一、什么是科学计数法?

科学计数法是一种表示很大或很小的数的简便写法,把一个数写成:

a × 10ⁿ

其中:

  • 1 ≤ a < 10(a 是带整数部分的一位小数)
  • n 是整数(正、负或零)

举例:物理里经常碰到极大或极小的数,比如:

  • 光速 300000000 m/s → 3 × 10⁸
  • 电子质量 0.00000000000000000000000000091 kg → 9.1 × 10⁻³¹

备注:10ⁿ表示n个10相乘,如1000=10×10×10=3个10相乘

二、为什么要使用科学计数法?

三、如何转换?

小数点往左移几位,指数就加几;往右移几位,指数就减几。

大数(>10)→ 指数为正

  • 3000 = 3 × 10³(小数点左移3位 → 指数 +3)
  • 5,600,000 = 5.6 × 10⁶

小数(<1)→ 指数为负

  • 0.002 = 2 × 10⁻³(小数点右移3位 → 指数 -3)
  • 0.00015 = 1.5 × 10⁻⁴

四、科学计数法表示的数之间如何计算?

① 乘法:系数相乘,指数相加

(3 × 10⁵) × (2 × 10⁴) = 6 × 10⁹

② 除法:系数相除,指数相减

(6 × 10⁷) ÷ (2 × 10³) = 3 × 10⁴

③ 加减:先统一指数,再算系数

3 × 10⁵ + 2 × 10⁵ = 5 × 10⁵

3 × 10⁵ + 2 × 10⁴ = 3 × 10⁵ + 0.2 × 10⁵ = 3.2 × 10⁵

④ 乘方:系数乘方,指数相乘

(2 × 10³)² = 4 × 10⁶

(5 × 10⁻²)³ = 125 × 10⁻⁶ = 1.25 × 10⁻⁴

五、典型例题

① 单位换算

光速 3 × 10⁸ m/s,一年 3.15 × 10⁷ s,求一光年多少米?

(3 × 10⁸) × (3.15 × 10⁷) = 9.45 × 10¹⁵ m

② 天体质量

地球质量 6 × 10²⁴ kg,月球质量 7.3 × 10²² kg,地球质量是月球的多少倍?

(6 × 10²⁴) ÷ (7.3 × 10²²) ≈ 0.82 × 10² = 82 倍

③ 微观尺度

一个水分子的质量约 3 × 10⁻²⁶ kg,3 kg 水中大约有多少个水分子?

3 ÷ (3 × 10⁻²⁶) = 1 × 10²⁶ 个