,或在出現極值時有何物理特徵,然後根據這些條件或特徵去尋找極值,這種方法更為突出了問題的物理本質,這種解法稱之為解極值問題的物理方法. (2)解法二是由物理問題所遵循的物理規律建立方程,然後根據這些方程進行數學推演,在推演中利用數學中已有的有關極值求法的結論而得到所求的極值,這種方法較側重於數學的推演,這種方法稱之為解極值問題的物理—數學方法.
此類極值問題可用多種方法求解:
①算術—幾何平均數法,即
a.如果兩變數之和為一定值,則當這兩個數相等時,它們的乘積取極大值. b.如果兩變數的積為一定值,則當這兩個數相等時,它們的和取極小值.
②利用二次函數判別式求極值 一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判別式,具有以下性質:
Δ=b2- 4ac>0——方程有兩實數解; Δ=b2-4ac=0——方程有一實數解; Δ=b2-4ac<0——方程無實數解.
利用上述性質,就可以求出能化為ax2+bx+c=0形式的函數的極值. 十一、估演算法
物理估算,一般是指依據一定的物理概念和規律,運用物理方法和近似計算方法,對物理量的數量級或物理量的取值范圍,進行大致的推算.物理估算是一種重要的方法.有的物理問題,在符合精確度的前提下可以用近似的方法簡捷處理;有的物理問題,由於本身條件的特殊性,不需要也不可能進行精確的計算.在這些情況下,估算就成為一種科學而又有實用價值的特殊方法.
十二、守恆思想
能量守恆、機械能守恆、質量守恆、電荷守恆等守恆定律都集中地反映了自然界所存在的一種本質性的規律——「恆」.學習物理知識是為了探索自然界的物理規律,那麼什麼是自然界的物理規律?在千變萬化的物理現象中,那個保持不變的「東西」才是決定事物變化發展的本質因素.
從另一個角度看,正是由於物質世界存在著大量的守恆現象和守恆規律,才為我們處理物理問題提供了守恆的思想和方法.能量守恆、機械能守恆等守恆定律就是我們處理高中物理問題的主要工具,分析物理現象中能量、機械能的轉移和轉換是解決物理問題的主要思路.在變化復雜的物理過程中,把握住不變的因素,才是解決問題的關鍵所在.

⑹ 大學物理計算中有些東西取一級近似是怎麼回事

就是把需要計算的函數展開成一階泰勒公式,忽略余項取得近似值,例如由泰勒公式得sinx=x-x*3/6+x*5/120+…取一級近似即令sinx=x,相應地取二級近似就是令sinx=x-x*3/6,一般情況下,一級近似就夠了,能保證精度。

⑺ 物理競賽常用近似處理

近似在物理中的應用太多了,無法一一列舉。但普遍來說,一定要用到近似的是和其他內容結合的簡諧運動和光學題,對於特殊的簡諧運動題目,當分母無法化到預想形式時,可以進行適當變換,再用泰勒展開,即(1+a)的n次方=1+na,再得到相關式子。而在光學中,往往需要角度上的近似,這種方法比較常見,一般的競賽書上都有,就不具體講了。
在其他題目里,如果題目明顯做不下去了,就大部分要採用微元法,可能要用到近似。
另外,一些常見的近似要知道,比如二階無窮小量可忽略,當B很小時,sinB=tanB=B,等等。
望採納

⑻ 物理計算中的近似計算公式

1 小角度近似
a→0時sin а=a=tag a
cos a=1

2 一般來說有較小的量時,它的平方項及更高項可以無視,如下面的h^2
h很小時 (R+h)^2=R^2+2*R*h

⑼ 圓周率近似值的計算方法有哪些啊

上小學的時候就知道的一個方法,很容易理解。
在一個方格圖中,畫圓,方格越小,最後計算出來的圓的面積越接近,圓周率的值就越接近。

還有個方法就是用一個圓在地面上滾動,測量滾動距離和圓的直徑。

中國最原始的圓周率的記載的計算方式是1/3,顯然很不準確。
到後來,有了一個更接近的數值,7/22。顯然還是不夠精確。

要想得到最為精確的圓周率的值,那肯定是用微積分。
把圓看成是一個N多邊形,隨著N值的增加,會無限接近圓形,圓周率就這么一步步的被精確出來了。
隨著計算機技術的發展,圓周率早已不是一個問題了,但是多多學習圓周率的求解方法還是相當有必要的。

祝你好運。

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