沪科版初中物理：八、九年级课堂笔记归纳总结

沪科版初中物理：八、九年级课堂笔记归纳总结

目 录 第一章 打开物理世界的大门 ------------------------------------------------- 1‎ 第二章 运动的世界---------------------------------------------------------- 4‎ 第一节 动与静-------------------------------------------------------------- 4‎ 第二节 长度与时间的测量---------------------------------------------------- 5‎ 第三节 快与慢-------------------------------------------------------------- 8‎ 第三章 声的世界------------------------------------------------------------ 12‎ 第一节 声音的产生与传播-----------------------------------------------------12‎ 第二节 声音的特性---------------------------------------------------------- 14‎ 第三节 超声与次声---------------------------------------------------------- 16‎ 第四章 多彩的光 ----------------------------------------------------------- 19‎ 第一节 光的反射 ------------------------------------------------------------19‎ 第二节 平面镜成像-----------------------------------------------------------21‎ 第三节 光的折射 -----------------------------------------------------------24‎ 第四节 光的色散 -----------------------------------------------------------27‎ 第五节 科学探究：凸透镜成像-------------------------------------------------29‎ 第六节 神奇的眼睛 ----------------------------------------------------------32‎ 第五章 质量与密度-----------------------------------------------------------34‎ 第一节 质量-----------------------------------------------------------------34‎ 第二节 学习使用天平和量筒----------------------------------------------------35‎ 第三节 科学探究：物质密度----------------------------------------------------37‎ 第四节 密度知识应用----------------------------------------------------------40‎ 第六章 熟悉而陌生的力--------------------------------------------------------43‎ 第一节 力--------------------------------------------------------------------43‎ 第二节 怎样描述力------------------------------------------------------------44‎ 160‎ 第三节 弹力与弹簧测力计------------------------------------------------------44‎ 第四节 来自地球的力----------------------------------------------------------46‎ 第五节 科学探究：摩擦力-------------------------------------------------------48‎ 第七章 力与运动--------------------------------------------------------------51‎ 第一节 科学探究：牛顿第一定律------------------------------------------------51‎ ‎※第二节 力的合成------------------------------------------------------------52‎ 第三节 力的平衡--------------------------------------------------------------53‎ 第八章 压 强-----------------------------------------------------------------‎ 第一节 压力的作用效果---------------------------------------------------------‎ 第二节 科学探究：液体压强---------------------------------------------------‎ 第三节 空气的“力量”---------------------------------------------------‎ 第四节 流体压强与流速的关系---------------------------------------------------‎ 第九章 浮力--------------------------------------------------------------------‎ 第一节 认识浮力----------------------------------------------------------------‎ 第二节 阿基米德原理-----------------------------------------------------------‎ 第三节 物体的与浮沉------------------------------------------------------------‎ 第十章 机械与人----------------------------------------------------------------‎ 第一节 科学探究：杠杆的平衡条件------------------------------------------------‎ 第二节 滑轮及其应用------------------------------------------------------------‎ 第三节 做功了吗？-------------------------------------------------------------‎ 第四节 做功的快慢-------------------------------------------------------------‎ 第五节 机械效率----------------------------------------------------------------‎ 第六节 合理利用机械能----------------------------------------------------------‎ 第十一章 小粒子与大宇宙--------------------------------------------------------‎ 第一节 走进微观----------------------------------------------------------------‎ 160‎ 第二节 看不见的运动------------------------------------------------------------‎ 第三节 探索宇宙-------------------------------------------------------------‎ 第十二章 温度与物态变化--------------------------------------------------------‎ 第一节 温度与温度计------------------------------------------------------------‎ 第二节 熔化与凝固-------------------------------------------------------------‎ 第三节 汽化与液化-------------------------------------------------------------‎ 第四节 升华与凝华-------------------------------------------------------------‎ 第五节 全球变暖与水资源危机---------------------------------------------------‎ 第十三章 内能与热机------------------------------------------------------------‎ 第一节 物体的内能-------------------------------------------------------------‎ 第二节 科学探究：物质的比热容---------------------------------------------------‎ 第三节 内燃机------------------------------------------------------------------‎ 第四节 热机效率和环境保护------------------------------------------------------‎ 第十四章 了解电路---------------------------------------------------------------‎ 第一节 电是什么----------------------------------------------------------------‎ 第二节 让电灯发光--------------------------------------------------------------‎ 第三节 连接串联电路和并联电路--------------------------------------------------‎ 第四节 科学探究：串联电路和并联电路的电流--------------------------------------‎ 第五节 测量电压----------------------------------------------------------------‎ 第十五章 探究电路-------------------------------------------------------------‎ 第一节 电阻和变阻器------------------------------------------------------------‎ 第二节 科学探究：欧姆定律-------------------------------------------------------‎ 第三节 “伏安法”测电阻----------------------------------------------------------‎ 第四节 电阻的串联和并联--------------------------------------------------------‎ 第五节 家庭用电----------------------------------------------------------------‎ 160‎ 第十六章 电流做功与电功率------------------------------------------------------‎ 第一节 电流做功----------------------------------------------------------------‎ 第二节 电流做功的快慢----------------------------------------------------------‎ 第三节 测量电功率-------------------------------------------------------------‎ 第四节 科学探究：电流的热效应---------------------------------------------------‎ 第十七章 从指南针到磁浮列车----------------------------------------------------‎ 第一节 磁是什么----------------------------------------------------------------‎ 第二节 电流的磁场--------------------------------------------------------------‎ 第三节 科学探究：电动机为什么会动----------------------------------------------‎ 第十八章 电能从哪里来----------------------------------------------------------‎ 第一节 电能的产生--------------------------------------------------------------‎ 第二节 科学探究：资源产生感应电流----------------------------------------------‎ 第三节 电能的输送--------------------------------------------------------------‎ 第十九章走进信息时代-----------------------------------------------------------‎ 第一节 感受信息----------------------------------------------------------------‎ 第二节 让信息“飞”起来----------------------------------------------------------‎ 第三节 踏上信息高速公路--------------------------------------------------------‎ 第二十章 能源、材料与社会-------------------------------------------------------‎ 第一节 能量的转化与守恒--------------------------------------------------------‎ 第二节 能源的开发和利用--------------------------------------------------------‎ 第三季 材料的理发和利用--------------------------------------------------------‎ 第一章 打开物理世界的大门 ‎1、哥白尼，波兰人，著名的天文学家、自然科学的先驱。提出“日心说”，否定了影响人类千年之久的托勒密“地心说”。有力地推动了人类文明的发展。著作有《天体运行论》。‎ 160‎ ‎2、伽利略，意大利物理学家、天文学家和哲学家，经典力学和实验物理学得先驱，发明有温度计、摆的运动规律、望远镜等，率先用望远镜观察天空，并支持了哥白尼的“日心说”，著作有《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。被誉为“近代科学之父”。‎ ‎3、牛顿，英国物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家，建立了著名的三大运动定律和万有引力。著作有《自然哲学的数学原理》、《光学》等，在前人的研究积累上，奠定了具有划时代意义的经典物理学基础。他名言“如果说我比别人看的更远的话，那是因为我站在巨人的肩膀上”。‎ ‎3、爱因斯坦，美籍德国犹太人，世界十大杰出物理学家之一，现代物理学的开创者、集大成者和奠基人，也是著名的思想家和哲学家。创立了相对论，从根本上冲击了经典物理学体系，并为核能开发奠定了理论基础，1921年因提出光量子假设和对光电效应的研究获得诺贝尔物理学奖。为了庆祝爱因斯坦在1905 年首先发表的关于量子理论,布朗运动与狭义相对论的传奇论文100周年,2005 年已被称为“世界物理年”。‎ ‎4、普朗克，德国物理学家，量子力学的创始人，1900年提出了能量量子化；波尔，丹麦物理学家，他通过引入量子化条件，提出了玻尔模型来解释氢原子光谱，提出对应原理，互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学，对二十世纪物理学的发展影响深远。也是量子力学的主要奠基人。‎ ‎5、物理学是研究自然界的物质、相对作用和运动规律的自然科学。‎ ‎6、科学探究的步骤：（1）提出问题；（2）猜想与假设；（3）设计实验与制订计划；（4）进行实验与收集证据；（5）分析与论证；（6）评估；（7）交流与合作。‎ ‎7、物理学主要分为光学、热学、力学、声学、电学等。‎ ‎8、观察和实验是获取物理知识的重要来源。‎ ‎9、科学精神：（1）、实事求是、尊重客观规律、不迷信权威、勇于质疑、敢于坚持真理；（2）孜孜不倦、刻苦认真、锲而不舍；（3）善于合作与交流，敢于提出与众不同的见解，也敢于修正或放弃自己的错误观点。‎ 160‎ 160‎ 第二章 运动的世界 第一节 动与静 ‎1、机械运动定义：在物理学中，把一个物体相对于另外一个物体位置的改变称为机械运动，简称为运动。‎ ‎2、参照物定义：研究一个物体是在运动还是静止，要看是以另外的哪个物体称为标准，这个被选为标准的物体，叫做参照物。‎ ‎3、物体状态的判断方法：如果一个物体相对于参照物的位置在改变，则称这个物体是运动的；如果一个物体相对于参照物的位置没有发生改变，则称这个物体是静止的。‎ ‎4、选取参照物的注意事项 a、同一个物体是运动还是静止，取决于所选的参照物，即使同一个物体，相对于不同的参照物，运动情况可能不同；‎ b、不能选择所研究的物体本身作为参照物；‎ c、参照物的选择是任意的，选取不同的参照物，物体可能是运动，也可能是静止的；‎ d、参照物通常选取地面或固定在地面上物体或相对地面静止的物体作为参照物；‎ e、如果两个物体的运动快慢和运动方向相同，它们彼此相对静止。例如：空中正在给飞机加油的加油机与受油机之间是相对静止的。‎ ‎4、运动与静止的相对性的含义：‎ a、运动是绝对的。一切物体都在运动，绝对不动的物体是不存在的；‎ b、静止是相对的。说某一物体静止，是指它相对所选的参照物的位置没有发生变化。实际上这个被选作参照物的物体也在运动，所以绝对静止的物体是不存在的。‎ c、研究物体的运动状态，必须先选一个参照物，不先选定参照物，就无法对某个物体的运动状态做肯定的判断，说这个物体运动或静止都是没有意义的。‎ ‎5、运动和静止的相对性在生活、生产中的应用 例如：地球同步卫星、空中加油机等。‎ ‎6、案例：坐在向东行使的甲汽车里的乘客，看到路旁的树木向后退去，同时又看到乙汽车也从甲汽车旁向后退去，乙汽车有三种运动情况：①乙汽车没动；②乙汽车向东运动，但速度没甲快；③乙汽车向西运动。‎ 160‎ 第二节 长度与时间的测量 一、长度测量 ‎1、在国际单位制中，长度的基本单位是米，符号是：m。长度的单位还有：光年（l.y）、千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）等。‎ ‎2、长度单位换算 ‎1km=m；1m=10dm=10²cm=mm=μm=nm；1 l.y≈9.461×m ‎3、正确使用刻度尺：‎ ‎（1）、使用刻度尺前应观察零刻度线是否磨损；最大量程是多大；认清最小分度值是多少。‎ ‎（2）、刻度尺要放正，有刻度的一边要紧贴被测物体。‎ ‎（3）、读数时视线要与尺面垂直。‎ ‎（4）、读数时注意估读，要估读到分度值的下一位。‎ ‎（5）、客观记录测量结果，测量结果由精确值+估读值+单位。‎ ‎（6）、多次测量取平均值。‎ ‎4、※、测 量 值=精确值＋估读值 、测量结果=测量值＋单位 ‎ 、测量结果=精确值＋估读值＋单位 ‎ ‎5、测量长度常用的工具有卷尺、刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器等。‎ ‎6、单位换算格式原单位 数字未变 原单位和目标单位的进率 目标单位 ‎ ‎ ‎2.5m=2.5×100cm=250cm 160‎ ‎7、长度测量的一些特殊方法：‎ l 累积法：当被测长度较小，测量工具精度不够时可将较小的物体累积起来，用刻度尺测量之后再求得单一长度。例如：测量细铜丝的直径、一张纸的厚度等都可以用这种方法。‎ l 化曲为直法：把不易拉长的软线重合待测曲线上标出起点终点，然后拉直测量。例如：测量地图上两点间的距离（或公路、铁路、河流等长度），可以使用这种方法。‎ l 轮滚法：用已知周长的滚轮沿着待测曲线滚动，记下轮子圈数，可算出曲线长度。例如：测量硬币周长、测量操场跑道的长度可以用这种方法。‎ l 辅助法：对于用刻度尺不能直接测出的物体长度可将刻度尺三角板等组合起来进行测量。例如：测硬币、球、园柱的直径圆锥的高等常用这种方法。‎ 二、时间测量 ‎1、在国际单位制中，时间的基本单位是秒，符号是：s。时间的单位还有：小时（h）、分（min）、毫秒（ms）、微秒（μs）。‎ ‎2、时间单位换算 ‎1h=60min；1min=60s；1s=ms；1ms=μs；1s=μs ‎3、机械停表测量时间应注意：‎ ‎（1）使用前先上紧发条，但不要过紧，以免损坏发条；‎ ‎（2）注意调零；‎ ‎（3）按表时不要用力过猛，以免损坏机件。‎ ‎4、停表读书 （1）先读小表盘，再读大表盘；（2）小表盘1小格30s，一大格1min；大表盘1圈30s，1小格0.1s。‎ ‎※三、实验室测量工具 ‎ a、实验室常用的测量长度工具是：刻度尺；‎ ‎ b、实验室常用的测量时间工具是：秒表、停表。‎ 160‎ 四、误差与错误 ‎1、误差定义：测量值和真实值之间总存在一定的偏差。这种偏差称为测量误差，简称误差。‎ ‎2、误差产生的原因 ‎（1）测量工具不可能绝对精确，外界环境对测量仪器也有影响；‎ ‎（2）读数时估读值可能偏大，也可能偏小；‎ ‎（3）实验方法或者原理不完善也会造成误差。‎ ‎3、减小误差方法 ‎（1）校准测量工具，改进测量方法；‎ ‎（2）选用精确度高的测量工具；‎ ‎（3）多次测量取平均值。‎ ‎4、误差与错误的区别 a、误差不可能避免，只能减小，而错误可以避免；‎ b、误差不超过测量工具的最小分度值（即误差发生在估读值），而错误则超过测量工具的最小分度值（即错误发生在精确值）。‎ 第三节 快与慢 ‎1、常规比较物体快慢的方法：‎ ‎ 相同的路程比较时间；如：百米赛 ‎ 相同的时间比较路程。如：比较同时启程的步行人和骑车人的快慢。‎ ‎2、速度定义：在物理学中，将物体在一段时间内通过的路程与通过这段路程所用时间的比称为速度。‎ ‎ v=, 其中v：表示速度，单位：m/s或（米/秒）；读作：米每秒 ‎ s：表示路程，单位：m或（米）；‎ ‎ t：表示时间，单位：s或（秒）。‎ 速度的单位还有：千米/小时（km/h），读作千米每小时。‎ 160‎ ‎1km/h=m/s；1m/s=3.6km/h ‎3、匀速直线运动与变速直线运动 ‎（1）在物理学中，把物体运动速度保持不变的直线运动称为匀速直线运动。匀速直线运动是最简单的机械运动。‎ a、特点：运动的路线是笔直的；‎ ‎ 在任何一段相等的时间内，通过的路程相等；‎ ‎ 每时每刻的速度都相等。‎ b、图像 v(m/s) s(m) ‎ v1 v1‎ ‎ v2 v2‎ o t(s) o t(s)‎ ‎> >‎ ‎(2)在物理学中，把物体运动速度变化的直线运动称为变速直线运动。‎ a、特点：‎ ‎ 运动的路线是笔直的；‎ ‎ 在各段路程中运动速度是变化的，在相等时间内通过的不一定相等；‎ 每时每刻速度不一定相等。‎ b、图像 v(m/s) s(m)‎ ‎ v1 v1‎ ‎ v2 v2‎ 160‎ o t(s) o t(s)‎ ‎4、1m/s的物理意义：‎ ‎ 第一种表达：物体运动1s通过的路程为1m；‎ ‎ 第二种表达：物体运动通过1m的路程用了1s。‎ ‎5、平均速度：‎ ‎（1）计算：平均速度=； ‎ ‎（2）注意：‎ ‎①平均速度用来粗略的描述做变速运动物体的平均快慢程度；‎ ‎②描述一个物体的平均速度，必须指出它在某段时间内，或者某段路程中的平均速度；‎ ‎③平均速度不是速度的算术平均值，全程的平均速度也不是各段平均速度的算术平均值。‎ ‎④在求平均速度时，必须指出在哪段路程或哪段时间内。‎ ‎6、运动物体在前半段路程中速度为v1，在后半段路程中速度为v2，整个路程中的速度为多少？‎ ‎=‎ 160‎ 第三章 声的世界 第一节 声音的产生与传播 一、声音的产生 ‎1、声音是由物体振动产生的。‎ 例如：‎ 扬声器播放音乐时，把一些小纸片放在纸盆上，发现纸片在不断跳动，这说明发声的纸盆在振动。‎ 将发声的音叉轻轻插入水里，会看到水花飞溅，这说明发声的音叉在振动。‎ 160‎ 用手握住正在发声的音叉，音叉就不发声了，这是因为手阻止了音叉的振动，音叉的振动停止，发声也停止。‎ ‎2、固体、液体、气体都可以因振动而发出声音。‎ ‎3、一切正在发声的物体都在振动，振动停止，发声停止，但不能认为“振动停止，声音也就停止（或消失）”，因为振动停止只是不再发声，而原来发出的声音仍继续传播并存在。‎ ‎4、常见的几种发音原理：‎ ‎（1）人的声音是靠声带的振动发音的；‎ ‎（2）二胡、提琴等弦乐器是靠弓和弦的相互摩擦产生振动发出声音；‎ ‎（3）笛子是由管内的空气、笛膜的振动发出声音；‎ ‎（4）口琴是由叶片的振动发声的；‎ ‎（5）蟋蟀和蜜蜂是靠自己的翅膀振动发出声音的；‎ ‎（6）蝉的叫声是腹部发出的；‎ 二、声音的传播 ‎1、声音可以在空气中传播，但不能在真空中传播。‎ 例如：用抽气机抽取玻璃罩内的空气，在抽气过程中，听到玻璃罩内的音乐声逐渐变小。‎ ‎2、声音的传播需要介质，它既可以在气体中传播，也可以在固体和液体中传播。‎ a、正在发声的音乐芯片放进密闭盛水缸中仍能听到音乐芯片发出的音乐声，这说明声音可以在水中传播。‎ b、通过土电话可以听见同学的说话声，说明声音可以在固体中传播。‎ ‎3、声音在不同的物质中的传播速度是不同的，一般情况下，声音在液体中的传播速度大于在气体中的传播速度，小于在固体中的速度。 即： >>‎ ‎4、声音在空气中传播速度还与压强和温度有关。‎ ‎5、通常情况下（一标准大气压，15℃），声音在空气中的传播速度大约是340m/s。‎ 6、 声音以波的形式传播，我们把它叫做声波。‎ 三、人怎样听到声音 ‎1、听觉的传播途径：发声体振动→（通过空气等介质传播）→鼓膜振动→（通过听小骨等组织传播）→听觉神经传递信号→大脑产生听觉。‎ 160‎ ‎2、骨传导的传播途径：发声体振动→（头骨、颌骨）→鼓膜振动→（听觉神经）→大脑 骨传导的原理：固体可以传声。 演员进行《千手观音》的排练、贝多芬听钢琴声、使用助听器听声音都利用了骨传导。‎ ‎3、耳聋包括传导性耳聋和神经性耳聋。传导性耳聋者可以利用助听器听声音，而神经性耳聋者很难再听到声音。‎ ‎4、双耳效应：声源到两只耳朵的距离一般不同，声音传到两只耳朵的时刻、强弱及其他特征也就不同。这些差异就是判断声源方向的重要基础，这就是双耳效应。 人们通过双耳效应，可以较为准确地判断声音传来的方位；但声源在我们正前方、正上方、正后方时我们并不能准确判断，因为声源到两只耳朵的距离几乎相同，双耳效应不明显。 双耳效应的应用：立体声。‎ 四、回声 ‎1、回声定义：声音在传播过程中遇到障碍物会反射回来，这种现象是声音的反射，通常称为回音（或回声）。‎ ‎2、区别回声与原声的条件：如果回声到达人耳比原声晚0.1s以上，人耳才能把回声与原声区别分开（即发声体与障碍物的极限距离应该大于17m）；如果小于0.1s，回声与原声混合在一起，使原声加强。‎ ‎3、回声应用与预防：‎ a.探测鱼群、测量海深、在生产、医疗和科学技术中利用回声制成各种探测仪。‎ b．雪地感觉较宁静（电影院的墙壁使用较粗糙的材料）的原因：蓬松多孔的结构能吸收声音，声音经过多次反射，能量减小。‎ ‎4、计算：s＝vt/2（由速度公式推导出来）‎ ‎5、雪地感觉较宁静（电影院的墙壁使用较粗糙的材料）的原因：蓬松多孔的结构能吸收声音，声音经过多次反射，能量减小。‎ 第二节 声音的特性 一、响度 ‎1、定义：在物理学中，人们把声音的强弱称为响度。‎ 160‎ ‎2、决定响度大小因素：声音的响度与物体振动的幅度有关，振动幅度越大，响度越大。‎ ‎3、振幅：物体振动时偏离平衡位置的最大距离。‎ ‎4、声音的响度还与声音的传播距离和分散程度有关，相同的条件下，距发声体越近，感觉到发声体的响度越大。‎ ‎5、声音强弱的单位常用分贝，符号：dB l 探究实验：探究影响响度的因素。 【设计实验】将系在细绳上的乒乓球轻触正在发声的音叉，观察乒乓球被弹开的幅度。使音叉发出不同响度的声音，重做上面的实验。 【现象】用不同的力敲击，兵乓球被弹起的高度不同。用力越大，乒乓球被弹起的高度越大。 【结论】发声体的振幅决定响度的大小，振幅越大，响度越大。 【注意】乒乓球的作用：把音叉微小的振动放大。‎ 二、音调 ‎1、定义：在物理学中把声音的高低称为音调。‎ ‎2、决定音调大小因素：音调与发声物体振动的快慢有关，物体振动越快，音调越高。（即音调与频率有关，频率越快，音调越高）‎ ‎3、物理学中，物体振动的快慢用每秒振动的次数来表示，称为频率。符号为f。频率的单位是赫兹，简称赫，符号：Hz。‎ ‎1Hz的物理意义：物体在1s内振动1次。‎ l 演示实验：探究影响音调高低的因素。 【设计实验】将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意钢尺振动的快慢。改变钢尺伸出桌边的长度，再次拨动。比较两种情况下钢尺振动的快慢和发声的音调。 【现象】在使用同种材料的情况下，伸出桌边越短，音调越高；伸出桌面越长，音调越高。 【结论】物体振动的频率决定着音调的高低。物体振动频率越高，发出的音调越高。 【注意】① 使钢尺两次的振动幅度大致相同。 ② 不要听桌面被拍打的声音。实验的研究对象是钢尺，听桌面声音是错误的。‎ l 乐器调弦，改变的是音调。分辨碗的好坏时（敲击），主要分辨音调，其次分辨音色。‎ l 水瓶琴： 对瓶口吹气时，声音是由瓶内的空气柱振动产生的。空气柱越长（水越少），音调越低。 敲击瓶体时，声音是由瓶体振动产生的。空气柱越短（水越多），音调越低。‎ 三、音色 ‎1、音色曾经叫音品，反映了声音的品质与特色。‎ ‎2、不同的物体发出的声音，其音色是不同的。‎ 160‎ ‎3、通常，人们认为，响度、音调和音色是决定乐音的特征的三个因素。‎ 四、噪声的防治 ‎1、噪声：狭义的讲：人们通常把杂乱无章的，无规则的振动而产生的声音；‎ 广义的讲：影响人们正常的工作、休息、学习等以外的声音。‎ ‎2、噪声的危害：影响人们的心理和生理，轻者分散注意力，影响情绪；重者伤害身体，甚至危及生命。‎ ‎3、噪声的防治：‎ ‎（1）防止噪声的产生，在声源处减弱噪声；‎ l 例如：防止噪声产生——城市内禁鸣喇叭、摩托车安装消声器 ‎（2）阻止噪声的传播，在传播过程中减弱噪声；‎ l 例如：阻断噪声的传播——马路两侧的隔声板、植树造林、夹层为真空的双层玻璃 ‎（3）阻止噪声的接收，在人耳处（或接收处）减弱噪声。‎ l 例如：防止噪声进入耳朵——耳罩 ‎4、当今社会的四大污染：大气污染、噪声污染、水污染、固体废弃物污染。‎ 第三节 超声与次声 一、声音 定义：在物理学中，通常把正常人耳能听见到的频率在20Hz至20000Hz范围内的声称为声音。‎ 二、超声 ‎1、定义：通常把频率高于20000Hz的声称为超声。‎ ‎2、特点：定向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能量。‎ 160‎ ‎（1）超声定向性好：可以制成声纳（也叫超声雷达），主要用于探测海底深度、海中暗礁、探测鱼群、潜艇位置等。‎ ‎（2）超声穿透能力强：超声诊断仪（B超）用来检查、治疗人体疾病；超声金属探伤仪能探测金属内部存在的缺陷。（3）超声“破碎”性强：‎ a、将一般情况下不能混合的液体（如油和水）混合在一起。‎ b、能够破坏细菌结构，可用来对医疗器械和食物进行杀菌消毒，还可用超声“碎石”。‎ 三、次声 ‎1、定义：把频率低于20Hz的声称为次声。‎ ‎2、特点：传播时能量损失小，能传得很远。‎ ‎3、产生环境：火山爆发、地震、海啸、风暴、核爆炸、导弹发射等。‎ ‎4、应用：‎ ‎（1）预测自然灾害：地震、火山爆发、龙卷风、海啸、台风等；‎ ‎（2）军事监测：探测核爆炸的位置，监测核试验地点。‎ ‎5、次声危害 ‎（1）在强次声环境中，人的平衡器官的功能将遭到破坏，会使人产生恶心、晕眩、旋转感等症状，严重的会造成内脏破裂出血，危及生命。‎ ‎（2）能量大的次声具有极大的破坏力，它能使机器设备破裂、飞机解体、建筑物垮塌等。‎ ‎6、次声防治：尽量防止次声的产生，尽量远离次声源。‎ 160‎ 160‎ 160‎ 第四章 多彩的光 第一节 光的反射 一、光源 ‎1、定义：把正在发光的物体叫光源。‎ ‎2、光源分类：‎ ‎（1）按产生原因分，a、自然光源（太阳、水母、萤火虫等）；b、人造光源（发光的电灯、燃烧的蜡烛等）。‎ ‎（2）按发热特性分，a、冷光源（萤火虫、发光二极管等）；b、热光源（白炽灯、弧光灯等）。‎ l 注：月亮不是光源，月亮本身不发光，只是反射太阳的光。‎ 二、光的传播 ‎1、条件：光在空气、玻璃等透明、均匀物质中是沿直线传播的。‎ 能证明光沿直线传播的现象如：影子的形成、小孔成像、日食和月食的形成等。‎ ‎2、光沿直线传播应用：射击、激光准直等。‎ ‎3、在光沿直线传播的现象中，光路是可逆的。‎ ‎4、光线：在物理学中用一条带箭头的直线表示光的传播路径和方向，并将这条带箭头的直线称为光线，光线互相平行的光称为平行光。‎ ‎※注：光线是假想的，实际并不存在的，只是为了研究的方便，引入的一个模型。‎ ‎5、光在真空中的速度最大，速度为c=3.0×m/s。光在空气中的传播速度略小于真空的速度（通常视为在真空中的速度），在水中的传播速度约是真空中的，在玻璃中的传播速度约是真空中的。‎ ‎ >>‎ ‎5、光的传播 不需要 介质。介质密度越大，光速越小。‎ ‎6、光年定义：光在1年内传播的距离。l.y≈9.461×m 三、光的反射 160‎ ‎1、定义：当光射到物体表面时，被物体表面反射回去，这种现象叫做光的反射。‎ ‎2、在反射现象中，投射到物体表面的光线叫做入射光线，从物体表面返回的光线叫做反射光线；入射光线在物体表面上的投射点叫做入射点；过入射点，与物体表面垂直的直线叫做法线；入射光线与法线之间的夹角叫做入射角；‎ 法线 N 反射光线 入射光线 反射角 入射角 o ‎3、光的反射定律：光反射时，反射光线、入射光线与法线在同一平面内，反射光线和入射光线分别位于法线两侧，反射角等于入射角（简称：三线共面、两线分居、两角相等）。‎ ‎4、a、镜面反射定义：一束平行光线投射到光滑的物体表面，如镜面或平静的水面，其反射光束仍然是平行的，这种反射叫镜面反射。‎ b、漫反射定义：一般物体表面往往都比较粗糙，平行光经反射后，反射光不再平行，而是射向各个方向，这种反射叫做漫反射。‎ ‎5、镜面反射和漫反射都严格遵守光的反射定律。‎ ‎6、我们能看到光源是由于有光从光源射入我们的眼睛，也能看到本身不发光的物体，是因为物体表面能把射向它的光反射出来射入我们的眼睛。‎ ‎7、如果想在平面镜内看到全身像，镜子高度至少为身高的一半。‎ ‎8、画反射光线或入射光线完成光路图的方法：‎ l 画反射光线或入射光线完成光路图的依据是光的反射定律。‎ l 当绘制完成的时候，图中必须包含以下元素：平面镜、入射光线、反射光线（标好箭头）、入射角和反射角相等的标志（如果给出角度，还要标好角度）、法线（虚线）和垂直标志。‎ l 已知平面镜、入（反）射光线、入（反）射角时，先过入（反）射点作法线。然后在法线的另一侧量出与入（反）射角相等的角，作出反（入）射光线。最后将其他元素补全。‎ l 160‎ 已知入射光线、反射光线时，先作两线交角的角平分线，作为法线。然后过两线交点作垂直于法线的平面镜。最后将其他元素补全。‎ 入射光线 E N F O i r 反射光线 图2-3‎ 入射光线 图2-2‎ 平面镜 反射光线 N F E O i r ‎9、探究实验：探究光的反射规律 【设计实验】把一个平面镜放在水平桌面上，再把一张纸板ENF竖直地立在平面镜上，纸板上的直线ON垂直于镜面，如图2-2所示。 一束光贴着纸板沿着某一个角度射到O点，经平面镜的反射，沿另一个方向射出，在纸板上用笔描出入射光EO和反射光OF的径迹。改变光束的入射方向，重做一次。换另一种颜色的笔，记录光的径迹。 取下纸板，用量角器测量NO两侧的角i和r。 【实验表格】‎ 角i 角r 第一次 第二次 第三次 ‎【实验现象和结论】在反射现象中，反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内；反射光线、入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角（i＝r）。 【注意】① 把纸板NOF向前或向后折，将看不到反射光线，这说明反射光线、入射光线在同一个平面内。 ② 如果让光逆着反射光线的方向射到镜面，那么，它被反射后就会逆着原来的入射光的方向射出。这表明，在反射现象中，光路是可逆的。‎ 四、小孔成像 ‎1、小孔成像原理：光在均匀介质中沿直线传播。‎ ‎2、小孔成像特点：小孔成像时成倒立的实像。像的大小取决于物体到小孔的距离和小孔到光屏的距离（物体离小孔越近、小孔离光屏的距离越大，像越大；反之，越小）。 ‎ ‎ 光屏 B 发光体 ‎ A 小孔 ‎ ‎ B ‎ 图2-1‎ A ‎3、平面镜成像和小孔成像的区别：‎ ‎⑴平面镜成正立的虚像，小孔成倒立的实像 160‎ ‎⑵平面镜成的像和物到镜面的距离相等，小孔成的像和物到小孔的距离不一定相等 ‎⑶平面镜成的像和物体等大，小孔成的像的大小则根据屏幕距小孔距离的远近而变化 ‎⑷平面镜是反射成像，小孔是光的直线传播成像 第二节 平面镜成像 一、平面镜成像 ‎1、定义：表面平整光滑的镜面叫做平面镜。平面镜成像原理：光的反射 ‎2、物理学中把能呈现在光屏上的像称为实像，不能在光屏上呈现、只能用眼睛直接看到的像称为虚像。‎ ‎3、探究平面镜成像实验：‎ ‎【设计实验】‎ ‎（1）实验器材：两支相同的蜡烛、一块玻璃板、玻璃板支架、一张纸、一个光屏、一把刻度尺、火柴。‎ ‎（2）步骤：‎ 将纸平铺在水平桌面上，玻璃板垂直架在纸上，在玻璃板的一侧立一支点燃的蜡烛，透过玻璃板观察其另一侧蜡烛的像。‎ 将光屏放到像的位置，不透过玻璃板，直接观察光屏上有无像。‎ 将另外一支完全相同的、但未点燃的蜡烛放到玻璃板后像的位置，与像重合（观察到未点燃的烛芯上好像也有了烛焰）。比较像与蜡烛的大小、正倒等关系。‎ 在玻璃板下所铺的白纸上描绘出蜡烛、玻璃板和蜡烛像的位置。‎ 画出连接蜡烛和像的直线，量出直线与玻璃板的夹角，用刻度尺量出蜡烛和像到玻璃板的距离。‎ ‎【注意】‎ 160‎ l 使用玻璃板代替平面镜的原因：因为玻璃板既能反光又能透光，便于观察找到像的位置。‎ l 刻度尺的作用：比较物与像到玻璃板的距离的关系。‎ l 两根蜡烛大小必须完全相同的原因：便于比较物与像的大小关系。‎ l 验证所成的像是虚像的方法：移去蜡烛B，并在其所在位置上放一光屏。如果光屏上不能接收到蜡烛A的烛焰的像，那么平面镜成虚像。‎ l 在选择玻璃板时，要选择比较薄的一个。目的：防止烛焰在玻璃板的前后两个面反射成像。‎ l 重做实验的目的：防止误差（最好是3～5次）。‎ l 在实验中找不到像的原因：玻璃板没有与桌面垂直。（玻璃板位置放置不当）‎ S S'‎ 图2-5‎ 图2-4‎ 二、平面镜成像特点的应用：‎ ‎1、平面镜用途：成像、改变光路等。‎ ‎2、平面镜成像特点：物体通过平面镜所成的像是虚像；像与物体的大小相同，像到平面镜的距离与物体到平面镜的距离相等，像与物体对于平面镜是对称的。‎ O M M'‎ 图2-7‎ N N'‎ ‎(简称：平面镜成等大、等距、正立的虚像，像与物体关于平面镜对称。)‎ ‎3、平面镜成像作图方法：‎ ‎（1）如图2-7，过M点作平面镜的垂线，交平面镜于O点； （2）在另一侧截取M'O＝OM，M'点即为M的像点； （3）仿照前两步，完成N点的像点，然后用虚线连接M'N'。 绘图之后要注意垂直、等距标记，还要注意虚像要画成虚线。‎ ‎4、已知光源、平面镜和反射光线经过的点，作光路图的方法： （1）如图2-8，先用上面提到的方法作出光源S的像点S'点； （2）连接S'A，交平面镜于P，则PA为反射光线； （3）连接SP，SP为入射光线。 绘图之后要注意垂直、等距标记和表示光路的箭头，还要注意哪一段画成实线，‎ O S S'‎ 图2-8‎ A P 哪一段画成虚线。该作法的原理：所有反射光线的反向延长线交于像点。‎ 三、凸面镜与凹面镜 160‎ 1. 凸面镜和凹面镜（见下图2-6）‎ l 凸面镜：用球面外表面作反射面的面镜叫凸面镜。 凸面镜对光的作用：凸面镜使平行光束发散、扩大视野。 凸面镜的应用：汽车的后视镜、街头拐角的反光镜。‎ l 凹面镜：用球面内表面作反射面的面镜叫凹面镜。 凹面镜对光的作用：凹面镜使平行光束会聚。 凹面镜的应用：手电筒的反光装置、太阳灶、反射式望远镜。 凸面镜 凹面镜 在反射现象中，光路是可逆的 ‎4、在生产和生活中越来越多地利用镜子，但是如果使用不当，也可能造成不良后果，例如：城市里许多大楼采用玻璃幕墙进行室外装潢，造成一定程度的“光污染”。‎ 第三节 光的折射 ‎1、定义：光从一种物质斜射入另外一种物质时，传播方向通常会发生偏折，这种现象叫做光的折射。‎ ‎2、光的折射规律：光折射时，折射光线、入射光线与法线在同一平面内；折射光线和入射光线分别位于法线的两侧，折射角随入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小。‎ ‎3、当光从空气斜射入水或玻璃等透明物质时，折射角小于入射角；当光从水或玻璃等透明物质斜射入空气时，折射角大于入射角。（即：气透小，透气大）‎ 法线 法线 入射光线 N 空气 空气 N 折射光线 入射角 折射角 O O 折射角 水 入射角 160‎ ‎ 水 ‎ 折射光线 入射光线 M M ‎4、当光从空气垂直射入水或玻璃等透明物质中时，光路不偏折，折射角、入射角均为0°，（即不发生折射现象）；当发生折射现象时，一定也发生了反射现象。‎ ‎5、光的反射和折射中光路是可逆的。‎ ‎6、在光的折射现象中，介质的密度越小。光速越大，与法线形成的角度越大。‎ ‎7、光的折射现象案例：放在水中的筷子看上去“折断”了；看到水里的鱼总是比实际“浅些”；海市蜃楼的形成；潜入水中的人看到岸边的树木总是比实际的“高些”、彩虹等。‎ ‎※岸上看水水变浅；水中看树树变高。（如图2-10）‎ 图2-10‎ N N'‎ 空气 水 N N'‎ 空气 水 如：从岸边看水中鱼N的光路图（图2-10）： ‎ l 图中的N点是鱼所在的真正位置，N'点是我们看到的鱼，从图中可以得知，我们看到的鱼比实际位置高。‎ l 像点就是两条折射光线的反向延长线的交点。‎ l 在完成折射的光路图时可画一条垂直于介质交界面的光线，便于绘制。‎ ‎8、海市蜃楼：‎ ‎（1）形成原因：由于空气密度不均匀造成光的折射现象而形成的。‎ ‎（2）分析情况【1】夏天，较热的空气笼罩海面，但是海水比较凉，海面附近空气的温度比空气中的低，空气热胀冷缩，上层的空气比底层的空气密度小，来自地平线以外远处物体的光线，本来不能到达我们的眼中，但有一些射向空气中的光线，由于不同高度的空气密度不同而发生折射，径迹逐渐折射向地面，最后进入观察者的眼睛，逆着光线看去，就感到看见了远处的物体。【2】夏天，沙漠中接近沙面的热空气层比上层空气的密度小，从远处物体射向地面的光线，可能会发生折射后进入人的眼睛，人们逆着光线看去，就会看到远处物体的像，仿佛是从水面反射出来一样。‎ ‎9、在炎热夏天的公路上，常会看见公路远处视乎有水，水中还有汽车、电线杆等物体的倒影，这其实就是公路上的“海市蜃楼”。‎ 160‎ ‎10、光的反射和折射的异同 光的反射 光的折射 不同点 反射光线与对应的入射光线在同种介质中 折射光线与对应的入射光线在不同介质中 反射角始终等于对应的入射角 折射角与对应的入射角一般不相等，其大小关系跟光是从空气射入其他介质，还是从其他介质射入空气有关，只有当光垂直界面入射时，折射角和入射角才相等，且等于0°.‎ 反射可以在任意表面发生 折射只有在透明介质中发生 反射在物体表面发生 折射进入不同介质中发生 相同点 ‎1）当光传播到两种介质的交界面时，一般要同时发生反射和折射；‎ ‎2）反射光线和折射光线都与对应的入射光线、法线在同一平面内；‎ ‎3）反射光线、折射光线都和对应的入射光线分居法线两侧，即反射光线与折射光线位于法线的同侧；‎ ‎4）反射角和折射角都随对应的入射角的增大而增大，随入射角的减小而减小；‎ ‎5）光在反射和折射时光路都是可逆的。‎ ‎※10、光现象中常用于回答问题的几个原理：‎ ‎【1】光沿直线传播 ‎【2】光的反射 ‎【3】光的折射 ‎【4】光的色散 ‎【5】光路是可逆的 ‎【6】小孔成像 第四节 光的色散 ‎1、17世纪以前，人们一直认为白色是单纯的颜色，直到伟大的物理学家牛顿 160‎ 做了光的色散实验，才揭开了光的颜色的秘密。知道太阳光经过三棱镜能分解七种颜色的光带。‎ ‎2、经过水折射后的太阳光照带屏幕上，变成了一个彩色的光斑（色光）。这一现象在物理学中称为光的色散。光的色散属于光的折射现象。‎ ‎3、白光通过三棱镜可以分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛（diàn）、紫七种颜色的光。可见，白光是由各种色光混合而成。‎ ‎4、光的色散现象表明：‎ ‎（1）白光不是单色的，而是由各种单色光组成的混合光；‎ ‎（2）不同的单色光通过棱镜时偏折程度是不同的。七种红光偏折程度最小，紫光偏折的程度最大，各种色光偏折的程度从小到大按照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列。‎ ‎5、a、光的 三 基色：红、绿、蓝。‎ b、颜料的三原色：红、黄、蓝。‎ 红 蓝 绿 黄 蓝紫 橙 黑 红 蓝 青 绿 品红 黄 白 ‎ ‎ ‎.‎ ‎ ‎ ‎..‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ ‎ 色光混合 颜料混合 ‎6、物体的颜色 a、透明物体的颜色是由它透过的色光决定的；‎ l 如图2-13，如果在白屏前放置一块红色玻璃，则白屏上其他颜色的光消失，只留下红色。这表明，其他色光都被红色玻璃吸收了，只有红光能够透过。‎ b、不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。‎ l 如图2-13，如果把一张绿纸贴在白屏上，则在绿纸上看不到彩色光带，只有被绿光照射的地方是亮的（反射绿光），其他地方是暗的（不反射光）。‎ 透明物体的颜色 不透明物体的颜色 红 太阳光 绿 图2-13‎ 太阳光 红玻璃 白屏 绿纸 160‎ l C、如果一个物体能反射所有色光，则该物体呈现白色。‎ l 如果一个物体能吸收所有色光，则该物体呈现黑色。‎ l 如果一个物体能透过所有色光，则该物体是无色透明的。‎ ‎7、看不见得光 ‎（1）光谱 太阳光通过棱镜分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种不同颜色的光，这七种色光按顺序排列起来就是光谱。‎ ‎（2）红外线 在光谱的红光以外，有一种看不见的光叫做红外线，一切物体都在不停地辐射红外线，物体的温度越高，辐射的红外线越多。‎ l 物体在辐射红外线的同时，也在吸收红外线。‎ l 红外线有以下三个特性： （1）红外线的主要特性是热作用力强。 （2）红外线穿透云雾的能力比较强。 （3）红外线可以用来进行遥控。‎ l 红外线的应用：用红外线加热物体、红外线烤箱、红外线取暖、用红外线诊断病情、红外线夜视仪、红外线烘干汽车表面的喷漆、全自动感应水龙头、电视的遥控器等。 （3）紫外线：在光谱上紫光以外的部分叫做紫外线。‎ l 高温物体，如太阳、弧光灯和其他炽热物体会发出不同颜色的荧光，同时发出紫外线。‎ l 紫外线有以下特征： （1）紫外线的主要特征是化学作用强，很容易使照相底片感光。 （2）紫外线的生理作用强，能杀菌。 （3）紫外线具有荧光效应，能使荧光物质发光。 （4）适当的紫外线可以帮助人们促进合成维生素D，促进钙的吸收。‎ l 紫外线过度照射会损害身体健康，不要用眼睛直视紫外光，不要照射过量的紫外线。‎ l 太阳光中有大量的紫外线，但大部分被大气层上的臭氧吸收，不能到达地面。‎ l 紫外线的应用：验钞机、紫外线杀菌、紫外线鉴别古字画、晒粮食等。‎ ‎（3）光的散射： ‎ 160‎ 地球周围的大气能够把阳光向四面八方散射，所以整个天空都是明亮的。如果没有大气，散射将无法进行。 不同色光的波长不同，依照红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序，它们的波长一个比一个短。那么显然红外线的波长比红光还长，紫外线的波长比紫光还短。 大气对光的散射有一个特点：波长越短的光容易被散射，波长较长的光不容易被散射。天空是蓝色的，是因为大气对阳光中波长较短的蓝光散射得较多。 大雾弥漫时，汽车必须打开雾灯才能保证行车安全。汽车雾灯使用黄色光，是因为黄色光的穿透能力比较强，不容易被散射。‎ 第五节 科学探究：凸透镜成像 一、凸透镜 ‎1、凸透镜是利用光的折射原理制成的光学器件，其形状是中央较厚、边缘较薄，凸透镜镜面的两个表面或至少一个表面是球面的一部分。‎ ‎2、平行光通过凸透镜后将会聚于一点。可见凸透镜对光有会聚作用。所以凸透镜又叫会聚透镜。‎ ‎3、凸透镜作为光学元件主要应用于：照相机、望远镜、放大镜、显微镜老花镜、投影仪、幻灯机等。‎ ‎4、通过两个球面球心的直线，叫做透镜的主光轴，简称光轴。‎ 凸透镜的中心称为光心（O），凡是通过光心的光，其传播方向不变。‎ 平行于主光轴的光经凸透镜会聚的点称为凸透镜的焦点（F），凸透镜的两侧各有一个焦点。‎ 焦点到光心的距离称为焦距（f）。‎ 160‎ F O F 主光轴 ‎ ‎ 焦点 光心 焦点 ‎ ‎ ‎ f ‎5、凸透镜画法：‎ ‎6、凸透镜作图规则：‎ a、平行于主光轴的光线经过凸透镜折射后必过焦点。‎ b、经过光心的光线传播方向不改变。‎ ‎7、凸透镜中间越厚，焦距越短，对光线偏折程度越大 二、凸透镜成像规律 ‎【实验器材】f＝12 cm（最好在10～20 cm之间）的凸透镜一个，蜡烛一支，用白色硬纸制成的光屏一个等。‎ ‎【设计实验】① 把蜡烛放在远处，使物距u﹥2f，调整光屏倒凸透镜的距离，使烛焰在屏上成清晰的实像。观察实像的大小和正倒。测量物距u和像距v（像到凸透镜的距离）。 ② 把蜡烛向凸透镜移近，重复以上操作，直到屏上得不到蜡烛的像。‎ ‎【结论】凸透镜的成像规律如下表（第一条规律并非由本实验得出）：‎ 物距（u）‎ 像的性质 像距（v）‎ 应用 正、倒 大、小 虚、实 ‎[无穷远]‎ 倒立 一点 实像 v＝f ‎（利用太阳光测透镜焦距）‎ u＞2f 缩小 f＜v＜2f 照相机 u＝2f 等大 v＝2f ‎（成像大小的分界点）‎ 160‎ f＜u＜2f 放大 v＞2f 投影仪、幻灯机、电影放映机 u＝f 不成像 无穷远 ‎（成像虚实的分界点）‎ u＜f 正立 放大 虚像 u＞v（同侧）‎ 放大镜 ‎【对规律的进一步认识】‎ l 成实像时，物近，像远，像变大。实像都是倒立的，倒立的都是实像。‎ l 成实像时，u＋v≥4f（u＝2f时u＋v＝4f）‎ l 成虚像时，物近，像近，像变小。‎ l u＝f是成像正倒、物像同异侧的分界点。‎ l u＝2f 是像放大和缩小的分界点。‎ l 当像距大于物距时成放大的像，当像距小于物距时成倒立缩小的实像。‎ ‎【注意事项】‎ l 烛焰、凸透镜、光屏三者的中心要位于同一高度，目的是使烛焰的像成在光屏中央。‎ l u＞f时凸透镜要放在蜡烛和光屏之间。‎ l 烛焰在光屏上的像在偏上方时，可以向上移动光屏或蜡烛，也可以向下移动凸透镜来调整。‎ l 若在实验时，无论怎样移动光屏，在光屏都得不到像，可能的原因有： ① 蜡烛在焦点以内； ② 烛焰在焦点上； ③ 烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度； ④ 蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距，成像在很远的地方，光具座的光屏无法移到该位置。‎ 在凸透镜旁放一近视镜（凹透镜），若使像清晰，需要将光屏远离透镜，或者将物体靠近透镜； 在凸透镜旁放一远视镜（凸透镜），若使像清晰，需要将光屏靠近透镜，或者将物体远离透镜。‎ ‎※当物距逐渐增大时，像距逐渐减小；‎ ‎※当物距大于1倍焦距时，都成实像；‎ ‎※当物距逐渐增大时，像逐渐缩小；‎ ‎※当物距大于2倍焦距时，都成缩小的像。‎ 三、凹透镜 ‎1、中央比边缘薄的透镜叫凹透镜。凹透镜对光有发散作用，凹透镜又叫发散透镜。‎ ‎2、平行于主光轴的光线经凹透镜发散后，其反向延长线的焦点叫凹透镜的焦点。‎ ‎3、凹透镜作图规则：‎ 160‎ a、平行于主光轴的光线经凹透镜折射后发散，发散光线的反向延长线必过平行光线所在一侧凹透镜的焦点；‎ b、经过光线的光线传播方向不改变。‎ ‎4、凹透镜画法：‎ ‎5、凹透镜光路图 ‎ ‎ F O F 主光轴 ‎ 焦点 光心 焦点 四、两种透镜比较 凸透镜 凹透镜 定义 中间厚、边缘薄的透镜叫做凸透镜。‎ 中间薄、边缘厚的透镜叫做凹透镜。‎ 原理 光的折射 实物形状 主光轴和光心 透镜上通过球心的直线CC'叫做主光轴，简称主轴。‎ 每个透镜主轴上都有一个点，凡是通过该点的光，其传播方向不变，这个点叫光心。‎ 凸透镜对光有会聚作用。‎ 凹透镜对光有发散作用。‎ 160‎ 对光线作用及光路图 光线透过透镜折射，折射光线传播方向比入射光线的传播方向更靠近主光轴。‎ 光线通过透镜折射后，折射光线传播方向比原入射光线的传播方向更远离主光轴。‎ 特殊光线 焦点和焦距 凸透镜能使平行于主光轴的光会聚在一点，这个点叫做焦点，用F表示。‎ 凹透镜能使平行于主光轴的光发散，这些发散光线的反向延长线相交于主光轴上的一点，这一点不是实际光线会聚而成的，叫做虚焦点，也用F表示。‎ 焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。‎ 凹透镜焦点到光心的距离叫做焦距，用f表示。‎ 凸透镜有两个相互对称的实焦点，同一透镜两侧的焦距相等。‎ 凹透镜有两个相互对称的虚焦点，同一透镜两侧的焦距相等。‎ 焦距与会聚能力的关系 凸透镜焦距的大小表示其会聚能力的强弱，焦距越小，会聚能力越强。‎ 凹透镜焦距的大小表示其发散能力的强弱，焦距越小，发散能力越强。‎ 同种光学材料制成的凸透镜表面的凸起程度决定了它的焦距的长短。表面越凸，焦距越短，会聚能力越强。‎ 同种光学材料制成的凹透镜表面的凹陷程度决定了它的焦距的长短。表面越凹，焦距越短，发散能力越强。‎ 每个凸透镜的焦距是一定的。‎ 每个凹透镜的焦距是一定的。‎ 1. 平行光：射到地面的太阳光可以看作是互相平行的，叫做平行光。 用凸透镜正对太阳，调整凸透镜到纸的距离，使纸上形成最小、最亮的光斑，那么这个光斑在凸透镜的焦点上。‎ 第六节 神奇的眼睛 ‎1、人眼睛的晶状体相对于凸透镜，视网膜相对于光屏，物体在视网膜上成倒立、缩小的实像。‎ ‎2、近视眼与远视眼 a、近视眼：只能看清近处的物体，而不能看清远处的物体，这样的眼睛被称为近视眼。‎ ‎ 特点：只能将近处的物体成像在视网膜上，而将远处的物体成像在视网膜前;晶状体太厚，或眼球前后方向太长。‎ ‎ 矫正：需要佩戴一个焦距合适的凹透镜矫正视力。‎ b、远视眼：能看清远处的物体，而不能看清近处物体，这样的眼睛称为远视眼。‎ 160‎ ‎ 特点：将物体成像在视网膜后；晶状体太薄，或眼球前后方向上太短。‎ ‎ 矫正：需要佩戴一个焦距合适的凸透镜矫正视力。‎ ‎ 近视眼成像于视网膜前 矫正后 ‎ 远视眼成像于视网膜后 矫正后 1. 眼睛的度数：‎ l 透镜焦距f的长短标志着折光本领的大小。焦距越短，折光本领越大。‎ l 通常把透镜焦距的倒数叫做透镜焦度，用Φ表示，Φ＝1/f。‎ l 眼镜片的度数，就是镜片的透镜焦度乘100的值，即D＝100Φ＝±100/f（近视镜取负号，远视镜取正号）‎ l 凸透镜（远视镜片）的度数是正数，凹透镜（近视镜片）的度数是负数。‎ ‎3、透镜应用 1. 显微镜：‎ l 主要结构：目镜（靠近眼睛的凸透镜）、物镜（靠近被观察物体的凸透镜）、载物片、反光镜等。‎ l 原理：物镜相当于投影仪，来自被观察物体的光经过物镜后成一个放大、倒立的实像； 目镜的作用则像一个放大镜，把这个像再放大一次。 经过这两次放大作用，我们就可以看到肉眼看不见的小物体了。‎ l 显微镜最终成倒立、放大的虚像。‎ 2. 望远镜：‎ l 主要结构：目镜（靠近眼睛的凸透镜）、物镜（靠近被观察物体的凸透镜）‎ l 原理：物镜相当于照相机，使远处的物体在焦点附近成缩小、倒立的实像； 目镜的作用相当于一个放大镜。 物镜所成的像离我们的眼睛很近，并且目镜可以放大物象，所以视角就会变得很大。 因为望远镜物镜的直径很大，所以可以会聚更多的光，使得所成的像更加明亮。‎ l 天文望远镜也常用凹面镜作物镜，如反射式望远镜。‎ l 望远镜最终成倒立、缩小的虚像。‎ l 哈勃空间望远镜：把天文望远镜安置在大气层外，可以免受大气层的干扰，得到更清晰的天体照片。‎ 3. 视角（见右图）：我们看物体时，它对我们眼睛所成的视角越大，我们看见的物体就越大；反之我们看见的物体就越小。 物体对眼睛所成视角的大小不仅和物体本身的大小有关，还和物体到眼睛的距离有关。‎ 160‎ ‎4、眼镜度数=；近视镜记为“－”、老花镜记为“＋”‎ ‎※补充：投影仪——物距小于像距；照相机——物距大于像距。‎ 160‎ 160‎ 160‎ 第五章 质量与密度 第一节 质量 ‎1、定义：在物理学中，把物体所含物质的多少叫做物体的质量。‎ ‎※2、质量是物体的一个基本属性，它与物体的状态、形状、所处空间位置的变化无关。‎ 例如：1】冰块融化成水，物体的状态发生了变化，但其质量没有变化；‎ ‎2】橡皮泥被捏成小动物，物体形状发生了变化，但其质量没有变化；‎ ‎3】航天员离开地球到达月球，其所处的空间位置发生了变化，但其质量没有变化。‎ 160‎ 天平在月球上可用，在太空失重状态不可用 ‎3、在国际单位制中，质量的基本单位是千克，符号：kg。质量的单位还有：吨（t）、克（g）、毫克（mg）、微克（μg）。‎ ‎4、单位换算： ‎ ‎1t=kg；1kg=g=mg=μg。‎ ‎5、测量质量的工具：电子称、台秤、杆秤、天平等。‎ ‎6、测量物体质量的几种特殊办法：‎ ‎1）累积法：‎ 对于质量较小物体的称量，可以采用“称多求少“方法，即取n个小物体称出其质量M，则每个小物体的质量 m= ，例如：要称量一个大头针的质量，就采用先称出100个大头针的总质量M，则一个大头针的质量m=。‎ ‎2）转换法：‎ 对于质量较大或不便于直接称量的物体，可采用转化替代法，把较大的物体变成另外一种可以直接称量的物体。如曹冲称象。‎ ‎3）质量差法：‎ 称量液体质量时，需增加盛液体的容器，一般先称出容器的质量，再称量液体和容器的总质量M。最后用总的质量减去容器的质量就得到液体的质量（即液体质量m=M-）。‎ ‎4）异常天平称量法：‎ 等臂但托盘不等的天平称量法，物体放在左盘，右盘加砝码，天平平衡；物体放右盘，左盘加砝码，天平平衡，则物体质量m=。‎ 第二节 学习使用天平和量筒 一、托盘天平使用说明：‎ ‎1、使用天平时，应将天平放在水平工作台上，将天平底座调至水平。‎ ‎2、使用前，将游码移至称量标尺左端的“0”刻度线；调节平衡螺母，使指针尖对准分度标尺的中央刻度线。‎ ‎3、天平的左盘放置需称量的物品，右盘放置砝码；添加砝码并移动游码，使指针对准分度标尺的中央刻度线，此时砝码质量与称量标尺上的示数值（游码左边所对应的示数 160‎ ‎）之和，即为所称量物品的质量。‎ ‎4、取砝码时，必须用镊子夹取（从大到小），不能用手直接拿取。‎ ‎5、称量结束后，要把砝码放回砝码盒，游码要归零，整理好实验仪器 ‎※6、如果物品和砝码放反了：物品质量=砝码质量-游码示数。‎ 二、使用天平时的注意事项：‎ l 不要用手直接拿砝码，也不要用手直接接触游码，这样做会导致砝码生锈。‎ l 调平前，如果指针向左偏（右盘高）就向右调节平衡螺母，如果指针向右偏（左盘高）就向左调节平衡螺母。‎ l 潮湿的物体、液体或化学药品不能直接放在托盘上测量。‎ l 测量时不允许移动天平，也不允许调节天平的平衡螺母。‎ l 对游码读数时，应该按左侧对应的数值读数。‎ l 如果称量时物体放在右盘，砝码放在左盘后天平平衡，那么物体的质量等于砝码的质量减去游码在标尺上所对的刻度值，即m物＝m砝码－m游码。‎ 三、器材磨损或不规范操作可能造成的后果（可结合实际分析原因）：‎ l 如果砝码磨损，并且按照正确的方法测量，那么测量值＞实际值。‎ l 如果砝码生锈，并且按照正确的方法测量，那么测量值＜实际值。‎ l 如果测量前没有将游码归零，那么测量值＞实际值。‎ l 如果测量前没有调平，导致左盘位置较低，那么测量值＞实际值。‎ l 对游码读数时如果按右侧对应的数值读数，那么测量值＞实际值。‎ 四、量筒和量杯的使用 ‎1、量筒和量杯是用来测量液体体积的工具。‎ ‎2、量筒和量杯相同点：两个器具的“0”刻度线都是从底部开始。‎ 量筒和量杯不同点：量筒的刻度是均匀的，量杯的刻度不均匀，从“0”刻度线开始刻度越来越密。‎ ‎3、在使用量筒和量杯测量液体体积时，无论液面下凹还是上凸，测量者读数时其视线都应与凹面的底部或凸面的顶部在同一水平线上。‎ ‎4、错误读数的偏大或偏小问题：‎ 对于下凹的情况：‎ 量（测量）：量仰小，量俯大；取（取液）：取仰大，取俯小。‎ 160‎ 第三节 科学探究：物质密度 ‎1、通常判断物质方法：‎ ‎ 相同的体积比较其质量；‎ 相同的质量比较其体积。‎ 实验：探究同种物质的质量与体积的关系 【实验设计】取大小不同的若干铝块，分别用天平测出它们的质量，用直尺测出边长后计算出它们的体积，列表画图。再取大小不同的若干铜块，重复以上实验。 【实验表格】‎ 物体 铝块 铜块 质量m/g 体积V/cm3‎ ‎【图象】 O 体积(cm3)‎ 质量(g)‎ 利用图象比较密度大小时，可以使用两种方法：相同体积比质量、相同质量比体积。‎ 利用图象比较其他物理量大小时，要熟练运用物理量的定义式，使用类似的方法。‎ 铜块 铝块 【实验结论】① 同种物质的质量与体积成正比；② 同种物质的质量与体积的比值一定；③ 不同种物质的质量与体积的比值一般不同。 【注意事项】① 密度的概念是通过本实验引出的，所以在本实验中不可以提“密度”二字。 ② 无论画什么图象，都要先描点，然后再连线。《提纲》内的图象都是简图。‎ ‎2、在物理学中，把某种物质的质量与该物质体积的比叫做这种物质的密度。‎ ‎ 密度是物质的一个特性。‎ 在国际单位制中，密度的单位是由质量单位和体积单位组合而成的。写作：‎ 160‎ ‎“千克/”，读作“千克每立方米”‎ ‎“克/”读作“克每立方厘米”‎ 符号表示：kg/m3 ; g/ 。‎ ‎1kg/=g/；1g/=kg/m3‎ ‎3、密度计算公式：‎ ρ：密度 单位：千克/ 符号：kg/m3‎ ρ=。 m：质量 单位：千克 符号：kg v：体积 单位： 符号：m3 ‎ 水的密度是1.0×kg/的物理意义是：1的水的质量是1.0×kg。‎ ‎4、关于密度公式ρ=，要从四方面理解：‎ 同种物质，在一定状态下密度是定值，它不随质量大小或体积大小的改变而改变。实际上，当质量（或体积）增大几倍时，其体积（或质量）也随着增大几倍，而单位体积的质量不改变，不能认为物质的密度与质量成正比，与体积成反比。例如：一滴水的密度与一桶水的密度相同，都是1.0×kg/m3‎ 同种物质组成的物体，体积大的质量也大，物体的质量跟它的体积成正比，即当ρ一定时。 ‎ 不同种物质组成的物体，在体积相同的情况下，密度大的质量也大，物体的质量跟它的密度成正比，即当v一定时，‎ 不同物质组成的物体，在质量相同的情况下，密度大的体积反而小，物体的体积跟它的密度成反比，即当m一定时，。‎ ‎5、“密度是物质的特性“的含义：‎ ‎（1）每种物质都有它确定的密度，对于同种物质来说，密度是不变的，而它的质量与体积成正比，例如对于吕制品来说，不论它体积多大、质量多少，单位体积的吕的质量都是不变的。‎ 160‎ ‎（2）不同物质，其密度一般不同。平时习惯上讲“水比油重”就是指水的密度大于油的密度，在相同体积的情况下，水的质量大于由的质量。‎ ‎（3）密度与该物质组成的物体的质量、体积、形状、运动状态等无关。但注意密度与温度是密切相关的。由于一般物体都有热胀冷缩的性质，由公式可知，当温度升高时，物质的质量不变，其体积变大（特殊情况除外），则其密度相应减小，反之，温度下降时密度增大。‎ ‎6、坐标图表示 m（kg） v（）‎ ‎ 1/‎ ‎ 1/‎ ‎ ‎ O v（） O m（kg）‎ ‎ ‎ ρ1>ρ2 ρ1<ρ2‎ ‎7、常规固态物体（）密度的测定步骤：‎ 第一步：用天平称出物体的质量m；‎ 第二步：在量筒里装一定量的水，读出水的体积；‎ 第三步：将物体用细线栓好慢慢放入量筒内水中，并使其全部浸没。读出此时水和物体的总体积；‎ 第四步：计算该物体密度，‎ ‎8、五种方法对各种物质的密度进行测定：‎ ‎（1）液体密度的测定 液体体积可以直接用量筒（或量杯）测出v，其质量通过“质量差法”来测定，即先称出容器的质量，再称出容器与液体的总质量，两者之差就是倒入容器液体的质量。根据。‎ ‎（2）形状规则的固体 质量用天平称量；体积可直接用刻度尺测长、宽、高等，并利用体积公式算出，如果正方体体积，圆柱体体积，长方体体积，根据求得密度。‎ 160‎ ‎（3）形状不规则固体（不溶于水）‎ 质量用天平称量；体积可用：排水法“间接测量，具体步骤：【先在量筒中倒入适量水，读出体积（水的多少以刚好淹没固体为宜，水过多，放入固体后液面会超过量程；过少，不能淹没固体）；再将固体用细线拴住慢慢浸没在量筒内水中，读出水和固体的总体积；由得出固体体积；】；根据求出固体密度。‎ ‎（4）漂浮的固体 质量用天平称量；体积测定{【1】体积可用“沉坠法”：将待测物体和能沉入水中的重物用细线栓在一起（按重的在下轻的在上顺序），用手提着细线先让重的物体先浸没在量筒的水中，把轻的物体留在外面。读出体积，然后松开细线让轻的物体和重的物体一起浸没在量筒的水中。读出体积，被测固体的体积。【2】体积测定也可用“针压法”：1首先根据测量精度的要求和被测物体的体积选择量筒的大小和分度值。‎ l 使用前应观察量筒上的单位标度、最大测量值和最小分度值；读数时，视线要与凹液面底部相平。‎ l 测量液体体积时，把被测液体直接倒入量筒中，读出数值即可。‎ 1. 测量规则的物体的体积：首先用刻度尺测出能够计算该物体体积的物理量（边长、长、宽、高、半径等），然后用体积公式求出该物体的体积。 有些物体，如胡萝卜、橡皮泥等，可以用刀切成块。我们可以先把它们切成长方体，然后测量体积。‎ 2. 测量不规则固体的体积（“排水法”）：‎ l 器材：量筒、细线、适量的水、被测物体 l 步骤：① 在量筒中倒入适量的水，记下体积V1； ② 将被测液体用细线系好，缓慢浸没在水中，记下水面到达的刻度V2‎ l 表达式：V＝V2－V1‎ 3. 测量不规则的，且密度比水小的固体的体积（“压入法”）：在测量时，用细针之类的东西将被测物体压入水中，使其浸没。‎ 4. 测量不规则的，且密度比水小的固体的体积（“悬垂法”）：‎ l 器材：量筒、细线、适量的水、被测物体、石块 l 步骤：① 在量筒中倒入适量的水； ② 用细线系住石块和被测物体，把石块放入水中，使其浸没，记下水面到达的刻度V1； ③ 将被测液体和石块，缓慢浸没在水中，记下水面到达的刻度V2。‎ l 表达式：V＝V2－V1‎ 160‎ 1. 测量物质密度的原理：‎ 2. 用正常方法测量液体的密度 l 器材：调节好的天平、量筒、烧杯、适量的盐水 l 步骤：① 在烧杯内装一些盐水，用调节好的天平测量盐水和烧杯的总质量，记为m1； ② 把烧杯中的盐水向量筒中倒入一部分，读出量筒中盐水的体积V； ③ 用天平测量剩余盐水和烧杯的总质量，记为m2。‎ l 实验表格：‎ 烧杯和盐水的 总质量m1(g)‎ 剩余盐水和烧杯 的总质量m2(g)‎ 盐水的质量 m(g)‎ 盐水的体积V(cm3)‎ 盐水的密度ρ(g/cm3)‎ l 表达式：‎ 3. 只使用天平测量液体的密度 只使用天平时，盐水的质量可以测出，体积不能测出，但是水的体积可以用天平间接测出，所以可利用水来求出盐水体积。将烧杯装满水，求出烧杯容积，然后把水倒光，再装满盐水，就可以计算出盐水密度。 值得注意的是，测量时液体一定要装满，并且倒水时要把烧杯擦干。 ‎ 4. 用石块、弹簧测力计和量筒测量液体密度；用石块和弹簧测力计测量石块密度 测量液体密度：测量时要抓住阿基米德原理。石块的体积一定，浸没时排开液体的体积也是一定，所以要先利用浮力求出石块的体积，然后利用石块在待测液体中所受浮力，求出液体的密度。 测量石块密度：只利用图中的前两步，就可以算出石块的密度。‎ 5. 用正常方法测量石块的密度 l 器材：调节好的天平、量筒、烧杯、细线、适量的水、石块 l 步骤： ‎ 160‎ ‎① 用调节好的天平测出石块的质量，记为m； ② 在量筒中加入适量的水，记下量筒中水的体积V1。； ③ 将石块用细线系好，并将石块浸没在水中，记下量筒中水和石块的总体积V2。‎ l 实验表格：‎ 石块的质量m(g)‎ 量筒中水的 体积V1(cm3)‎ 量筒中水和塑料的总体积V2(cm3)‎ 石块的体积V(cm3)‎ 石块的密度ρ(g/cm3)‎ l 表达式：‎ 1. 只用天平测量石块的密度 l 器材：调节好的天平、烧杯、水、石块 l 步骤： ① 用调节好的天平测出石块的质量，记为m； ② 在烧杯中加满水，用天平测出水和烧杯的总质量m1； ③ 将石块轻轻放入水中使其浸没，将烧杯外壁的水擦干，用天平测出石头、水和烧杯的总质量m2。‎ l 表达式：‎ 2. 只用量筒测量橡皮泥的密度 将橡皮泥捏成空心，可以利用飘浮条件求出橡皮泥质量。将橡皮泥捏成实心，可以测量橡皮泥的体积。‎ 3. 利用液体压强的知识，也可以测出液体密度。‎ 4. 密度计是专门用来测量液体密度的工具。‎ 5. 如果待测固体具有吸水性，可包裹保鲜膜，或者用面粉代替水（装面粉后要摇匀、压实，否则误差大）。‎ 6. 实验误差 l 对量筒读数时如果视线低于凹液面的底部（仰视），那么体积的测量值＜实际值；如果视线高于凹液面的底部（俯视），那么体积的测量值＞实际值。‎ l 测量液体密度时，如果先测量空烧杯的质量，再测烧杯和盐水的总质量，再把盐水全部倒入量筒中测其体积，那么测量的密度＞实际密度。‎ l 测量固体密度时，如果系固体的线太粗（固体吸水而未做防吸水处理），那么测量的密度＜实际密度。‎ 7. 设计实验时，需要注意两点：① 实验简单、易于操作、容易表述；② 实验现象明显，能容易地得出结论。‎ 160‎ 第四节 密度知识应用 l ‎1、水的密度是1.0×kg/或1g/.‎ l ‎4℃时水的密度最大。温度高于4℃时，随着温度的升高，水的密度越来越小。0℃～4℃时，随着温度的降低，水的密度越来越小。‎ l 水的反常膨胀：水凝固成冰时体积变大，密度变小。‎ l 一定质量的冰化成水，密度增加了1/9，体积减小了1/10；一定质量的水结成冰，密度减小了1/10，体积增加了1/9。‎ ‎2、气体密度与温度的关系：一定质量的气体，温度升高时，密度减小。‎ ‎3、气体的密度还与压强有关：压强越大，密度越大。‎ ‎4、密度的应用： ① 对物质进行鉴别：通过对物质密度的测量，对照密度表，判断物质的种类，这是一种重要而有效的手段。 ② 求质量：由于条件限制，有些物体体积容易测量但不便测量质量，这时用密度公式求出它的质量。 ③ 求体积：由于条件限制，有些物体质量容易测量但不便测量体积，这时用密度公式求出它的体积。 ④ 判断实心和空心：可使用相同体积比质量、相同质量比体积、比密度三种方法来判断。‎ ‎※空心部分体积＝物体实际体积﹣等质量并且是实心的同种物质的体积 ‎5、空心问题判断案例 方法：a、物体密度计算值小于实际值，此物体为空心的；b、物体质量计算值（即实心体质量）大于已知值，此物体是空心的；c、体积计算值（即实心体体积）小于已知值，此物体是空心的。‎ 一铁球的质量为158g，体积为30，用三种方法判断它是空心还是实心。（7.9×kg/）‎ 解：解法一，从密度角度比较 ‎5.27g/=5.27×kg/‎ 因为ρ<=7.9×kg/，所以此铁球是空心的。‎ 解法二：从体积角度来比较 ‎7.9×kg/=7.9 g/‎ 由得 ‎20；因为=30，所以此铁球为空心的 ‎ 解法三：从质量角度来比较 160‎ ‎7.9×kg/=7.9 g/‎ 由得：7.9 g/×30=237g；‎ 因为，所以此铁球是空心的。‎ 答：通过判断此铁球是空心的。‎ 160‎ 160‎ 160‎ 第六章 熟悉而陌生的力 第一节 力 ‎1、物理学中，力的概念是从大量与力相关的自然、生活、生产现象中归纳、概括出来的。‎ ‎2、物理学中，通常将物体之间的推、拉、提、压、排斥、吸引等都叫做力的作用。‎ ‎3、定义：力是一个物体对另外一个物体的作用。力通常用字母F来表示。（力不能脱离物体而存在，发生力的作用时，一定有两个<或两个以上>的物体存在）‎ ‎4、甲物体对乙物体施力时，乙物体对甲物体也施力，因此，力的作用是相互的。‎ l 物体间的相互作用力是同时产生的，没有先后之分。‎ l 只有一个物体不能产生力，要同时又两个物体，它们之间才有可能产生相互作用的力，也就是施力物体和受力物体要同时存在。‎ l 一个物体是施力物体，那么它必定是受力物体。‎ l 使火箭上升的是高温高压的气体。‎ ‎5、两物体相互作用特点：‎ a、大小相等、方向相反、在同一条直线上，但作用在两个物体上；‎ b、同时存在，同时消失，同时增大，同时减小。‎ ‎6、在物理学中，常常把物体形状的改变简称为形变；而把物体由静到动、由动到静，以及速度大小或方向的改变，都叫做运动状态发生了改变。‎ ‎7、力的作用效果：‎ a、力可以使物体的形状发生改变（简称形变）；如：用力拉弓弓变弯了，弓发生了形变。‎ b、力可以使物体的运动状态发生改变。如：用力踢球球飞走了，球的运动状态发生了改变。‎ ‎※8、力的作用中回答问题的几个原理：‎ ‎【1】力的作用是相互的；‎ 160‎ ‎【2】力使物体发生形变；‎ ‎【3】力是物体运动状态发生改变。‎ 第二节怎样描述力 ‎1、影响力的作用效果的因素有三个，它们是力的大小、方向和作用点。在物理学中，把它们叫做力的三要素。‎ ‎2、在物理学中，力的单位是牛顿，简称牛，符号：N。这个单位的名称是为了纪念英国科学家牛顿而命名的。（注：1N的大约相对于托起两个鸡蛋所需要的的力）‎ ‎3、人们常在受力物体上沿力的方向画一条带箭头的线段，并标出力的作用点，表示物体在这个方向上所受的力，这种表示力的方式叫力的示意图。（具体做法：在受力物体上沿力的方向画一条线段，在线段的末端画一个箭头表示力的方向。线段的起点或终点表示力的作用点，力的作用点一定要画在受力物体上。）‎ 第三节 弹力与弹簧测力计 一、弹力 ‎1、物体发生弹性形变后会产生一个力，这种因物体发生弹性形变而产生的力叫做弹力。‎ 例如：拉弯的弓，拉长的橡皮筋，被挤压的皮球等，另外压力、支持力、拉力等，其实质就是弹力。‎ ‎2、弹力产生的两点依据（a、b两个条件必须同时具备）：‎ a、物体间是否直接接触；‎ b、接触处是否有相互挤压或拉伸。‎ ‎3、弹力的理解：‎ ‎<1>弹力是一种接触力，必须存在于相互接触的物体间，其作用点为两物体的接触点；‎ ‎<2>弹力必须产生在同时形变的两物体间；‎ ‎<3>弹力与形变同时产生，同时消失。‎ ‎4、弹力的方向：压力（或支持力）的方向垂直于支持面指向被压（或被支持）的物体；细绳的弹力方向总是沿着绳收缩的方向；弹力的方向可以说成与施力物体形变的方向相反。‎ 二、弹簧测力计 160‎ ‎1、弹簧测力计是一种常用的测量力的大小的工具。‎ ‎2、弹簧测力计主要是由弹簧、挂钩、指针和刻度盘等组成。‎ ‎3、弹簧测力计原理：在一定的范围内拉伸弹簧时，弹簧测力计受到的拉力越大，弹簧的伸长量越大。‎ ‎4、弹簧测力计的正确使用方法：‎ ‎（1）了解弹簧测力计的测量范围（量程），待测力的大小应在量程之内；‎ ‎（2）明确分度值：了解弹簧测力计的刻度。知道每一大格表示多少牛，每一小格表示多少牛（分度值）；‎ ‎（3）校零：使用前要检查指针与零刻度线是否对齐。若没有对齐，要调节至对齐（校零）；‎ ‎（4）测力时，要使测力计内的弹簧轴线方向跟所测力的方向在一条直线上，弹簧不要靠在刻度盘上。‎ ‎※ 注：使用时先拉动挂钩几次以免受卡，读数要在指针稳定时读出，且视线应与弹簧测力计的刻度板垂直。‎ 三、弹性与塑性 1. 弹性：物体受力发生形变，不受力时又恢复原来的形状的特性叫弹性。‎ 2. 塑性：在受力时发生形变，失去力时不能自动恢复原来形状的性质叫塑性。‎ 第四节 来自地球的力 ‎1、重力是地球附近一切物体都要受到的力，它是由于地球对物体的吸引而产生的。重力通常用字母G来表示。重力的施力物体是地球。‎ 证明重力存在的例子：抛出去的物体都要落向地面，水往低处流等 ‎2、关于重力的几点注意：‎ ‎（1）重力是由于地球的吸引而产生的，但不能说重力就是地球的吸引力；‎ ‎（2）在地球表面上不同的地方，同一物体的重力大小不同，纬度越高，同一物体的重力越大，因而同一物体，在两极比在赤道重力大；‎ ‎（3）一个物体的重力不受运动状态的影响，与是否还受其它里的作用也无关；‎ ‎（4）在处理问题时，地球上和地球附近某一高度的地方，认为同一物体的重力不变，都取g=9.8N/kg。‎ 160‎ ‎3、物体所受的重力的大小可以用弹簧测力计来测量。（具体操作：把物体挂在竖直放置的弹簧测力计的挂钩上，当物体静止时，弹簧测力计的示数就是物体所受重力的大小）。物体所受重力的大小简称物重。‎ ‎4、物体所受重力的大小跟它的质量成正比，其比值是定值（物理学中用g表示这个比值），约等于9.8N/kg。‎ ‎5、质量与重力的关系：‎ 或 通常情况下取g=9.8N/kg。精确度要求不高的情况下取g=10N/kg。‎ ‎9.8N/的物理意义是：1千克的物体在地球上所受的重力是9.8N。‎ ‎6、重力的方向总是竖直向下的 例如：重锤线就是利用重力的方向是竖直向下制成的。‎ ‎7、物体的各部分都受到重力的作用，从效果上看，我们可以认为各部分受到的重力集中作用在一个点上，这个点就叫做物体的重心。‎ ‎8、重心确定：‎ a、质量分布均匀、形状规则的物体的重心，就在它的几何中心；‎ b、物体的重心不一定在物体上。如：铁环的重心在铁环中心。‎ ‎9、重力随物体空间位置的改变而改变。如：宇航员从地球到达月球，其重力会变成地球上的1/6.‎ ‎10、稳度就是物体的稳度程度。稳度越大，物体就越不容易翻倒。‎ ‎11、提高稳度的方法主要有两种：一是增大支承面；二是降低重心。‎ 第五节 科学探究：摩擦力 ‎1、一个物体在另外一个物体表面上滑动时所受的阻碍物体间相对运动的力，叫做滑动摩擦力。‎ ‎2、滑动摩擦力产生条件：‎ a、接触面粗糙；b、有弹力；c、有相对运动。‎ ‎3、滑动摩擦力的方向：总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动方向相反。‎ 注：（1）滑动摩擦力的方向是与 相对运动 的方向相反，不是与运动方向相反；‎ 160‎ ‎（2）滑动摩擦力可能起动力作用，也可能起阻力作用。‎ ‎4、静 摩 擦：两个相对静止的物体间产生的摩擦。‎ 滚动摩擦：一个物体在另外一个物体上滚动时所产生的摩擦。‎ ‎5、滑动摩擦力与那些因素有关：‎ a、滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。在其他条件相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。‎ b、滑动摩擦力的大小与压力有关。在其他条件相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。‎ ‎6、增大摩擦和减小摩擦 ‎（1）增大有益摩擦的方法：增大压力或增大接触面的粗糙程度。‎ 例如：鞋底的表面通常做出凸凹不平的花纹；车辆的轮胎上凸凹不平的花纹；汽车要用力踩刹车等。‎ ‎（2）减小有害摩擦的方法：减小压力或减小接触面的粗糙程度。‎ 例如：自行车转动部分加润滑油；‎ 减小有害摩擦的方法之三：a、用滚动代替滑动（在压力、接触面粗糙程度相同的条件下，一个物体在另外一个物体表面上滚动时产生的摩擦要比滑动时产生的摩擦小的多）。‎ 例如：给车辆安装轮子。‎ 减小有害方法之四：使两个互相接触的摩擦面积彼此离开。‎ 例如：气垫船向下喷出强气流，是船与水面形成气垫；磁悬浮列车靠磁场把列车微微托起。‎ ‎7、探究：滑动摩擦力的大小与什么因素有关 【实验器材】木板、木块、砝码、弹簧测力计 【实验设计】用弹簧测力计匀速拉动木块，使它沿长木板运动，从而测出木块与长木板之间的摩擦力；改变放在木块上的砝码，从而改变木块与长木板之间的压力；把棉布、毛巾等铺在长木板上，从而改变接触面的粗糙程度。每次都测出木块所受摩擦力，记录下来，并分析数据。 【实验表格】下表可供参考 160‎ 实验次数 接触面所受压力 接触面粗糙程度 摩擦力大小f/N ‎1‎ 小 较光滑 ‎2‎ 大 较粗糙 ‎3‎ 小 较光滑 ‎【实验结论】滑动摩擦力的大小跟作用在物体表面的压力有关，表面受到的压力越大，摩擦力就越大。摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度有关，接触面越粗糙，摩擦力越大。 【注意事项】① 匀速拉动木块的原因：示数稳定；可利用二力平衡原理读出木块所受摩擦力。 ② 本实验利用了控制变量法。 ③ 如果在竖直方向对弹簧测力计调零，由于弹簧自身有重力，会使测量结果偏小。弹簧测力计应该在水平方向上调零。 ④ 滑动摩擦力的大小与接触面积和运动速度无关。‎ ‎※上述实验的改进方案 l 在没有毛巾的情况下，可以使用木块和铜块实验。将木块和铜块叠在一起的目的是控制压力一定。‎ l 拉木板：如图，将弹簧测力计的挂环固定在墙上，让木块挂在弹簧测力计的拉环上，拉动木板 这样做的好处：① 示数稳定；② 无需匀速拉动木板，便于操作（原因：木块静止，木块一定受平衡力）‎ 160‎ 160‎ 第七章 力与运动 第一节 科学探究：牛顿第一定律 ‎1、在其他条件相同时，平面越光滑，滑块受到的摩擦力越小，滑块前进的距离就越远。‎ ‎2、牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。‎ l 原来静止的物体在没有受到力的作用时，仍然会保持静止状态。 运动的物体在没有受到力的作用时，不管原来做什么运动，都会做匀速直线运动。‎ ‎3、牛顿第一定律的几点理解：（1）“没有受到外力作用”包含两层意思：一是该物体确实没有受到任何外力的作用，这是一种理想情况，实际上，不受任何外力的作用的物体是不存在的；二是该物体所受合力为零，它的作用效果可以等效为不受任何外力的作用效果。（2）“总保持静止状态或匀速直线运动状态”是指物体不受外力时，原来静止的物体将永远保持静止状态；原来运动的物体将永远做匀速直线运动；如果原来的状态不清楚，这两种情况都有可能。（3）牛顿第一定律也叫惯性定律，它不是实验定律，而是在大量的实验和研究的基础上，通过进一步的推理抽象概括出来的，‎ 160‎ 但由此推出的结论，经过实践检验是正确的。（4）牛顿第一定律揭示了力和运动的关系：即力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动的原因。‎ ‎4、牛顿第一定律的一个重要成果是揭示了任何物体都在保持原来的静止或匀速直线运动状态的性质，物理学上把物体的这种性质称为惯性。牛顿第一定律又被称为惯性定律。‎ ‎5、定义：物体保持运动状态不变的性质叫惯性。‎ 惯性是一切物体所固有的一种属性；物体的惯性只与物体的质量有关，质量越大惯性就越大；物体的惯性与物体的受力情况即运动状态无关。‎ ‎6、惯性与惯性定律的区别：惯性是个物理概念，反映的是物体的性质；惯性定律是物理规律，反映的是物体不受外力的作用时，它将处于何种状态。‎ ‎7、惯性的利用：跳远运动员助跑、用力拍打身上的灰尘、抖落雨伞上的雨滴、让斧子的手柄用力撞击石头是斧头被套牢等。‎ ‎8、惯性的预防：驾驶员和前排乘客行车时使用安全带；百米赛的运动员到达终点后还要继续逐步减速跑一小段距离、车辆行驶要保持距离、包装玻璃制品要垫上很厚的泡沫塑料、汽车限速、汽车禁止超载；‎ ‎9、解释惯性现象的基本步骤： ① 确认研究对象原来处于什么状态； ② 其中的哪个物体（或物体的哪一部分）受何种力，运动状态发生何种改变； ③ 哪个物体（或物体的哪一部分）由于惯性继续保持原来的运动状态； ④ 发生了何种现象（或造成了何种结果）。‎ ‎10、实验：阻力对物体运动的影响（伽利略斜面实验）。 【实验设计】如图，给水平桌面铺上粗糙不同的物体，让小车自斜面顶端从静止开始滑下。观察小车从同一高度滑下后，在不同表面运动的距离。 【实验结论】平面越光滑，小车运动的距离越远，这说明小车受到的阻力越小，速度减小得越慢。 【推论】如果运动中的物体不受力，它将保持匀速直线运动。 【注意事项】 ① 三个小车需要从斜面同一高度滑下，原因是保证小车到达斜面底端时的速度相同。这利用了控制变量法。 ② 伽科略斜面实验的卓越之处 160‎ 不是实验本身，而是实验所使用的独特方法——在实验的基础上，进行理想化推理（也称作理想化实验）。它标志着物理学的真正开端。‎ 第二节 力的合成 ‎1、如果一个力产生的作用效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力。组成合力的每一个力叫分力。‎ ‎2、a、同一直线上，方向相同的两个力的合力，大小等于这两个力的大小之和，方向跟这两个力的方向相同，即 ;‎ b、同一直线上，方向相反的两个力的合力，大小相同等于这两个力的大小之差，方向跟较大的那个力的方向相同，即 ‎ 第三节 力的平衡 ‎1、物体如果在两个力的作用下，能保持静止或匀速直线运动状态，我们就说该物体处于平衡状态。这两个力就互称为平衡力。‎ ‎2、二力平衡的条件是：作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反、作用在同一直线上。（即同体、等大、反向、共线）‎ ‎3、二力平衡举例：悬挂着的电灯能保持静止，是因为电灯受到的重力和灯绳对等的拉力是一对平衡力；在平直的公路上匀速行驶的汽车，受到向前的牵引力和地面、空气对它向后的阻力，此时牵引力和阻力是一对平衡力。‎ ‎4、实验：探究二力平衡的条件 【实验设计】在一个光滑的桌面上放一辆小车，小车两端分别用细线拴住，通过定滑轮与等质量的砝码连接，观察小车的运动情况。把小车转一个角度，过一会儿，松开手，观察小车的运动状态。 【实验结论】二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，大小相等、方向相反，并且在同一条直线上。 【注意事项】① 实验要在光滑的桌面上进行，目的是使实验更加准确、可靠（排除摩擦带来的影响）。 ② 定滑轮的作用：改变力的方向。‎ ‎5、平衡力与相互作用力比较 相同点：① 大小相等；② 方向相反；③ 作用在一条直线上。 不同点：平衡力作用在一个物体上，可以是不同性质的力；相互力作用在不同物体上，是相同性质的力。‎ 160‎ ‎6、力和运动状态的关系：‎ 物体受力条件 物体运动状态 说明 不受力、受平衡力（合力为0）‎ 静止或做匀速直线运动 力不是产生（维持）运动的原因 受非平衡力（合力不为0）‎ 运动状态改变 力是改变物体运动状态的原因 ‎7、应用：应用二力平衡条件解题，画出物体受力示意图。 画图时注意：① 先画重力然后看物体与那些物体接触，就可能受到这些物体的作用力；② 画图时还要考虑物体运动状态。‎ 160‎ 160‎ 第八章 压强 第一节 压力的作用效果 1. 压力：垂直压在物体表面上的力叫压力。‎ l 压力的方向：垂直于被压表面，且指向被压物体。‎ l 压力的作用点：被压物体的表面 l 压力并不都是由重力引起的。通常情况下，把物体放在水平面上，如果物体不受其他力，则压力＝物体重力。‎ l 固体可以大小、方向不变地传递压力。‎ 2. 探究：压力的作用效果跟什么因素有关 【实验方法】控制变量法、对比法 【实验设计】如图甲，把小桌腿朝下放在泡沫塑料上；如图乙，在桌面上放一个砝码；再把小桌翻过来。注意三次实验时泡沫塑料被压下的深浅。 【实验分析】图甲、乙说明受力面积相同时，压力越大压力作用效果越明显。 图乙、丙说明压力相同时、受力面积越小压力作用效果越明显。 【实验结论】压力的作用效果与压力和受力面积有关。‎ 3. 压强 l 定义：物体单位面积上受到的压力叫压强。‎ l 物理意义：压强是表示压力作用效果的物理量。成人站立时对地面的压强约为：1.5×104Pa。它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为：1.5×104N。 我们可以根据物体发生形变的程度来判断压强的大小。‎ l 公式： p——压强——帕斯卡（Pa）；F——压力——牛顿（N）；S——受力面积——平方米（m2）‎ l 受力面积是两物体相互接触的面积。‎ l 放在水平面上的直柱体（圆柱体、长方体、正方体等）对水平面的压强p也有p＝ρgh。但是值得注意的是，这不是求压强的公式，这仅仅是一个巧合。‎ l 一容器盛有液体放在水平桌面上，求压力、压强：我们一般把盛放液体的容器看成一个整体，先确定压力（水平面受的压力F＝G容＋G液），后确定压强（用压强的定义式求）。‎ 160‎ 1. 增大或减小压强的方法 l 增大压强的方法：压力一定时，减小受力面积，或在受力面积一定时，增大压力。 例如缝一针做得很细、菜刀刀口很薄等就是利用压力一定，减小受力面积的方法增大压强。‎ l 减小压强的方法：压力一定时，增大受力面积，或在受力面积一定时，减小压力。 例如铁路钢轨铺枕木、坦克安装履带、书包带较宽等就是利用压力一定，增大受力面积的方法减小压强。‎ 第二节 科学探究：液体的压强 1. 液体内部产生压强的原因：液体受到重力作用，并且具有流动性。‎ 2. 液体内部压强的测量工具：压强计 3. 液体压强的特点：‎ l 液体对容器底和测壁都有压强，液体内部向各个方向都有压强。‎ l 液体的压强随深度的增加而增大。‎ l 在同一深度，液体向各个方向的压强相等。‎ l 液体的压强还跟液体的密度有关，在深度相同时，液体密度越大，压强越大。‎ 4. 液体压强的大小 l 推导液体压强的公式使用了建立理想模型法。‎ l 液体的压强公式：p＝ρgh p——压强——帕斯卡（Pa）；ρ——液体密度——千克每立方米（kg/m3）；h——液体深度——米（m）‎ l 液体的深度指从被研究点到自由液面的垂直距离。左下三幅图中h都是液体的深度，a都是自由液面。 ‎ l 从公式中看出：液体的压强只与液体的密度和液体的深度有关，而与液体的质量、体积、重力、容器的底面积、容器形状均无关。‎ l 对于形状不规则的容器，液体对容器底部的压力不等于液体的重力。此时液体压强只能用液体压强公式计算。并且要先求压强，后求压力。‎ l 160‎ 形状不规则容器中的液体对容器底部产生压力的大小，等于以容器的底面积为底，液体深度为高的柱体体积的液体受到的重力大小。‎ l 如果容器的形状是规则的（长方体、圆柱形），并且放在水平面上，那么液体对容器底部的压力等于液体受到的重力。这时可以先求出压力，然后算出压强。‎ 1. 连通器 l 定义：上端开口，下部相连通的容器叫做连通器。‎ l 连通器原理：如果容器内只有一种液体，在液体不流动时，各容器中的液面总保持相平。‎ l 应用：茶壶的壶嘴与壶身、锅炉的炉身与外面的水位计都构成了连通器；船闸、洗手间的下水管弯管、乳牛自动喂水器、船闸等 ‎6. 帕斯卡定律：加在密闭液体上的压强，能够大小不变地被液体向各个方向传递。这个规律被称为帕斯卡定律。‎ 帕斯卡定律应用：液压千斤顶。‎ 帕斯卡定律告诉我们液压传递的是压强，因此关于帕斯卡定律的计算时，根据压强相等建立等量关系（或方程）‎ 第三节 空气的“力量”‎ 1. 大气压的概念：和液体一样，空气内部各个方向也都存在压强，这种压强叫做大气压强，简称大气压，一般有p0表示。‎ 2. 大气压产生原因：空气受重力作用，并且具有流动性。‎ 3. 能够证明大气压存在的实验：马德堡半球实验 4. 大气压的实验测定：托里拆利实验 【实验过程】在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，将管口堵住，然后倒插在水银槽中。放开堵管口的手指后，管内水银面下降一定高度时就不再下降，这时管内外水银面的高度差约为760mm。 【实验分析】在管内与管外液面相平的地方取一液片，因为液体不动，故液片受到上下的压强平衡。即：向上的大气压等于水银柱产生的压强。 【实验结论】大气压p0＝760mmHg＝1.013×105Pa 【注意事项】 ① 实验前玻璃管里水银灌满的目的是：使玻璃管倒置后，水银上方为真空 160‎ ‎；若未灌满，则测量结果偏小。 ② 本实验若把水银改成水，则需要玻璃管的长度至少为10.3m。 ③ 将玻璃管稍上提或下压，管内外的高度差不变，将玻璃管倾斜，高度不变，长度变长。‎ 1. ‎1标准大气压p0＝760mmHg＝1.013×105Pa。‎ 2. 大气压的测量工具：气压计、管式弹簧压强计、空盒气压计等 l 气压计的分类：水银气压计和无液气压计（金属盒气压计）‎ l 若水银气压计挂斜，则测量结果变大。‎ l 在无液气压计刻度盘上标的刻度改成高度，该无液气压计就成了登山用的登高计。‎ 3. 大气压的应用：活塞式抽水机、离心式抽水机、呼吸、带吸盘的挂衣钩、吸管等 4. 大气压的变化 l 大气压的变化跟高度有关，不同的海拔高度，大气的疏密程度不同，大气压的数值也不同。在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa。‎ l 大气压的变化还与天气变化、季节和气候有关。晴天的大气压比阴雨天要大，冬天的大气压要比夏天要大。‎ 5. 沸点与压强：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。（应用：高压锅、除糖汁中水分）‎ 6. 体积与压强：质量一定的气体，温度不变时，气体的体积越小压强越大，气体体积越大压强越小。（应用：呼吸、打气筒原理、风箱原理）‎ 第四节 流体压强与流速的关系 1. 流体：液体和气体都没有一定的形状，且很容易流动，因此它们统称为流体。‎ 2. 流体压强与流速的关系：在气体和液体中，流速大的地方压强越小，流速小的地方压强大。‎ 3. 判断流速的快慢应从以下方面来分析：自然流动的空气、流动的水，一般是在较宽阔的地方流速慢，较狭窄的地方流速快。运动的物体引起的空气或液体的流动在运动物体周围流速快，其余地方流速慢。‎ 4. 160‎ 飞机的升力：如图，飞机前进时，在相同的时间内，机翼上方气体流速比下方气体流速大，压强比下方小，因此机翼机翼的上下表面存在着压强差，从而产生了向上的升力。‎ 160‎ 160‎ 第九章 浮力 第一节 认识浮力 160‎ 1. 浮力：一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它竖直向上的托力，物理学中把这个托力叫浮力。‎ l 浮力的方向：竖直向上 l 浮力的施力物体：液（气）体 2. 浮力产生的原因（实质）：液（气）体对物体向上的压力大于向下的压力，向上、向下的压力差即浮力。 ‎ 3. 计算浮力的方法 l 测量法：F浮＝G－F 用弹簧测力计测出物体的重力G，再把物体浸入液体，读出此时弹簧测力计的示数F，则物体受到的浮力F浮＝G－F l 压力差法：F浮＝F向上－F向下 l 漂浮、悬浮时，F浮＝G l 阿基米德原理：F浮＝G排＝ρ液gV排（阿基米德原理适用于所有物体）‎ 4. 浮力计算题方法总结 l 确定研究对象，认准要研究的物体。‎ l 分析物体受力情况，画出受力示意图，判断物体在液体中所处的状态（看是否静止或做匀速直线运动）。‎ l 选择合适的方法列出等式（一般利用阿基米德原理、漂浮条件、密度和重力的计算公式）。‎ 第二节 阿基米德原理 160‎ ‎1. 阿基米德原理 l 内容：浸入液体里的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体受到的重力。‎ l 公式：F浮＝G排＝ρ液gV排 F浮——物体所受浮力——牛顿（N）；G排——排开的液体受到的重力——牛顿（N）；ρ液——液体密度——千克每立方米（kg/m3）；V排——排开液体的体积——立方米（m3）‎ l 从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。‎ l 当物体全部浸没在液体中时，V排＝V物；当物体的一部分浸入液体中时，V排＜V物，且V物＝V排＋V露。‎ l 适用条件：液体（或气体）‎ 第三节 物体的浮与沉 1. 物体的浮沉条件 l 前提条件：物体浸没在液体中，且只受浮力和重力。‎ l 物体的浮沉条件 浮沉情况 下沉 悬浮 上浮 漂浮 受力示意图 160‎ 浮力与重力关系 F浮＜G F浮＝G F浮＞G F浮＝G 密度关系 ρ液＜ρ物 ρ液＝ρ物 ρ液＞ρ物 ρ液＝ρ物 l 判断物体浮沉状态有两种方法：比较F浮、G或比较ρ液、ρ物。‎ l 密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块都悬浮（或漂浮）。‎ l 一物体漂浮在密度为ρ的液体中，若露出体积为物体总体积的1/3，则物体密度为(2/3)ρ。‎ l 冰中含有木块、蜡块等密度小于水的物体，冰化为水后液面不变，冰中含有铁块、石块等密大于水的物体，冰化为水后液面下降。‎ 1. 漂浮问题“五规律”‎ l 物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力。‎ l 同一物体漂浮在不同液体里，所受浮力相同。‎ l 同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小。‎ l 漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几。‎ l 将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。‎ 2. 浮力的应用 l 轮船 轮船采用“空心”的办法增大可以利用的浮力。 把用密度大于水的钢铁制成的空心的轮船，使它排开水的体积增大，从而增大浮力，使它能够浮在水面上。 轮船的大小常用排水量表示。排水量是轮船满载时排开水的质量。 轮船从海里开到河里，所受浮力不变，排水量不变，排开水的体积变大。‎ l 潜水艇 潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重力来实现的。 ‎ 160‎ 潜水艇从海里开到河里，所受浮力变小，为了保持原来的运动状态，所受重力也要变小。‎ l 气球和飞艇 气球是利用空气的浮力升空的。气球里充的是密度小于空气的气体如：氢气、氦气或热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展成为飞艇。‎ 密度计 原理：利用物体的漂浮条件来进行工作。 密度计的刻度线从上到下，对应的液体密度越来越大。‎ 160‎ 160‎ 第十章 机械与人 第一节 科学探究：杠杆的平衡条件 1. 定义：一根硬棒，在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆。‎ l 一个物体可以成为杠杆，必须满足两个条件：① 受到力的作用；② 能绕固定点转动。‎ l 杠杆的形状是任意的。‎ 2. 杠杆的五要素：‎ l 支点：杠杆绕着转动的点。一般用O表示。‎ l 动力：使杠杆转动的力。一般用F1表示。‎ l 阻力：阻碍杠杆转动的力。一般用F2表示。‎ l 动力臂：从支点到动力作用线的垂直距离。一般用l1表示。‎ l 阻力臂：从支点到阻力作用线的垂直距离。一般用l2表示。‎ 160‎ 1. 杠杆示意图的画法：① 确定支点；② 确定动力和阻力，画力的作用线；③ 画力臂；④ 标出各个物理量。‎ 2. 画图技巧 l 力的作用线是沿力的方向所画的直线。在画力臂时，如果力的作用线太短，可用虚线将力的作用线延长。‎ l 力臂不是支点到力的作用点的距离。‎ l 力臂用实线表示，力的作用线用虚线表示。力臂部分要用大括号标出来。‎ l 检验所画力的方向是否正确的最简单方法是，看动力和阻力使杠杆转动的效果是否相反。 动力、阻力的方向不一定相反，但它们一定使杠杆转动的方向相反：当动力、阻力在支点两侧时，它们的方向大致相同；当动力、阻力在支点一侧时，它们的方向大致相反。‎ l 确定杠杆支点的方法是根据平时的体验，判断杠杆绕着哪点转动，则这一点就是支点。如：鱼竿、铁锹的支点都在后手的位置上。‎ 3. 探究：杠杆的平衡条件 杠杆的平衡：当杠杆在动力和阻力作用下静止或绕支点匀速转动时，我们就说杠杆平衡了。 【实验设计】如图，调节杠杆两端的螺母（和天平的调节方法相同），使杠杆在不挂钩码时，保持水平并静止，达到平衡状态。给杠杆两端挂上不同数量的钩码，移动钩码的位置，使杠杆保持水平并静止。记下动力、阻力，测量动力臂和阻力臂。改变力和力臂的数值，再做两次实验。 根据表格中的数据进行分析，例如可以对它们进行加、减、乘、除等运算，找出它们之间的关系。 【实验表格】‎ 实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎【实验结论】杠杆的平衡条件是动力×动力臂＝阻力×阻力臂。 ‎ 160‎ ‎【注意事项】① 使杠杆在水平位置静止的目的：便于在杠杆上直接测出力臂的大小。 ② 多次实验的原因：只做一次实验，获得的结论具有偶然性，不能反映普遍规律，所以要多次实验。 ③ 不同物理量之间不能进行加、减运算。‎ 1. 杠杆的平衡条件：F1l1＝F2l2 或者 ‎ l 应用：计算力或力臂的大小、判断杠杆是否平衡、确定杠杆的种类、画出最小力臂。‎ l 根据杠杆平衡条件判断杠杆平衡的方法：① 计算动力与动力臂的乘积、计算阻力与阻力臂的乘积；② 比较两个乘积的大小，若相等则杠杆平衡；若不相等，则杠杆不平衡，杠杆将向乘积较大的一方偏转。‎ l 利用杠杆平衡条件判断力的大小变化的方法是：① 找出杠杆的支点和作用在杠杆上的力及力臂；② 依据题意，确定力和力臂中哪些量的大小不变，哪些量大小变化；③ 应用F1l1＝F2l2判断出力或力臂的变化。‎ l 解决杠杆平衡时动力最小问题：此类问题中阻力×阻力臂为一定值，要使动力最小，必须使动力臂最大。 ① 如果动力作用点已经给出，那么支点到动力作用点的连线是最长力臂。 ② 如果动力作用点没有确定，则选择杠杆上离支点最远的点为动力作用点，以支点与动力作用线的连线所作力臂是最长的力臂。‎ l 分析解决有关杠杆平衡条件问题，必须要画出杠杆示意图，弄清受力与方向和力臂大小，然后根据具体的情况具体分析，确定如何使用平衡条件解决有关问题。如：分析杠杆转动时施加的动力如何变化、沿什么方向施力最小等。‎ 2. 杠杆的应用 杠杆种类 力臂关系 平衡时动力、阻力关系 特点 应用 省力杠杆 动力臂＞阻力臂 动力＜阻力 省力，但费距离 撬棒、铡刀、动滑轮、羊角锤、钢丝钳、手推车、花枝剪刀 费力杠杆 动力臂＜阻力臂 动力＞阻力 费力，但省距离 缝纫机踏板、起重臂、铁锹 160‎ 人的前臂、理发剪刀、钓鱼杆 等臂杠杆 动力臂＝阻力臂 动力＝阻力 既不省力，也不费力；‎ 既不省距离也不费距离 天平、定滑轮 我们应该根据实际来选择杠杆：当需要较大的力才能解决问题时，应选择省力杠杆；当为了使用方便，需要缩短距离时，应选择费力杠杆。‎ 第二节 滑轮及其应用 1. 定滑轮和动滑轮：‎ 定滑轮 动滑轮 定义 轴固定不动的滑轮 轴可以随物体一起运动的滑轮 图象 特点 是否省力 否 是（省一半力）‎ 是否改变力的方向 是 否 实质 一个等臂杠杆 一个动力臂为阻力臂二倍的杠杆 绳子自由端移动距离s与物体提升高度h的关系 s＝h s＝2h 理想滑轮（不计轮轴间摩擦）拉力F与物体重力G的关系 F＝G 拉力方向对拉力的影响 没有影响 如果不竖直拉，实际拉力会比计算结果大 2. 滑轮组 l 特点：滑轮组是定滑轮和动滑轮的组合，特点是既省力，又能改变力的方向，但是费距离。‎ l 省力情况：n为承担物重的绳子段数。 ① 若不考虑滑轮重及摩擦，拉力 ② 若不考虑摩擦，而考虑动滑轮重，则拉力 l 绳子自由端移动距离s与物体提升高度h的关系：s＝nh l n的判断方法：与动滑轮连接的绳子段数是多少，n就是多少。‎ 160‎ l 绕线方法： ① 已知滑轮和承担物重的绳子段数n，画绕线：若n是奇数，则绳子的固定端拴在动滑轮上；若n是偶数，则绳子的固定端拴在定滑轮上（“奇动偶定”）。连线时由内向外依次缠绕滑轮。 ② 已知滑轮和拉力方向，画绕线：若拉力方向向上（指向用来固定滑轮的墙面），则绳子的末端与动滑轮相连；若拉力的方向向下，则绳子的固定端拴在定滑轮上。连线时由外向内缠绕，最后找出绳子起点的固定位置。 ③ 已知滑轮组，画最小拉力：使绳子承担物重的段数为最大即可。若滑轮组中动滑轮和定滑轮数目不等，那么答案很明显；若滑轮组中动滑轮和定滑轮的数目相等，那么n是奇数。‎ 1. 轮轴 l 定义：由两个半径不同的轮子固定在同一转轴上的装置叫做轮轴。半径较大的轮叫轮，半径较小的轮叫轴。 实质：轮轴实质是一个可以连续转动的杠杆。‎ l 特点：动力作用在轮上时，使用轮轴省力，但是费距离；动力作用在轴上时，使用轮轴费力，但是省距离。 ‎ l 应用：汽车的方向盘、扳手、螺丝刀、自行车把、圆形的门把手、旋转的水龙头等。‎ 2. 斜面 l 斜面是一种省力，但却费距离的简单机械。‎ l 特点：省力、费距离 l 原理：Fl＝Gh（F——沿斜面方向的推力；l——斜面长；G——物重；h——斜面高度）‎ l 如果斜面与物体间的摩擦为f ，则：Fl＝fl＋Gh l 当斜面高度相同时，斜面越长越省力。‎ l 应用：盘山公路、旋转式楼梯、螺丝钉、螺旋千斤顶等 160‎ 第三节 做功了吗 1. 功和功的计算：‎ l 定义：物理学中把力和物体在力的方向上移动距离的乘积叫做机械功。‎ l 做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过的距离。‎ l 不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直。‎ l 功的定义：力与力在方向上移动的距离的乘积叫做功。‎ l 公式：W＝Fs W——功——焦耳（J）；F——力——牛顿（N）；s——在力的方向上移动的距离——米（m）‎ l 应用公式时注意： ① 分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力。 ② 公式中S一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。 ③ 功的单位“焦”（牛·米 = 焦），不要和力和力臂的乘积（牛·米，不能写成“焦”）单位搞混。 ④ 千瓦时是电功单位，在力学中没有千瓦时这个单位。‎ 2. 功的原理 l 内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功，也就是使用任何机械都不省功。‎ l 说明： ① 功的原理对任何机械都适用。 ② 功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。 ③ 使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用机械，是因为使用机械或者可以省力，或者可以省距离，或者可以改变力的方向，它们给人类工作带来很多方便。 ④ 我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械自重），使用理想机械时，Fs＝Gh（使用机械所做的功等于直接用手提重物所做的功）。在实际情况下，Fs＞Gh。‎ 第四节 做功的快慢 1. 定义：单位时间内所做的功叫做功率。‎ 160‎ 1. 物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。某小轿车功率6.6×103W，表示：小轿车1s内做功6.6×103J。‎ 2. 公式： P——功率——瓦特（W）；W——功——焦耳（J）；t——时间——秒（s）；F——力——牛顿（N）；v——速度——米每秒（m/s）‎ 3. 单位：主单位是瓦特（W），常见单位有千瓦（kW）和兆瓦（MW）：1W＝10-3kW=10-6MW 4. 机械效率和功率的区别：功率和机械效率是两个不同的概念。功率表示做功的快慢，即单位时间内完成的功；机械效率表示机械做功的效率，即所做的总功中有多大比例的有用功。‎ 5. 测量人爬楼梯时的功率 【实验原理】 【实验器材】人体秤、卷尺、停表 【需要测量的物理量】人的质量m、楼梯的高度h、爬楼梯所用时间t 第五节 机械效率 1. 有用功：人利用机械在达到目的的过程中，所做的对人们有用的功，叫做有用功。有用功相当于不使用机械时，人直接对物体所做的功。‎ l W有用＝Gh＝W总－W额＝ηW总 2. 额外功：在工作时，人们不需要的但不得不做的功，叫做额外功。使用机械时，由于克服摩擦以及机械自重所做的功就是额外功。‎ l W额＝W总－W有用 l 在忽略绳重、摩擦的前提下，滑轮组的额外功W额＝G动h l 斜面的额外功W额＝fl 3. 总功：有用功加额外功是总共做的功。‎ l W总＝W有用＋W额外＝Fs＝‎ l 斜面的总功W总＝fl＋Gh＝Fl 4. 机械效率：有用功跟总功的比值叫机械效率。‎ l 公式：‎ l 有用功总小于总功，机械效率总小于1。机械效率通常用百分数表示。‎ 160‎ l 提高机械效率的方法：① 减小机械自重；② 减小机件间的摩擦，保持零件间的润滑。‎ l 提高滑轮组机械效率，还有一种方法是在绳能承受的范围内增加物重。‎ 1. 影响滑轮组机械效率大小的因素 滑轮组的机械效率 l 滑轮组机械效率的高低与动滑轮重、摩擦力的大小、物重等因素有关。绕线方法不影响滑轮组的机械效率。‎ l 使用相同的滑轮组提升重物时，物体越重，滑轮组的机械效率越高。原因：使用相同的滑轮组提升重物时，额外功不变，而物体变重，有用功变大，有用功占总功的比值变大，机械效率提高。‎ l 使用滑轮组时，轮与轴之间的摩擦力越小，机械效率越高。‎ l 当被提升的物体重力相同时，动滑轮越轻，滑轮组的机械效率越高。‎ 2. 影响斜面机械效率大小的因素 斜面的机械效率 l 斜面机械效率的高低与斜面的光滑程度及斜面的倾斜程度有关。‎ l 在斜面的倾斜程度相同时，斜面越光滑，机械效率越高。‎ l 光滑程度相同时，斜面越陡，机械效率越高。‎ 3. 测量滑轮组的机械效率 【实验原理】 【需要测量的物理量】物体的重力G、物体被提升的高度h、拉力F、绳子自由端移动的距离s 【实验器材】钩码、铁架台、滑轮、细线；弹簧测力计、刻度尺 【注意事项】 ① 弹簧测力计要沿着竖直方向匀速拉动物体。沿竖直方向拉的目的是减小误差。匀速拉动的目的是使示数稳定。 ② 如果物体静止时读数，测量的结果不包括摩擦，会使测量结果偏大。 【实验表格】下表可供参考 物体的重力 物体被提升的高度 有用功W有 拉力 总功W总 机械效率 160‎ G/N h/m ‎/J F/N 绳子自由端移动的距离s/cm ‎/J η 1. 测量斜面的机械效率 【实验原理】 【需要测量的物理量】物体的重力G、斜面的高度h、拉力F、斜面的长度l 【实验器材】斜面、大小木块（大木块用来垫高）、弹簧测力计、刻度尺 【注意事项】① 注意控制变量。② 要使用弹簧测力计拉着物体沿斜面方向匀速运动。 【实验表格】下表可供参考（按照下表做实验时需要控制斜面粗糙程度一定）‎ 斜面倾斜程度 物体的重力G/N 斜面高度h/m 有用功W有/J 拉力F/N 斜面长度l/cm 总功W总/J 机械效率η 最缓 较陡 最陡 第六节 合理利用机械效率 1. 能量：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。‎ l 能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。‎ l 一个物体“能够做功”，并不是一定“要做功”，也不是“正在做功”或“已经做功”。‎ ‎2. 机械能：动能和势能统称为机械能。‎ l 机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变（机械能是守恒的）。‎ ‎3. 动能 l 定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能。‎ l 探究：动能的大小与什么因素有关 【实验器材】斜面、木块、大铁球和小铁球 【实验设计】① 如图所示，在桌面上架起一个斜面，在斜面末端放上木块，让铁球从斜面上自由滑下。 ② ‎ 160‎ 让大铁球和小铁球先后从斜面的同一高度自由滚下，推动桌面上的木块，分别记下铁球推动木块移动的距离。 ③ 让同一铁球先后从斜面上的不同高度自由滚下，分别记下木块两次被推动的距离。 【实验方法】控制变量法、转换法 【实验分析】实验②说明：物体动能与质量有关。运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 实验③说明：物体动能与速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大。 【实验结论】物体动能与质量和速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 【注意事项】① 判断动能大小的方法：看木块被推动的距离。 ② 控制速度不变的方法：使钢球从同一高度滚下。 ③ 改变钢球速度的方法：使钢球从不同高度滚下。（注意控制钢球质量一定）‎ l 质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。‎ l 对物体动能大小影响较大的是速度。‎ ‎4. 势能：重力势能和弹性势能统称势能。‎ l 重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。 物体的重力势能与质量和被举高度有关。质量相同的物体，被举高度越大，它的重力势能越大；被举高度相同的物体，质量越大，它的重力势能也越大。 重力势能具有相对性。选择的参照物不同，物体的重力势能也不同。一般情况下，我们选择水平地面作参照物。‎ l 弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 弹性势能与物体弹性形变程度大小有关。 人造地球卫星的机械能守恒。人造地球卫星在近地点速度最大，在远地点速度最小。‎ ‎5. 动能和重力势能的转化 l 质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；‎ l 质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。‎ ‎6. 动能和弹性势能的转化 l 如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；‎ l 如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。‎ 160‎ l 实例：拉弓射箭、拧钟表的发条、高台跳水、撑杆跳高、篮球比赛等 ‎7. 动能与势能转化问题的分析： ① 首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素，观察动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。 ② 注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。 ③ 题中如果有“在光滑斜面上滑动”，则“光滑”表示没有能量损失（机械能守恒）；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失（机械能不守恒）。‎ 1. 水电站的工作原理：利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。 水电站修筑拦河大坝的目的：提高水位，增大水的重力势能，使水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就能转化为更多的势能。‎ 160‎ 160‎ 第十一章 小粒子与大宇宙 第一节 走进微观 1. 一切物体都是由物质组成的，物质处于不停地运动和发展中。‎ 2. 微观粒子：‎ l 分子：能保持物质原来性质的最小微粒为分子。物质是由分子组成的。 分子的大小通常以10-10m做单位来量度。我们只能用电子显微镜来观察分子。‎ 160‎ l 原子：分子是由原子组成的。有的分子由多个原子组成，有的分子只由一个原子组成。 原子的结构与太阳系十分相似，它的中心是原子核，在原子核周围，由一定数目的电子在绕核运动。‎ 1. 物质三态的微观模型：‎ l 多数物质从液态变为固态时体积变小。但水结冰时体积变大。‎ l 液态变为气态时体积显著增大。‎ l 物质的状态变化时体积发生变化，主要是由于构成该物质的分子在排列方式上发生了变化。‎ 分子排列 分子间作用力 体积和形状 流动性 固态物质 十分紧密 强大 形状固定 无 液态物质 位置不固定，运动自由 比固体的小 无确定的形状 有 气态物质 极度散乱、间距很大 极小 无确定的形状，易被压缩 有 2. 纳米科学技术（1nm＝10-9m）：‎ l 一般分子的直径大约为0.3～0.4nm，蛋白质分子的直径可达几十纳米，病毒的大小为几百纳米。‎ l 纳米尺度：0.1nm～100nm l 纳米科学技术：纳米科学技术是纳米尺度内的科学技术，研究对象是一小堆分子或单个的原子、分子。‎ 第二节 看不见的运动 1. 扩散现象 l 定义：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。‎ l 扩散现象说明：① 分子之间有间隙；② 分子在不停地做无规则的运动。‎ l 在课本图16.1-2中，二氧化氮被放在下面的目的：防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结果。‎ l 固体、液体、气体都可以发生扩散现象，扩散速度与温度有关。‎ l 分子运动与物体运动要区分开：扩散、蒸发等是分子运动的结果，而灰尘飞扬、液体对流、气体对流是物体运动的结果。‎ 2. 分子的热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则运动。 ‎ 160‎ 温度越高，热运动越剧烈。‎ 1. 分子间的作用力 l 分子间的作用力包括分子间的引力和斥力。‎ l 当分子间的距离d＝分子间平衡距离r，引力＝斥力。‎ l d＜r时，引力＜斥力，斥力起主要作用。 固体和液体很难被压缩是因为：分子之间存在斥力。‎ l d＞r时，引力＞斥力，引力起主要作用。 固体很难被拉断、钢笔能写字、胶水能粘东西都是因为：分子之间存在引力。‎ l 当d＞10r时，分子之间作用力十分微弱，可忽略不计。 破镜不能重圆的原因是：镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围，分子间几乎没有作用力。‎ 第三节 探索宇宙 160‎ 160‎ 160‎ 第十二章 温度与物态变化 第一节 温度与温度计 1. 物态变化：物质从一种状态变成另一种状态的变化叫做物态变化。‎ 2. 温度：我们把物体的冷热程度叫做温度。符号t。‎ 3. 摄氏度：“℃”表示摄氏温度。在一个大气压下冰水混合物的温度是0℃，沸水的温度是100℃。0℃和100℃之间有100个等份，每个等份代表1摄氏度。‎ 4. 测量温度的工具：温度计、‎ l 常见的温度计：实验室用温度计、体温计和寒暑表（见下图）。 ‎ 常见量程 分度值 原理 所用液体 特殊构造 使用注意事项 160‎ 实验室用温度计 ‎-21℃～110℃‎ ‎1℃‎ 液体热胀冷缩 水银或煤油 使用时不能甩（其他见下）‎ 寒暑表 ‎－30℃～50℃‎ ‎1℃‎ 酒精 体温计 ‎35℃～42℃‎ ‎0.1℃‎ 水银 玻璃泡上方有缩口 ‎① 使用之前用力甩 ‎② 可离开人体读数 l 温度计内液体：酒精、水银或煤油。‎ l 温度计的使用：首先要看清量程，然后看清它的分度值。 如果使用温度计时超过它的量程，后果：① 玻璃泡胀破；② 测不出温度。‎ l 在使用温度计测量液体的温度时，正确的方法如下： (1) 使用前要观察温度计的量程，估计被测物体的温度是否在量程内。 ‎ ‎(2) 测量时温度计的玻璃泡应被包围在被测物体内。‎ ‎(3) 测量液体温度时，温度计的玻璃泡应浸没在液体中，但不能接触容器壁和容器的底部。‎ ‎(4) 待温度计内液柱的液面稳定时再读数，读数时视线要与液面相平。‎ 1. 体温计：体温计用于测量人体温度。‎ 第二节 熔化与凝固 1. 物质的三态：固态、液态、气态。‎ 2. 熔化和凝固的定义：物质从固态变成液态的过程叫做熔化，从液态变成固态的过程叫做凝固。‎ 3. 固体分为两类：晶体和非晶体。‎ l 晶体：晶体在熔化过程中尽管不断吸热，但是温度保持不变，这类固体有确定的熔化温度（熔点）。 晶体熔化时的温度叫做熔点。晶体形成时也有确定的温度，这个温度，这个温度叫做凝固点。 海波、冰、金属、萘、盐等物质是晶体。‎ l 非晶体：非晶体在熔化过程中只要不断吸热，温度就不断地上升，这类固体没有确定的熔化温度。 非晶体没有确定的熔点和凝固点。 松香、玻璃、沥青、蜡等物质是非晶体。‎ 160‎ l 晶体和非晶体的区别：是否有确定的熔点。‎ l 物质熔化和凝固时的温度变化曲线：‎ O 温度 时间 O 温度 时间 O 温度 时间 O 温度 时间 甲 晶体 甲 晶体 乙 非晶体 乙 非晶体 物质熔化的温度变化曲线 物质凝固的温度变化曲线 A B C D E F G H l l l 对曲线(1)的分析： AB段——吸热、温度升高，物质为固态； BC段（熔化过程）——吸热、温度不变，物质状态为固液共存。 CD段——吸热、温度升高，物质为液态。‎ l 对曲线(3)的分析： EF段——放热、温度降低，物质为液态； FG段（凝固过程）——放热、温度不变，物质状态为固液共存。 GH段——放热、温度降低，物质为固态。‎ 1. 探究实验：固体熔化时温度的变化规律（见右下图） 【实验器材】铁架台、酒精灯、石棉网、盛水的烧杯、试管（装有蜡或海波）、温度计、搅拌器、秒表、（火柴）。 【设计实验】将温度计插入试管后，待温度升至40℃左右时开始，每隔大约1min记录一次温度；在海波或蜡完全熔化后再记录4～5次。 【实验表格】‎ 时间/min ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎…‎ 海波的温度/℃‎ 蜡的温度/℃‎ ‎【图象】见上4.“物质熔化的温度变化曲线”，甲图为海波，乙图为石蜡。图象需要标明温度。 【注意事项】‎ l 石棉网的作用：均匀热量。‎ 160‎ l 搅拌器的作用：使物质均匀受热。‎ l 图表的作用：将规律反映在图上，便于总结。‎ l 图中应用的是水浴加热法，目的是为了使海波（蜡）均匀受热。‎ 1. 晶体熔化的特点：不断吸热，但温度不变。 晶体熔化的条件：① 温度达到熔点； ② 继续吸热。‎ 2. 非晶体熔化的特点：吸热，温度不断升高。‎ 3. 利用和防止熔化吸热、凝固放热的实例：‎ l 利用熔化吸热：用冰保鲜、冷敷给病人降温；吃雪糕解暑。‎ l 防止熔化吸热：雪熔化吸热，多穿衣服，防止感冒。‎ l 利用凝固放热：冬天在菜窖中放几桶水。‎ l 凝固放热的坏处：浇注钢铁时（或马路上刚铺的沥青），凝固放热，产生的高温伤人。‎ 第三节 汽化与液化 1. 汽化和液化的定义：物质从液态变成气态的过程叫做汽化，从气态变成液态的过程叫做液化。‎ l 沸腾：沸腾是液体内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。 沸腾的特点：不断吸热，温度不变。 沸腾的条件：① 温度达到沸点； ② 继续吸热。 沸点：各种液体沸腾时都有确定的温度，这个温度叫做沸点。不同液体的沸点不同。‎ l 蒸发：发生在液体表面的缓慢汽化叫蒸发。 蒸发在任何温度下都能发生。 蒸发的特点：吸热，温度降低。 加快液体蒸发的方法：① 提高液体温度； ② 增大液体表面积； ③ 加快液体表面上方空气流动速度。‎ l 蒸发和沸腾是汽化的两种方式，它们的异同如下表所示。‎ 蒸发 沸腾 只在液体表面进行 液体内部和表面同时发生 160‎ 不同点 在任何温度下都能发生 必须达到沸点且继续加热 缓慢地汽化 剧烈地汽化 温度降低 温度保持不变 相 同 点 ‎ 1. 都是汽化现象 ‎ 2. 都使液体变成气体 ‎ 3. 都要吸收热量 O 时间 温度 A B C l 蒸发吸热的应用：擦拭酒精给病人降温；夏天向地面洒水，降低室温。‎ 1. 液化的两种方式：① 气体降到足够低的温度； ② 压缩体积。‎ l 液化的现象：雾、露、“白气”（小水珠聚集）‎ 2. 探究实验：水的沸腾（见右图） 【目的】观察水沸腾时的现象及温度变化。 【实验器材】铁架台、酒精灯、石棉网、盛水的烧杯、温度计、带有小孔的纸板、秒表、（火柴）。 【设计实验】用酒精灯给水加热至沸腾。当水温接近90℃时每隔1min记录一次温度。 【实验表格】‎ 时间/min ‎0‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ ‎5‎ ‎…‎ 温度/℃‎ ‎【图象】见右上图。其中BC段为沸腾过程。 【实验现象】（水沸腾前）气泡上升，越来越小。（原因：下部水温高于上部水温） （水沸腾时）大量气泡上升，变大，到水面破裂，里面的水蒸气散发到空气中。（原因：下部压强大） 【注意事项】‎ l 纸板的作用：① 减少热损失； ② 固定温度计； ③ 防止液体飞溅出来。‎ l 纸板上小孔的作用：使内外大气压平衡。‎ l 水的沸点不是100℃，原因：① 气压低于1标准大气压； ② 水中有杂质； ③ 温度计有问题。‎ l 长时间水不沸腾，原因： ① 水的初温太低； ② 水的质量太大； ③ 未用酒精灯的外焰加热； ④ 没有盖中央留孔的纸板； ‎ l 移去酒精灯后沸腾不马上停止。‎ 160‎ 第四节 升华与凝华 1. 升华和凝华的定义：物质从固态直接变成气态叫升华；从气态直接变成固态叫凝华。‎ 2. 升华也需要吸热，凝华也会放热。‎ 3. 升华在任何温度下都能发生。‎ 4. 常见的升华现象：樟脑片变小；用干冰进行人工降雨；冬天晾衣服，冰直接升华；碘升华。‎ 5. 常见的凝华现象：霜、雪、冰花、雾凇；白炽灯变黑（钨丝先升华后凝华）。‎ 6. 物质三态变化的关系： ‎液 气态 固 液化 汽化 凝固 熔化 凝华 升华 7. 做简答题时，需要注意以下两点：① 必须联系课本中的知识点（公式、定理或者规律）；② 语言简洁，并且一般人看了答案后能够看明白（通俗易懂、能够解决问题）。‎ 第五节 全球变暖与水资源危机 ‎1.矿石燃料主要包括：煤、石油、天然气等 ‎2.温室气体主要指：二氧化碳（CO2）。‎ ‎3.全球变暖会给人类带来的一系列不利影响：‎ ‎ （1）海平面上升的影响；‎ ‎ （2）对动植物的影响 ‎ （3）对农业的影响 ‎ （4）对人类健康的影响 ‎4.威胁人类生存的另一类因素，是水资源危机。缺水已是一个世界性的普遍现象。‎ ‎5.如何合理利用和保护水资源：采取节水技术、防治水污染、植树造林等。‎ ‎6.1993年起，将每年3月22日定为世界水日。‎ 160‎ 160‎ 第十三章 内能与热机 第一节 物体的内能 160‎ 1. 定义：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。‎ 2. 任何物体在任何情况下都有内能。‎ 3. 内能的单位为焦耳。‎ 4. 影响物体内能大小的因素 l 温度：在物体的质量、材料、状态相同时，物体的温度越高，物体内能越大。‎ l 质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。‎ l 材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。‎ l 存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。‎ 5. 内能与机械能不同 l 机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关。‎ l 内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。‎ 6. 内能改变的外部表现 l 物体温度升高，说明物体内能增大；物体温度降低，说明物体内能减小。‎ l 内能改变，温度不一定变化。温度变化，内能一定改变。 熔化、凝固、沸腾过程中，物体的内能发生了改变，但是温度不变。‎ 7. 改变物体内能的方法：做功和热传递。‎ 8. 做功：‎ l 做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。‎ l 做功改变内能的实质：内能和其他形式的能的相互转化。‎ l 如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。‎ l 如课本图16.2-5甲，引火仪内的棉花燃烧起来，因为：活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花着火点，使棉花燃烧。‎ l 如课本图16.2-5乙，瓶塞跳出时容器内出现白雾，因为：瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气液化凝成小水滴。‎ 9. 热传递：‎ l 定义：热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。 热传递传递的是内能（能量），不是温度，温度变化只是热传递的一个表现。‎ 160‎ l 实质：能量从高温物体向低温物体转移的过程。‎ l 热量：在热传递过程中，传递内能的多少叫做热量。热量的单位是焦耳。 热量是变化量，只能说“吸收热量”或“放出热量”，不能说“具有热量”。“传递温度”的说法也是错的。‎ l 条件：存在温度差。如果没有温度差，就不会发生热传递。 如右图，烧杯中的水不沸腾，因为没有温度差。‎ l 热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；物体放热，温度降低，内能减少。‎ l 热传递的方式：热传导、对流和热辐射。‎ l 热传导时，物体内各部分的物质不发生移动；对流时，物体内各部分物质之间会流动，对流主要发生在气体或液体中；热辐射不需要介质，如太阳的光和热就是通过热辐射的方式传到地球的。‎ 1. 做功与热传递的异同 l 相同点：由于它们在改变内能上的效果相同，所以做功和热传递改变物体内能上是等效的。‎ l 不同点：做功时能量的形式发生了变化，热传递时能量的形式不变。‎ 2. 温度、热量、内能的区别 l 温度表示物体的冷热程度。温度升高，内能一定增加，但不一定吸收热量。‎ l 热量是在热传递过程中的变化量。吸收热量，温度不一定升高，内能也不一定增加。‎ l 内能是一个状态量。内能增加，温度不一定升高，也不一定吸收热量。‎ l ‎“热”可以指热量、温度和内能，具体含义要根据实际情况而定。‎ 3. 内能的利用方式 l 利用内能来加热：从能的角度看，这是内能的转移过程。‎ l 利用内能来做功：从能的角度看，这是内能转化为机械能。‎ 第二节 科学探究：物质的比热容 1. 探究：比较不同物质的吸热能力 【实验设计】用天平称质量相等的水和食用油，调节两个酒精灯的火焰使火焰大小相同。用这两个酒精灯分别给水和食用油加热一段时间，用温度计测量水和食用油的温度，比较二者温度上升速度。 ‎ 160‎ ‎【实验表格】下表可供参考。‎ 物质 初温t0/℃‎ 末温t/℃‎ 温度变化△t/℃‎ 质量m/g 加热时间/s 水 食用油 ‎【实验结论】质量相等的不同物质，吸收的热量相同，升高的温度不同。 【注意事项】① 比热容的概念是通过本实验引出来的，所以实验中不可以有“比热容”三个字。 ② 本实验利用到控制变量法，所以要控制水和食用油的质量相等，控制酒精灯的火焰大小，控制加热时间相同。‎ 1. 定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃时吸收（放出）的热量。‎ 2. 物理意义：比热容是表示物体吸热或放热能力的物理量。 水的比热容c水＝4.2×103J/(kg·℃)，物理意义为：1kg的水温度升高（降低）1℃，吸收（放出）的热量为4.2×103J。‎ 3. 比热容是物质的一种特性，比热容的大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。‎ 4. 水常用来调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。‎ 5. 海陆风：由于水的比热容比砂石大，导致沿海地区和内陆地区的温差不同。温度不同导致大气压不同，白天和夜晚刮的风也不同。白天陆地温度高，风由海洋吹向陆地；夜晚海洋温度高，风由陆地吹向海洋。‎ 6. 比较比热容的方法：‎ l 质量相同，升高温度相同，比较吸收热量多少（加热时间）：吸收热量多，比热容大。‎ l 质量相同，吸收热量（加热时间）相同，比较升高温度：温度升高慢，比热容大。‎ 7. 热量的计算公式：‎ l 温度升高时吸热用：Q吸＝cm（t2－t1）‎ l 温度降低时放热用：Q放＝cm（t1－t2）‎ l 只给出温度变化量时用：Q＝cm△t l Q——热量——焦耳（J）；c——比热容——焦耳每千克摄氏度（J/(kg·℃)）；m——质量——千克（kg）； t——末温——摄氏度（℃）；t0——初温——摄氏度（℃）‎ 160‎ l 用公式求液体温度时，一定要注意液体的沸点：求出水的温度为105℃，但最终结果应该是100℃。‎ l 审题时注意“升高（降低）到10℃”还是“升高（降低）了10℃”，前者的“10℃”是末温（t2），后面的“10℃”是温度的变化量（t1）。‎ 1. 热平衡方程：在不计热损失的情况下，Q吸＝Q放。‎ 第三节 内燃机 1. 内燃机 l 热机的定义：利用内能来做功的机器。‎ l 热机的能量转换：内能转化为机械能。‎ l 热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等 l 四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。‎ l 内燃机的工作过程（图16.4-3）：在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。‎ 冲程 进气门 排气门 活塞运动方向 缸内温度 飞轮转速 能量转化 吸气 打开 关闭 向下 压缩 关闭 关闭 向上 升高 减慢 机械能转化为内能 做功 关闭 关闭 向下 降低 加快 内能转化为机械能 排气 关闭 打开 向上 l 160‎ l l 汽油机和柴油机的比较： ‎ 汽油机 柴油机 不 同 点 构造 顶部有一个火花塞 顶部有一个喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程 吸入汽油与空气的混合气体 吸入空气 点燃方式 点燃式 压燃式 效率 低 高 160‎ 应用 小型汽车、摩托车 载重汽车、大型拖拉机 相 同 点 冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。‎ 一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。‎ 第四节 热机效率和环境保护 ‎1. 热值 l 定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。‎ l 单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m3）。‎ l 热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积无关。‎ l 公式：Q放＝qm、Q放＝qV ① Q——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每千克（J/kg）；m——燃料质量——千克（kg）。 ② Q——放出的热量——焦耳（J）；q——热值——焦耳每立方米（J/m3）；V——燃料体积——立方米（m3）。‎ l 酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。 煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。‎ l 火箭常用液态氢做燃料，是因为：① 液态氢的热值大；② 液态氢的体积小，便于储存和运输。‎ 1. 燃料的有效利用、热机的效率 l 燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。‎ l 在实际应用中，燃料很难完全燃烧，所以放出的热量比实际计算出的要少。另外，放出的热量又很难得到全部有效利用，总会有一部分热量损失。例如，用蜂窝煤烧水时，热量损失的部分包括：① 未完全燃烧的部分；② 高温烟气带走的热量；③ 被容器、炉具、周围空气等吸收的热量。‎ 160‎ l 有效利用燃料的一些方法：减少燃烧过程中的热量损失，把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）；简化机械传动部分；选用优良的润滑材料减少摩擦，减少能量损失。 以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）‎ l 热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 公式： ‎ l 提高热机效率的途径：① 使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；② 机件间保持良好的润滑，减小摩擦。‎ l 常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%‎ l 汽车排出的大量尾气、燃料燃烧排出的烟尘使大气十分浑浊，排放的二氧化硫、二氧化碳和氮氧化合物，会形成酸雨，危害植物，污染环境等。‎ 160‎ 160‎ 第十四章 了解电路 第一节 电是什么 1. 电荷 l 带电体：物体有了吸引轻小物体的性质，我们就说是物体带了电（荷）。这样的物体叫做带电体。 轻小物体指碎纸屑、头发、通草球、灰尘、轻质球等。‎ l 电荷：电荷的多少叫做电荷量，简称电荷，符号是Q。电荷的单位是库仑（C）。 在各种带电微粒中，电子电荷量的大小是最小的。人们把最小电荷叫做元电荷，常用符号e表示。e＝1.6×10-19 C。任何带电体所带电荷都是e的整数倍。‎ l 正负电荷：自然界只有两种电荷——被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷是正电荷（＋）；被毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫做负电荷（－）。 具有正电荷的实质是物质中的原子失去了电子；具有负电荷的实质是物质中的原子得到了多余的电子。‎ l 电荷间的相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。 ‎ 160‎ 两个物体相互吸引有两种情况——可能是它们带异种电荷而互相吸引，还可能是一个物体带电而吸引另一个不带电的轻小物体。‎ l 使物体带电的方法 n 摩擦起电 u 定义：用摩擦的方法使物体带电。‎ u 原因：不同物质原子核束缚电子的本领不同。‎ u 实质：电荷从一个物体转移到另一个物体使正负电荷分开。‎ u 能量转化：机械能-→电能 n 接触带电：物体和带电体接触带了电。如带电体与验电器金属球接触使之带电。‎ n 感应带电：由于带电体的作用，使带电体附近的物体带电。‎ l 检验物体带电的方法 n 使用验电器。‎ u 验电器的构造：金属球、金属杆、金属箔。‎ u 验电器的原理：同种电荷相互排斥。‎ u 从验电器张角的大小，可以判断所带电荷的多少。但验电器不能检验带电体带的是正电荷还是负电荷。‎ n 利用电荷间的相互作用。‎ n 利用带电体能吸引轻小物体的性质。‎ l 中和：放在一起的等量异种电荷完全抵消的现象。‎ n 如果物体所带正、负电量不等，也会发生中和现象。这时，带电量多的物体先用部分电荷和带电量少的物体中和，剩余的电荷可使两物体带同种电荷。‎ n 中和不是意味着等量正负电荷被消灭，实际上电荷总量保持不变，只是等量的正负电荷使物体整体显不出电性。‎ 1. 摩擦起电 l 原子的结构：原子是由位于中心的原子核和核外的电子组成的；原子核的质量比电子的大得多，几乎集中了原子的全部质量；原子核带正电，电子带负电，电子在原子核的吸引下，绕核高速运动。 ‎ 160‎ 原子核带正电，电子带负电。电子绕核运动。但整个原子呈中性。‎ l 摩擦起电：摩擦过的物体具有吸引轻小物体的现象，就是摩擦起电现象。 摩擦的两个不同物体同时分别带上等量异种电荷。‎ l 摩擦起电的原因：不同物质的原子核束缚电子的本领不同，两个物体互相摩擦时，哪个物体的原子核束缚电子的本领弱，它的一些电子就会转移到另一个物体上；失去电子的物体因缺少电子而带正电，得到电子的物体因为有了多余电子而带等量的负电。‎ l 摩擦起电不是创造了电荷，只是电子从一个物体转移到另一个物体上。‎ l 由同种物质组成的两物体摩擦不会起电。‎ 1. 导体和绝缘体 l 导体和绝缘体：善于导电的物体叫做导体；不善于导电的物体叫做绝缘体。 常见的导体：金属、石墨、人体、大地、酸碱盐的水溶液等。 常见的绝缘体：橡胶、玻璃、塑料、油、陶瓷等。‎ l 半导体：导电能力在绝缘体和导体之间的物体，叫做半导体。 常见的半导体：硅、锗。 半导体的应用：集成电路（包括二极管、三极管）、热敏电阻、光敏电阻等。‎ l 超导体：有些物质，当温度降到某一温度以下，电阻会突然变为零，这种现象叫做超导现象。能够发生超导现象的物体叫做超导体。 超导体的实际应用：磁悬浮列车。 超导体可以用作输电线或制造电子元件，并且无需考虑散热的问题。凡是利用电流的热效应来工作的电路中都不能使用超导体。‎ l 导体容易导电的原因：里面有大量的自由电荷，它们可以脱离原子核的束缚，而在导体内部自由移动。‎ l ‎“导电”与“带电”的区别：导电过程是自由电荷定向移动的过程，导电体是导体；带电过程是电子得失的过程，能带电的物体可以是导体，也可以是绝缘体。‎ l 导体和绝缘体之间并没有绝对的界限，在一定条件下可相互转化。一定条件下，绝缘体也可变为导体。‎ 第二节 让电灯发光 1. 电流 l 电流的形成：电荷在导体中定向移动形成电流。 ‎ 160‎ 自由电荷在金属导体中是自由电子，在酸、碱、盐水溶液中是正、负离子。‎ l 电流的方向：把正电荷移动的方向规定为电流的方向。 在电源外部，电流的方向是从电源的正极流向负极。在金属导体中，电流的方向跟自由电子的移动方向相反。‎ l 电源：能够提供持续电流的装置，叫做电源。 干电池、蓄电池供电时，化学能转化为电能；发电机发电时，机械能转化为电能。‎ l 持续电流形成的条件：① 必须有电源； ② 电路必须闭合（通路）。 只有两个条件都满足时，才能有持续电流。‎ l 电流的三种效应 ① 电流的热效应：如白炽灯，电饭锅等。 ② 电流的磁效应：如电铃、电磁继电器等。 ③ 电流的化学效应：如电解、电镀等。 注：电流看不见、摸不着，我们可以通过各种电流的效应来判断它的存在,这里体现了转换法的科学思想。物理学中，对于一些看不见、摸不着的物质或物理问题我们往往要抛开事物本身，通过观察和研究它们在自然界中表现出来的外显特性、现象或产生的效应等，去认识事物的方法，在物理学上称作这种方法叫转换法。‎ 1. 电路和电路图 l 电路：由电源、用电器、开关、导线等元件组成的电流的路径，叫做电路。‎ l 电路元件的作用： 电源——能够提供电流的装置，或把其他形式的能转化为电能的装置（干电池将化学能转化为电能）。 用电器——消耗电能，将电能转化为其他形式能的装置。 开关——控制电路的通断。 导线——传导电流，输送电能。‎ l 电路的三种状态： 通路——处处连通的电路叫通路，此时电路中有电流通过，电路是闭合的。 断路（开路）——某处断开的电路叫断路，此时电路不闭合，电路中无电流。 短路——不经过用电器而直接用导线把电源正、负极连在一起，电路中会有很大的电流，可能把电源烧坏。 用电器两端直接用导线连接起来的情况也属于短路。‎ l 电路图：用符号表示电路连接的图，叫做电路图。‎ 160‎ l 常用电路元件的符号：‎ 符号 意义 符号 意义 ‎＋‎ 交叉不相连的导线 电铃 交叉相连接的导线 电动机 ‎(负极)(正极)‎ 电池 电流表 电池组 电压表 开关 电阻 小灯泡 滑动变阻器 1. 电路和电路图 l 由电路图连接实物：首先按电路图摆好元件位置。其中开关S应是断开的。若有滑动变阻器，应将其滑片P调到变阻器的阻值最大端。‎ n 若为串联电路，可从电源正极出发，逐个顺次连接各个元件，然后回到电源负极。‎ n 若为并联电路，可先选一支路与开关、电源和干路上的其他元件按串联方法连成回路，再把与该支路并联的各支路依次并联在该支路上；也可先把并联部分按首首相接、尾尾相接的接法接好，再从分叉点和会合点与开关、电源连成回路。‎ n 若为混联电路，可参照串、并联的方法连接。‎ n 按连接顺序检查，确定无误后，可试触开关，看看有无异常，如有问题可断开开关检查。‎ n 实物图的连接中，要注意每个元件的位置和它与电路图中符号位置的对应关系。‎ l 由实物图画电路图：参照实物图画出电路图时，要用规定的符号表示相应的元件，要分清元件间的连接关系，要画成规则的方框图（导线要画直，拐弯处要画成直角）。‎ 第三节 连接串联电路和并联电路 1. 串联电路：两个用电器首尾相连，然后接到电路中，就说这两个用电器是串联的。‎ 2. 并联电路：两个用电器的两端分别连在一起，然后接到电路中，就说这两个用电器是并联的。‎ 3. 串联电路与并联电路的特点：‎ 串联电路 并联电路 160‎ 连接特点 逐个顺次连接（首尾相连）‎ 并列连接在两点之间（首相接，尾相连）‎ 电流路径 电流从电源正极出发，只有一条路径流回电源负极，整个电路是一个回路（无分支）‎ 干路电流在节点处分别流经各支路，再在另一节点处汇合流回电源负极，每个支路各自跟干路形成回路，有几条支路就有几个回路（有分支）‎ 开关作用 开关控制整个电路 开关位置对它的控制作用没有影响 干路开关控制整个电路 支路开关只控制它所在的那条支路 用电器间是 否互相干扰 各用电器互相干扰，若其中一个断开 ‎，其他用电器无法工作。‎ 各用电器不互相干扰，若其中一个断开，其他用电器照常工作 实例 装饰用的彩色小灯泡；开关和用电器 家庭电路；路灯 1. 识别串联电路、并联电路的方法：‎ l 让电流从电源正极出发经过各用电器回到电源负极，途中不分流就是串联，否则就是并联。‎ l 将用电器接线柱编号，电流流入端为“首”电流流出端为“尾”，观察各用电器，若“首→尾→首→尾”连接为串联；若“首、首”，“尾、尾”相连，为并联。（类似于物理课上所介绍的方法）‎ l 识别不规范的电路过程中，不论导线多长，只要其间没有电源、用电器等，导线两端点均可看成同一个点，从而找出各用电器两端的公共点。‎ l 对实际看不到连接的电路，如路灯、家庭电路，可根据他们的某些特征判断连接情况。‎ 第四节 科学探究：串联和并联电路的电流 ‎【实验器材】两只相同规格的小灯泡和一只不同规格的小灯泡、一个开关、两节干电池、导线若干、三个电流表 ‎【电路图】‎ ‎【设计实验】分别按照上面两个电路图连接电路，先将规格相同的小灯泡接入电路，读出电流表示数并记录；然后将规格不同的小灯泡接入电路，再次读出电流表示数并记录。‎ ‎【实验表格】‎ 160‎ 实验次数 A点的电流IA/A B点的电流IB/A C点的电流IC/A ‎1‎ ‎2‎ ‎【实验结论】串联电路中各点的电流相等，并联电路的总电流等于各支路电流之和。 ‎ ‎【提示】‎ l 使用不同规格的灯泡是为了避免偶然性。‎ l 课本中的实验是在A、B、C三点分别接电流表。同时接电流表的好处是便于操作。‎ 第五节 测量电压 1. 电压：电压是使电路中自由电荷定向移动形成电流的原因。电压的符号是U，单位为伏特（伏，V）。‎ l 要在一段电路中产生电流，它的两端就要有电压。‎ l 电源的作用是给用电器两端提供电压。‎ l ‎1kV＝103V＝106mV l 说电压时，要说“xxx两端的电压”；说电流时，要说通过“xxx的电流”。‎ 2. 电压表：测量电路两端电压的仪表叫电压表，符号为，其内阻很大，接入电路上相当于开路。‎ 3. 电压表的示数：‎ 量程 使用接线柱*‎ 表盘上刻度位置 大格代表值 小格代表值 ‎0～3V ‎“-”和“3”‎ 下一行 ‎1V ‎0.1V ‎0～15V ‎“-”和“15”‎ 上一行 ‎5V ‎0.5V ‎ 在下一行读出的示数是指针指向相同位置时，在上一行读出的示数的5倍。‎ ‎* 部分电流表的三个接线柱是“+”、“3”和“15”。这时“3”和“15”是负接线柱，电流要从“+”流入，再从“3”和“15”流出。‎ 4. 正确使用电压表的规则：‎ 160‎ l 电压表必须和被测的用电器并联。 如果与被测用电器串联，会因为电压表内阻很大，此段电路开路而无法测此用电器两段的电压。如果被测用电器在支路上，这时电压表测的是其他支路两端的电压；如果被测用电器在干路上，则整个电路便成开路了，这时电压表测的是电源电压。‎ l 电流必须从“＋”接线柱流进去，从“－”接线柱流出来。‎ l 被测电压不能超过电压表量程。‎ 1. 无法估测待测电压的大小时，可先用大量程试触。再根据指针偏转幅度选用适当量程。‎ 2. 常见的电压：‎ 干电池两极间的电压是 ‎1.5V 手持移动电话的电池两极间的电压 ‎3.6V 对人体安全的电压 不高于36V 家庭电路的电压 ‎220V 发生闪电的云层间电压 几百万伏至几亿伏 动力电路的电压 ‎380V 电鳐可以产生200V左右的电压，用来自卫。‎ 3. 在理解电流、电压的概念时，通过观察水流、水压的模拟实验帮助我们认识问题，这里使用了科学研究方法“类比法”。类比是指由一类事物所具有的属性，可以推出与其类似事物也具有这种属性的思考和处理问题的方法。‎ 4. 电流表、电压表的比较：‎ 电流表 电压表 异 符号 连接方式 与被测用电器串联 与被测用电器并联 直接连接电源 不能 能 量程 ‎0.6A、3A ‎3V、15V 每大格 ‎0.2A、1A ‎1V、5V 每小格 ‎0.02A、0.1A ‎0.1V、0.5V 内阻 很小，几乎为零，相当于短路 很大，相当于开路 160‎ 同 使用前要调零；读数时看清量程和每大（小）格；正接线柱流入，负接线柱流出；不能超过最大测量值。‎ 1. 利用电流表、电压表与用电器连接，判断电路故障 l 电流表示数正常而电压表无示数 故障原因可能是：① 电压表损坏；② 电压表接触不良；③ 与电压表并联的用电器短路。‎ l 电压表有示数而电流表无示数 故障原因可能是：① 电流表短路；② 和电压表并联的用电器开路，此时电流表所在电路中串联了大电阻（电压表内阻）使电流太小，电流表无明显示数。‎ l 电流表电压表均无示数 “两表均无示数”表明无电流通过两表，除了两表同时短路外，最大的可能是主电路断路导致无电流。‎ 2. ‎【实验器材】两只相同规格的小灯泡和一只不同规格的小灯泡、一个开关、两节干电池、导线若干、三个电压表 ‎【电路图】‎ ‎【设计实验】分别按照上面两个电路图连接电路，先将规格相同的小灯泡接入电路，读出电压表示数并记录；然后将规格不同的小灯泡接入电路，再次读出电压表示数并记录。‎ ‎【实验表格】串联电路：‎ 实验次数 AB两端的电压UAB/V BC两端的电压UBC/V AC两端的电压UAC/V ‎1‎ ‎2‎ 并联电路：‎ 实验次数 L1两端的电压U1/V L2两端的电压U2/V 总电压U/V 160‎ ‎1‎ ‎2‎ ‎【实验结论】串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。并联电路中，各支路两端的电压相等。‎ ‎【提示】使用不同规格的灯泡是为了避免偶然性。‎ 160‎ 160‎ 第十五章 探究电路 第一节 电阻和变阻器 1. 电阻：导体对电流的阻碍作用叫电阻。符号是R，单位是欧姆（欧，Ω） 1MΩ＝103kΩ＝106Ω 常见导体的电阻率从小到大排列，分别是：银、铜、铝、钨、铁、锰铜合金、镍铬合金等。‎ 2. 电阻的决定式：‎ 导体的电阻是导体本身的一种性质。它的大小决定于导体的材料（电阻率ρ）、长度（L 160‎ ‎）和横截面积（S）。 导体越长，电阻越大；导线横截面积越小，电阻越大。‎ 1. 探究“决定电阻大小的因素”实验时，必须注意控制变量。‎ l 实验原理：用串联在电路中小灯泡亮度的变化来研究导体电阻的变化（也可以在电压不变的情况下，通过电流的变化来研究导体电阻的变化）。‎ l 实验方法：控制变量法。所以定论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”。‎ l 结论：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积，还与温度有关。‎ l 有很多实验都是用控制变量法来完成的，所以必须熟练掌握控制变量法，并且在练习时加以注意。‎ 2. 电阻的计算公式： R——电阻——欧姆（Ω）；U——电压——伏特（V）；I——电流——安培（A）。‎ 3. 关于电阻的注意事项：‎ l 导体不同，电阻也一般不同。‎ l 导体的电阻与导体的温度有关。对大多数导体来说，温度越高，电阻越大。‎ l 电阻是导体阻碍电流作用的性质，是导体本身的一种性质。与导体两端有无电压、电压大小、是否有电流通过以及电流大小等均无关。‎ l 只表示电压、电流和电阻的数值关系，没有物理意义。‎ 4. 电阻的分类：定值电阻（）、变阻器（）‎ 5. 滑动变阻器： 原理：通过改变接入电路中电阻线的长度改变电阻，从而改变电路中的电流。 作用：改变电流、调节电压和保护用电器。 某滑动变阻器标有“50Ω 1A”的字样，表明该滑动变阻器的最大阻值为50Ω，允许通过的最大电流为1A。‎ 6. 使用滑动变阻器的注意事项（见右图）：‎ l 接线时必须遵循“一上一下”的原则。 ‎ 160‎ 如果选用A、B两个接线柱，相当于接入一段导线；如果选用C、D两个接线柱，相当于接入一段定值电阻。这两种错误的接法都会使滑动变阻器失去作用。‎ l A和B相当于同一个接线柱。即选用AC、BC或AD、BD是等效的。‎ l 选用C接线柱时，滑片P向左移动，滑动变阻器的电阻值将减小； 选用D接线柱时，滑片P向左移动，滑动变阻器的电阻值将增大。 （滑片距离下侧已经接线的接线柱越远，连入电路中的电阻越大）‎ l 每个变阻器都标有规定的最大电阻和允许通过的最大电流，使用时不能超过它的最大值。‎ 1. 应用：电位器 2. 注意：‎ l 滑动变阻器的铭牌，告诉了我们滑片放在两端及中点时，变阻器连入电路的电阻。‎ l 分析因变阻器滑片的变化引起的动态电路问题，关键搞清哪段电阻丝连入电路，再分析滑片的滑动导致变阻器的阻值如何变化。‎ l 在给滑动变阻器选电阻线的时候，应该选择电阻较大的材料（镍铬合金）。‎ l 滑动变阻器的优缺点：能够逐渐改变连入电路的电阻，但不能表示连入电路的阻值。 电阻箱的优缺点：能够表示连入电路的阻值，但不能连续改变连入电路的电阻。‎ 3. 电阻箱的读数方法：各旋盘对应的指示点（Δ）的示数乘面板上标记的倍数，然后加在一起，就是接入电路的阻值。‎ 第二节 科学探究：欧姆定律 1. 探究电阻上的电流跟两端电压的关系 【实验器材】阻值不同的两个定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、导线 【电路图】见右图 【实验表格】‎ 电阻R/Ω 电压U/V 电流I/A ‎【实验结论】当电阻一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比。 【注意事项】滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压；保护电路。‎ 160‎ 1. 探究电压导体两端电压不变时，电流与电阻值的关系 【实验器材】阻值不同的两个定值电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、导线 【电路图】见右上图 【实验表格】‎ 电压U/V 电阻R/Ω 电流I/A ‎【实验结论】当电压一定时，导体的电流跟导体的电阻成反比。 【注意事项】滑动变阻器的作用：使电阻两端的电压保持不变。‎ 2. 这两个实验都采用控制变量法。‎ 3. 分析实验数据寻找数据间的关系，从中找出物理量间的关系，这是探究物理规律的常用方法。‎ 4. 欧姆定律 内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 公式：‎ U——电压——伏特（V）；R——电阻——欧姆（Ω）；I——电流——安培（A）‎ 5. 使用欧姆定律的注意事项：‎ l 同体性：公式中的I、U、R应是同一段电路或同一导体的。为了便于区别，应该加上同一种角标。‎ l 同时性：公式中的I、U、R应是同一时刻、同一导体所对应的数值。‎ l 欧姆定律普遍适用于纯电阻电路中。对于电动机（转动的线圈）和超导体来说，欧姆定律不成立。‎ 第三节 “伏安法”测电阻 1. 伏安法测量小灯泡的电阻 ‎【实验目的】证明灯丝电阻与温度有关。 【实验器材】小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、导线。 【实验步骤】 ① 画出电路图（见右图）。 ② 按电路图连接实物，开关S应断开，将滑动变阻器滑片P移到阻值最大端。 ③ 检查无误后闭合开关，移动滑片（眼睛看着电压表），分别记录三组电压、电流的对应值。 ‎ 160‎ ‎④ 断开开关。根据，计算出每次的电阻值R1、R2、R3，并求出电阻的平均值。 【实验表格】‎ 次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎【实验结论】灯丝的电阻与温度有关。温度越高，灯丝电阻越大。‎ ‎【注意事项】 ① 接通电源后先通过变阻器把电压调到小灯泡的额定电压，然后从该电压开始依次降低。 ② 滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压；保护电路。 ③ 实验最后不能求电阻的平均值，因为：灯丝的电阻与温度有关。‎ 1. 伏安法测电阻 【原理】 【实验器材】待测电阻、电流表、电压表、滑动变阻器、电源、开关、导线。 【实验步骤】 ① 画出电路图（见右图）。 ② 按电路图连接实物，开关S应断开，将滑动变阻器滑片P移到阻值最大端。 ③ 检查无误后闭合开关，移动滑片（眼睛看着电压表），分别记录三组电压、电流的对应值。 ④ 断开开关。根据，计算出每次的电阻值R1、R2、R3，并求出电阻的平均值。 【实验表格】‎ 次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎【注意事项】 ① 多次测量平均值的目的：减小误差。 ② 滑动变阻器的作用：改变电阻两端的电压；保护电路。‎ 2. 实验电路连接的常见错误：‎ l 电流表（电压表）的“＋”“－”接线柱接错了。‎ l 电流表（电压表）的量程选大/小了。‎ 160‎ l 滑动变阻器的接线柱接错了（同时接在上/下接线柱）。‎ l 电流表没有与被测用电器串联（如并联）；电压表没有与被测用电器并联（如串联或与其他用电器并联）‎ l 连接电路时开关没有断开。‎ 1. 测量未知电阻阻值的其他方法：‎ l 用两个电压表、一个阻值已知的定值电阻、一个电源、一个开关和若干导线，不用电流表（电路串联）： 在这种情况下，可利用“串联电路中电压与电阻成正比”求出电阻。‎ l 用一个电压表、一个阻值已知的定值电阻、一个电源、一个开关和若干导线，不用电流表（电路串联）： 由于只有一个电压表，我们就只能先利用短路测量电源电压，然后测量其中一个定值电阻两端的电压，利用“串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和”求出另外一个定值电阻两端的电压，最后利用“串联电路中电压与电阻成正比”求出电阻。‎ l 用两个电流表、一个阻值已知的定值电阻、一个电源、一个开关和若干导线，不用电压表（电路并联）： 在这种情况下，可利用“并联电路中，通过各支路的电流与其电阻成反比”求出电阻。‎ l 用一个电流表、一个阻值已知的定值电阻、一个电源、一个开关和若干导线，不用电压表（电路并联）： 由于只有一个电流表，我们就只能先利用断路测量其中一个支路的电流，然后测量电路的总电流，利用“并联电路的总电流等于通过各支路的电流之和”求出通过另外一个定值电阻的电流，最后利用“并联电路中，通过各支路的电流与其电阻成反比”求出电阻。‎ l 用一个电流表、一个阻值已知的定值电阻、一个电源、一个开关和若干导线，不用电压表（电路串联）： 先将未知的电阻短路，利用U＝IR求出电源电压。然后再将未知的电阻连入电路，利用总电压相等，求出总电阻。利用“串联电路的总电阻等于各部分电路的电阻之和”求出未知电阻的阻值。 如果阻值已知的定值电阻被换成滑动变阻器，方法也是相同的。‎ l 使用电流表（或电压表）、一个电阻箱、一个电压、一个开关盒若干导线： 可以先把定制电阻单独连入电路，测量定值电阻的一个物理量（电流或电压）。把电阻箱单独连入电路，并使电阻箱对应的物理量等于定值电阻对应的物理量。读出电阻箱连入电路的阻值即可。但这种方法只能粗略地测量定值电阻阻值。‎ 测量电阻的原理一般只有两个：一个是，另一个是利用其他物理量与电阻的关系。大家应该熟练掌握等效替代法，而不是背实验步骤和表达式（所以提纲也不会给出步骤和表达式）。‎ 第四节 电阻的串联和并联 1. 电阻的串联和并联电路规律的比较 串联电路 并联电路 160‎ 电流特点 串联电路中各处电流相等 并联电路的总电流等于各支路电流之和 电压特点 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和 并联电路中，各支路两端的电压相等 电阻特点 串联电路的总电阻，等于各串联电阻之和 并联电阻中总电阻的倒数，等于各并联电路的倒数之和 分配特点 串联电路中，电压的分配与电阻成正比 并联电路中，电流的分配与电阻成反比 功率特点 串联电路和并联电路的总功率，都等于各部分电路功率之和 l 在做电学计算题之前，要做好电路分析，分析有关各元件的物理量之间的关系。‎ l 在电路分析、计算时，串联要抓住电流相等这一特点；并联要抓住电压相等这一特点。‎ l 若有n个相同的电阻R0串联，则总电阻为； 若有n个相同的电阻R0并联，则总电阻为。‎ l 电阻串联相当于增加了导体的长度，所以总电阻比其中任何一个电阻都大，串联得越多总电阻越大； 电阻并联相当于增加了导体的横截面积，所以并联总电阻比每一个并联分电阻都小，并联得越多总电阻越小。‎ l 电路（串联、并联）中某个电阻阻值增大，则总电阻随着增大；某个电阻阻值减小，则总电阻随着减小。‎ l 常用的串、并联电路中的物理量与电阻的比例关系有（以两个电路串、并联为例，其中P为电功率，W为电功，Q为电热） ‎ l 串联时： ‎ R总=R1+R2+R3+R4+‎ l 160‎ 并联时： ‎ 第五节 家庭用电 1. 家庭电路的组成：家庭电路由进户线、电能表、闸刀开关、保险盒、开关、电灯、插座、导线等组成。‎ 2. 家庭电路中各部分电路及作用：‎ l 进户线 进户线有两条，一条是火线，一条是零线。火线与零线之间的电压是220V。 正常情况下，零线之间和地线之间的电压为0V。‎ l 电能表（见第一节）‎ n 用途：测量用户消耗的电能（电功）的仪表。‎ n 安装：电能表安装在家庭电路的干路上，这样才能测出全部家用电器消耗的电能。‎ l 闸刀开关（空气开关）‎ n 作用：控制整个电路的通断，以便检测电路更换设备。‎ n 安装：闸刀开关安装在家庭电路的干路上，空气开关的静触点接电源线。‎ l 保险盒（见第五节）‎ n 电路符号：‎ n 连接：与所保护的电路串联，且一般只接在火线上。‎ n 选择：保险丝的额定电流等于或稍大于家庭电路的最大工作电流。‎ n 保险丝规格：保险丝越粗，额定电流越大。‎ n 注意事项：不能用较粗的保险丝或铁丝、铜丝、铝丝等代替标准的保险丝。因为铜丝的电阻小，产生的热量少，铜的熔点高，不易熔断。‎ l 插座 n 作用：连接家用电器，给可移动家用电器供电。‎ n 种类：常见的插座有二孔插座（下图左）和三孔插座（下图右）。‎ n 安装：并联在家庭电路中，具体接线情况见右图。‎ 160‎ n 把三脚插头插在三孔插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器的金属外壳与大地连接起来，防止了外壳带电引起的触电事故。‎ l 用电器（电灯）和开关 n 白炽灯的工作原理：白炽灯是利用电流的热效应进行工作的。‎ n 灯泡长期使用会变暗，原因是：灯丝升华变细电阻变小，实际功率变小；升华后的金属钨凝华在玻璃内壁上降低了灯泡的透明度。‎ n 开关和用电器串联，开关控制用电器。如果开关短路，用电器会一直工作，但开关不能控制。‎ 1. 为防止漏电对人造成伤害，在家庭电路的总开关处要安装漏电保护器。‎ 2. 连接家庭电路的注意事项：‎ l 家庭电路中各用电器是并联的。‎ l 插座的连接要遵循“左零右火”的规则。‎ l 开关必须串联在火线中，成“火线——开关——用电器——零线”的连接方式。‎ l 与灯泡的灯座螺丝口相接的必须是零线。‎ l 火线上必须接有保险丝，保险丝不能用铁丝、铜丝代替。（现在保险丝已被空气开关代替。）‎ l 三线插头中的地线与用电器的金属外壳相连，插座上相应的导线和室外的大地相连。这样做可以防止外壳带电给人造成伤害。‎ l 虽然地线和零线正常情况下之间没有电压，但绝不能将地线和零线接通，否则易造成触电事故。‎ 3. 试电笔：用试电笔可以辨别火线和零线。使用时笔尖接触被测的导线，手必须接触笔尾的金属体。‎ l 用试电笔测火线时氖管会发光；测零线时不会发光，因为零线内没有电压。‎ l 测电笔接触火线时，如果观察不到氖管发光，你认为产生这种现象的原因可能是：测电笔氖管已坏；手没有接触笔尾金属体；火线断路。‎ 160‎ l 某次检修电路时，发现灯泡不亮，火线、零线都能使测电笔发光，可能的原因是：火线完好，零线处有断路，被测段零线通过用电器和火线构成通路。‎ 1. 家庭电路中触电的原因：一是人体接触了火线和大地（单线触电），二是人体接触了火线和零线（双线触电）。‎ 2. 通常所说的触电，是指一定大小的电流通过人体引起的伤害事故。实验表明，当1mA左右的电流通过人体时，会使人产生麻的感觉；超过10mA的电流九能使人感觉到剧痛，甚至神经麻痹，呼吸困难，有生命危险；电流达到100mA时，3s九可使人窒息，心脏停止跳动。‎ 3. 事实表明：不高于36V的电压才是安全电压。‎ 160‎ 160‎ 第十六章 电流做功与电功率 第一节 电流做功 1. 电功：电流所做的功叫电功。‎ l 电功的符号是W，单位是焦耳（焦，J）。电功的常用单位是度，即千瓦时（kW·h）。‎ 160‎ l ‎1kW·h＝3.6×106J 1. 电流做功的过程，实际上就是电能转化为其他形式能的过程。‎ 2. 电流在某段电路上所做的功，等于电功率与通电时间的乘积，还等于这段电路两端的电压与电路中的电流以及通电时间的乘积。‎ l 电功的计算公式为：‎ 3. 电能表：测量电功的仪表是电能表（也叫电度表）。下图是一种电能表的表盘。‎ l 表盘上的数字表示已经消耗的电能，单位是千瓦时，该数的前四位是整数，第五位是小数部分，即1234.5kW·h。‎ l ‎“220V”表示这个电能表应该在220V的电路中使用。‎ l ‎“10（20A）”表示这个电能表的标定电流为10A，额定最大电流为20A。‎ l ‎“50Hz”表示这个电能表在50Hz的交流电中使用；‎ l ‎“600revs/kW·h”表示接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的表盘转过600转。‎ l 根据转盘转数计算电能或根据电能计算转盘转数时，可以列比例式：‎ l ‎ 列出的比例式类似于 ‎ l l 用电能表月底的读数减去月初的读数，就表示这个月所消耗的电能。‎ 第二节 电流做功的快慢 1. 电功率：电流在1秒内所做的功叫电功率。‎ l 电功率符号是P，单位是瓦特（瓦，W），常用单位为千瓦（kW）。‎ l ‎1kW＝103W 2. 电功率的物理意义：表示消耗电能的快慢。‎ 3. 电功率的定义式： 第一种单位：P——电功率——瓦特（W）；W——电功——焦耳（J）；t——通电时间——秒（s）。 第二种单位：P——电功率——千瓦（kW）；W——电功——千瓦时（kW·h）；t 160‎ ‎——通电时间——小时（h）。‎ 1. 电功率的计算式：‎ P——电功率——瓦特（W）；U——电压——伏特（V）；t——电流——安培（A）。‎ 2. 家用电器的电功率（估计数值）： 1000W：空调、微波炉、电炉、电热水器； 800W：吸尘器； 500W：电吹风机、电熨斗、洗衣机； 200W：电视机、电子计算机； 100W：电冰箱、电扇。 低于1W：手电筒、计算器、电子表。‎ 3. 有关电功、电功率的公式及其适用范围：‎ 电功 电功率 公式的适用范围 普遍适用 普遍适用 只适用于纯电阻电路（只含电阻的电路）‎ 只适用于纯电阻电路 4. 用电器的额定功率和实际功率 l 额定电压：用电器正常工作时的电压叫额定电压。‎ l 额定功率：用电器在额定电压下的功率叫额定功率。‎ l 额定电流：用电器在正常工作时的电流叫额定电流。‎ l 用电器实际工作时的三种情况： ——用电器不能正常工作。（如果是灯泡，则表现为灯光发暗，灯丝发红） ——用电器不能正常工作，有可能烧坏。（如果是灯泡，则表现为灯光极亮、刺眼、发白或迅速烧断灯丝） ——用电器正常工作。‎ l 电灯泡上的“PZ220 25”表示额定电压是220V，额定功率是25W。‎ l 有些地区电压不稳定，使用稳压器可以获得较为稳定的电压。‎ l 额定电压相同，额定功率不同的灯泡，灯丝越粗，功率越大。 将这两个灯泡串联，额定功率大的，实际功率小；将这两个灯泡并联，额定功率大的，实际功率大。‎ 160‎ 1. 串并联电路P实与R大小的关系 项目 串联电路 并联电路 P实与R的关系 串联电路中电阻越大的用电器消耗的电功率越大 并联电路中电阻越小的用电器消耗的电功率越大 灯泡发光亮度 实际电压大的P实越大，因此实际电压大的灯泡较亮 通过电流大的P实越大，因此通过电流大的灯泡较亮 电阻大的P实越大，因此电阻大的灯泡较亮 电阻小的P实越大，因此电阻小的灯泡较亮 串接上滑动变阻器的小灯泡，变阻器阻值增大时分压也大，小灯泡实际电压减小，小灯泡发光较暗 并接上滑动变阻器的电灯，由于并联电路中各部分互不干扰，所以通过小灯泡所在支路的电流不变，小灯泡发光情况不变 第三节 测量电功率 1. 伏安法测小灯泡的功率 【实验目的】探究小灯泡的发光情况与小灯泡实际功率的关系。 【实验原理】 【实验器材】小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线。 【实验步骤】 ① 画出电路图（见右图）； ② 按电路图连接实物。注意开关断开，滑动变阻器的滑片移到阻值最大端。 ③ 检查无误后，试触，无异常后闭合开关。移动滑片，使小灯泡在额定电压下发光，然后使小灯泡两端的电压约为额定电压的1.2倍，接下来使小灯泡两端的电压小于额定电压，每次都要观察小灯泡的亮度，测出小灯泡的功率。 ④ 根据分别算出小灯泡的额定功率、电压为额定电压的1.2倍时的实际功率、电压低于额定电压时的实际功率。 【实验表格】‎ 次数 电压/V 电流/A 电功率/W 发光情况 ‎1‎ 160‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎【实验结论】灯泡的亮度由实际功率决定。灯泡的实际功率越大，灯泡越亮。 【注意事项】滑动变阻器的作用：改变小灯泡两端的电压、保护电路。‎ 第四节 科学探究：电流的热效应 1. 探究电流的热效应 【实验器材】（如下图）烧瓶（三个烧瓶中放入等量的煤油）、温度计、铜丝、镍铬合金丝、电源。 【实验步骤】（1） ① 如下图中的左图，在两瓶中分别浸泡铜丝、镍铬合金丝。 ② 将两瓶中的金属丝串联起来接到电源上。 ③ 通电一段时间后，比较两瓶中煤油的温度变化。 （2） 在通电时间相同的情况下，分别给一个烧瓶中的镍铬合金丝通入大小不同的电流（下图中的右图），观察什么情况下产生的热量多。 【实验结论】（1）在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。 （2）在通电时间一定、电阻相同的情况下，通过电流大时，镍镉合金丝产生的热量多。 ‎ 2. 焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。‎ Q——热量——焦耳（J）；I——电流——安培（A）；R——电阻——欧姆（Ω）；t——通电时间——秒（s）‎ 3. 有关焦耳定律的注意事项 l Q不与I成正比，而是与I2成正比。往公式里代数时要注意电流的代入：Q＝I2Rt＝(1A)2×2Ω×5s＝10J l 对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），这时以下公式均成立 160‎ l 对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。‎ 1. 利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。 防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。‎ 2. 串并联电路中电功、电功率、电热与电阻的关系 物理量 串联 并联 电功 电功率 电热 比例关系 在串联电路中，电压分配、电功、电功率、电热都与电阻成正比 在并联电路中，电流分配、电功、电功率、电热都与电阻成反比 160‎ 160‎ 第十七章 从指南针到磁浮列车 第一节 磁时什么 1. 磁性：物体能够吸引钢铁、钴、镍一类物质的性质叫磁性。‎ 2. 磁体：具有磁性的物体，叫做磁体。磁体具有吸铁性和指向性。‎ 3. 磁体的指向性：可以在水平面内自由转动的条形磁体或磁针，静止后总是一个磁极指南（叫南极，用S表示），另一个磁极指北（叫北极，用N表示）。‎ 4. 磁极：磁体上磁性最强的部分叫磁极。磁体两端的磁性最强，中间的磁性最弱。 无论磁体被摔碎成几块，每一块都有两个磁极。‎ 5. 磁极间的相互作用：异名磁极互相吸引，同名磁极互相排斥。‎ 6. 磁化：磁性材料在磁体或电流的作用下会获得磁性，这种现象叫做磁化。 高温和剧烈震动可以使这些物体的磁性消失。 钢和软铁的磁化：软铁被磁化后，磁性容易消失，称为软磁材料。钢被磁化后，磁性能长期保持，称为硬磁性材料。所以制造永磁体使用钢，制造电磁铁的铁芯使用软铁。‎ 7. 物体是否具有磁性的判断方法： ① 根据磁体的吸铁性判断。 ② 根据磁体的指向性判断。 ③ 根据磁体相互作用规律判断。 ④ 根据磁极的磁性最强判断。‎ 8. 磁场：磁体周围的空间存在着磁场。 磁场看不见、摸不着，我们可以根据它所产生的作用来认识它，这里使用的就是转换法。‎ 9. 磁场的基本性质：磁场对放入其中的磁体产生磁力的作用。磁体间的相互作用就是通过磁场而发生的。‎ 10. 磁场的方向：把小磁针静止时北极所指的方向定位那点磁场的方向。‎ 11. 磁感线：在磁场中画一些有方向的曲线，任何一点的曲线方向都跟放在该店的磁针北极所指的方向一致。这样的曲线叫做磁感线。磁感线上某点的切线方向，就是该点的磁场方向。‎ 12. 对磁感线的认识：‎ l 在磁体外部，磁感线都是从磁体的N极出发，回到S极。在磁体内部正好相反。‎ 160‎ l 磁感线布满磁体周围整个空间，磁感线的疏密表示磁性强弱。‎ l 磁感线是假想的闭合曲线，磁感线不是真实存在的（磁场是真实存在的），磁感线不交叉、不重合，磁感线要画成虚线。‎ l 用磁感线描述磁场、用光线描述光的传播的方法是模型法。‎ l 磁感线立体分布在磁体周围。‎ 1. 磁极受力：在磁场中的某点，北极所受磁力的方向跟该点的磁场方向一致，南极所受磁力的方向跟该点的磁场方向相反。‎ 2. 典型的磁感线：‎ 3. 磁场的分类：地磁场、电流的磁场（第三节）‎ 4. 地磁场：地球本身是一个巨大的磁体，在地球周围的空间存在着磁场，叫做地磁场。‎ l 地磁场的磁感线从地磁北极出发到地磁南极。‎ l 小磁针能够指南北是因为受到了地磁场的作用。‎ l 我国宋代的沈括首先发现：地理的两极和地磁的两极并不重合，地磁北极在地理南极附近，地磁南极在地理北极附近。‎ 第二节 电流的磁场 1. 最早发现电流磁效应的科学家是丹麦物理学家奥斯特。‎ 2. 奥斯特实验：如下图所示，将一根导线平行地拉在静止的小磁针的上方（乙图），观察导线通电时（甲图）小磁针是否偏转，改变电流方向（丙图），再观察一次。 对比甲图、乙图，可以说明通电导线的周围有磁场； 对比甲图、丙图，可以说明磁场的方向跟电流的方向有关。‎ 3. 通电螺线管的磁场：通电螺线管外部的磁场方向与条形磁体 160‎ 的磁场相似。磁极可用安培定则来判断。‎ 1. 安培定则：用右手握螺线管，让四指指向螺线管中电流的方向，则大拇指所指的那端就是螺线管的N极。 螺线管的极性只与电流方向有关，与线圈绕法无关。‎ 2. 安培定则的应用：判断通电螺线管的磁极、根据磁极判断电流方向、根据磁极和电流方向判断线圈绕法。‎ 3. 典型图： ‎ 4. 电磁铁：插有铁芯的通电螺线管，在有电流通过时有磁性，没有电流时失去磁性，这种磁体就是电磁铁。‎ 5. 电磁铁的工作原理：电流的磁效应、磁化 6. 影响电磁铁（通电螺线管）磁性强弱的因素：线圈匝数、电流大小、（是否插入铁芯）。 电磁铁的电流越大，它的磁性越强；外形相同的螺线管，电流大小相同时，线圈匝数越多，它的磁性越强。‎ 7. 电磁铁的应用：电磁起重机、电磁继电器、空气开关、磁悬浮列车、电话等。 磁悬浮列车利用了“同名磁极互相排斥”的原理。‎ 8. 电磁铁与永久磁体相比，所具有的优点有： ① 可以改变电流的大小以改变磁性的强弱； ② 可以改变电流方向以改变磁极； ③ 可以通过控制电流的有无来控制磁性的有无。‎ 9. 继电器：继电器是利用低电压、弱电流电路的通断，来间接地控制高电压、强电流电路的装置。‎ 10. 电磁继电器：电磁继电器是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。‎ 11. 电磁继电器的结构：电磁继电器由电磁铁、衔铁、簧片、触点组成，其工作电路由低压控制电路和高压工作电路组成。有了电磁继电器，人们就可以安全方便地操纵大型机械了。 ‎ 12. 扬声器和话筒的能量转换：前者是将电能转化成声能的装置，后者是将声能转化成电能的装置。‎ 13. 160‎ 扬声器的工作原理：线圈通过如图9.5-4所示电流时，受到磁体吸引而向左运动；当线圈通过的电流的方向相反时，受到磁体排斥而向右运动。交流电方向周期性改变，线圈带动纸盆不断振动，产生声音。‎ 1. 水位自动报警器的工作原理：如下图，当水位未达到金属块A时，电磁铁断路，不具有磁性。绿灯与电源接通，红灯断开。此时绿灯亮，红灯不亮。当水位达到金属块A时，电磁铁通路，具有磁性。红灯与电源接通，绿灯断开。此时红灯亮，绿灯不亮。 ‎ 2. 电铃的工作原理：如右上图。通电时，电磁铁有电流通过，具有磁性，吸引小锤下方的弹性片，使小锤打击电铃发出声音；同时电路断开，电磁铁失去磁性，小锤被弹回，电路闭合。这样不断重复，电铃便发出连续击打声了。‎ 第三节 科学探究：电动机为什么会转动 1. 探究“磁场对通电导线的作用”： 如图所示，把一根直导体AB放在蹄形磁体的磁场里，并与电源、开关、滑线变阻器组成一闭合电路。 　 【实验步骤】 ① 合上开关，接通电路，导体AB中产生由A向B流动的电流，这时导体AB向左运动起来。 ② 将电源上的正、负极接线对换，合上开关，导体AB中产生由B向A流动的电流，这时导体AB向右运动起来。 ③ 将蹄形磁体的磁极上下翻转，导体AB的运动方向也发生变化。‎ ‎【实验结论】 ① 通电导体在磁场里受到力的作用。 ② 通电导体在磁场里受力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关。‎ 2. 磁场对电流的作用：实验表明，通电导体在磁场中要受到磁场对电流的力而运动。‎ 3. 力的方向跟电流方向和磁感线（磁场）方向有关。电流方向或磁感线方向变得相反时，力的方向变得相反；电流方向和磁感线方向都变得相反时，力的方向不变。‎ 4. 电动机：电动机是将电能转化为机械能的装置。‎ 160‎ l 工作原理：通电线圈在磁场中受力转动。‎ l 能量转换：电能转化为机械能。‎ l 分类：交流电动机、直流电动机（直流电动机有换向器）‎ l 换向器的作用：在线圈刚越过平衡位置时自动改变电流方向，使线圈持续运动下去。‎ l 组成：电动机主要由转子和定子组成。‎ l 在直流电动机，当线圈位于平衡位置时，线圈内没有电流，线圈不受力的作用。‎ l 直流电动机的线圈内都是交流电。‎ l 电动机的优点：构造简单、控制方便、体积小、效率高、功率可以改变、污染小等。‎ 1. 欧姆定律适用于未转动的电动机的线圈。 电动机转动时，只有和成立。‎ 160‎ 第十八章 电能从哪里来 第一节 电能的产生 160‎ 1. 电池是一种把其他形式的能转化成电能的装置，电池提供的是直流电。常见的电池有：锌锰干电池、铅蓄电池、镍镉电池、锂电池、银锌电池等。‎ 2. 多数电池的使用是一次性的，称之为原电池；可以反复充电的电池称之为二次电池或蓄电池，如：铅蓄电池、锂电池等。‎ 3. 化学电池多数含有汞、镉、锂等金属元素，随意丢弃会污染环境，破坏生态。‎ 4. 太阳能电池（又称光伏电池）是将太阳能转化成电能的装置。太阳能电池用半导体硅和金属导体制成。巨大的太阳能帆板是人造卫星上的主要电源之一。‎ 5. 目前常用的发电方式有火力发电、水利发电和核能发电等。‎ 6. 火力发电是通过煤、石油等燃料的燃烧来加热锅炉中的水，产生高温、高压水蒸气，推动汽轮机叶轮高速旋转，从而带动发电机转子转动发电。火力发电的能量转化过程：‎ 燃料的化学能 水和水蒸气的内能 发电机转子的机械能 电能 7. ‎ 水利发电是在江河上筑坝建水库，让水库中的水从可控制的闸门中奔泻而出，冲击水轮机，水轮机带动发电机转子转动发电。水利发电的能量传递和转化过程：‎ 水的机械能 水轮机的机械能 发电机转子的机械能 电能 水利发电弊端：水利发电的发展受到资源的地理位置和自然条件的制约，并且对生态也有相当大的影响。‎ 8. 核能发电是利用铀原子核裂变时释放出的核能来加热水，用水产生的高温、高压蒸汽机作为动力，推动蒸汽机涡轮机转动，从而带动发电机转子发电。核能发电能量传递和转化过程是：‎ 核能 水和蒸汽机的内能 发电机转子的机械能 电能 秦山核电站是我国第一座核电站 160‎ 第二节 科学探究：怎样产生感应电流 1. 电磁感应的探究实验： 如图，在两段磁体的磁场中放置一根导线，导线的两端跟电流表连接。 【实验步骤、现象】 ① 当导体AB顺着磁感线上下运动或静止不动时，电流表指针不偏转，说明电路中没有电流。 ② 当导线AB水平向左运动时，电流表指针向右偏转，表明电路中产生了电流，电流方向是从B到A。 ③ 当导线AB水平向右运动时，电流表指针向左偏转，表明电路中产生了电流，电流方向是从A到B。 ④ 当导线AB水平向左运动时，但先将磁铁的磁极位置对调，电流方向是从A到B。‎ ‎【实验结论】 ① 产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 ② 导体中感应电流的方向，跟导体的运动方向和磁感线方向有关。 【注意事项】 ① 该电路没有电源。 ② 本实验中的能量转化：机械能转化为电能。‎ 2. ‎1831年，英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。‎ 3. 电磁感应：‎ 160‎ 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。‎ 1. 导体中感应电流的方向，跟导体的运动方向和磁感线方向有关。‎ 2. 发电机：发电机是将机械能转化为电能的装置。‎ l 原理：电磁感应现象 l 能量转化：机械能转化为电能。‎ l 发电机由转子和定子组成。‎ l 直流发电机中有换向器。‎ l 在直流发电机中，当线圈位于平衡位置时，线圈内没有电流。‎ 3. 交变电流：在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率，单位是Hz。我国电网的交流电，频率是50Hz，周期是0.02s，电流在每秒内产生的周期性变化的次数是50次。 无论是直流发电机还是交流发电机，线圈内都是交流电。‎ 4. 录音的原理是电流的磁效应（电能转化为声能）和磁化，放音的原理是电磁感应现象（声能转化为电能）。‎ 5. 发电机工作时，把转子的机械能转变为电能。‎ 第三节 电能的输送 1. 家庭用电的电压时220V。‎ 2. 我国远距离送电采用的电压有110KV、220KV和330KV，少数地方采用500KV的超高压送电。‎ 3. 当高压带电体与人、动物和建筑物等物体距离较近时会产生放电现象，使人和动物触电，称为电弧触电。‎ 第十九章 走进信息时代 第一节 感受信息 第一节 现代顺风耳——电话 1. ‎19世纪30年代，莫尔斯用短、长脉冲（点和划）代表字母，使信息以电码的形式沿电线传送出去，为人类打开了电信世界的大门。‎ 160‎ 1. ‎1876年，美国的贝尔发明了电话，是人类历史上最伟大的发明。‎ 2. 最简单的电话由话筒和听筒组成。话筒相当于变阻器，听筒相当于扬声器。‎ 3. 为了提高线路的利用率，人们发明了电话交换机，一般电话之间都是通过电话交换机来完成的。 早期的电话交换机是手工操作的。1891年出现了利用电磁继电器接线的自动电话交换机。现在的程控电话交换机利用了电子计算机技术。‎ 4. ‎“占线”现象包括：① 对方的话机在使用；② 一般是打长途电话时，两台交换机之间有太多的用户要通话。‎ 5. 电话分模拟和数字两种。使用模拟信号的通信方式叫做模拟通信，使用数字信号的通信方式叫做数字通信。 模拟信号缺点：模拟信号在长距离运输和多次加工、放大的过程中，信号电流的波形会改变，从而使信号丢失一些信息，表现为声音、图像的失真，严重时会使通信中断。 数字信号优点：① 形式简单，数字信号只包括两种状态，抗干扰能力强；② 可以通过不同编码进行加密。‎ 6. 现代的电话全部采用数字信号进行传输和处理，但在交换机和用户家中一两千米的距离上，还在使用模拟信号。‎ 第二节 让信息“飞”起来 1. 电磁波用途：医生用γ射线做脑手术；用X光片判断是否骨折；电视机、空调等设备的遥控器都是红外线遥控；微波在通讯领域、日常生活中大显身手；收音机、电视机、飞机、轮船上的雷达也需要电磁波。‎ 2. 波传播的快慢用波速表示。电磁波传播的速度等于光速。c=3×108m/s。波长是相邻两个波峰（或波谷）间的距离，用字母λ表示，国际制单位中，波长的单位是米（m）。频率为波周期变化的次数与时间之比，用字母ν表示。频率的单位是赫兹（Hz），还有千赫（kHz）赫兆赫（MHz）等。‎ ‎1kHz=103HZ； 1MHz=106Hz 3. 波速、波长与频率的关系：c=λν 160‎ 1. 有关描述波的性质的物理量：Œ振幅（A）：波源偏离平衡位置的最大距离，单位是m；周期（T）：波源振动一次所需要的时间，单位是s；Ž频率（f）：波源每秒类振动的次数，单位是Hz；波长（λ）：波在一个周期类传播的距离，单位是m。‎ 2. 在真空中，电磁波的波速一定，所以电磁波的波长和频率互成反比关系。频率低的波长短；频率高的，波长短。‎ 3. 将电磁波按照波长由小到大顺序排序，分别是：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、短波、中波和长波。‎ 4. 在微波炉中，食物的分子在微波的作用下剧烈振动，使得内能增加，温度升高。‎ 5. 无线电通信是利用电磁波传递信号。‎ 6. 光是一种电磁波：在真空中以3×108m/s的速度传播。‎ 1) 所有的波都在传播周期性的运动形态（如：水和橡皮绳传播的是凸凹相间的运动形态，而弹簧和声波传播的是疏密相间的运动形态。机械波是振动形式在介质中的传播，它不仅传播了振动的形式，更主要是传播了振动的能量。当信息加载到波上后，就可以传播出去）。‎ 2) 电磁波具有能量：在电磁波家族里，每个成员都具有不同的能量和不同的频率范围，因此，具有不同的物理特性和用途。如收音机、电视机、微波雷达、微波炉、红外热感照相机、从红到紫的可见光、紫外线消毒、X射线透视、γ射线检测金属缺陷等等。‎ 3) 电磁波的屏蔽：电磁波在固体、液体、气体及真空中都能传播，但它是可以被屏蔽的，电磁波遇到各种金属会发生反射，不能穿透金属，所以，金属或金属网罩对它有屏蔽作用。‎ 4) 电磁波对人类的危害：热效应(人体70%以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，引起体温升高，从而影响到器官的正常工作)、非热效应(人体的器官和组织都存在微弱的电磁场，它们是稳定有序的，一旦受到外界电磁波干扰，出于平衡状态的微弱电磁场随即遭到破坏，人体正常的循环技能也将遭到破坏)和积累效应(热效应和非热效应作用于人体后，对人体的上海尚未来得及自我修复之前再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生累积，久而久之就会成为永久性病态或危及生命)。‎ 5) 电磁波对人类的预防：‎ 10. 电磁波的应用 1) 电磁波的用途：基本上都集中在两个方面的性质上，一是信息特性，二是能量特性。‎ 2) 电磁波的信息特性：携带信息、获得信息，充当测量或检测工具、承载并传播信息。‎ 160‎ 1) 携带信息：利用电磁波携带的物质信息，进行物质鉴别和分析材料中包含的元素。（Œ钠盐燃烧时放出波长为589nm和589.6nm的黄光，告诉人们这种盐中含有钠元素；在分析化学实验中，用色谱仪根据各种谱线位置和强度测量某种物质中含有哪些元素；Ž在天体研究中，根据遥远星体发出的射线谱可以知道该天体中的物质组成等）‎ 2) 测量或检测功能：Œ利用电磁波的反射，可以发现目标，测量距离（如雷达）；利用电磁波的透射能力进行人体检查（如X光检查）；Ž研究晶体结构（如DNA的结构研究）‎ 3) 承载并传播信息：Œ无线电广播；电视信号的发射和接收。‎ 4) 频率很高的振动电流能够产生高频率的电磁波并向外界空间发射，这种电流称为射频信号。由声音转换成的电流信号称为音频信号，由图像转换成的电流信号称为视频信号。把音频信号和视频信号“搭载”到射频信号上的过程，称为调制。‎ 5) 电磁波的能量特性：一切电磁波都具有能量。‎ 6) 能量特性的应用：Œ太阳光是电磁波，它给予地球巨大的能量，地球上的大气循环、季节变化、昼夜温度起伏及生物圈的循环都源于太阳光提供的能量（a.叶绿素以太阳光为能量，把H2O、CO2和矿物质加工成淀粉、蛋白质和纤维素等；b.为我们提供最基本的温度环境；c.能形成水能、风能等可再生能源来发电，是一种新型能源）；电磁波能量的利用（a.高频淬火，及用高频电磁波快速加热齿轮齿表，然后在快速冷却，使齿轮耐磨；b.医生用γ刀切割肿瘤，大幅提高治疗效果，为病人减轻痛苦；c.医生利用激光对眼睛进行精巧的手术，治疗近视等）。‎ 11. 1) 现代通信技术包括：移动通信、网络通信、光纤通信、卫星中继通信。‎ 2) 现代“信息高速公路”的两大支柱是：卫星通信和光纤通信。‎ 3) 卫星通讯：利用人造地球卫星作为中继站，转发无线电波进行通信（在地球周围均匀的配置三颗同步通信卫星就可覆盖几乎全部的地表，实现全球通信，如电视节目等）。‎ 4) 卫星通讯的过程：卫星通讯系统由通信卫星、地面站和传输系统三部分组成。通信卫星就像一个空中微波中继站，它从一个地面站接受发射来的电信号，经过放大变频后，在发射到一个或几个地面站。‎ 5) 月球不能作为中继站：尽管月球也是地球的卫星，可以反射微波，但离我们太远了，信号衰减，时间延迟，而且只有当两个通信点同事看到月球时才能完成通信。‎ 160‎ 2) 地球同步卫星：通信卫星相对于地面是静止的，要把它发射到赤道上空36000km高度的圆形轨道上，使它绕地的周期与地球相同，也是24h，转动方向也与地球相同，所以称为同步卫星。‎ 3) 激光：是一种颜色单一（非常纯），强度大、方向高度集中的光。‎ 第三节 信息高速公路 1. 光导纤维简称光纤，是传输光信号的器件。结构：有内外两层，由于内外层的折射本领不一样，光在光纤中传播时，就不会跑到外层了。优点：抗干扰能力强，不怕雷击，不怕潮湿、不怕腐蚀，能减少信号衰减，适用于远距离、大容量传输信息。‎ 2. 现代电信网络：卫星通讯、微波通讯、移动通讯。其中移动通讯的基地台是按蜂窝的构造布局的。因而移动电话也被称为“蜂窝电话”。‎ 3. 数字蜂窝系统的组成：当前应用最普遍的主要由移动台（手机或车载电话）、基站（也称基地台，是连接移动台和电话交换网的中转站，它的主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信的建立、拆除，并为本控制区内移动台的过区切换进行控制等）和移动交换中心（是蜂窝通信网络的核心，主要功能是对位于本控制区域内的移动用户进行通信控制和管理）组成。‎ 4. 数字蜂窝系统的名称由来：为了获得最好的资源利用率，每个基站的工作范围经过合理调配后呈一个小六角形，像蜂窝一样，此为名称由来。‎ 5. 移动通信的工作过程：手机发射信号被离它最近的的基地台接收，然后由光缆把信号传到交换中心，寻找到选定的通话对象，再由光缆把信号传到离通话对象最近的基地台。‎ 6. 信息革命与人类文明：物质、能源与信息是人类社会生存和发展不可缺少的三大要素。当今，信息技术产业已经成为一些发达国家的重要产业。‎ 7. 互联网用途：a.发送电子邮件；b.召开视频会议；c.网上发布新闻；d.进行远程登陆，实现资源共享等。 ‎ 8. 9. 世界上最大的计算机网络是因特网。‎ 第二十章 能源、材料与社会 第一节 能量的转化与守恒 160‎ 1. 化学能是由于化学反应而产生的能量。核能则是由于核反应，物质的原子核结构发生变化而释放的能量。‎ 2. 电灯发光时，电能转化为光能和内能。‎ 3. 地球上的能量主要来源于太阳。太阳的内部每时每刻都发生着剧烈的核反应，释放出巨大的能量。植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在其体内。‎ 4. 能量守恒定律：能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而能量的总量保持不变。‎ 5. 例如小球的能量转化过程：‎ 6. 物理学的研究表明：能量的转化与转移具有方向性。‎ 7. 能量守恒定律的意义：能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，大到天体，小到原子 8. 核，无论是物理还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程都遵从此定律。‎ 9. 永动机是不可能实现的：它是一种可以不消耗能量，就可以永远的运动下去，并连续不断地做功的机 10. 器，它是由于违背科学规律而失败。永动机从反面证明了能量守恒定律的正确性。‎ 11. 能量转化中的效率：提高能量转化利用中的效率是节能问题的核心，是可持续发展的重要措施之一。‎ 12. 有效能量：直接（或间接）转化（或转移）为有用的能量。‎ 13. 无效能量：散发到大气，被其它物体利用的能量。‎ 14. 能量转化率=输出有效能量/输入能量（η= E有效/ E输入，η永远小于1‎ 第二节 能源的开发和利用 一、能源与可持续发展 1. 能源：凡是能为人类提供能量的物质资源，都可以叫做能源。‎ 2. 能源的分类：Œ按能源的利用方式分为一次能源（从自然界直接取得而不改变其基本形态的能源，如煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、生物能、核能等 160‎ ‎）和二次能源（无法直接获取，须通过一次能源消耗转化成另一种形态的能，如电能、酒精和火药等）；按能源的利用程度分为常规能源和新能源；Ž从能源的再生性分为再生能源（太阳能、风能、潮汐能、水力和地热能等）和不可再生能源（煤、石油、天然气等）。‎ 1. 世界对能源的需求：人类的活动离不开能源的消耗，加上人口急剧增长和经济不断发展，能源的消耗也在持续增长，目前作为人类主要能源的石化能源最终会被消耗殆尽，石化能源危机会最终出现，所以，新能源的开发是解决能源危机的唯一手段。‎ 2. 能源利用中的问题：Œ能源危机不是危言耸听；能源利用中的硫化物、碳氧化合物和粉尘的大量排放造成对环境的污染和生态的破坏；Ž突发事件引起的能源短缺或供应中断。‎ 3. 能源利用中要解决的问题：必须形成全民节能的意识，注重技术创新，提高能源利用率，减少废气、废物排放；依靠科技创新开发核能、太阳能、风能、地热能等绿色新能源，加强能源利用中的防护措施，提高能源使用安全性。‎ 4. 人类开发利用能源的历史：火→化石能源→电能→核能。‎ 5. 新能源的开发利用——核能：Œ优点：a.核能巨大，可极大补充人类能源的不足，大大节约了常规能源；b.可以解决能源分布的不平衡；缺点：a.属于一次能源，不可再生；b.存在核污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害；c.核反应堆中产生的核废料治理代价高；Ž核电站应用地域：a.一般建立在能源需求量大，且能源十分缺乏的地区；b.建立在人群较远的地区，避免对人畜造成伤害。‎ 6. 新能源的开发利用——太阳能：由不断发生的核聚变产生的能，为可再生能源（地球上除核能、地热能和潮汐能以外的所有的能量，几乎都来自太阳）。Œ优点：量大、供应时间长、分布广阔，获取方便，安全、清洁无污染；缺点：过于分散，受气候、自转及季节的影响较大，不稳定，转化率低；Ž人类利用太阳能的三种方式是：a.光热转换（太阳能热水器）；b.光电转换（太阳能电池）；c.光化转换（绿色植物）。‎ 7. 新能源的开发利用——地热能：指地表下10km深度以内，温度为15℃~400℃的地热能量，对地热的利用主要是发电。‎ 8. 新能源的开发利用——其它新能源：潮汐能（涨落潮的潮汐带动水轮机发电）、风能（帆船的动力、风力发电等）、氢能（氢气燃烧时可放出大量热量，产物只有水一中，是绝对清洁的新能源）。‎ 二、核能 1. 核能：由于原子核的结构发生变化而释放出的巨大能量，核能也叫原子能。‎ 160‎ 1. 核能的两种来源：Œ核裂变（用中子轰击铀235，使铀这种重原子核分裂成两块中等质量的原子 2. 核）；核聚变（把轻核聚合成质量较大的核的反应，太阳内部发生的核反应是聚变反应）。‎ 3. 人类目前能够控制和利用的核能来源于核裂变能。目前核裂变能已实现可控应用。核电站都是利 4. 用可控制的核裂变能。而核聚变人类目前还无法控制其反应速度。‎ 5. 核电站的特点：消耗燃料少，减少燃料的运输量；对大气基本无污染；需要防止放射性物质泄露。‎ 6. 核电站主要组成包括：核反应堆、热交换器、汽轮机和发电机等。‎ 7. 原子弹是根据核裂变原理制成的；氢弹是利用核聚变原理制造的一种威力比原子弹还要大的多的 8. 核武器。‎ 三、地热能、潮汐能、风能 第三节 材料的开发和利用 1. 根据材料的导电性能，材料可分为导体，半导体及绝缘体三大类。‎ 2. 材料的导电性能是由材料内部电子的运动状况决定的。‎ 3. 常见的导体：铜、铝、铁、金、银等；绝缘体：玻璃、橡胶、干木材；半导体：硅、锗、砷化镓等。‎ 4. 半导体材料可以制成二极管、三极管和集成电路。‎ 5. 半导体元件具有单向导电性，即仅允许电流由一个方向通过元件。半导体三极管可以用来放大电信号。‎ 6. ‎1911年，昂内斯在研究汞电阻随温度的变化时，观察到在温度降低到4.2K时，汞的电阻值突然降低到几乎为零，从而发现超导现象。发生超导现象的材料叫超导体。‎ 7. ‎1933年，迈斯纳和奥森菲尔德发现了超导磁浮现象。‎ 8. 纳米材料统指合成材料的基本单元大小限制在1—100nm范围内的材料。‎ 9. 160‎ 纳米材料除了其基本单元的尺度小以外，在力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特殊的性能，如它可以大大提高材料的强度和硬度，降低烧结温度，提高材料的磁性等。‎ 重要的物理常数 l 真空中光速、电磁波的传播速度：c＝3×108m/s l ‎15℃空气中声速为340m/s l 重力与质量的比值：g＝9.8N/kg（在不要求精确计算的前提下，g可取10N/kg）‎ l ‎1标准大气压：p0＝760mmHg＝1.013×105Pa l 水的密度：ρ水＝1.0g/cm3＝1.0×103kg/m3‎ l 水的比热容：c水＝4.2×103J/(kg·℃)‎ l 冰水混合物的温度、冰的熔点、水的凝固点：0℃‎ l ‎1标准大气压下水的沸点：100℃‎ l ‎1节干电池的电压：1.5V l ‎1节蓄电池的电压：2V（探究题中的蓄电池一般是三节串联，也就是6V）‎ l 家庭电路电压：220V l 对人体的安全电压：不高于36V 常见的物理数值（估算用）‎ 纸的厚度 几十微米 头发粗细 几十微米 窗玻璃厚度 几毫米 新铅笔的长度 ‎18cm 手掌宽度 ‎10cm 一层楼高度 ‎3m 乒乓球直径 ‎4cm 课桌面积 ‎2400cm2‎ 课本面积 ‎480cm2‎ 一元硬币的厚度 ‎1.9mm 一元硬币的面积 ‎4.5cm2‎ 一元硬币的直径 ‎2.5cm 一元硬币的质量 ‎6g 课桌高度 ‎80cm 课桌长度 ‎60cm 学生步距 ‎50cm 步行的速度 ‎1.1m/s（5km/h）‎ 自行车行驶的速度 ‎5m/s（15km/h）‎ 运动员跑百米的速度 约10m/s 矿泉水瓶容积 ‎500mL 教室空气的质量 ‎200kg（百）‎ 热水瓶容积 ‎2L 纯净水桶的容积 ‎18.9L 墨水瓶容积 ‎50mL 一只鸡蛋的质量 ‎50g 一本课本的质量 ‎350g 一枚邮票的质量 ‎50mg 大象的质量 ‎2～6t 鸡的质量 ‎2～2.5kg 苹果的质量 ‎150g 中学生质量 ‎50kg 中学生体重 ‎500N 中学生体积 ‎50dm3‎ 160‎ 站立对地面的压强 ‎104Pa（万）‎ 一只鸡蛋的重量 ‎0.5N 人的密度 ‎1.0×103kg/m3‎ 课本对桌面压强 ‎60～80Pa 室温 ‎20℃‎ 洗澡水温 ‎45℃‎ 正常体温 ‎37℃‎ 高烧 ‎38～42℃‎ 白炽灯电流 ‎ ‎0.1～0.3A 物理量及其单位 物理量（符号）‎ 主单位（符号）‎ 备注 长度、路程（L、s）‎ 米（m）‎ ‎10-3km＝1m＝10dm＝102cm＝103mm＝106μm＝109nm 面积（S）‎ 平方米（m2）‎ ‎1m2＝102dm2＝104cm2＝106mm2‎ 体积（V）‎ 立方米（m3）‎ ‎1m3＝103dm3＝106cm3＝109mm3‎ 质量（m）‎ 千克（kg）‎ ‎10-3t＝1kg＝103g＝106mg 时间（t）‎ 秒（s）‎ ‎1h＝60min＝3600s 摄氏温度（t）‎ 摄氏度（℃）‎ 速度（v）‎ 米每秒（m/s）‎ 定义式：‎ ‎1m/s＝3.6km/h 密度（ρ）‎ 千克每立方米（kg/m3）‎ 定义式：‎ ‎1g/cm3＝103kg/m3‎ 力（F）、重力（G）‎ 牛顿（N）‎ G＝mg 压强（p）‎ 帕斯卡（Pa）‎ 定义式：‎ 功（W）‎ 焦耳（J）‎ 定义式：W＝Fs 功率（P）‎ 瓦特（W）‎ 定义式：‎ 声强级 分贝（dB）‎ 只需了解不同分贝的声音对人影响不同，不用掌握 热量（Q）‎ 焦耳（J）‎ 所有能量的单位都是焦耳 比热容（c）‎ 焦耳每千克摄氏度（J/(kg·℃)）‎ 比热容是物体本身的一种性质 热值（q）‎ 焦每千克（J/kg）‎ 焦每立方米（J/m3）‎ 具体情况请具体对待 160‎ 电量（Q）‎ 库仑（C）‎ 不要求掌握 电流（I）‎ 安培（A）‎ 定义式：‎ ‎1A＝103mA 电压（U）‎ 伏特（V）‎ ‎10-3kV＝1V＝103mV 电阻（R）‎ 欧姆（Ω）‎ ‎10-6MΩ＝10-3kΩ＝1Ω 电功（W）‎ 焦耳（J）‎ 千瓦时（kW·h）‎ ‎1kW·h＝3.6×106J 电功率（P）‎ 瓦特（W）‎ 定义式：‎ ‎1kW＝103W 频率（f）‎ 赫兹（Hz）‎ ‎1MHz＝103kHz＝106Hz 物理公式 名称 公式 备注 重力 G＝mg 速度 单位有两种：m/s、m、s km/h、km、h 密度 ρ是物体本身的性质，它不与m成正比，不与V成反比 单位有两种：g/cm3、g、cm3‎ kg/m3、kg、m3‎ 压强 ‎“万能公式”‎ 液体压强 p＝ρgh 仅用于液体 阿基米德原理 F浮＝G排＝ρ液gV排 ‎“万能公式”‎ 160‎ 浮力的计算 ‎① F浮＝F向上－F向下 ‎② F浮＝G－F拉 ‎③ F浮＝G排＝ρ液gV排 ‎④ F浮＝G ‎① 定义式 ‎② 示数法，一般用弹簧测力计配合 ‎③ 阿基米德原理 ‎④ 仅用于漂浮和悬浮 物体浮沉条件 上浮：F浮＞G、ρ液＞ρ物 下沉：F浮＜G、ρ液＜ρ物 悬浮：F浮＝G、ρ液＝ρ物 漂浮：F浮＝G、ρ液＞ρ物 漂浮物体只浸入一部分，其余情况是全部浸入（浸没）‎ 杠杆平衡条件 F1l1＝F2l2‎ 单位要统一 功 W＝Fs ‎[W＝Pt]‎ 千瓦时是电学单位，不能用于力学 功率 ‎[P＝Fv]‎ 第二个公式由P＝W/t、W＝Fs、v＝s/t推导而来 机械效率 η＜1‎ 热量计算 Q吸＝cm（t－t0）‎ Q放＝cm（t0－t）‎ Q放＝qm＝qV 注意是“升高到t℃”还是“升高了t℃”，后者的公式是Q＝cmΔt 热平衡方程 Q吸＝Q放 无热损失（或不考虑热损失）时适用 电磁波 c＝λf c＝3×108m/s 透镜焦度（无需掌握）‎ Φ＝1/f f是透镜的焦距。Φ乘以100的数值是眼睛的度数。‎ 近视镜（凹透镜）的度数是负数，远视镜（凸透镜）的度数是正数。‎ 电流 欧姆定律 必须是同一导体在同一时刻的物理量 该公式在电动机（转动的线圈）、超导体中不适用 电压 ‎[U＝IR]‎ 160‎ 电阻 ‎[]‎ 电阻是导体本身的一种性质，与U、I无关 电功 ‎[W＝UIt＝I2Rt＝]‎ ‎[W＝Pt]‎ 研究时抓住不变的量 电功率 P＝UI ‎[P＝I2R＝]‎ 研究时抓住不变的量 焦耳定律 Q＝I2Rt ‎[Q＝W＝UIt＝＝Pt]‎ ‎① “万能公式”‎ ‎② 只能用于纯电阻电路 串联电路特点 研究时抓住电流相等的特点 并联电路特点 研究时抓住电压相等的特点 做计算题的注意事项：‎ l 必须写“解：”，必须有公式和计算过程，必须下结论（“∴……”或“答：……”）。‎ l 读题时注意思考各物理量之间的关系，并且思考应该使用什么样的公式。 电学题要做电路分析，力学题要做受力分析。‎ l 上面没有加括号的公式都可以直接使用，其他公式必须先推导才能使用（“由得U＝IR＝……”）。‎ l 160‎ 绝大多数公式的单位都是已经确定的（国际主单位）。上面有三个公式可以使用两种单位。杠杆平衡条件可以不使用主单位，但是必须使用统一的单位。‎ l 代入时数的顺序不能颠倒。‎ l 数字后面必须带单位，只有倍数、比例、机械效率除外。‎ l 对于有很多“0”的数字，最好用科学计数法。用kg/m3作为密度单位时，必须写成“△×103kg/m3”（固体、液体）和“△kg/m3”。‎ l 注意g的取值。‎ l 最终的计算结果不能写成分数。对于除不开的数，一般保留两位小数（不要写约等于“≈”）。‎ 解答一道题的不同部分时，最好标清题号。这是对自己、对评 160‎