土木工程施工计算题(精选8篇)
lg1.2KsI1,有Ks=1.1070lg0.26KsI2,有=9.3781I21/23.02123.02I31/23.52123.522当在3.5mol/L硫酸铵溶液中的溶解度为:
210.5mol/L,lgSKsI35.568103g/L
2、溶剂萃取分离A和B两种抗生素,初始水相中A和B的质量浓度相等,A和B的分配系数与其浓度无关,分别为10和0.1.利用混合、澄清式萃取操作,设每级萃取均达到分配平衡,并且萃取前后各相体积保持不变。(1)若采用一级萃取,萃取水相中90%的A,所需相比(有机相与水相的体积比)为多少?此时有机相中A的纯度(即A占抗生素总质量的百分比)是多少?(2)若采用多级错流接触萃取,每级萃取用新鲜的有机相,相比均为0.5,计算使A在有机相中的收率达到99%以上所需的最小萃取级数,并计算有机相中A的实际最大收率和平均纯度?(3)若采用三级逆流萃取,计算使A在有机相中的收绿城达到与第(2)问相同所需的相比。
解:(1)由1AEA/1EA=0.9,所以EA9 又EAKAVS/VF,且EA=9,KA=10;所以VS/VF=0.9
同理:EB=KBVS/VF=0.10.9=0.09
所以1BEB/1EB0.083 又因初始水相质量浓度A=B,故A的纯度为:0.9/(0.90.083)91.6%(2)EAKAVS/VF100.5
5,EB=KBVS/VF=0.10.5=0.05
E1由1nnn1(1E)n6n-11,得1-A=n=1-n0.99
66则6100,n3,即可,故最小萃取级数为3 当n大于等于3时,有机相中A的最大实际收率为:13A11/699.5% 此时B的收率为13B11/1.0513.6% 故平均纯度为0.995/(0.9950.136)0.88
33En1E99.5%,EAKAVS/VF,所以,故此时相比为0.55(3)13n1E1Fm2m1N1/2,VRV0(1mF)RS22m1Fm2F
3、某凝胶过滤介质的排阻极限为200000,填充柱体积为100ml,用其测得的A和B两种蛋白质的洗脱体积分别为58ml和64ml,相对分子质量2×10 6的蓝色葡聚糖的洗脱体积为40ml。(1)试计算A和B的分配系数;(2)若在流速下用A和B两种蛋白质溶液测得该凝胶过滤色谱柱的理论板当量高度为0.3mm,且洗脱曲线呈Gauss分布,在此流速下要使微量的AB混合溶液的分离度达到1.3,此GFC柱的最小填充高度应为多少? 解:(1)由公式VRV0m(VtV0),又由题意得Vt100mL,V040mL,故 A:VR58mL,由5840mA(10040)mA0.3 B:VR64mL,同理6440mB(10040)mB0.4
(2)由洗脱曲线呈Gauss分布,则有:RS2(R2R1)/W1W2 又因为平均洗脱时间QRHMFVR/V0,得QR1VR/V058/401.45
QR2VR/V064/401.6
又因为底线处切线峰宽W4VR4(1mF)NV0NN,W24VR/V0N6.4/N 计算得:W14VR/V0N5.8/将上诉代入分离度公式有:RS又因为HETP2(1.61.45)1.3N2795
关键词:施工坐标,渠道,计算
目前, 利用动态GPS或全站仪进行渠道施工测量, 首先要计算各待测设点的坐标。渠道中线起点、终点和交点桩在踏勘选线时已选定了位置并已埋设了标志[1]。施工测量时, 若设计文件中已给定坐标, 则可直接使用。若没有给定, 则可利用全站仪或GPS直接测定其坐标。
1 坐标计算原理
由已知点推算未知点坐标的基本方法就是通过已知点坐标M (XM, YM) , 以及已知点M与所求点N的坐标方位角αMN和M, N两点间的水平距离DMN求得[2]。计算公式如下:
以上为坐标计算的基本公式, 下面探讨坐标计算公式在渠道工程测量中的应用。
2 直线段坐标计算
设YZi-1至ZYi为直线段, 桩点i至YZi-1的水平距离Di可由桩点里程与YZi-1点里程算得。坐标方位角αi-1, i可由JDi-1, JDi的坐标根据下列公式求得:
根据坐标增量符号判断所在象限, 即可求得坐标方位角。
桩点的坐标按下式计算:
3 曲线段坐标计算
曲线段中桩点坐标计算有两种方法, 下面分别进行讨论:
(1) 首先按传统切线支距法计算出中桩点的坐标xk, yk, 公式如下:
然后通过坐标变换公式将其转换为测量坐标Xk, Yk, 公式如下[3]:
(2) 用中桩K点里程减去ZYi点里程, 计算出K点距ZYi点的曲线长lk, 按式 (10) 算出曲线lk所对的圆心角值, 进而按式 (15) 算出弦ZYik与切线ZYiJDi之间的夹角δk。再根据ZYiJDi的坐标方位角αi-1, i, 按式 (16) 推算出弦ZYik的坐标方位角, 按公式 (17) 或 (18) 计算出ZYi, k之间的直线距离。将算得的、及ZYi点的坐标分别代入式 (8) 和 (9) 中, 可得到式 (19) 和式 (20) 。
式 (19) 和 (20) 即为曲线段中桩点测量坐标计算公式。
4 工程应用实例
某新建渠道工程, 已知里程桩号为K2+000点坐标为 (4783426.327, 493641.276) , 里程桩号为K2+400的JD4坐标为 (4783767.784, 493849.620) 。曲线设计半径为400m, 渠道中线在JD4处的转角为44°29’30”, 采用上述方法计算得到渠道中桩测量坐标如下表1:
5 结束语
以上通过公式分析及工程实例, 阐述了渠道施工测量坐标的计算方法。上述方法所用公式均来自于数学方法, 所以精度高。施工测量坐标计算时, 如果需计算的点数较少, 可采用fx5800等专业计算器完成。若数据计算量很大, 则可以采用EXCEL软件或专业测量坐标计算软件由计算机完成相关计算。还可以将计算结果直接生成全站仪或GPS能识别的文件格式, 利用计算机与全站仪或GPS的通迅功能, 直接将所计算坐标上传到测量设备中, 加快速度的同时还可以避免手工输入可能出现的错误, 提高准确性。
参考文献
[1]穆创国.水利工程施工测量[M].中国水利水电出版社, 2010:103-105.
[2]夏青, 唐长岁, 李胜才.公路工程施工坐标的计算方法[J].内蒙古煤炭经济, 2006 (02) :16-17.
关键词:编程计算嚣;程序;线元;数据库;测量
中图分类号:U412.24文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2009)17-0138-04
CASIO编程计算器在公路工程测量方面的运用,许多专业书籍均有阐述,但大多数都是针对单个线元曲线(即按直线、圆曲线和缓和曲线分段编程)的应用程序,而实际设计线路中都是由多种线元经过的不同连接组成。不同的线元具有不同的程序,所以在实际测量工作中,技术人员引用该线元程序时,就必须根据工程项目所在线元段分段输入不同的曲线要素,然后运算放样或检测。由于要随身必须携带图纸,而且多次不同的输入,不但不方便,而且经常输入不同的变数也容易输错,工作效率也上不来。因此,以多年来的实际工作经验,将由ZH、HY、YH和HZ特征点组成的各线元合并为一个大的计算单元,然后将连续的几个大单元曲线通过编程指令程序有序地链接插入、形成贯通全线的线路测量计算系统。该计算程序在工程项目中进行了多次使用,准确率达到100%,效率较高,完全符合放样和检测精度要求。
1 应用原理
利用CASIO计算器的编程命令、根据每个线元段要素值(即数据库的源数据)、按照测量学原理和有关三角几何学的计算公式,分别编制各线元程序并编辑程序指令进行链接,输入变量值(即K、Z值,见后述)进行自动判断计算,得到和显示用户所需要的答案。根据显示值进行指导现场施工放样或检测放样精度是否符合要求。
(1)基本运用步骤流程见图1。
(2)按照设计文件给定的《直线曲线及转角表》,以每一个交点位置所包含的线元曲线(直线、前缓和线、圆曲线和后缓和线)为一个计算大单元,每个大单元利用CASIO计算器的判断和转移命令进行正确链接。各个线元曲线的要素值即为主程序中的数据库的源数据组成。数据库的值有的设计院会给出,有的需要自己计算(该计算比较简单,这里不进行阐述)。数据库建立后需要进行验算(和设计图纸给定逐桩坐标值进行比较)。
(3)用户在验算正确后,程序仅提示输入两个变量值(即“K?”和“Z?”值)就可以,非常方便和实用。所求点的桩号K值以及距离线路中线的偏移值Z(在线路左侧时输入负值,否则即为正值;所求点为中桩时,Z=0)。
(4)程序编制均以设计线路走向(即从小桩号往大桩号方向)为计算方向。在编制程序时必须认真按此计算方位角和区别偏移值Z的正负。
(5)进入缓和曲线的后段(即YH-HZ段)时,注意计算方位角和区别偏移值Z的正负。方位角按HZ至JD点计算,Z=-Z进行输入。
2 程序实例
下面就以一个高速公路项目为例,阐述程序应用要点和细节。参照实例中的线路图以及《直线曲线及转角表》,进行分析和编制。
2.1 程序组成
(1)主程序(程序名:JWH ZB B7),一个含条件转移和判断命令以及数据库(若干带线元要素值的程序行组成)程序。
(2)子程序(程序名分别为:ZXZB、YQXZB、HQXZB、QQXZB 4个)组成。子程序为固定的计算程序,按照测量学和几何学原理公式进行编制,程序运行后显示计算结果。
其中:ZXZB代表“直线坐标”程序、YQXZB代表“圆线坐标”程序、HQXZB代表“缓和线坐标”程序、QQXZB代表“全曲线坐标”计算并显示程序。
2.2 主程序(JWH ZB B7)
见表1。
2.3 子程序1(ZXZB)
2.4 子程序2(HQXZB)
2.5 子程序3(YQXZB)
2.6 子程序4(QQXZB)
程序说明:Z:距线路中线垂距,线左时为负数,线右时为正数;L:曲线段所求点距离起算点长度;D:直线段所求点距离起算点长度;U:缓和曲线长度;N:曲线偏转方向,左转时输1,右转时输2;F、G:起算点(ZH或者HZ点)的X、Y坐标值;M:为起算点处的设计方位角。
特别提醒:程序均按照线路前进方向进行编制和计算,如果反方向计算则M(方位角)要改变增加180°,线路N值也相应要改变。
3 操作计算演示示例
见表6。
4 应用小结
(1)上述程序包括直线、缓和曲线以及圆曲线所有链接(K85+000~K85+263.560为直线段,K85+263.560~K86+197.329为ZH点至YH点段,K86+197.329~K86+437.329为HZ点至YH点段,K86+437.329~K87.383为ZH点至YH点段)。
(2)程序已经用于浙江甬台温高速、杭州绕城高速、杭千高速、丽永高速以及江西武吉高速等,不仅实用而且简单明了,计算和显示误差均可以控制在1 mm以内。
(3)本程序被其他公路工程项目运用时,只要修改主程序“JWH ZB B7”中第“40~70”步的数据值,子程序不变,就可以轻松进行施工放样或检查放样结果。
(4)主程序进行修改前应认真仔细对《直线曲线及转角表》中的“曲线主点位置”各项参数进行计算和验算(验算设计值),确定无误后,进入数据库编辑(即主程序“JWH ZB B7”中第“40~70”步及其延伸步骤)。数据库编辑结束后,再进行对各种线元段的特征点计算,计算正确,达到精度要求,才能运用到实际放样工作中。
作者简介:曾珍云,男,1966年7月30日出生,1988年毕业于江西省煤炭工业学校地质专业,工程师。
CASIO Calculator Programming Measurement in Highway
Construction in the Application of Lofting
Zeng Zhenyun
Abstract:CASIO calculator programming programming series for its utility function can be widely applied in various fields, especially in the use of the field of highway engineering in the design. Supervision. The construction and management has been recognized by the majority of science and technology writer, the article calculated to CASIO Highway Construction in measuring the application setting.
第二,确定解题方法和解题思路。通过审题,明确了题目要求和已知条件,便可确定以哪种估价方法为主线,并根据该方法中用到的未知条件确定需借助的其他方法。
第三,公式和计算步骤,
计算过程中,涉及的计算公式一定要列出,哪怕没有时间计算,列出需要的几个公式也能得到相应的分数。计算一定要分步计算,而且尽量细分。应试者必须牢记各种地价评估方法的计算步骤,并能对计算步骤作简要说明,答题时按顺序进行,避免跳步被扣分。
甲方:*******
乙方:河南xx计算机有限公司
根据甲乙双方年月日签定的《***************施工合同》,鉴于乙方在甲方施工期间及竣工后有关保守甲方秘密的有关事项,特签定协议如下:
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九.乙方承担保密义务的期限为无限期保密,直至甲方宣布解密
十.未尽事宜双方友好协商解决。
十一.本协议一式贰份,双方各执壹份。
2015年7月9日星期四(10道)
65+73+135
400-256-44
517-53-47
284-159-41
8×(125×13)
(250×125)×(4×8)72×125 125
42×125×8×5
2015年7月10日星期五(10道)
258-42-16
545-167-145
344-(144+37)
236-(177+36)
88×125 ×64×25
478-47-178
360÷4÷9 250÷5÷20 600÷12÷50
800÷5÷8 480÷5÷48
2015年7月11日星期六(10道)
64+73+136
327+288+173
124+215+176+185
17+145+23+35
(12+50)×40 125×(40-4)
18×125
722+68+78 1999+99+9+3 ×103
2015年7月12日星期日(10道)
624-215-176-185 17-145+183-55
949+99+9+3
102+174+101
9998-2-99-998+4+9
400-256-44
65+73+135 129+235+171+165 236-(177+36)
2015年7月13日星期一(10道)
28×21+28×79 45×8×5
×5×4
25×9×8
8×(125×23)
(250×125)×(4×9)
188×125 42×125 808×125 402×125
2015年7月14日星期二(10道)
17×23-23×7 99×32+32(250×125)×(4×8)
88×125 25×9×4 125×(40-4)
76×103 99×9 99×78 2400÷25
2015年7月15日星期三(10道)
127-98 45×37+37×55 28×21+28×79
17×23-23×7 38×46+64×38 99×32+32
46+46×59 167×2+167×3+167×5
28×225-2×225-6×225 39×8+6×39-39×4
2015年7月16日星期四(10道)
(42+25)×125+(18+15)×125 357+288+143
272+68+28
129+235+171+165
17+145+23+35
999+99+9+3
6+7+8+102+103+104
25×44
9998+3+99+998+3+9 225×64×125
2015年7月17日星期五(10道)
42×125×8×6 125×4×8×125 42×25
99×99 199×78 2400÷25
127-97 16+17+8+92+103+104
19998+3+199+998+13+9
164-73+136
2015年7月18日星期六(10道)
39×46+64×39 99×37+37 44+44×59
157×2+157×3+157×5 29×8+6×29-29×4
28×215-2×215-6×21(32+25)×125+(48+15)×125
6+9+8+102+104+101
9998+2+99+998+4+9
65-73+135
2015年7月19日星期日(10道)
99×22+33×34 45×38+38×55 1354-608
29×21+29×79 17×26-26×7 99×24+33×39
20×2×4+25×4×2+23×1×8+21×8×1 127-98
92+99 197+102 354-108
2015年7月20日星期一(10道)
6+9+8+102+104+101
9998+2+99+998+4+9
619-235+181-165
917-145+23-35
889+99+9+3
25×4×88×125(12+50)×40 357-288+143
125×(40-4)76×103
2015年7月21日星期二(10道)
45×4×5
480÷5÷12 23 ×5×2
25×9×4
155-73+145
727-286+173
728-68+72
323+189-123 248-86+48 672-36+64
2015年7月22日星期三(10道)
216+17-8+92-103+184
98-3+199+998-13+19
(6467-832)+(1832-1467)1530+(592-530)-192
(2+4+6+……+98+100)-(1+3+5+……+97+99)
99×332+332
188×125 99×9 99×78
2015年7月23日星期四(10道)
272-68+28
629-235+171-165
917-145+23-35
889+99+9+3
327-286+173
728+68+72
101×9
360÷40÷9 250÷5÷20 1200÷12÷5
(50×125)×(4×8)
2015年7月24日星期五(10道)
800÷5÷80 480÷5÷48 720÷5÷12 205÷5
65+73+135 139+235+161+165 800-256-44
936-(177+36)23×21+23×79 47×23-23×7
2015年7月25日星期六(10道)
424-215+176-185 17+145+183-35
949+99+9+3
420÷350 2400÷250 780÷125
960×46÷48 99000÷121×11 3702×38÷1234
640÷(16÷4)
2015年7月26日星期日(10道)
99×9 99×78 1000÷(125÷4)
23×2×4+25×4×2+27×1×8+25×8×1 18×125
25×44 42×25 420÷35
2400÷250 7800÷25
2015年7月27日星期一(10道)
125×9×18 125×(40-4)76×102
234*456=
236*149=
912*567=
913*678=
935*768=
435*778=
456*234=
2015年7月28日星期二(10道)
236*149=
912*567=
913*678=
834*456=
296*143=
952*671=
918*673=
965*738=
456*423=
835*769=
2015年7月29日星期三(10道)
752*198=
654*238=
671*378=
813*678=
5-(4.19-2.81)
4.28-0.53-3.47
1.54+2.38+3.62
5.04X28
3.82 X 0.45
0.96 X 6.9
2015年7月30日星期四(10道)
567*456=
236*149=
777*234=
913*678=
938*756=
2.5+x=10
x-18=40
34*756=
567*149=
938*777=
2015年7月31日星期五(10道)
456*867=
236*675=
912*194=
769 *423=
835*913=
567*149=
456*236=
938*777=
913*678=
1234*756=
2015年8月1日星期六(10道)
567*456=
236*419=
737*274=
913*678=
938*679=
567*149=
456 *239=
938*779=
913*679=
234*759=
2015年8月2日星期日(10道)
645*876=
36*265=
912*199=
835*919=
565*149=
456*239=
913*679=
1234*757=
769 *429= 938*775=
2015年8月3日星期一(10道)
752*194=
654*236=
671*377=
813*679=
621*753=
935*786=
324*456=
236*149=
921*567=
913*777=
2015年8月4日星期二(10道)2015年8月5日星期三(10道)2015年8月6日星期四(10道)2015年8月7日星期五(10道)
835*796=
621*759=
913*678=
7.8+4.56+2.2
0.65X6.4-0.65 X 5.4
4x=36
0.4 X 99+0.4
7.5-7.5 X 0.8
3x-3.9=5.1
2y+7=91
2015年8月8日星期六(10道)
456*294=
236*189=
912*597=
913*698=
935*798=
456*423=
236*149=
912*657=
913*678=
8m÷2=24
2015年8月9日星期日(10道)
236*194=
912*675=
913*867=
456*423=
912*675=
913*867=
835*769=
36*194=
12*69=
93*68=
2015年8月10日星期一(10道)
756*419=
465 *236=
971*737=
193*678=
624*753=
621*573=
752*194=
654 *236=
671*377=
813*679=
2015年8月11日星期二(10道)
158+262+138 75+219+381+225
378+44+114+242+222
5001- 247- 1021
232+(181+2564)+2719
276+228+353+219
99+999+9999+99999
(375+1034)+(966+125)
(783+270)+1017
7755-(2187+755)2214+638+286
2015年8月12日星期三(10道)3065- 738- 1065
899+344
2365- 1086- 214
2370+1995
883- 398
497- 299
2357- 183- 317
3999+498
12×25 75×24
38×25×4
2015年8月13日星期四(10道)
834*459=
296*147=
952*677=
918*677=
965*739=
456*488=
236*199=
912*765=
913*687=
835*679=
2015年8月14日星期五(10道)
(13×125)×(3×8)
723-(521+504)÷25
(12+24+80)×50
507÷13×63+498
704×25
(93+25×21)×9
63+84×2÷42
25×7
28×(5+96÷32)
(140-70)×54
2015年8月15日星期六(10道)
2800÷ 100+789
(947-599)+7×64
(140-70)×54
36×(15-276÷3)
37+(7+6)×30
(93+25×21)×9
384÷4+3×31
723-(521+504)
(39-21)×(396÷6)
505÷5×63+498
2015年8月16日星期日(10道)
37+(7+6)×30
(140-70)×54
63+84×2÷4
490÷7+24×5
454+240÷60
505÷5×63+498
384÷4+3×31
(46-20)×30-90
(12+24+80)×50
(46-20)×30-90
2015年8月17日星期一(10道)
16×[(17-8)÷3]
28×(5+96÷32)
81÷[(72-54)×9]
57×12-560÷35
848-640÷16×12
960÷(1500-32×45)
[192-(54+38)]×6
(12+24+80)×50
32×(25+125)
123×18-123×3+85×123
2015年8月18日星期二(10道)
25×(24+16)
178×99+178
(140-70)×54
63+84×2÷42
490÷7+24×5
45+240÷12
15×7+85×7
(46-20)×30-90
25×27×4
(40-4)×25
2400÷80-14×2
2015年8月19日星期三(10道)
108-(83+360÷60)
(420+48)÷(375-345)
290-(34×3+99)
142-54÷9+14
75×4×25
16×76-76×6
720÷36÷2
99×53+53
450-2×(16+9)
2015年8月20日星期四(10道)
245-(45+39)
125×(8×4)×5
420÷(205-198)×4
460÷(29-18÷3)
(140-70)×54
63+84×2÷42
26×6-110
15×7+85×7
41×25-25
(960-400)÷70
490÷7+24×5 46-20)×30-90
(2015年8月21日星期五(10道)
(40-4)×25
2400÷80-14×2
108-(83+360÷60)
(420+48)÷(375-345)
290-(34×3+99)
142-54÷9+14
16×76-76×6
99×53+53
2015年8月22日星期六(10道)
245-(45+39)
125×(8×4)×5
420÷(205-198)×4
460÷(29-18÷3)
45+240÷12
124+78+22
(140-70)×54
63+84×2÷42
450-2×(16+9)
41×25-25(960-400)÷70
100-35-25
490÷7+24×5
2015年8月23日星期日(10道)
26×6-110
(46-20)×30-90
15×7+85×7
(40-4)×25
2400÷80-14×2
108-(83+360÷60)
(420+48)÷(375-345)
290-(34×3+99)
2015年8月24日星期一(10道)
16×76-76×6
99×53+53
245-(45+39)
41×25-25
460÷(29-18÷3)
(960-400)÷70
142-54÷9+14
450-2×(16+9)420÷(205-198)X4
43+315÷5
2015年8月25日星期二(10道)
426-279÷3
98-19×4+62
51+121×7
84×3-136÷8
(32+28)×6
325÷13×(266-250)
55+720÷(40-35)
(220-180)÷8
2015年8月26日星期三(10道)
(38+42)×(525÷35)
(135-72)÷7
28×(246÷6-32)
340-240÷20×5
106×6÷3
24÷8×302
36×(28÷7+23)
721÷7×5 58+12)×(96÷8)
52÷4×30
(2015年8月27日星期四(10道)
36×4+27×3
(135-25)+40×6
18×(79-58)÷27
(338+89-19)÷34
(640+750÷15)×15
(72-57)×38
892-(90+56×2)
69×(800-700)÷5
2015年8月28日星期五(10道)
82÷2+59
32÷8+125
81÷3+3×11
135÷15+26
206×3-128÷4
(482-42)÷22-17
168÷12-48÷12
25×4+320
8×5+32÷4
107-35×3
57÷3-12
2015年8月29日星期六(10道)
756*418=
465 *239=
971*739=
193*679=
624*758= 52*199=
654 *238=
671*378=
813*678=
621*578=
2015年8月30日星期日(10道)3.8X4
X 0.15
0.125 X 8
1.8X0.85
0.8 6X 1.2
X 0.16
X+23.5=45
4x+9=249
36+2x=48
m÷0.6=0.45
2015年8月31星期日(10道)
182÷13+208÷13
525÷21-378÷21
32×5×6-6
31×13-228÷19
776-(73×6+152)
48+42÷6-12
156+224÷32)×80
80÷2+100÷5
60-(30÷3+3)345÷(128-531÷9)
关键词:运动,合力,能量,建议,模型
江苏高考物理试题中计算题占的比重最大, 如何能够做好计算题的复习呢?我想在平时教学复习中应注重几个基本模型的分析及其处理方法的归纳总结, 本文从高中物理中所涉及到的三个基本运动展开。
一、直线运动
(1) 匀速直线运动。这类问题与平衡问题一样抓住它的受力特征F合=0, 来求一些未知物理量。
例1、图1所示为带电粒子速度选择器的示意图, 若使之正常工作, 则以下叙述哪些是正确的?
A.P1的电势高于P2的电势
C.从S2出来的只能是正电荷, 不能为负电荷
D.如果把正常工作时B和E的方向都改变为原来相反方向, 选择器同样正常工作
复习建议:先明确研究对象, 再抓住处于平衡状态 (静止、匀速直线运动) 的受力特点, 明确受力情况, 这样解决此类问题的难度将大大降低。
(2) 匀变速直线运动。此类问题的处理方式:牛顿运动定律结合直线运动规律。
例2、 (2013南通第一次调研) 小明用台秤研究人在升降电梯中的超重与失重现象, 他在地面上用台秤称得其体重为500N, 再将台秤移至电梯内称其体重, 电梯从t=0时由静止开始运动到t=11s时停止, 得到台秤的示数F随时间t变化的图象如图所示, 取g=10m/s2.求:
(1) 小明在0~2s内加速度a1的大小, 并判断在这段时间内他处于超重还是失重状态;
(2) 在10~11s内, 台秤的示数F3;
(3) 小明运动的总位移x。
解析:在题目中有关于超重和失重的描述, 其实超、失重问题只是牛顿运动定律的一个特例, 在复习时应该引导学生透过现象找本质, 从受力分析入手:
(1) 0~2s对物体受力分析如图:
由牛顿第二定律得:mg-F=ma1
带入数据得:a1=1m/s2方向:竖直向下。处于失重状态。
(2) 设2s末电梯的速度为:v=a1t1=2m/s
10~11s减速运动:由vt=v0+at2得:0=2m/s-a2·ls, a2=2m/s2F3-mg=ma2, F3=600N
复习建议:像这样一个有关物体多过程的问题, 在复习中可以教给学生:要关注两过程交界处的速度, 并对每个过程进行受力分析。这样的思想在以后电场和磁场组成的组合场中用处很大。电场中匀加速或类平抛运动的末速度, 即为进入磁场的初速度。
二、平抛运动 (类平抛运动)
对于抛体运动问题的精髓在于将运动分解到两个相互垂直的方向上, 在这两个方向上分别通过直线运动的处理方式来解决, 同时应抓住两分运动的同时性和独立性。在解决例如电场中有这样一个问题:
例3、如图所示, 匀强电场中xoy平面内, 场强为E, 与轴夹角45°。现有一电量为q、质量为m的负粒子从坐标原点o以初速度v0射出, 与x轴夹角为45°, 不计重力。求粒子通过x的位置坐标及在该处速度的大小?
解析:这是带电粒子在电场中的运动, 对于这样的问题, 应该关注带电粒子的受力情况。不难看出:在带电粒子进入电场时其初速度方向与所受到的电场力是垂直关系, 与平抛运动这基本模型相吻合。这样就确定了解决问题的方法———运动的分解!
在v0方向带电粒子作匀速运动:x1=v0t (1)
由几何关系得:x1=x2 (4)
复习建议:何时用到运动的分解呢?当研究对象运动的轨迹不是直线, 也不是圆周运动 (圆周的一部分) , 此时的处理绝大多数用到的就是运动的分解, 复习时可以选择些题目让学生找找此类问题的共同点。这样, 面对陌生题目可以迅速找到突破口!在高考中对于类平抛运动的考察绝大多数是与磁场中的圆周运动相结合。只要我们在复习的时候能够将平抛运动的解决方法复习到位, 将这类组合场问题分开解决, 这样对于最终解决问题是大有好处的。
三、圆周运动
1. 匀速圆周运动, 在近几年高考计算题的考察中基本都是以运动点电荷在有界磁场中的偏转为载体进行题目设计的。处理方法就是:确定轨迹、找圆心、通过几何关系表达出半径。可按以下几步去实现:
(1) 用几何知识确定圆心并求半径:因为方向指向圆心, 根据F一定垂直v, 画出粒子运动轨迹中任意两点 (大多是射入点和出射点) 的F或半径方向, 其延长线的交点即为圆心, 再用几何知识求其半径与弦长的关系。
(3) 注意圆周运动中有关对称的规律:如从同一边界射入的粒子, 从同一边界射出时, 速度与边界的夹角相等;在圆形磁场区域内, 沿径向射入的粒子, 必沿径向射出。
例4、如图所示, 一束电子 (电量为e) 以速度v垂直射入磁感应强度为B, 宽度为d的匀强磁场中, 穿过磁场时速度方向与电子原来入射方向的夹角是30°, 求:电子的质量和穿过磁场的时间。
复习建议:这个考察点通常与电场结合而形成一道综合性问题。
2. 非匀速圆周运动。
由于其速度是变化的而轨迹是曲线, 在求未知速度时无法使用直线运动规律来求未知速度, 此时我们应该考虑到是动能定理。在这里的复习首先应巩固竖直平面内几个基本圆周运动模型:
例5、如图所示, 在E=103v/m的竖直匀强电场中, 有一光滑的半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接, 半圆形轨道平面与电场线平行, 其半径R=40cm, N为半圆形轨道的最低点, P为QN圆弧的中点, 一带负电q=-10-4c的小滑块, 质量m=10g, 与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15, 位于N点右侧1.5m M处, 取g=10m/s2, 求:
(1) 要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q, 则滑块应以多大的初速度v0向左运动?
(2) 这样运动的滑块通过P点时受到轨道的压力是多少?
解析:本题通过单轨这个模型考查竖直平面内的圆周运动, 首先得清楚上面所提到的基本模型的临界状态, 在Q点滑块与轨道间无相互作用力, 只有电场力和重力的合力提供向心力, 因此可以根据Q点的临界状态求出在Q点的速度v, 在分析M→N→P→Q。由于轨迹是圆周, 在寻求速度关系时, 用到的是动能定理。
设滑块到P点时的速度为VQ, 由临界条件知:
M→N→P→Q由动能定理得:
由 (1) (2) 得:v0=7m/s
(2) 设到P点的速度为vp, M→N→P→Q, 由动能定理得:
在P点受力分析如图, 由向心力公式得:
代入数据得:FN=0.6N, 方向:水平向右
复习建议:涉及速度变化的圆周运动中, 应考虑应用动能定理解决, 在使用时应强调:要分清有多少个力做功, 是恒力做功还是变力做功, 同时要明确初、末状态及运动过程中的动能增量。
四、电磁感应中的能量转化
在物理高考试题中能量转化及能量转化与做功的关系, 是一个非常重要的内容。这类问题是建立在能量守恒基础上, 通过做功实现能量的转化。其中包括, 重力做功与重力势能变化的关系、电场力做功与电势能关系、安培力做正功将电能转化为机械能 (电动机) 、安培力做负功将机械能转化为电能 (发电机) 。在近几年高考中常出现电磁感应方面的综合题, 这里所涉及的转化是将其他形式的能量转化为电能, 在复习时应重点关注。
例6、 (2013温州八校期初联考) 如图20所示, 足够长的粗糙斜面与水平面成θ=37°放置, 在斜面上虚线aa'和bb'与斜面底边平行, 且间距为d=0.1m, 在aa'b'b围成的区域有垂直斜面向上的有界匀强磁场, 磁感应强度为B=1T;现有一质量为m=10g, 总电阻为R=1Ω, 边长也为d=0.1m的正方形金属线圈MNPQ, 其初始位置PQ边与aa'重合, 现让金属线圈以一定初速度沿斜面向上运动, 当金属线圈从最高点返回到磁场区域时, 线圈刚好做匀速直线运动。已知线圈与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5, 不计其他阻力, 求: (取sin37°=0.6, cos37°=0.8)
(1) 线圈向下返回到磁场区域时的速度;
(2) 线圈向上离开磁场区域时的动能;
(3) 线圈向下通过磁场过程中, 线圈电阻R上产生的焦耳热。
解析:这题是线框穿越磁场的问题, 所涉及的基本内容是, 在穿越过程中要产生电动势, 而形成电流, 此过程从能量的观点来看:是将机械能转化为电能和摩擦所产生的内能。
(2) 线圈离开磁场到最高点由动能定理得:-mgxsinθ-μmgxcosθ=0-Ek1 (5)
(3) 从进磁场到出磁场, 线框下降的高度为:h=2dsinθ, 在此过程中:重力势能减少了:EP=mg·2dsinθ, 由于摩擦产生的内能为:Q1=2d·μmgcosθ。线框是匀速穿过磁场的, 由能量守恒只在此过程产生的焦耳热为:Q=mg·2dsinθ-2d·μmgcosθ代入数据得:Q=0.004J。
复习建议:电磁感应现象中产生感应电流的过程, 实质上是能量转化过程, 感应电流在磁场中必定受到安培力的作用, 因此, 要维持感应电流的存在, 必须有“外力”克服安培力做功, 将其他形式的能转化为电能。如果感应电流通过用电器, 则电能又转化为其他形式的能 (如:纯电阻电路——焦耳热;非纯电阻电动机———焦耳热与机械能)
计算题的教学是初中物理教学的一大板块,在历年的升学考试中计算题都占有比较大的分值,而计算题的教学历来是很多物理教师最为头疼的事,教师费尽九牛二虎之力,却收效甚微。这一点我是深有感触的,结合自己近两年的物理教学情况,现就自己在计算题教学方面谈谈个人的看法,也希望各位同仁能多提供相关的教学意见和建议。
一、鼓励学生正确面对计算题。
大部分学生对计算题有一种畏难情绪,面对计算题看也不看就说不会,更不要说去做。因为在他们的潜意识里计算题就是很难的,那是极少数优生的专利,多数学生不敢问津,又不是我一个人做不起,做不起也不算丢脸吧。那么怎样才能让学生正确的面对物理计算题呢?我认为首先要做好学生的工作,让他们有一个良好的心态,不要从心理上产生对计算题的恐惧,要用一种平和的心态来讲题。
二、怎样教学计算题呢?
1、读题并理解题意
俗话说“读书百遍,其义自现。”读题是解计算题的关键,一道计算题文字不多,可让学生多读几遍,完全熟悉题意。读题结束后可让学生勾画出题中的重点字词,着重理解。如“一根5kg的圆木漂浮在水面上,求静止时所受的浮力为多少?”这道题,只要我们抓住“漂浮”这个重点词,就知道“漂浮”是重力等于浮力,只要用公式F=G=mg算出物体的重力也就知道了物体的浮力。
2、分析题意,确定公式
从问题入手,搜集适应此类题目的公式,总结计算这一类型的所有计算公式,找出题中告诉的物理量,确定公式。比如:我们在讲浮力计算时给学生总结了求浮力的几种方法“压差法、测重法、阿基米德原理法、二力平衡法”等等,具体要用那一个公式就要求学生对题目中的条件进分析进而确定要用的具体公式。
3、解题要规范
以前的老教材讲计算题是严格按“已知、求、解、答”等步骤完成,解题简洁,但给人有一种缺乏人情味的感觉;而新教材要求学生在解题时写出必要的文字说明,更注重体现素质教育目标,解题过程要显得丰润一些。
如解:有一空心铅球,重4.5N,体积为0.5dm,如果把这个球浸没在水中,该球受到的浮力为多大?如果该球上浮,静止时受到的浮力又为多少?
(1)读题。(略)
(2)勾划出重点字、词。“浸没”。
(3)分析题意:a、要求空心铅球浸没在水中所受的浮力,可以用公式F=G=pgv,题中液体的密度已知,而该铅球是“浸没”则排开液体体积与物体体积相同;b、铅球的重力已知,浮力在第一个问题中已算出,根据同一直线上二力的合成判断该球是否上浮,如果上浮,则结果是漂浮,漂浮是浮力等于重力。
(4)解题:
根据题意,铅球浸没时,有
V排= V= 0.58×103m³,
F浮=pgv排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.5×10³m³ = 5N
因为F浮>G,所以铅球上浮。
因为上浮的最终结果是铅球漂浮在水面,此时
F浮1= G,即F浮1= 4.5N
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