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摘要:“十字交叉法”是化学计算中广泛使用的解题方法之一,它具有形象、直观并且简洁的特点。但是往往学生不容易理解使用这种方法解题的原理。本文从我国古代名题“鸡兔同笼”问题出发分析“十字交叉法”的原理并加以运用。
关键词:鸡兔同笼;十字交叉法
中图分类号:G634.8 文献标识码:A文章编号:1992-7711(2020)12-087-1
一、原理分析
“鸡兔同笼”问题是小学奥数的常见题型。其中,《孙子算经》为我们提供了一种解题思路:先将94÷2=47(可以理解为先把鸡和兔各砍掉一半的腿,此时鸡剩一条腿,兔剩2条腿),再用47-35=12(即多出来的腿是兔腿)便可得到兔的数目,最后用35-12=23便可得到鸡的数目。该解法最重要的思想是抓住鸡腿和兔腿的差量,而每只鸡的鸡头和每只兔的兔头数目是一样多的,所以利用差量除以2即可得出兔子数目。
若将此思想融入十字交叉法中,则可以利用假设法,作出十字交叉图,具体思路如下。假设兔和鸡一样只有两条腿,则一共70条腿。可是笼中有94条腿,多出了24条。这多出的24条实际上是兔多出来的,因为一开始把兔假设成两条腿,所以每只兔少算了两条腿,那么用24÷2=12,便可得兔的数目,画图如下:
同理,假设鸡和兔一样有四条腿,则一共140条腿。可是笼中只有94条腿,少了46条。这少了的46条实际上是鸡少的,因为一开始把鸡假设成四条腿,所以每只鸡多算了两条腿,那么用46÷2=23,便可得鸡的数目,画图如下:
将两图合并即可得十字交叉图:
借助鸡兔同笼思想理解并运用十字交叉法,是一个直接的思维过程。学生只要在题目中找到对应的假设对象,并找到假设后的某一参数与原题中对应的参数有差值,则可以利用差值来画出十字交叉图。
二、运用举例
现以下题为例,说明鸡兔同笼思想的运用:
一个密闭容器中,中间有一可自由滑动的隔板,将容器分成两部分.当左边充入1 mol N2,右边充入8 g CO和CO2的混合气体时,隔板处于如图所示位置(两侧温度相同)。则混合气体中CO和CO2的分子个数比为( )
A.1︰1 B.1︰3 C.2︰1 D.3︰1
首先,利用阿伏伽德罗定律推出右边气体物质的量为 0.25mol,再根据平均摩尔质量的定义算出=8 g/0.25 mol=32 g/mol。假設气体均为CO(分子量28),则多了4 g/mol;假设气体均为CO2(分子量44),则少了12 g/mol。而实际上每摩尔CO和CO2的质量差为16 g/mol,则可以具体算出1 mol混合气体中CO和CO2的物质的量
即可得每摩尔混合气体中两者的含量。当混合气体变为0.25 mol时,则从上面的数再除以4,即n(CO)=0.75÷4=0.1875 mol,n(CO2)=0.25÷4=0.0625 mol。
通过以上例题学生能更好的理解并掌握运用十字交叉法,理解了十字交叉法后对拓宽学生的解题思维,提高学生创新能力都具有良好效果,这比纯粹地用十字交叉法解题更有助于学生对化学问题的理解。
[参考文献]
[1]滕湘文.妙用十字交叉法解决化学计算问题[J].中学化学教学参考,2014(18):68.
[2]王佳莹.小学奥数与中学方程——以鸡兔同笼为例[J].数学学习与研究,2017(19):118.
(作者单位:广东省中山市中山纪念中学,广东 中山 528454)
关键词:鸡兔同笼;十字交叉法
中图分类号:G634.8 文献标识码:A文章编号:1992-7711(2020)12-087-1
一、原理分析
“鸡兔同笼”问题是小学奥数的常见题型。其中,《孙子算经》为我们提供了一种解题思路:先将94÷2=47(可以理解为先把鸡和兔各砍掉一半的腿,此时鸡剩一条腿,兔剩2条腿),再用47-35=12(即多出来的腿是兔腿)便可得到兔的数目,最后用35-12=23便可得到鸡的数目。该解法最重要的思想是抓住鸡腿和兔腿的差量,而每只鸡的鸡头和每只兔的兔头数目是一样多的,所以利用差量除以2即可得出兔子数目。
若将此思想融入十字交叉法中,则可以利用假设法,作出十字交叉图,具体思路如下。假设兔和鸡一样只有两条腿,则一共70条腿。可是笼中有94条腿,多出了24条。这多出的24条实际上是兔多出来的,因为一开始把兔假设成两条腿,所以每只兔少算了两条腿,那么用24÷2=12,便可得兔的数目,画图如下:
同理,假设鸡和兔一样有四条腿,则一共140条腿。可是笼中只有94条腿,少了46条。这少了的46条实际上是鸡少的,因为一开始把鸡假设成四条腿,所以每只鸡多算了两条腿,那么用46÷2=23,便可得鸡的数目,画图如下:
将两图合并即可得十字交叉图:
借助鸡兔同笼思想理解并运用十字交叉法,是一个直接的思维过程。学生只要在题目中找到对应的假设对象,并找到假设后的某一参数与原题中对应的参数有差值,则可以利用差值来画出十字交叉图。
二、运用举例
现以下题为例,说明鸡兔同笼思想的运用:
一个密闭容器中,中间有一可自由滑动的隔板,将容器分成两部分.当左边充入1 mol N2,右边充入8 g CO和CO2的混合气体时,隔板处于如图所示位置(两侧温度相同)。则混合气体中CO和CO2的分子个数比为( )
A.1︰1 B.1︰3 C.2︰1 D.3︰1
首先,利用阿伏伽德罗定律推出右边气体物质的量为 0.25mol,再根据平均摩尔质量的定义算出=8 g/0.25 mol=32 g/mol。假設气体均为CO(分子量28),则多了4 g/mol;假设气体均为CO2(分子量44),则少了12 g/mol。而实际上每摩尔CO和CO2的质量差为16 g/mol,则可以具体算出1 mol混合气体中CO和CO2的物质的量
即可得每摩尔混合气体中两者的含量。当混合气体变为0.25 mol时,则从上面的数再除以4,即n(CO)=0.75÷4=0.1875 mol,n(CO2)=0.25÷4=0.0625 mol。
通过以上例题学生能更好的理解并掌握运用十字交叉法,理解了十字交叉法后对拓宽学生的解题思维,提高学生创新能力都具有良好效果,这比纯粹地用十字交叉法解题更有助于学生对化学问题的理解。
[参考文献]
[1]滕湘文.妙用十字交叉法解决化学计算问题[J].中学化学教学参考,2014(18):68.
[2]王佳莹.小学奥数与中学方程——以鸡兔同笼为例[J].数学学习与研究,2017(19):118.
(作者单位:广东省中山市中山纪念中学,广东 中山 528454)