无所不在的单位
从小学开始,我们就一直接触到计量单位。从最开始基础的时分秒,到后来速度的单位,我们似乎还在掌控之中。
但是到了中学,计量单位就开始变得多了起来。各种物理公式混杂在一起,让人手忙脚乱。
这里,我们来梳理一下常见的实用单位分析的方法,把我们从单位转换和公式中解救出来!
单位换算
小学版本
小学的时候的单位换算主要就是乘法和除法并用。比如说时间单位:
我们要算和算
的时候是不一样的。
▼▼▼
例1: 转换为秒:
解1:
例2: 转换为分钟:
解2:
▲▲▲
但是这种方法还要再思考到底要用乘法还是除法,非常的麻烦,还容易出错。
如果要算的步骤多了,特别容易把自己搞晕:
▼▼▼
例3: 转换为天:
解3:
▲▲▲
这简直太容易出错了!而且小数一步一步地算最后的答案还不精确!
换算系数(conversion factor)则能够完美地解决这一问题。
中学版本
换算系数
换算系数的优雅之处就在于,他利用了数学上“任何数乘以1都得原数”的性质,将要转换的两个单位写成了分数的形式。拿时间来说,我们左右两边同时除以左边的数:
同理,左右同时除以右边的数:
所以我们就有了时间的换算系数:
其实就是把等式左右两边堆成一个等于1的分数。
换算系数的使用
在转换单位的时候,记住这三点:
-
计算全程带单位。
-
把单位当成未知数运算。
-
选择能够约分的转换系数:分别在分子分母对角线的单位可以约分。
还是同样的题,思考时间大大减少:
▼▼▼
例4: 转换为秒:
解4:
熟练之后,一行就能搞定了:
▲▲▲
在分子和分母上的成功被约掉了!
这看起来更复杂了,但事实上只是把有用的信息写出来了,在更加复杂的场景中给每个数字赋予了意义。我们实践一下更复杂的题目:
▼▼▼
例5: 转换为天:
解5:
▲▲▲
一行就得答案,不用管乘除法,而且只用输一次计算器!
还有更难的复合单位,也不在话下:
▼▼▼
例6: 转换为:
解6: 一步一步来,先转换长度单位,让在对角线:
再转换时间单位,让和
在对角线:
我们得到:
▲▲▲
遇到奇奇怪怪的题也不会一时语塞了:
▼▼▼
例7: 已知,求
解7:
▲▲▲
再也不用担心用错乘除法了!
总结一下:转换系数
已知一个单位转换,我们就可以把它写成转换系数
再根据已知条件,遵守以下原则,就可以顺利转换单位了!
-
计算全程带单位。
-
把单位当成未知数运算。
-
选择能够约分的转换系数:分别在分子分母对角线的单位可以约分。
妈妈再也不用担心我的单位转换啦!