物理（第六版技工院校）PPT完整全套教學(xué)課件

第1章怎樣描述物體的運(yùn)動(dòng)第2章伽利略與落體運(yùn)動(dòng)第3章力與物體的相互作用第4章認(rèn)識(shí)力和運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系第5章簡單的周期運(yùn)動(dòng)

第6章功和能的關(guān)系全套可編輯PPT課件第7章熱學(xué)知識(shí)第8章電荷與電場(chǎng)第9章恒定電流第10章磁場(chǎng)第11章電磁感應(yīng)第12章光的折射及其應(yīng)用謝謝§1.1走近運(yùn)動(dòng)§1.2怎樣描述運(yùn)動(dòng)的快慢§1.3怎樣描述速度變化的快慢一、參考系一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，總是參考其他物體來說的。例如，我們說房屋是靜止的，行駛中的汽車是運(yùn)動(dòng)的，這是以地面為參考來說的。在描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，被選來作為參考的物體，叫作參考系?！?.1走近運(yùn)動(dòng)選擇的參考系不同，觀察到的運(yùn)動(dòng)也往往不同。不指明確定的參考系，運(yùn)動(dòng)就無法描述。描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，可以選擇不同的參考系。研究地面物體的運(yùn)動(dòng)，一般選地面為參考系。而在研究太陽系中行星的運(yùn)動(dòng)時(shí)，則以太陽作參考系為宜。二、質(zhì)點(diǎn)只有質(zhì)量、沒有大小的理想的點(diǎn)叫作質(zhì)點(diǎn)。質(zhì)點(diǎn)是為了研究運(yùn)動(dòng)而引入的一種理想模型。建立理想模型時(shí)，人們可忽略物體大小、形狀等對(duì)所研究的運(yùn)動(dòng)沒有影響或影響極其微弱的因素，極大地簡化了對(duì)運(yùn)動(dòng)的研究。三、位移和時(shí)間位移和路程為了描述物體的位置變動(dòng)，我們引入了位移的概念。在圖中，學(xué)生從初位置A運(yùn)動(dòng)到末位置B，從A指向B的有向線段AB，就可以用來表示物體的位移。位移的大小是線段AB的長度，位移的方向是初位置A指向末位置B的方向。位移有大小，也有方向，是矢量，通常用字母s表示。在國際單位制中，位移的單位是m（米）。路程是質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的長度。時(shí)刻和時(shí)間間隔時(shí)刻是指某一瞬時(shí)，時(shí)間是指兩個(gè)時(shí)刻之間的間隔。質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，時(shí)刻與質(zhì)點(diǎn)所在某一位置相對(duì)應(yīng)，時(shí)間與質(zhì)點(diǎn)所經(jīng)歷的某一段位移或路程相對(duì)應(yīng)。直線運(yùn)動(dòng)的位置和位移物體做直線運(yùn)動(dòng)。物體在t1時(shí)刻處于“位置”x1，在t2時(shí)刻處于“位置”x2。那么，x2-x1就是物體的“位移”，記為Δx=x2-x1同樣地，可以用Δt表示物體從位置1到位置2的時(shí)間，即Δt=t2-t1§1.2怎樣描述運(yùn)動(dòng)的快慢一、速度速度是表示運(yùn)動(dòng)快慢的物理量，它等于位移與發(fā)生這段位移所用時(shí)間的比值，速度通常用v表示。如果在時(shí)間Δt內(nèi)物體的位移為Δx，它的速度就可以表示為在國際單位制中，速度的單位是米每秒，符號(hào)是m/s。常用的單位還有千米每時(shí)（km/h）、厘米每秒（cm/s）等。速度是矢量，它的方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相同，速度的大小在數(shù)值上等于單位時(shí)間內(nèi)位移的大小。二、平均速度瞬時(shí)速度平均速度一般來說，在某一時(shí)間間隔Δt內(nèi)里，物體運(yùn)動(dòng)的快慢并非總是相等的，所以根據(jù)公式（1）求得的速度，嚴(yán)格地說僅表示物體在時(shí)間間隔Δt內(nèi)的平均快慢程度，稱為平均速度。瞬時(shí)速度如果Δt非常小，就可以認(rèn)為表示的是物體在時(shí)刻t的速度，這個(gè)速度叫作瞬時(shí)速度。物理學(xué)中把速度的大小叫作速率。日常生活中提及的“速度”大多指的是速率。如圖所示為汽車速度計(jì)，指針?biāo)傅臄?shù)值就是某時(shí)刻汽車的速率。§1.3怎樣描述速度變化的快慢一、速度變化快慢的描述加速度加速度物體做不同的運(yùn)動(dòng)，速度改變的快慢是不同的?；疖噯?dòng)時(shí)速度增加得很慢，火箭發(fā)射時(shí)速度增加得很快。加速度是表示速度改變快慢的物理量，它的大小等于單位時(shí)間內(nèi)速度變化的大小。用v0表示物體運(yùn)動(dòng)的初速度，用vt表示經(jīng)過一段時(shí)間t后的末速度，用a表示加速度，則有在國際單位制中，加速度的單位是米每二次方秒，符號(hào)是m/s2。加速度的方向和正負(fù)研究直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們通常規(guī)定初速度方向?yàn)檎较颉Ｈ鐖D所示，當(dāng)加速度方向與初速度方向一致時(shí)，加速度是正值；當(dāng)加速度方向與初速度方向相反時(shí)，加速度是負(fù)值。勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果加速度保持不變，那么它在任意相等時(shí)間間隔內(nèi)的速度變化量一定相同。我們把這樣的運(yùn)動(dòng)叫作勻變速直線運(yùn)動(dòng)。成熟的蘋果從樹上落下、燃放后的禮花升空、火車啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)、炮彈在炮筒里的運(yùn)動(dòng)等，都可看成是勻變速直線運(yùn)動(dòng)。根據(jù)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體的速度增大或減小的情形，可將勻變速直線運(yùn)動(dòng)分別叫作勻加速直線運(yùn)動(dòng)、勻減速直線運(yùn)動(dòng)。二、應(yīng)用舉例例題1做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的汽車，在10s內(nèi)速度從5m/s增加到10m/s，求汽車的加速度。例題2汽車開始緊急制動(dòng)時(shí)速度是10m/s，經(jīng)過2s，汽車停了下來，求汽車的加速度。謝謝§2.1伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的探索§2.2自由落體運(yùn)動(dòng)§2.3勻變速直線運(yùn)動(dòng)一、對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的初步認(rèn)識(shí)早在公元前4世紀(jì)，古希臘偉大的思想家、哲學(xué)家亞里士多德觀察得出結(jié)論：重的物體比輕的物體下落得快。直到16世紀(jì)末，意大利物理學(xué)家伽利略提出了一個(gè)佯謬，動(dòng)搖了亞里士多德的論斷?！?.1伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的探索伽利略推斷：如果能夠排除空氣阻力的影響，那么輕重物體下落快慢是完全一樣的?；蛘哒f：在排除空氣阻力影響的情況下，物體下落的速度變化與物體的質(zhì)量大小無關(guān)。二、伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探索提出問題作出假設(shè)下落物體的速度是隨著時(shí)間均勻增加的，即v∝t數(shù)學(xué)推理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證得出結(jié)論物體下落的速度變化與物體的質(zhì)量大小無關(guān)，其速度隨時(shí)間均勻增加。三、伽利略與物理學(xué)研究方法伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)的研究思路概括如下：提出問題→作出假設(shè)→數(shù)學(xué)推理→實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證→得出結(jié)論四、當(dāng)代技術(shù)下的落體運(yùn)動(dòng)研究借助于頻閃照相等現(xiàn)代技術(shù)，如今對(duì)落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的研究就不再是個(gè)難題了。§2.2自由落體運(yùn)動(dòng)一、運(yùn)動(dòng)性質(zhì)物理學(xué)中，把物體只在重力作用下從靜止開始下落的運(yùn)動(dòng)叫作自由落體運(yùn)動(dòng)。自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，它的加速度是恒定的。自由落體運(yùn)動(dòng)的加速度叫作重力加速度，用g來表示，它的大小約為9.8m/s2，方向豎直向下。自由落體運(yùn)動(dòng)是物理學(xué)中定義的一種理想運(yùn)動(dòng)，它與定義質(zhì)點(diǎn)所采用的科學(xué)方法是一樣的。二、速度和位移的計(jì)算公式速度公式根據(jù)加速度公式，對(duì)于自由落體運(yùn)動(dòng)，v0=0，a=g，因此，物體下落經(jīng)過時(shí)間t的速度vt=gt自由落體運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間（v-t）圖像是一條通過原點(diǎn)的斜直線，如圖所示。位移公式與勻速直線運(yùn)動(dòng)類似，自由落體速度-時(shí)間圖像中陰影部分面積對(duì)應(yīng)著物體在時(shí)間t內(nèi)的位移，即§2.3勻變速直線運(yùn)動(dòng)一、初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)我們知道，自由落體運(yùn)動(dòng)是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，它的初速度為零，加速度為g。如果用a代替g，可得到初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的一般公式。速度公式vt=at位移公式二、有初速度的勻變速直線運(yùn)動(dòng)速度公式根據(jù)加速度公式，可得vt=v0+at由此可以得到有初速度的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度-時(shí)間圖像，如圖所示。位移公式謝謝§3.1牛頓第三定律§3.2形變與彈力§3.3摩擦力§3.4力的合成與分解一、力的作用是相互的平靜的水面上，在船上用力推另一只船時(shí)，自己的船也受到了力。踢足球時(shí)，腳對(duì)足球施加了力，我們一定能感受到足球?qū)δ_也施加了力?！?.1牛頓第三定律實(shí)驗(yàn)表明，兩個(gè)物體間力的作用是相互的。一個(gè)物體對(duì)另一個(gè)物體施加了力，后一個(gè)物體一定同時(shí)對(duì)前一個(gè)物體也施加了力。我們把物體間相互作用的這一對(duì)力叫作作用力和反作用力。作用力和反作用力總是相互依存、同時(shí)存在的。如果把其中一個(gè)力叫作作用力，那么另一個(gè)力就叫作反作用力。二、牛頓第三定律研究表明，兩個(gè)物體間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在一條直線上。這就是牛頓第三定律。§3.2形變與彈力一、彈力的概念在一張大桌子上放兩個(gè)平面鏡M和N，讓一束光依次被這兩面鏡子反射，最后射到墻上，形成一個(gè)光點(diǎn)。按壓兩鏡之間的桌面，觀察墻上光點(diǎn)位置的變化。這個(gè)現(xiàn)象說明了什么？發(fā)生形變的物體，由于要恢復(fù)原狀，對(duì)與它接觸的物體施加力的作用，這種力稱為彈力。彈力與形變始終相伴，形影不離。彈力的大小與形變的大小有關(guān)：形變?cè)酱?，彈力就越大；形變消失，彈力也隨之消失。二、彈力的方向例題1將一本書放在桌面上，試分析產(chǎn)生于書和桌面之間的彈力。通常所說的物體間相互擠壓而產(chǎn)生的壓力和支持力都是彈力，壓力的方向垂直于支承面且指向被壓物體，支持力的方向垂直于支承面且指向被支持的物體。例題2電線下方懸掛電燈，分析產(chǎn)生于電線和電燈之間的彈力。通常所說的拉力也是彈力，繩的彈力方向沿著繩子，指向收縮的方向。三、多樣的形變§3.3摩擦力一、靜摩擦力摩擦是一種常見現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)證明，兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，這種力叫作摩擦力。在下面的實(shí)驗(yàn)中，剛開始向托盤中加沙子時(shí)，箱子受到繩子的拉力，雖然箱子相對(duì)于桌面有滑動(dòng)趨勢(shì)，但箱子并沒有動(dòng)。這說明箱子與桌面之間產(chǎn)生了摩擦，而且摩擦力和繩子拉力大小相等、方向相反、相互平衡，從而使箱子保持靜止?fàn)顟B(tài)。我們把這時(shí)產(chǎn)生的摩擦力叫作靜摩擦力。靜摩擦力的方向總是沿著接觸面，并且與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。實(shí)驗(yàn)中，不斷地向托盤中加沙子，箱子仍舊保持不動(dòng)，這說明箱子所受的靜摩擦力隨著繩子拉力的增大而增大。但是靜摩擦力的增大不是無限度的，當(dāng)箱子即將開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，靜摩擦力達(dá)到了最大值，這叫作最大靜摩擦力，用fmax表示。靜摩擦力的大小介于零和最大值fmax之間。二、滑動(dòng)摩擦力當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的摩擦力叫作滑動(dòng)摩擦力?；瑒?dòng)摩擦力的方向總是沿著接觸面，并且與物體的相對(duì)滑動(dòng)方向相反。實(shí)驗(yàn)表明，滑動(dòng)摩擦力與壓力成正比。如果用f表示滑動(dòng)摩擦力，用N表示壓力，則有f=μN(yùn)式中，μ是動(dòng)摩擦因數(shù)，沒有單位，它的數(shù)值大小與兩個(gè)相互接觸表面的材料及接觸面情況（如粗糙度）有關(guān)。除了滑動(dòng)摩擦，還有滾動(dòng)摩擦。滾動(dòng)摩擦是指一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滾動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的摩擦。滾動(dòng)摩擦力比滑動(dòng)摩擦力小得多，在一些機(jī)械、電氣設(shè)備上安裝滾輪，就是基于這個(gè)道理?！?.4力的合成與分解一、力的合成什么是力的合成如圖所示，一盞燈可以有兩種掛法。在兩個(gè)拉力F1和F2的共同作用下，燈保持靜止?fàn)顟B(tài)，這跟一個(gè)拉力F的作用效果完全相同。從效果上看，用一個(gè)力F可以代替兩個(gè)力F1和F2。如果一個(gè)力作用在物體上，跟其他幾個(gè)力共同作用的效果相同，這個(gè)力就叫作那幾個(gè)力的合力，那幾個(gè)力就叫作這個(gè)力的分力。求若干個(gè)力的合力叫作力的合成。如果物體同時(shí)受到幾個(gè)力的作用，而它們都作用在物體的同一點(diǎn)上，或者它們的作用線相交于同一點(diǎn)，這幾個(gè)力就叫作共點(diǎn)力，如圖所示。兩個(gè)力的合成大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，如果以表示共點(diǎn)力F1和F2的線段為鄰邊作平行四邊形，那么合力的大小和方向就可以用這兩個(gè)鄰邊之間的對(duì)角線表示出來。這叫作力的平行四邊形定則。兩個(gè)以上力的合成如果共點(diǎn)力在兩個(gè)以上，我們也可以用平行四邊形定則求出它們的合力：先求其中兩個(gè)力的合力，再求出這一合力與第三個(gè)力的合力，直到把所有的力都合成進(jìn)去，最后求出的就是這些力的合力。二、力的分解實(shí)驗(yàn)中，無論這兩只測(cè)力計(jì)之間的夾角是多大，示數(shù)怎樣變化，兩只測(cè)力計(jì)上的拉力F1和F2的作用效果始終與原來的一只測(cè)力計(jì)上的拉力F的作用效果相同?？梢姡可以用兩個(gè)力F1和F2來代替，力F1和F2就是拉力F的分力。求一個(gè)已知力的分力叫作力的分解。力的分解是力的合成的逆運(yùn)算，同樣遵守平行四邊形定則，即把表示已知力的線段作為平行四邊形的對(duì)角線，這個(gè)平行四邊形中，與對(duì)角線相鄰的兩條邊用來表示兩個(gè)分力。如果沒有其他限制，對(duì)于同一條對(duì)角線，可以作出無數(shù)個(gè)不同的平行四邊形。也就是說，同一個(gè)力有無數(shù)種分解方案。一個(gè)力怎樣分解，要根據(jù)實(shí)際情況來決定。謝謝§4.1牛頓第一定律§4.2牛頓第二定律§4.3超重與失重一、牛頓第一定律的來源沒有力作用在物體上，物體的運(yùn)動(dòng)就會(huì)停止。早在公元前4世紀(jì)，古希臘學(xué)者亞里士多德就已經(jīng)提出了這一認(rèn)識(shí)?！?.1牛頓第一定律直到17世紀(jì)，伽利略精心設(shè)計(jì)了理想斜面實(shí)驗(yàn)，并經(jīng)過嚴(yán)密的邏輯推理，徹底推翻了亞里士多德的錯(cuò)誤結(jié)論。伽利略指出，即使沒有動(dòng)力，物體也能永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。牛頓在伽利略等人的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究并總結(jié)出一條基本定律。二、牛頓第一定律一切物體總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。這就是牛頓第一定律。牛頓第一定律告訴我們，如果物體不受力的作用，物體將做勻速直線運(yùn)動(dòng)或保持靜止?fàn)顟B(tài)。也就是說，物體有保持勻速直線運(yùn)動(dòng)或靜止?fàn)顟B(tài)的性質(zhì)，這種性質(zhì)叫作慣性，因此牛頓第一定律也叫作慣性定律。在你奔跑的時(shí)候，腳下被絆，定會(huì)摔個(gè)“嘴啃泥”。這是因?yàn)楫?dāng)你的腳被障礙物絆住的時(shí)候，身體由于慣性，繼續(xù)向前沖，從而失去平衡，便跌倒在地。慣性并不總與人“作對(duì)”，有些時(shí)候它也能“幫助”我們。例如，你使用的木柄鐵錘松了，只要把鐵錘倒立，在硬物上敲擊幾下，錘頭便緊緊地套在木柄上了。力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因牛頓第一定律告訴我們：物體的運(yùn)動(dòng)并不需要力來維持。然而，力能迫使物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。例如，在水平地面上用力推小車，小車由靜變動(dòng)；而撤去外力后，摩擦力使小車由動(dòng)變靜?！?.2牛頓第二定律一、力是使物體產(chǎn)生加速度的原因牛頓第一定律指出，力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，而是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化可以用加速度來描述，由此可得出結(jié)論：力是使物體產(chǎn)生加速度的原因。我們不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)物體受到的合外力等于零時(shí)，物體靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)，加速度為零；當(dāng)物體受到的合外力不為零時(shí)，物體的加速度一定不為零。二、加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)質(zhì)量相同的物體來說，物體的加速度與作用在物體上的力成正比，即m一定時(shí)，a∝F。三、加速度與質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)表明，在相同力的作用下，物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比，即F一定時(shí)，四、牛頓第二定律物體的加速度與物體所受的力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。這就是牛頓第二定律。數(shù)學(xué)表達(dá)式為

或者在國際單位制中，質(zhì)量、加速度、力的單位分別是kg、m/s2和N。牛頓第二定律表達(dá)的含義：加速度的方向與力的方向恒相同。加速度和力是一種瞬時(shí)對(duì)應(yīng)關(guān)系。如果物體受到多個(gè)力的作用，牛頓第二定律也是正確的。這時(shí)，公式中的F代表物體所受的合力。因此，牛頓第二定律更一般地表述為：物體的加速度與物體所受的合力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與合力的方向相同。數(shù)學(xué)表達(dá)式為運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系由牛頓第二定律可知，物體的受力決定加速度。當(dāng)合力為零時(shí)，物體加速度就為零，物體將靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即處于平衡狀態(tài)。例如，小冰塊在很光滑的冰面上運(yùn)動(dòng)時(shí)，可認(rèn)為所受合力為零，做勻速直線滑行。當(dāng)合力不為零時(shí)，物體存在加速度，速度發(fā)生變化，物體做變速運(yùn)動(dòng)。例如，汽車起動(dòng)或剎車時(shí)，合力不為零，做變速運(yùn)動(dòng)?！?.3超重與失重一、航天員的話二、體驗(yàn)超重和失重三、什么是超重和失重以圖中的砝碼為例，我們來分析實(shí)驗(yàn)中所發(fā)生的現(xiàn)象。用測(cè)力計(jì)測(cè)量物體的重力，其讀數(shù)（稱為視重）在不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下不同，可能大于重力（稱為超重），可能小于重力（稱為失重）。謝謝§5.1認(rèn)識(shí)周期運(yùn)動(dòng)§5.2勻速圓周運(yùn)動(dòng)§5.3人造地球衛(wèi)星一、什么是周期運(yùn)動(dòng)我們把事物在運(yùn)動(dòng)、變化過程中某些狀態(tài)規(guī)律地重復(fù)出現(xiàn)的特性叫作周期性，把具有周期性特征的運(yùn)動(dòng)叫作周期運(yùn)動(dòng)。呼吸、日落日出、木馬旋轉(zhuǎn)等都是周期運(yùn)動(dòng)?！?.1認(rèn)識(shí)周期運(yùn)動(dòng)二、常見的周期運(yùn)動(dòng)物理學(xué)中典型的周期運(yùn)動(dòng)有單擺運(yùn)動(dòng)、彈簧振子運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)（如穩(wěn)定運(yùn)行中的摩天輪）等。三、周期運(yùn)動(dòng)的描述把小球拉向右方，然后放開，它就左右運(yùn)動(dòng)起來。小球原來靜止的位置叫作平衡位置。小球在平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)是一種機(jī)械運(yùn)動(dòng)，簡稱振動(dòng)。這樣的系統(tǒng)稱為彈簧振子。振子在水平桿上的M點(diǎn)和M′點(diǎn)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，O點(diǎn)為它的平衡位置。圖中OM=OM′，它們是振動(dòng)物體離開平衡位置的最大距離，叫作振動(dòng)的振幅。振幅的兩倍表示的是做振動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)范圍的大小。彈簧振子的運(yùn)動(dòng)是一種周期性運(yùn)動(dòng)。這樣一個(gè)完整的振動(dòng)過程稱為一次全振動(dòng)。物體完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間，叫作振動(dòng)的周期。單位時(shí)間內(nèi)完成全振動(dòng)的次數(shù)，叫作振動(dòng)的頻率。周期和頻率都是表示物體振動(dòng)快慢的物理量，周期越小，頻率越大，表示振動(dòng)越快。用T表示周期，用f表示頻率，則有在國際單位制中，周期的單位是秒，符號(hào)是s；頻率的單位是赫茲，符號(hào)是Hz。§5.2勻速圓周運(yùn)動(dòng)一、什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體沿圓周運(yùn)動(dòng)是一種常見的曲線運(yùn)動(dòng)，如果在任意相等的時(shí)間里通過的弧長都相等，那么物體的運(yùn)動(dòng)就是勻速圓周運(yùn)動(dòng)。日常生活中，電風(fēng)扇穩(wěn)定工作時(shí)葉片上的點(diǎn)、日常運(yùn)轉(zhuǎn)中的鐘表時(shí)針和分針上的點(diǎn)、在地球靜止軌道上運(yùn)行的人造衛(wèi)星等，都可以看成在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。二、勻速圓周運(yùn)動(dòng)的描述周期和頻率物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間叫作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期。單位時(shí)間轉(zhuǎn)過的周數(shù)叫作頻率，一般用f來表示，且角速度物體做圓周運(yùn)動(dòng)的快慢還可以用角速度來描述。物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，連接它與圓心的半徑所轉(zhuǎn)過的角度θ與所用時(shí)間t的比值，叫作角速度，一般用ω表示，即式中，θ的單位是rad，ω的單位是rad/s，讀作“弧度每秒”?！?.3人造地球衛(wèi)星一、什么是人造地球衛(wèi)星人造地球衛(wèi)星是指環(huán)繞地球在空間軌道上運(yùn)行的無人航天器，簡稱人造衛(wèi)星或衛(wèi)星。二、人造地球衛(wèi)星的分類與應(yīng)用按飛行軌道離地面高度可分為低軌道、中軌道和高軌道三種；按飛行軌道形狀可分為圓軌道和橢圓軌道兩種；按飛行軌道方位可分為順行軌道、逆行軌道、赤道軌道和極軌道四種；按用途可分為科學(xué)衛(wèi)星、技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星和應(yīng)用衛(wèi)星三大類。

衛(wèi)星的用途三、我國的人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星1970年4月24日，中國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，由此開創(chuàng)了中國航天史的新紀(jì)元，使中國成為繼前蘇聯(lián)、美國、法國、日本之后世界上第五個(gè)獨(dú)立研制并發(fā)射人造地球衛(wèi)星的國家。蓬勃發(fā)展的我國衛(wèi)星事業(yè)繼1970年中國第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”成功發(fā)射后，我國衛(wèi)星事業(yè)取得了巨大的成就，先后成功發(fā)射了多顆技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星、應(yīng)用衛(wèi)星和科學(xué)衛(wèi)星，它們廣泛應(yīng)用于通信、氣象、國土資源普查及其他太空探測(cè)和科學(xué)研究領(lǐng)域。謝謝§6.1功和功率§6.2動(dòng)能與功§6.3重力勢(shì)能與重力的功§6.4動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化一、功什么是做功一個(gè)物體受到力的作用，并在力的方向上發(fā)生一段位移，這個(gè)力就對(duì)物體做了功。例如，兩人用力推一輛發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)故障的小汽車，車在人的推力作用下發(fā)生一段位移，推力對(duì)車做了功。§6.1功和功率力和物體在力的方向上發(fā)生的位移，是做功的兩個(gè)必要因素。功的計(jì)算在物理學(xué)中，如果力的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向一致，功就等于力的大小和位移的大小的乘積。用F表示力的大小，用s表示位移的大小，用W表示力F所做的功，則有W=Fs功是標(biāo)量。在國際單位制中，功的單位是焦耳，符號(hào)是J。1J等于1N的力使物體在力的方向上發(fā)生1m的位移所做的功。1J=1N·m。我們可以把力F正交分解成分力F1和F2，由此可推導(dǎo)出W=Fscosα這就說明，力對(duì)物體做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夾角的余弦這三者的乘積。正功和負(fù)功現(xiàn)在我們討論一下，力做功時(shí)可能出現(xiàn)的各種情形。（1）當(dāng)0≤α<90°時(shí)，cosα>0，W>0，力對(duì)物體做正功。（2）當(dāng)α=90°時(shí)，cosα=0，W=0，這表明力F的方向與位移s的方向垂直時(shí)，力F不做功。（3）當(dāng)90°<α≤180°時(shí)，W<0，力對(duì)物體做負(fù)功。例如，物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)。二、功率物理學(xué)中，用功率來表示物體做功的快慢。功W與完成這些功所用時(shí)間t的比值叫作功率。功率用P來表示，則有在國際單位制中，功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號(hào)是W，1W=1J/s。瓦這個(gè)單位比較小，工程上常用千瓦（kW）做功率的單位，1kW=1000W。功率與速度

P=Fv這就是說，一個(gè)力對(duì)物體做功的功率，等于這個(gè)力與受力物體運(yùn)動(dòng)速度的乘積。對(duì)于汽車、火車等交通工具和各種起重機(jī)械，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率P一定時(shí)，牽引力F與速度v成反比。要增大牽引力，就要減小速度；要增大速度，就要減小牽引力。額定功率與實(shí)際功率電動(dòng)機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等動(dòng)力機(jī)械都標(biāo)有額定功率，這是在正常條件下可以長時(shí)間工作的功率。實(shí)際輸出功率往往小于這個(gè)數(shù)值。例如，某汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率是97kW，但在平直公路上中速行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際輸出的功率只有20kW左右。在特殊情況下，例如越過障礙時(shí)，司機(jī)通過加大油門使實(shí)際輸出功率大于額定功率，但是這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有害，只能工作很短時(shí)間，而且要盡量避免。§6.2動(dòng)能與功一、動(dòng)能物理學(xué)中，把叫作物體的動(dòng)能，用符號(hào)Ek表示，即這就是說，物體的動(dòng)能等于它的質(zhì)量與它的速度二次方乘積的一半。與功一樣，動(dòng)能也是一個(gè)標(biāo)量。在國際單位制中，動(dòng)能的單位是J。在勻加速直線運(yùn)動(dòng)中，設(shè)物體初速度為v1，經(jīng)過時(shí)間t位移s，末速度為v2，加速度為a，則有由v2=v1+at可得將（2）代入（1）并整理，得二、動(dòng)能定理在得到動(dòng)能的表達(dá)式后，可以寫成W=Ek2

-Ek1

式中，Ek2表示物體的末動(dòng)能表示物體的初動(dòng)能這表明，力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化。這個(gè)結(jié)論叫作動(dòng)能定理。三、動(dòng)能變化與做功的關(guān)系力對(duì)物體做多少功，物體動(dòng)能就改變多少?？梢姡ㄟ^力對(duì)物體做功的多少，可以量度出動(dòng)能變化的多少。人們通過對(duì)功和能關(guān)系的長期研究發(fā)現(xiàn)：除了動(dòng)能，在其他任何形式的能量變化過程中，這個(gè)結(jié)論也是正確的，即功是能量變化的量度。四、動(dòng)能定理的應(yīng)用例題1一架噴氣式飛機(jī)，質(zhì)量m=5.0×103kg，起飛過程中從靜止?fàn)顟B(tài)開始滑跑至速度v=60m/s起飛。已知飛機(jī)受到的牽引力F=1.8×104N，飛機(jī)受到的平均阻力是飛機(jī)重力的0.02倍（以系數(shù)k表示），求飛機(jī)滑跑的路程s。例題2一輛質(zhì)量為m=1.5t，速度為v0=36km/h的汽車關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)后在水平地面上滑行了l=40m后停了下來，試求汽車受到的阻力。§6.3重力勢(shì)能與重力的功一、重力的功物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力對(duì)物體做的功只與它的起點(diǎn)和終點(diǎn)的位置有關(guān)，而與物體運(yùn)動(dòng)的路徑無關(guān)。看起來，物體的重力mg與所處位置的高度h的乘積mgh，是一個(gè)具有特殊意義的物理量。二、重力勢(shì)能什么時(shí)重力勢(shì)能物理學(xué)中，把mgh叫作物體的重力勢(shì)能。用Ep表示重力勢(shì)能，則Ep=mgh上式表明，物體的重力勢(shì)能等于它所受重力mg和所在高度h的乘積。重力勢(shì)能是標(biāo)量。與功的單位一樣，在國際單位制中，它的單位是J。重力勢(shì)能的相對(duì)性我們說物體具有重力勢(shì)能mgh，這總是相對(duì)于某個(gè)水平面來說的，這個(gè)水平面叫作參考平面。如圖所示，以B為參考，A具有的重力勢(shì)能為正，C具有的重力勢(shì)能為負(fù)。三、重力勢(shì)能變化與重力做功的關(guān)系有了重力勢(shì)能表達(dá)式，重力做功的公式WG=mgh1-mgh2可以寫成WG=Ep1-Ep2可見，重力做的功等于重力勢(shì)能的減少。當(dāng)物體由高處運(yùn)動(dòng)到低處時(shí)，重力做正功，重力勢(shì)能減少，減少的重力勢(shì)能等于重力所做的功。當(dāng)物體由低處運(yùn)動(dòng)到高處時(shí)，重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加，增加的重力勢(shì)能等于克服重力所做的功。§6.4動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化一、機(jī)械能機(jī)械能機(jī)械能是宏觀物體的勢(shì)能與動(dòng)能的總和。機(jī)械能包括動(dòng)能、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能，可用符號(hào)E表示。動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程中，動(dòng)能與勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，如圖所示。二、機(jī)械能守恒定律物體的動(dòng)能和勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化，在只有重力做功的情形下，機(jī)械能總量保持不變。這個(gè)結(jié)論叫作機(jī)械能守恒定律。三、機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用例題1一個(gè)物體從高h(yuǎn)的光滑曲面頂端由靜止?fàn)顟B(tài)開始下滑，如圖所示。不計(jì)空氣阻力，求物體滑到曲面底端時(shí)的速度的大小。例題2用細(xì)繩懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球，繩的另一端固定在O點(diǎn)，繩長為l，如圖所示。將細(xì)繩連同小球一起拉至與豎直方向成θ角的位置，然后放手，求小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度。謝謝§7.1分子動(dòng)理論§7.2物體的內(nèi)能§7.3熱力學(xué)第一定律§7.4固體液體一、物體是由大量分子組成的我們?cè)诔踔幸呀?jīng)學(xué)過，物體是由大量分子組成的。據(jù)估算，1cm3的空氣中有1022～1023個(gè)分子，這可是一個(gè)驚人的數(shù)字。實(shí)驗(yàn)表明，若把分子看成球形，它的直徑大約是10-10m。可見，分子是極其微小的。不但用肉眼無法直接看到它們，就是用高倍光學(xué)顯微鏡也看不到?！?.1分子動(dòng)理論二、分子的熱運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)表明，不同物質(zhì)相互接觸時(shí)，能夠彼此進(jìn)入對(duì)方。物理學(xué)中，把這種現(xiàn)象叫作擴(kuò)散。實(shí)驗(yàn)表明，懸浮微粒在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這是1827年英國植物學(xué)家布朗用顯微鏡觀察懸浮在水中的花粉時(shí)發(fā)現(xiàn)的。于是，人們就把懸浮微粒的這種運(yùn)動(dòng)叫作布朗運(yùn)動(dòng)。上述擴(kuò)散現(xiàn)象和布朗運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)表明，一切物質(zhì)的分子都在一刻不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，溫度越高，運(yùn)動(dòng)越劇烈。我們把這種運(yùn)動(dòng)叫作熱運(yùn)動(dòng)。三、分子間的相互作用力物體是由分子組成的，分子在永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，這說明分子間是有間隙的。研究表明，分子間同時(shí)存在吸引力和排斥力，它們的大小都與分子間的距離有關(guān)。當(dāng)分子間距離較小時(shí)，排斥力大于吸引力，對(duì)外表現(xiàn)為斥力；當(dāng)分子間距離較大時(shí)，吸引力大于排斥力，對(duì)外表現(xiàn)為引力；當(dāng)分子間距離恰當(dāng)時(shí)，吸引力等于排斥力，對(duì)外表現(xiàn)為分子力為零。分子不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)并發(fā)生相互作用，決定著物質(zhì)的三種基本形態(tài)：固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。四、分子動(dòng)理論物體是由大量分子組成的，分子在做永不停息的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，分子之間存在引力和斥力?！?.2物體的內(nèi)能一、分子動(dòng)能溫度物體中分子運(yùn)動(dòng)速率有大有小，因此，各個(gè)分子的動(dòng)能也不相同。但是在熱現(xiàn)象研究中，我們所關(guān)注的是物體里所有分子的動(dòng)能平均值，這個(gè)平均值叫作分子的平均動(dòng)能。溫度越高，分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈，分子的平均動(dòng)能就越大。實(shí)際上，溫度是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的平均動(dòng)能的標(biāo)志。要確定物體的溫度高低，必須有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，即溫標(biāo)。常見的溫標(biāo)有兩種：攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)。攝氏溫度用t表示，單位是℃（攝氏度）；熱力學(xué)溫度用T表示，單位是K（開爾文），它是國際單位制中的七個(gè)基本量之一。熱力學(xué)溫度和攝氏溫度之間的數(shù)量關(guān)系是T=t+273例如，攝氏溫度為t=0℃，用熱力學(xué)溫度表示為T=273K；熱力學(xué)溫度為T=0K，用攝氏溫度表示為t=-273℃。二、分子勢(shì)能除了動(dòng)能，分子間也存在勢(shì)能。分子間存在相互作用力，從而具有與其相對(duì)位置有關(guān)的能量，即分子勢(shì)能。物體體積改變時(shí)，分子間距離改變，分子勢(shì)能也發(fā)生改變?？梢姡肿觿?shì)能與物體體積有關(guān)。三、內(nèi)能分子具有動(dòng)能和勢(shì)能，我們把物體中所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能的總和叫作物體的內(nèi)能。一切物體都是由做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)且相互作用的分子組成，因此任何物體都具有內(nèi)能。由于分子平均動(dòng)能與溫度有關(guān)，分子勢(shì)能與體積有關(guān)，因此，物體內(nèi)能與溫度和體積都有關(guān)系。溫度升高時(shí)，分子動(dòng)能增加，物體內(nèi)能也增加。體積變化時(shí)，分子勢(shì)能發(fā)生變化，物體內(nèi)能也發(fā)生變化。§7.3熱力學(xué)第一定律一、改變內(nèi)能的兩種方式做功能夠改變物體的內(nèi)能。熱傳遞是改變物體內(nèi)能的又一種方式。二、熱力學(xué)第一定律設(shè)外界對(duì)物體做功為W，外界傳遞給物體的熱量為Q，物體內(nèi)能的改變量為ΔU，則ΔU=Q+W上式可表述為：物體內(nèi)能的改變量等于外界傳遞給物體的熱量和外界對(duì)物體做功的和。這一關(guān)于做功、熱量及內(nèi)能三者關(guān)系的表述就是熱力學(xué)第一定律。若外界對(duì)物體做功，W>0，W取正號(hào)；物體對(duì)外界做功，W<0，W取負(fù)號(hào)。若物體從外界吸熱，Q>0，Q取正號(hào)；物體向外界放熱，Q<0，Q取負(fù)號(hào)。若物體內(nèi)能增加，ΔU>0，ΔU取正號(hào)；物體內(nèi)能減小，ΔU<0，ΔU取負(fù)號(hào)。三、能量守恒定律熱力學(xué)第一定律告訴我們，做功和熱傳遞提供給物體多少能量，物體內(nèi)能就增加多少，能量在轉(zhuǎn)化過程中守恒。除了機(jī)械能，其他形式的能也可以與內(nèi)能相互轉(zhuǎn)化。例如通電后導(dǎo)線發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化成熱能。干電池供電時(shí)，化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，電能轉(zhuǎn)化成熱能等其他形式的能。大量事實(shí)證明，各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化，并且在轉(zhuǎn)化過程中守恒。能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失。它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為別的形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體。在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中，其總量不變。這就是能量守恒定律?！?.4固體液體一、晶體非晶體固體可分為晶體和非晶體兩類。常見的固態(tài)物質(zhì)中，石英、云母、食鹽、糖、味精等都是晶體，玻璃、松香、橡膠、瀝青等都是非晶體。晶體具有規(guī)則的幾何形狀。如圖所示，食鹽晶體為立方體，石英晶體中部呈六棱柱，兩頭呈六棱錐，明礬晶體為正八面體。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，熔化了的石蠟在云母片上呈橢圓形，而在玻璃上呈圓形。上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，云母在不同方向上的導(dǎo)熱性能各不相同，而玻璃在不同方向上的導(dǎo)熱性能相同。應(yīng)當(dāng)明確地認(rèn)識(shí)到，晶體的一些物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性，而非晶體的物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性。二、單晶體多晶體晶體可分為單晶體和多晶體兩種。如果整個(gè)物體就是一個(gè)晶體的話，就叫作單晶體，如食鹽小顆粒、天然水晶等。通常所說的晶體一般是指單晶體。單晶體是科學(xué)技術(shù)中的重要原材料，如制造晶體管所使用的單晶硅或單晶鍺。如果整個(gè)物體是由許多雜亂無章排列著的小晶體組成的，這樣的物體叫作多晶體，如常見的金屬、許多小顆粒粘在一起的食鹽塊等。與非晶體一樣，多晶體不顯示各向異性，但與晶體一樣，有確定的熔點(diǎn)。三、液體液體不像固體那樣具有一定的形狀，而且液體能夠流動(dòng)。這說明液體分子間的相互作用力要比固體分子間的作用力小。由于液體分子的移動(dòng)比固體分子的移動(dòng)更容易，所以在溫度相同的情況下，液體的擴(kuò)散速度要比固體的擴(kuò)散速度快。四、液晶一些有機(jī)化合物在一定溫度下呈現(xiàn)出介于固體和液體之間的中間狀態(tài)。這種狀態(tài)下的物質(zhì)，一方面像液體，具有流動(dòng)性；另一方面又像晶體，分子在特定方向排列整齊，顯示各向異性。人們把這種物質(zhì)的狀態(tài)叫作液晶態(tài)，把處于這種狀態(tài)下的物質(zhì)叫作液晶。如圖所示為固態(tài)、液晶態(tài)、液態(tài)的分子排列示意圖。液晶分子的排列是不穩(wěn)定的，當(dāng)外界電場(chǎng)、磁場(chǎng)、溫度、壓力等發(fā)生變化時(shí)，液晶分子的排列也會(huì)發(fā)生變化，從而改變液晶的某些性質(zhì)。有一種液晶對(duì)電壓很敏感。在很小的電壓下，會(huì)由透明狀態(tài)變?yōu)榛鞚釥顟B(tài)，去掉電壓，又恢復(fù)透明。常見的電子手表、電子計(jì)算器、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)等設(shè)備的顯示屏都采用了這一液晶顯示技術(shù)。有一種液晶對(duì)溫度很敏感。當(dāng)溫度升高時(shí)，顏色會(huì)按紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫的順序改變；當(dāng)溫度降低時(shí)，又按相反順序改變顏色。這種液晶在生活中可用于指示溫度，在醫(yī)學(xué)上可用于醫(yī)療診斷，在工業(yè)上可用于檢查印制電路板上的短路點(diǎn)等。謝謝§8.1揭開電的神秘面紗§8.2庫侖定律§8.3靜電與生活§8.4電場(chǎng)一、從閃電開始認(rèn)識(shí)電荷§8.1揭開電的神秘面紗自然界中只存在兩種電荷：正電荷和負(fù)電荷。我們把物體帶有電荷的多少叫作電荷量，簡稱電量，用Q或q表示。通常，正電荷的電量用正數(shù)表示，負(fù)電荷的電量用負(fù)數(shù)表示。在國際單位制中，電荷量的單位是庫侖，簡稱庫，符號(hào)是C。二、怎樣讓物體帶電摩擦起電實(shí)驗(yàn)表明，摩擦使尺子帶了電。這種使物體帶電的方法叫作摩擦起電。用絲綢摩擦過的玻璃棒帶正電荷，用毛皮摩擦過的橡膠棒帶負(fù)電荷。原來，在摩擦過程中，一個(gè)物體失去一些電子而帶正電，另一個(gè)物體得到這些電子而帶負(fù)電。摩擦起電不是創(chuàng)造了電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開，并使帶負(fù)電荷的電子從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體。感應(yīng)起電實(shí)驗(yàn)表明，把帶電的球C移近靠在一起的金屬導(dǎo)體A和B時(shí)，導(dǎo)體A和B帶了等量的異種電荷?？梢?，把電荷移近不帶電的導(dǎo)體可以使導(dǎo)體帶電，這種現(xiàn)象叫作靜電感應(yīng)。利用靜電感應(yīng)使物體帶電，叫作感應(yīng)起電。與摩擦起電一樣，感應(yīng)起電也不是創(chuàng)造電荷，而是使物體中的正負(fù)電荷分開，并使電荷從同一物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。三、電荷守恒定律摩擦起電和感應(yīng)起電的實(shí)質(zhì)是：電荷在物體間發(fā)生了轉(zhuǎn)移。電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，或從同一物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。在轉(zhuǎn)移的過程中，電荷的總量不變，這個(gè)結(jié)論叫作電荷守恒定律?！?.2庫侖定律一、電荷間的相互作用電荷間存在相互作用力。二、庫侖定律人們發(fā)現(xiàn)，帶電體之間的相互作用力不僅與帶電體所帶電量的多少有關(guān)，還與帶電體的形狀、大小和間距等諸多因素有關(guān)。但是，在有些情形下，帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)。于是，人們就把這時(shí)的帶電體抽象為一個(gè)帶電的幾何點(diǎn)，并把它叫作點(diǎn)電荷。兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。這個(gè)規(guī)律叫作庫侖定律，電荷間的這種相互作用力叫作靜電力或庫侖力。

a）同種電荷相互作用b）異種電荷相互作用在國際單位制中，電量Q1和Q2的單位為C，距離r的單位為m，力F的單位為N。由實(shí)驗(yàn)測(cè)得k是一個(gè)常量，叫作靜電力常量，k=9.0×109N·m2/C2?！?.3靜電與生活一、從閃電的功過說起閃電就是天空中的帶電云層之間或帶電云層與地面之間發(fā)生的放電現(xiàn)象。由于云層的帶電量極大，因此閃電釋放的能量也十分巨大。二、靜電的應(yīng)用閃電是一種靜電現(xiàn)象。利用靜電能吸引輕小物體這一特點(diǎn)，人們開發(fā)了許多應(yīng)用技術(shù)，如靜電復(fù)印、靜電噴漆、靜電植絨、靜電除塵（凈化空氣）等。靜電復(fù)印機(jī)用靜電凈化空氣靜電提高灑藥效果三、靜電的防止靜電的危害運(yùn)輸燃油的專用汽車在裝油和運(yùn)輸過程中，燃油與油罐摩擦、撞擊而帶靜電，如果不及時(shí)泄放，電荷積累到一定程度，會(huì)產(chǎn)生火花而引起爆炸。在空中飛行的飛機(jī)，與空氣摩擦而帶的電荷如果在著陸過程中沒有及時(shí)泄放，當(dāng)?shù)厍谌藛T接近機(jī)身時(shí)，人與飛機(jī)之間可能產(chǎn)生火花放電，甚至將人擊倒。防止靜電危害的基本方法盡快把靜電引走，避免越積越多。例如，油罐車、飛機(jī)利用導(dǎo)體與大地接觸，導(dǎo)走靜電；在地毯中夾雜不銹鋼絲導(dǎo)電纖維，能夠及時(shí)消除靜電；增大濕度，可使電荷隨時(shí)放出，避免靜電積累，從而消除靜電危害?！?.4電場(chǎng)一、電場(chǎng)與電場(chǎng)力什么是電場(chǎng)英國科學(xué)家法拉第首先發(fā)現(xiàn)，電荷周圍存在一種叫作電場(chǎng)的特殊物質(zhì)。電荷間的相互作用，就是借助它們自己的電場(chǎng)施加給對(duì)方的。例如，電荷A和B的相互作用是通過電場(chǎng)發(fā)生的：電荷A對(duì)電荷B的作用，實(shí)際上是電荷A的電場(chǎng)對(duì)電荷B的作用；電荷B對(duì)電荷A的作用，實(shí)際上是電荷B的電場(chǎng)對(duì)電荷A的作用。如圖所示為這種關(guān)系。電場(chǎng)對(duì)電荷有力的作用正像放入磁場(chǎng)中的磁體一定會(huì)受到磁場(chǎng)作用一樣，放入電場(chǎng)中的電荷會(huì)受到電場(chǎng)對(duì)它的力的作用，這種作用力叫作電場(chǎng)力。電場(chǎng)對(duì)處在其中的電荷有力的作用，這是電場(chǎng)的基本性質(zhì)。二、電場(chǎng)強(qiáng)度假設(shè)在某電場(chǎng)中放入電荷，這個(gè)電荷的體積和電量都充分的小，放入之后不會(huì)影響原來要研究的電場(chǎng)，這樣的電荷叫作檢驗(yàn)電荷。通過研究發(fā)現(xiàn)，雖然不同的檢驗(yàn)電荷在電場(chǎng)中同一點(diǎn)所受到的電場(chǎng)力F各不相同，但是對(duì)于電場(chǎng)中的任一確定點(diǎn)，檢驗(yàn)電荷所受到的電場(chǎng)力與它的電荷量的比值是一恒量。在比值大的點(diǎn)，檢驗(yàn)電荷所受到的電場(chǎng)力F大，說明電場(chǎng)強(qiáng)；在比值小的點(diǎn)，檢驗(yàn)電荷所受到的電場(chǎng)力F小，說明電場(chǎng)弱。我們就用這個(gè)比值來表示電場(chǎng)的強(qiáng)弱。放入電場(chǎng)中某點(diǎn)的電荷所受到的電場(chǎng)力F與它的電荷量q的比值，叫作該點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，簡稱場(chǎng)強(qiáng)，用E表示，即在國際單位制中，電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是牛/庫，符號(hào)是N/C。如果1C的電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)受到的電場(chǎng)力是1N，則該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)是1N/C。電場(chǎng)強(qiáng)度是矢量。物理學(xué)規(guī)定正電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)所受電場(chǎng)力的方向?yàn)樵擖c(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度方向。三、電場(chǎng)線為了形象地描述電場(chǎng)中各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向，可以在電場(chǎng)中引入一些假想的曲線，曲線上每個(gè)點(diǎn)的切線方向都和該點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)方向一致，這樣的曲線稱為電場(chǎng)線。電場(chǎng)線不僅能表示場(chǎng)強(qiáng)方向，還能表示場(chǎng)強(qiáng)的大小。電場(chǎng)線密的地方，表示場(chǎng)強(qiáng)大；電場(chǎng)線疏的地方，表示場(chǎng)強(qiáng)小。常見的電場(chǎng)線a）正電荷b）負(fù)電荷a）同種電荷b）異種電荷四、勻強(qiáng)電場(chǎng)觀察上圖所示電場(chǎng)線可以發(fā)現(xiàn)，除平行板邊緣附近外，兩塊帶電平行板間其他地方的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向都相同，這樣的電場(chǎng)就叫作勻強(qiáng)電場(chǎng)。勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是一組間隔相等、相互平行的直線。在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電荷q所受的電場(chǎng)力處處相等，大小用公式F=qE計(jì)算。謝謝§9.1電流與電阻§9.2認(rèn)識(shí)多用電表§9.3閉合電路歐姆定律§9.4電路中的能量轉(zhuǎn)化一、電流是怎樣形成的導(dǎo)體中的電荷朝一個(gè)方向移動(dòng)就會(huì)形成“電荷流”，我們稱它為電流?！?.1電流與電阻為了反映電流的強(qiáng)弱，物理學(xué)把流過導(dǎo)體某一橫截面的電荷量Q與所用時(shí)間t的比值I叫作電流，即在國際單位制中，電流的單位是安培，簡稱安，符號(hào)是A。電流常用單位還有毫安（mA）和微安（μA），1mA=10-3A，1μA=10-6A。規(guī)定正電荷定向移動(dòng)的方向?yàn)殡娏鞣较?。電流是怎樣形成的一般情況下，金屬導(dǎo)體中的自由電子在一刻不停地做無規(guī)則的熱運(yùn)動(dòng)。當(dāng)金屬導(dǎo)線與電源連接，構(gòu)成閉合電路時(shí)，自由電子就會(huì)在電源產(chǎn)生的電場(chǎng)作用下發(fā)生定向移動(dòng)，形成電流?？梢姡瑢?dǎo)體中形成電流的條件是：給導(dǎo)體施加外電場(chǎng)?；蛘哒f，給導(dǎo)體兩端施加電壓。二、導(dǎo)體的電阻電阻定律導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積有關(guān)。影響電阻的因素實(shí)驗(yàn)表明，導(dǎo)體的電阻R與它的長度l成正比，與它的橫截面積S成反比，這就是電阻定律。寫成公式，則有式中，ρ叫作電阻率，它與導(dǎo)體的材料有關(guān)，反映了材料導(dǎo)電性能的高低。R、l、S的單位分別是Ω、m、m2，ρ的單位是歐姆米，符號(hào)是Ω·m。20℃時(shí)幾種常見材料的電阻率Ω·m電阻率從常見材料的電阻率中可以看出，有些材料電阻率很?。?0-8～10-6Ω·m），適合做導(dǎo)體，如銀、銅、鋁等材料；有些材料電阻率很大（大于105Ω·m），適合做絕緣體，如硬質(zhì)陶瓷、導(dǎo)線的絕緣膠皮、開關(guān)盒等；還有一些材料的電阻率介于導(dǎo)體和絕緣體之間，我們稱為半導(dǎo)體。另外，各種導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度而變化。金屬的電阻率隨溫度的升高而增大。半導(dǎo)體半導(dǎo)體材料的電阻率隨溫度的升高而減小，鍺、硅、砷化鎵等都是半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能可以由外界條件來控制，如改變半導(dǎo)體的溫度，使半導(dǎo)體受到光照，在半導(dǎo)體中加入其他微量雜質(zhì)等。利用半導(dǎo)體的這種特性，可制成熱敏電阻、光敏電阻、壓敏電阻、晶體管等各種電子元件，并且發(fā)展成為集成電路、超大規(guī)模集成電路。三、部分電路歐姆定律部分電路歐姆定律通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與它的電阻成反比。表達(dá)式為伏安法測(cè)電阻根據(jù)歐姆定律，用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓，用電流表測(cè)出通過電阻的電流，即可求出電阻。這種測(cè)量方法叫做伏安法。用伏安法測(cè)電阻有兩種接法。圖a所示的接法為外接法，圖b所示的接法為內(nèi)接法?！?.2認(rèn)識(shí)多用電表一、多用電表的原理多用電表的表頭多用電表一般可用于測(cè)量電壓和電流等多個(gè)電學(xué)基本參量，其核心部件是表頭G。而表頭就是一個(gè)小量程的電流表，它主要由永磁鐵和處于永磁鐵磁場(chǎng)中的可以轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈組成。從電路角度看，表頭就是一個(gè)電阻，特殊的地方在于通過它的電流的大小可以從刻度盤上讀出來。表頭G的電阻Rg叫作表頭的內(nèi)阻。指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流Ig叫作滿偏電流。表頭G通過滿偏電流時(shí)，加在它兩端的電壓Ug叫作滿偏電壓。在圖中，Ug=IgRg。從表頭到電壓表通常，電壓表是利用表頭改裝而成的。由于表頭G的滿偏電壓Ug和滿偏電流Ig一般都比較小，所以能承受的電壓也很小。面對(duì)需要測(cè)量的較大電壓，應(yīng)采取怎樣的措施呢？根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理，我們?cè)诒眍^上串聯(lián)一個(gè)分壓電阻，讓這個(gè)電阻分擔(dān)一部分電壓。這樣，表頭和分壓電阻就一起構(gòu)成了一個(gè)能夠測(cè)量較大電壓的電壓表了。從表頭到電流表同樣地，表頭G能夠直接測(cè)量的電流一般也很小（不超過毫安級(jí)）。為了擴(kuò)大它的量程，可給表頭并聯(lián)一個(gè)阻值較小的分流電阻。這樣，表頭和分流電阻就一起構(gòu)成了一個(gè)能夠測(cè)量較大電流的電流表了。二、表頭應(yīng)用的實(shí)例計(jì)算例題1有一表頭G，內(nèi)阻Rg=1kΩ，滿偏電流Ig=100μA，把它變成量程為2V的電壓表，要串聯(lián)一個(gè)多大的電阻R？改成電壓表后的內(nèi)阻RV有多大？例題2將例題1中表頭G變成量程為1A的電流表，要并聯(lián)一個(gè)多大的分流電阻R？§9.3閉合電路歐姆定律一、電源電動(dòng)勢(shì)電源電路中要形成持續(xù)的電流，電路兩端必須有恒定的電壓，能起這種作用的裝置叫作電源。干電池、蓄電池、發(fā)電機(jī)等都可作為電源。不接用電器時(shí)，電源兩極間電壓的大小是由電源本身的性質(zhì)決定的，電源的這種特性可用電動(dòng)勢(shì)表示。電動(dòng)勢(shì)

電源的電動(dòng)勢(shì)在數(shù)值上等于電源沒有接入電路時(shí)兩極間的電壓。電動(dòng)勢(shì)用符號(hào)E表示。電動(dòng)勢(shì)的單位與電壓的單位相同，也是伏特。二、閉合電路歐姆定律用導(dǎo)線把電源和用電器連接起來，就組成了閉合電路。外電路內(nèi)電路閉合電路由兩部分組成。一部分是電源外部的電路，叫作外電路，包括用電器和導(dǎo)線等；另一部分是電源內(nèi)部的電路，叫作內(nèi)電路，如發(fā)電機(jī)的線圈、電池內(nèi)的溶液等。外電路的電阻常稱為外電阻，用R表示。內(nèi)電路也有電阻，即電源內(nèi)電阻，簡稱內(nèi)阻，用r表示。在圖a所示的閉合電路中，合上開關(guān)S，電路中有電流通過，此時(shí)內(nèi)、外電路上都有電壓，外電路兩端的電壓叫作外電壓。用U外表示，即U外=IR內(nèi)電路中的內(nèi)電阻上也有電壓，叫作內(nèi)電壓，用U內(nèi)表示，即U內(nèi)=Ir閉合電路歐姆定律理論分析表明，在閉合電路中，電源的電動(dòng)勢(shì)E等于外電壓U外和內(nèi)電壓U內(nèi)之和(圖b)，用公式表示為E=U外+U內(nèi)，即E=IR+Ir所以閉合電路中的電流與電源的電動(dòng)勢(shì)成正比，與內(nèi)外電路的電阻之和成反比，這個(gè)結(jié)論叫作閉合電路歐姆定律。三、電路的開路狀態(tài)和短路狀態(tài)路端電壓外電路兩端的電壓即外電壓，也叫作路端電壓。電源加在負(fù)載（用電器）上的“有效”電壓就是路端電壓。由部分電路歐姆定律可知U=IR，根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=IR+Ir，所以E=U+Ir，寫成對(duì)于某一電源來說，E和r是定值。上式表明，路端電壓隨著外電阻R的改變而改變。當(dāng)外電阻增大時(shí)，路端電壓也增大；當(dāng)外電阻減小時(shí)，路端電壓也減小。開路當(dāng)外電路斷開時(shí)，電路處于開路狀態(tài)。電阻R可認(rèn)為無限大，電流I變?yōu)榱悖瑑?nèi)電壓Ir也變?yōu)榱?。由上面公式可得U=E這就是說，斷路時(shí)的路端電壓等于電源的電動(dòng)勢(shì)。根據(jù)這個(gè)道理，可以使用內(nèi)阻很大的電壓表直接測(cè)量電動(dòng)勢(shì)。使電壓表與電源構(gòu)成一個(gè)閉合電路，這時(shí)電流很小，內(nèi)電壓Ir很小，于是電壓表的讀數(shù)可近似看作電動(dòng)勢(shì)。短路外電路短路，也稱電路處于短路狀態(tài)。外電阻R=0，所以U=IR=0，此時(shí)的電流稱為短路電流，即通常由于電源內(nèi)阻很小，例如蓄電池的內(nèi)阻一般為0.005～0.1Ω，所以短路電流很大。很大的短路電流不但會(huì)燒壞電源，還可能引起火災(zāi)。為了防止事故的發(fā)生，在電力線路中必須安裝保險(xiǎn)裝置。在實(shí)驗(yàn)中，也絕不允許將導(dǎo)線或電流表（電流表的內(nèi)阻很?。┲苯咏拥诫娫磧啥?，以防止短路?！?.4電路中的能量轉(zhuǎn)化一、電功與電熱的關(guān)系在一段電路中電場(chǎng)力所做的功，也就是通常說的電流所做的功，簡稱電功。W=UIt在國際單位制中，W、U、I、t的單位分別為J、V、A、s。上式表明，電流在一段電路上所做的功等于這段電路兩端的電壓U、電路中的電流I和通電時(shí)間t三者的乘積。Q=I2Rt這個(gè)規(guī)律叫作焦耳定律，是英國物理學(xué)家焦耳（1818—1889）于1840年在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的。我們通常把電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量稱為電熱或焦耳熱。電熱與電功的關(guān)系如果電路中只含有電阻，即所謂的純電阻電路（如電爐、電熱器等），則電流所做的功W=UIt與電流產(chǎn)生的熱量相等。此時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為電路的熱能，即如果電路不是純電阻電路，例如含有電動(dòng)機(jī)或電解槽等，那么電能一部分轉(zhuǎn)化為熱能，另一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等其他形式的能。這時(shí)，電流所做的功仍用W=UIt計(jì)算，但不等于所產(chǎn)生的熱量，電路產(chǎn)生的熱量仍可以用Q=I2Rt計(jì)算。二、閉合電路中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系根據(jù)閉合電路歐姆定律，E=U+U內(nèi)，如果在其兩邊同時(shí)乘以It，則有EIt=UIt+U內(nèi)It式中，EIt表示電源提供的電功，UIt表示外電路上消耗的電功，U內(nèi)It表示內(nèi)電路上消耗的電功。我們可以得出結(jié)論，電源提供的電能，一部分消耗在外電路上，另一部分消耗在內(nèi)電路上，而總能量是守恒的。進(jìn)一步推導(dǎo)，可知電源的總功率為P總=EI電源的輸出功率為P出=UI電源的效率為謝謝§10.1從指南針談起§10.2怎樣描述磁場(chǎng)§10.3電流的磁場(chǎng)§10.4磁場(chǎng)對(duì)電流的作用§10.5磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用一、指南針二、指南針與遠(yuǎn)洋航海鄭和下西洋歐洲人的遠(yuǎn)洋探險(xiǎn)§10.1從指南針談起三、我們生活在天然磁場(chǎng)——地磁場(chǎng)中§10.2怎樣描述磁場(chǎng)一、什么是磁場(chǎng)磁體在空間產(chǎn)生的一種特殊物質(zhì)叫作磁場(chǎng)。磁體間的相互作用是通過磁場(chǎng)產(chǎn)生的。磁場(chǎng)是有方向的。物理學(xué)規(guī)定，在磁場(chǎng)中小磁針靜止時(shí)北極所指的方向，就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向。二、磁場(chǎng)的形象描述磁感線用磁感線形象地描述磁場(chǎng)。通過觀察磁感線的疏密程度，我們可以知道：磁感線分布密集的地方，磁場(chǎng)強(qiáng)；磁感線分布稀疏的地方，磁場(chǎng)弱。三、一種特殊的磁場(chǎng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)一對(duì)較大的磁極之間的磁場(chǎng)，除邊緣外，內(nèi)部各點(diǎn)的磁感強(qiáng)度大小和方向處處都相同。這樣的磁場(chǎng)稱為勻強(qiáng)磁場(chǎng)?！?0.3電流的磁場(chǎng)一、電流的磁效應(yīng)1820年，奧斯特發(fā)現(xiàn)：把一根導(dǎo)線平行地放在磁針的上方，給導(dǎo)線通電時(shí)，磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，就好像磁針受到磁鐵的作用一樣。這說明不僅磁鐵能產(chǎn)生磁場(chǎng)，電流也能產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)現(xiàn)象稱為電流的磁效應(yīng)。二、電流磁場(chǎng)的方向直線電流的磁場(chǎng)安培通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，直線電流的磁感線是圍繞導(dǎo)線的一些同心圓。磁感線方向與電流方向之間的關(guān)系可以這樣來判定：右手握住導(dǎo)線，讓伸直的拇指方向與電流方向一致，那么，彎曲四指所指的方向就是磁感線的繞行方向。這就是安培定則。環(huán)形電流的磁場(chǎng)環(huán)形電流的磁感線也是一些圍繞環(huán)形導(dǎo)線的閉合曲線，在環(huán)形導(dǎo)線的中心軸線上，磁感線和環(huán)形導(dǎo)線的平面垂直。環(huán)形電流的磁感線方向與電流方向之間的關(guān)系也可以用安培定則來判定：使右手彎曲的四指和環(huán)形電流的方向一致，那么伸直的大拇指所指的方向就是環(huán)形導(dǎo)線中心軸線上磁感線的方向。一只通電螺線管，它由多個(gè)電流環(huán)（導(dǎo)線）組成。可以想見，與環(huán)形電流一樣，通電螺線管的磁感線方向與電流方向之間的關(guān)系也可以用安培定則來判定：用右手握住螺線管，讓彎曲的四指所指的方向與電流的方向一致，拇指所指的方向就是通電螺線管內(nèi)部磁感線的方向?！?0.4磁場(chǎng)對(duì)電流的作用磁場(chǎng)對(duì)電流的作用力稱為安培力。一、安培力的大小當(dāng)通電導(dǎo)線垂直于磁場(chǎng)方向時(shí)，它所受到的安培力的大小既與導(dǎo)線中的電流I成正比，又與導(dǎo)線長度L成正比。若用公式表示，則有F=BIL這個(gè)規(guī)律叫作安培定律，式中的B是比例系數(shù)。二、磁感應(yīng)強(qiáng)度磁通量B是不一樣的?？梢?，B就是反映磁場(chǎng)強(qiáng)弱的物理量，叫作磁感應(yīng)強(qiáng)度，即在國際單位制中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉，簡稱特，符號(hào)是T，且磁通量

如圖所示為勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與平面相交的三種情況。當(dāng)勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向與平面垂直時(shí)，我們把磁感應(yīng)強(qiáng)度B與面積S的乘積叫作穿過這個(gè)面的磁通量，簡稱磁通。如果用Φ表示磁通量，則有Φ=BS在國際單位制中，磁通量的單位是韋伯，簡稱韋，符號(hào)是Wb。1

Wb=1

T·m2三、安培力的方向通過研究，人們歸納出安培力的方向可以用左手定則來判定：伸開左手，使大拇指與其余四個(gè)手指垂直，并且在同一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，并使四指指向電流方向，那么，大拇指所指的方向就是通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中所受安培力的方向?！?0.5磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用一、洛倫茲力猜測(cè)，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的電荷也有力的作用。磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有力的作用，人們稱這種力為洛倫茲力。二、洛倫茲力的方向帶電粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)受到洛倫茲力，在宏觀上表現(xiàn)為導(dǎo)線受到了安培力。洛倫茲力的方向可根據(jù)左手定則來判斷，只不過把正電荷（流）的運(yùn)動(dòng)方向看作電流方向即可。如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置叫作洛倫茲力演示儀，可以演示洛倫茲力的方向和大小。它由一個(gè)球形電子射線管和一組線圈組成。通過改變電子槍兩極間的電壓，可以改變電子的速度；通過改變線圈中電流的強(qiáng)弱，可以改變磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小。謝謝§11.1探索電磁感應(yīng)現(xiàn)象§11.2法拉第電磁感應(yīng)定律一、劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)歷經(jīng)長達(dá)10年的艱苦探索，法拉第于1831年終于發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象：把a(bǔ)、b兩個(gè)線圈繞在一個(gè)鐵環(huán)上。a線圈連接電源（電路中有開關(guān)），b線圈接電流表。在給a線圈通電或斷電的瞬間，b線圈上出現(xiàn)了電流?！?1.1探索電磁感應(yīng)現(xiàn)象二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象閉合電路的一部分在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電路中就產(chǎn)生電流。物理學(xué)中把這種現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)，由電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流。但是，法拉第“磁生電”實(shí)驗(yàn)中并沒有閉合電路的一部分在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。由此可知，還存在其他產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。下面通過幾個(gè)實(shí)驗(yàn)來說明這個(gè)問題。實(shí)驗(yàn)表明，不論是導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，還是磁體運(yùn)動(dòng)，只要閉合電路的一部分切割磁感線，電路中就有電流產(chǎn)生。以上實(shí)驗(yàn)表明，不論使用什么方法，只要穿過閉合電路的磁通量發(fā)生變化，電路中就有感應(yīng)電流產(chǎn)生?！?1.2法拉第電磁感應(yīng)定律一、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，因?yàn)殚]合電路內(nèi)有感應(yīng)電流，所以這個(gè)電路內(nèi)一定有電動(dòng)勢(shì)。我們把在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫作感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不僅存在于閉合電路，即便電路斷開，只要電路中的磁通量變化，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就依然存在，只是此時(shí)沒有感應(yīng)電流。電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分導(dǎo)體或線圈就相當(dāng)于電源。二、法拉第電磁感應(yīng)定律大量實(shí)驗(yàn)表明，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與磁通量變化的快慢有關(guān)。我們用磁通量的變化率來描述磁通量變化的快慢，它是磁通量的變化量與所用時(shí)間的比值。精確的實(shí)驗(yàn)表明，電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。這就是法拉第電磁感應(yīng)定律。在國際單位制中k=1，則上式可寫成對(duì)于由n匝線圈組成的電路，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為三、單根導(dǎo)體中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)線、導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng)方向三者相互垂直時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小等于磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)線長度、導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)速度三者的乘積。用公式表示為E=BLv在國際單位制中，上式中E、B、L、v的單位分別是伏特（V）、特斯拉（T）、米（m）、米每秒（m/s）。單根導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向可以這樣判斷：伸開右手，讓拇指與其余四指垂直，并且在同一平面內(nèi)，讓磁感線垂直穿入手心，拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)方向，其余四指指的就是感應(yīng)電流的方向。這就是右手定則。謝謝§12.1光的折射§12.2全反射§12.3透鏡成像一、折射定律一般來說，光從介質(zhì)1射到它與介質(zhì)2的分界面時(shí)，一部分光會(huì)返回介質(zhì)1，這種現(xiàn)象叫作光的反射；另一部分光則會(huì)進(jìn)入介質(zhì)2，這種現(xiàn)象叫作光的折射?！?2.1光的折射當(dāng)發(fā)生反射現(xiàn)象時(shí)，反射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，反射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)，反射角等于入射角。這就是光的反射定律。入射光線與法線間的夾角θ1叫作入射角，折射光線與法線間的夾角θ2叫作折射角。折射光線與入射光線、法線處在同一平面內(nèi)，折射光線與入射光線分別位于法線的兩側(cè)，入射角的正弦與折射角的正弦成正比。這就是折射定律。用公式表示為式中，n12為比例常數(shù)，它的大小與入射角、折射角的大小無關(guān)，只與兩種介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。二、折射率當(dāng)光線從真空射入某種介質(zhì)時(shí)（設(shè)入射角為θ1，折射角為θ2），這種介質(zhì)的性質(zhì)直接決定了比例常數(shù)n12的大小，此時(shí)可以把n12簡單地記為n，叫作這種介質(zhì)的折射率，式（1）則變?yōu)閷?duì)于不同的介質(zhì)，折射率n是不同的。幾種介質(zhì)的折射率§12.2全反射一、全反射與臨界角不同介質(zhì)的折射率不同，我們把折射率較小的介質(zhì)稱為光疏介質(zhì)，把折射率較大的介質(zhì)稱為光密介質(zhì)。光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)是相對(duì)的，例如水、水晶和金剛石三種物質(zhì)相比較，水晶相對(duì)于水來說是光密介質(zhì)，相對(duì)于金剛石來說則是光疏介質(zhì)。光由光疏介質(zhì)射入光密介質(zhì)時(shí)，折射角小于入射角；光由光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角。當(dāng)光線從光密介質(zhì)射入光疏介質(zhì)時(shí)，同時(shí)發(fā)生折射和反射。當(dāng)入射角大于某一角度時(shí)，折射光線完全消失，只有反射光線，這一現(xiàn)象叫作全反射。光線剛好發(fā)生全反射，即折射角等于90°時(shí)對(duì)應(yīng)的入射角叫作臨界角。光從某介質(zhì)射入空氣時(shí)，發(fā)生全反射的臨界角C與該介質(zhì)折射率n的關(guān)系是二、全反射的實(shí)際應(yīng)用全反射棱鏡如圖所示，棱鏡的橫截面是等腰直角三角形。當(dāng)光線垂直射入玻璃時(shí)，在玻璃與空氣的某些交界面上發(fā)生的全反射，改變了光的傳播方向。與平面鏡相比，棱鏡的反射率高，幾乎可達(dá)100%，且反射面無須涂敷任何反光物質(zhì)，所以反射失真小。這種棱鏡在照相機(jī)、望遠(yuǎn)鏡、顯微鏡等光學(xué)儀器中獲得了廣泛的應(yīng)用。光導(dǎo)纖維我們常常聽說的“光纖通信”就是利用了全反射的原理。這里所說的光纖，就是光導(dǎo)纖維的簡稱。實(shí)際應(yīng)用的光導(dǎo)纖維是一種非常細(xì)的特制玻璃絲，直徑只有幾微米到100微米，主要由纖芯、包層和涂覆層組成。光纖導(dǎo)光的原理是：光在光纖中傳播時(shí)，通過纖芯、包層界面發(fā)生的光的全反射，使得光在光纖內(nèi)沿著鋸齒形路線傳播。當(dāng)載有信息的激光從光纖的一端輸入后，通過光纖，可以將這些信息傳至遙遠(yuǎn)的另一端，從而實(shí)現(xiàn)光纖通信?！?2.3透鏡成像一、透鏡中央厚、邊緣薄，我們把它們稱為凸透鏡，中央薄、邊緣厚，我們把它們稱為凹透鏡。凸透鏡對(duì)光線起會(huì)聚作用，因此我們把凸透鏡叫作會(huì)聚透鏡；而凹透鏡對(duì)光線起發(fā)散作用，因此我們把凹透鏡叫作發(fā)散透鏡。二、光軸光心焦點(diǎn)焦距我們把通過透鏡兩球面球心C1、C2的直線叫作透鏡的主光軸，把主光軸與透鏡的交點(diǎn)（透鏡的中心）叫作光心。如圖所示，平行于主光軸的光線，經(jīng)凸透鏡后會(huì)聚于主光軸上的一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)叫作焦點(diǎn)，用F表示。因?yàn)檫@是光線實(shí)際會(huì)聚的點(diǎn)，一般稱之為實(shí)焦點(diǎn)。如圖所示，平行于主光軸的光線，經(jīng)凹透鏡后被發(fā)散，發(fā)散光線的反向延長線也交于主光軸上的一點(diǎn)，這個(gè)點(diǎn)也是焦點(diǎn)。因?yàn)樗皇枪饩€實(shí)際會(huì)聚的點(diǎn)，一般稱之為虛焦點(diǎn)。透鏡焦點(diǎn)與光心之間的距離叫作焦距，用f表示。三、透鏡成像作圖法一個(gè)發(fā)光點(diǎn)向透鏡發(fā)出無數(shù)條光線，經(jīng)過透鏡后的會(huì)聚點(diǎn)就是發(fā)光點(diǎn)的像。用幾何法作圖求發(fā)光點(diǎn)的像，一般可利用下面三條特殊光線。（1）經(jīng)過光心的光線，通過透鏡后不改變方向。（2）平行于主光軸的光線，通過透鏡折射后經(jīng)過焦點(diǎn)。（3）經(jīng)過焦點(diǎn)的光線，通過凸透鏡折射后平行于主光軸。一般情況下，只要找出物體上下兩個(gè)端點(diǎn)的像，就可以確定整個(gè)物體的像，因?yàn)槲矬w上其他各點(diǎn)的像都在這兩個(gè)像點(diǎn)之間。我們把物體到光心的距離叫作物距，用u表示。把像到光心的距離叫作像距，用v表示。物體在不同位置時(shí)，經(jīng)凸透鏡所成像的大小、性質(zhì)是不同的。如圖所示為物體位于不同區(qū)域時(shí)凸透鏡所成像的情況。由作圖可知凸透鏡成像的特點(diǎn)：實(shí)像總是與物體分居于透鏡的兩側(cè)，且是倒立的；虛像總是與物體位于透鏡的同側(cè)，且是正立的。用于凸透鏡成像作圖的三條特殊光線，同樣也適用于凹透鏡成像。不論物體AB放在凹透鏡的焦點(diǎn)以內(nèi)還是焦點(diǎn)以外，總是成正立的、縮小的虛像。下表列出了透鏡成像的性質(zhì)和應(yīng)用。a）u>2fb）f<u<2fc）u=2fd）u<f透鏡成像的性質(zhì)和應(yīng)用知識(shí)鏈接：技工院校在物理教學(xué)中能力培養(yǎng)的探討摘要：隨著技工教育的不斷發(fā)展，以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以崗位能力需求為培養(yǎng)目標(biāo)的教學(xué)模式、教學(xué)策略以及教學(xué)方法的應(yīng)用日益廣泛，這對(duì)從事技工教育的教師提出更高要求。在技工教育中，為了培養(yǎng)學(xué)生掌握知識(shí)與技能以適應(yīng)崗位需求的能力，是當(dāng)前技工院校面臨的主要問題?；诖耍疚膶?duì)技工院校在物理教學(xué)中能力培養(yǎng)進(jìn)行分析探討。關(guān)鍵詞：技工院校；物理教學(xué)；能力培養(yǎng)在當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展和對(duì)外開放的進(jìn)一步擴(kuò)大，物理日益成為人們學(xué)習(xí)、工作和生活中的重要工具。在如此緊迫的新形勢(shì)下，物理對(duì)我們顯得越來越重要了。我們的學(xué)生學(xué)習(xí)物理卻是一大難事，特別是很少實(shí)踐的農(nóng)村學(xué)生。教師想要教好物理亦非易事，但如果教師運(yùn)用恰當(dāng)?shù)姆椒ㄟM(jìn)行教學(xué)，應(yīng)能取得“事半功倍”的效果，使得教學(xué)工作變?yōu)椤拜p松”地教，學(xué)生變?yōu)椤坝淇臁钡貙W(xué)。1能力素質(zhì)與物理教學(xué)的關(guān)系能力素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)是使受教育者在已形成一定知識(shí)結(jié)構(gòu)和技能的基礎(chǔ)上，自覺地發(fā)展其智力，培養(yǎng)其學(xué)習(xí)能力、邏輯思維能力、適應(yīng)能力、創(chuàng)造能力、動(dòng)手操作能力和獨(dú)立制作能力等諸多能力。過去的傳統(tǒng)學(xué)校教育一直是以重知識(shí)輕能力為辦學(xué)路線的應(yīng)試教育。這種“重知輕能”的辦學(xué)模式培養(yǎng)出來的許多“優(yōu)秀”畢業(yè)生雖然可考進(jìn)高等學(xué)府深造，分?jǐn)?shù)也不低，但是大學(xué)畢業(yè)后居然有些人連最簡單位的家庭電燈線路出了故障都無法排除，這就是所謂的“高分低能”。這種辦學(xué)模式培養(yǎng)出來的人已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)代世界新技術(shù)革命的挑戰(zhàn)，也無法適應(yīng)我國現(xiàn)代化建設(shè)的需要。因此，學(xué)生能力的培養(yǎng)和能力素質(zhì)的提高已成為素質(zhì)教育的重點(diǎn)工程和最重要的課題之一。物理學(xué)本身是一門理論與實(shí)踐相結(jié)合的自然學(xué)科。學(xué)生通過物理學(xué)理論的學(xué)習(xí)可以培養(yǎng)自己分析類比的能力；判斷、推理、歸納的邏輯思維能力；抽象、概括的辨證思維能力。通過物理實(shí)踐培養(yǎng)自己細(xì)致、敏銳、準(zhǔn)確的觀察能力和想象創(chuàng)造力；運(yùn)用其他學(xué)科知識(shí)處理、解決實(shí)際問題的能力等。這些能力正是人們?cè)谧匀唤绾蜕鐣?huì)中生存與發(fā)展必不可少的基本素質(zhì)。這些能力素質(zhì)的質(zhì)量直接影響著總體素質(zhì)的高低。物理教學(xué)是使受教育者接受素質(zhì)教育中十分重要的組成部分，它的獨(dú)特作用和不可替代性，它的教育功能等已經(jīng)越來越被廣大教育工作者所認(rèn)識(shí)和重視。2技工院校物理教學(xué)的基本原則針對(duì)技工院校的職業(yè)教育特性，筆者認(rèn)為技工院校物理教學(xué)的基本原則應(yīng)有以下幾條。2.1以學(xué)生發(fā)展為本，體現(xiàn)課程的基礎(chǔ)性、通用性和職業(yè)性技工院校的物理教學(xué)應(yīng)以學(xué)生發(fā)展為本，兼顧為專業(yè)服務(wù)、為就業(yè)服務(wù)和為學(xué)生今后職業(yè)生涯的可持續(xù)發(fā)展服務(wù)。教學(xué)內(nèi)容的覆蓋面要寬，要支撐后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，要面向多個(gè)相關(guān)崗位群、職業(yè)群的工作需求。教學(xué)中要同時(shí)培養(yǎng)職業(yè)道德和職業(yè)意識(shí)，如幫助學(xué)生樹立質(zhì)量意識(shí)、安全意識(shí)、環(huán)保意識(shí)等職業(yè)意識(shí)。2.2以應(yīng)用為主線，體現(xiàn)職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)的要求技工院校的物理教學(xué)應(yīng)緊扣教學(xué)大綱和相關(guān)職業(yè)技能標(biāo)準(zhǔn)，大量刪減傳統(tǒng)物理教學(xué)中偏重、偏難的定理、定律與原理推導(dǎo)，對(duì)教學(xué)大綱中提及的一些學(xué)科性、原理性內(nèi)容，從應(yīng)用的角度講述，弱化理論分析，簡化推導(dǎo)過程，體現(xiàn)基本理論在工作現(xiàn)場(chǎng)的具體指導(dǎo)與應(yīng)用，突出與現(xiàn)實(shí)生活和職業(yè)崗位的聯(lián)系。如將傳統(tǒng)教學(xué)中的一些要求掌握、會(huì)計(jì)算分析的原理性內(nèi)容，改為通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)工作特性，了解應(yīng)用方法，降低對(duì)工作原理分析的教學(xué)要求，使教學(xué)內(nèi)容整體理論難度有較大的下降，從而符合技工院校的培養(yǎng)目標(biāo)與學(xué)生的實(shí)際情況。2.3改革教學(xué)方法，力求體現(xiàn)“做中學(xué)、做中教”的技工院校教育教學(xué)特色技工院校的物理教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)與教學(xué)方法的引導(dǎo)上，要積極探索與項(xiàng)目教學(xué)、工作過程導(dǎo)向的實(shí)踐教學(xué)等多種與教學(xué)方式改革相適應(yīng)的教學(xué)模式，充分體現(xiàn)“做中學(xué)、做中教”的技工院校教育教學(xué)特色。教學(xué)中要力圖改變傳統(tǒng)的以課堂為中心、以講述為主的教學(xué)模式，引導(dǎo)在實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、理實(shí)一體化教室等新型教學(xué)環(huán)境中行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)的實(shí)施，倡導(dǎo)理論與實(shí)踐的一體化教學(xué)。3技工院校在物理教學(xué)中能力培養(yǎng)的建議3.1培養(yǎng)學(xué)生的想象與創(chuàng)新能力想象與創(chuàng)新是物理學(xué)科發(fā)展的一雙“翅膀”。正是有了科學(xué)的想象與創(chuàng)新，物理學(xué)科才能取得今天的成就。許多物理理論，如相對(duì)論、黑洞學(xué)說，最初都是想象，并以假說的形式出現(xiàn)的，經(jīng)過無數(shù)的科學(xué)家反復(fù)論證，并在實(shí)踐中加以檢驗(yàn)，最后形成科學(xué)的理論。而我們?nèi)缃竦奈锢斫虒W(xué)卻很大程度上人為地壓制了學(xué)生的想象力與創(chuàng)新力，墨守成規(guī)，因循守舊。因此教師要改進(jìn)僵化、保守的教學(xué)過程，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)散性思維，使學(xué)生自己得出正確的結(jié)論。同時(shí)教師還可結(jié)合學(xué)生的日常生活實(shí)際，設(shè)計(jì)一些趣味性的小實(shí)驗(yàn)、小發(fā)明，使學(xué)生不僅學(xué)到知識(shí)，還鍛煉思維，從而更好地完成教學(xué)任務(wù)。通過培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的想象，能使學(xué)生思維開闊，逐漸形成發(fā)散性思維方式，創(chuàng)新能力也得到不斷增強(qiáng)。3.2培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的邏輯思維方法歸納和演繹是科學(xué)研究中運(yùn)用得較為廣泛的邏輯思維方法，在物理學(xué)科的研究中更是被廣泛地運(yùn)用。其中，歸納就是從個(gè)別到一般，演繹則是從一般到個(gè)別。它們都是物理教學(xué)中常用的推理方法。歸納和演繹這兩種方法既互相區(qū)別、互相對(duì)立，又互相聯(lián)系、互相補(bǔ)充。因此教師在教學(xué)中要根據(jù)實(shí)際需要選擇方法，使學(xué)生更加容易接受。3.3觀察能力的培養(yǎng)觀察是學(xué)好物理的根本方法，在物理教學(xué)中，對(duì)學(xué)生進(jìn)行觀察能力的培養(yǎng)，是優(yōu)化課堂教學(xué)的重要組成部分，經(jīng)典物理學(xué)的奠基人牛頓，曾提出解決物理問題的程序是：“從實(shí)驗(yàn)觀察找出因果關(guān)系，然后得出普遍法則和一般規(guī)律，最后發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)和作用”?？梢哉f，觀察是踏進(jìn)物理學(xué)殿堂的起點(diǎn)，在物理教學(xué)中，必須有目的、有計(jì)劃地培養(yǎng)學(xué)生正確的觀察方法，使他們形成良好的觀察習(xí)慣。在觀察物理現(xiàn)象時(shí)，一般先對(duì)現(xiàn)象有一個(gè)整體、大致的認(rèn)識(shí)，再著重觀察它的主要方面乃至某些次要的但值得注意的細(xì)節(jié)，最后要注意各個(gè)部分和