第一章 CES力学的学习方法与技巧
一、知识点透视
(一)测量的初步知识
基本工具:刻度尺
长度的单位:米、千米、分米、厘米、毫米、微米
选择合适的刻度尺
使用前先进行观察
长度的测量 正确使用刻度尺 正确放置刻度尺
视线要跟尺面垂直
估读到最小刻度的下一位
正确记录测量结果
特殊长度的测量方法
定义
误差 产生原因
减少误差的方法
(二)运动
机械运动
概念 参照物
运动和静止的相对性
匀速直线运动
分类
变速直线运动
运动 速度:
运算
平均速度:
刻度尺
工具
测量 秒表
原理:
(三)声现象
回声
声音的发生和传播
声速
音调频率
振幅
乐音的三要素 响度
距发声体远近
音色
环保角度
定义
噪声 物理学角度
噪声等级分贝
减弱噪声的途径
(四)质量和密度
定义
概念
单位及单位换算
质量 测量工具天平
测量 常规方法
测量方法
特殊方法
定义
概念
单位及单位换算
密度 物理意义
测量
利用密度鉴别物质
应用
密度公式变形及应用
(五)力
定义:物体对物体的作用
改变物体形状
效果
改变物体运动状态
概念 测量测力计弹簧秤
单位 牛顿(N)
三要素:大小、方向、作用点
图示及示意图
大小:
重力 方向:竖直向下
作用点:重心
方向相同:
二力的合成 方向相反:
任意方向:
内容
牛顿第一定律
惯性
条件
二力平衡
平衡状态
概念产生条件
静磨擦
磨擦力 类型 滑动磨擦
滚动磨擦
方向:与相对运动或相对运动趋势方向相反
(六)压强
压力压力的特点
定义及物理意义
压强 公式和单位:
增大和减小压强的方法
特点
液体压强 计算公式:
连通器
产生原因
验证:马德堡半球实验
大气压强 测量:托里拆利实验
数值:1.01×105帕
应用
(七)浮力
产生原因:
浮力 方向:竖直向上
大小:=
上浮:>G >
下沉:<G <
浮沉条件
悬浮:=G =
漂浮:=G >
轮船、密度计:=G
利用 潜水艇:改变自身重力
气球、飞艇:改变自身体积
公式: ,,,(漂、悬浮)
(八)简单机械
杠杆的五要素
平衡条件:
杠杆 省力杠杆:>
分类 费力杠杆:<
等臂杠杆:=
特点:不省力、变向
定滑轮
实质:
特点:省一半力、不变向
滑轮 动滑轮
实质:的省力杠杆
特点:省力、变向
滑轮组
判别:
(九)机械能
动能
定义 重力势能
势能
弹性势能形变程度
动能
转化
势能
水能利用
利用
风能利用
(十)功
两个必要因素:F、s
功 公式:
单位:焦耳(J)
定义:单位时间内做的功
功率 公式:
单位:瓦特()
W有、W额、W总
机械效率 定义:有用功与总功的比值
计算:η= W有 ÷W总
功的原理使用任何机械都不省功,即W有 ≤ W总
二、如何掌握知能要点
(一)“测量的初步知识”知能要点
1、正确进行长度单位的换算
要正确进行各长度单位之间的换算,首先要记住各单位之间的进率;其次,要弄清被换算长度表示的意义;最后代入相应的进率,得出换算的结果。
2、正确使用刻度尺
对怎样正确使用刻度尺可以总结归纳为以下四点:
1)观察:首先要观察刻度尺的零刻度线的位置,以及零刻线是否磨损;二是观察它的量程;三是观察它的最小刻度值。
零刻线通常作为长度测量的起点,零刻线磨损的尺可以从其他刻线量起。量程是指刻度尺一次测量时能够测出的最大长度。最小刻度值就是刻度尺上挨得最近的两条刻线之间的距离,而不是指刻度尺上所标刻度的最小值,如0。
2)放置:一是应使刻度尺的零刻线与被测物体的边缘(被测长度的起点)对齐;若零刻线磨损,可选用刻度尺上的其他刻线作起点,二是刻度尺应与被测长度相重合(或平行),三是使刻度尺尽可能贴近被测物体。
3)读数:读数时,视线应垂直于刻度尺,既要读出准确值,又要读出估计值。
4)记录:记录测量结果由数字和单位两部分组成。
3、误差与错误
误差是测量值与真实值之间的差异。任何测量都不误。误差只能尽量减少,而不能完全消除。多次测量求平均值可以减小误差。
错误是由于不遵守测量规则或粗心等原因造成的,是应该消除而且能够消除的。
4、长度测量的一些特殊方法
1)累积法:把长度较小的多个相同物体叠放在一起,测出它们的总长度,然后用总长度除以叠放的物体个数,得到单个物体的长度,用这种方法能够测出细铜丝的直径或一张纸的夺取度,可以提高测量的准确程度。
与上述方法相反,测出单个物体的长度,用单个物体的长度乘以叠放物体的个数,可以得到总长度。如测一摞砖的厚度,可以测出一块砖的厚度,然后用砖厚乘以砖的块数即可。这种方法相当于扩大了刻度尺的量程。
2)替代法:将弯曲的轨迹变成直线来测量。如测量地图上的铁路线长度,可用细线与它重合,再拉直测量。有这种方法还可以测量圆的周长等。
3)平移法:当物体的长度不能直接测量时(如球的直径、圆锥体的高等),就要想办法把它等值平移到物体的外部,再用刻度尺测量。
(二)“运动和力”知能要点
1、参照物的选择
选择参照物通常遵循两个原则:一是任意(是指除了研究对象之外的任何其他物体都可以被选作参照物。如树木);二是方便(是指选择时应方便我们研究或描述物体的运动状态)。
应当明确,不事先选定参照物,就无法对某个物体的运动状态作出肯定的回答,说某个物体是运动或静止则是毫无意义的。
2、关于匀速直线运动
匀带直线运动的特征有两个:一是物体运动的快慢不变,二是物体运动的方向不变(在一条直线上运动)
3、速度、速度的公式和单位
物体的运动有快慢之分,为了定量地、精确地描述物体运动的快慢,在物理学中就引入了速度的概念。
比较物体运动快慢的方法有两种:一种是比较在相等时间内通过路程的长度(时间相等,谁走过的路程长,谁的速度就快)。另一种是比较物体通过相等的路程所用时间的长短(路程相等,谁用的时间短,谁的速度就快)。物理学中采用第一种方法,即在相等的时间内比较路程来定义速度。
速度的公式:。由公式可以看出,速度的单位是由路程(长度)的单位和时间的单位共同组成的,是一个复合单位,有米/秒、千米/时、厘米/秒等。
4、平均速度
引入平均速度的概念的目的是可以粗略地描述作变速直线运动物体的运动快慢。
平均速度的计算公式:。它所表示的物理意义是:物体通过某段路程跟通过这段路程所用时间之比,称为物体在这段路程上的平均速度。就是说,平均速度一定要指明是哪一段时间内的平均速度才有意义。
5、路程和时间的计算将速度的定义式变形后得到:和,应用它们时应注意:
①是、、三个量必须是同一运动物体在同一段路程上的三个量。用于变速运动时,速度是指某一段路程(或这段时间)的平均速度,其他物理量也必须与这段路程或时间相对应。
②仔细审题,明确研究对象及已知条件和待求量;分析因素,确定物体的运动形式,想像物理情境,画出草图,标出已知量和待求量;寻找联系,以图助思,抓住题目中的相同量、不变量,找出待求量和已知条件间的联系。
③列方程求解:列方程时要注意相关物理量要用特定符号来表示(如速度用、时间用、路程用等);求解之前一定要统一各物理量的单位;求解过程尽量带单位运算;检验。
6、力的概念
力是物体间的相互作用,力不能离开物体而单独存在,物体间力的作用是相互的,就是说一个物体对另一个物体加力时,另一个物体也同时对这个物体施加力,施力物体同时也是受力物体。
力的作用效果是:①力可以改变物体的运动状态;②力可以改变物体的形状,力的大水、方向、作用点都影响力的作用效果,统称为力的三要素。
力的大小可用弹簧秤测量,单位是牛顿。
7、重力和磨擦力
1)重力是地面附近的物体由于地球吸引而受到的力,施力物体是地球,重力跟质量成正比,公式,重力的方向总是竖直向下的。
2)磨擦力发生在两个物体相互接触的面上,阻碍物体相对运动,决定磨擦力大小的因素是:接触面所受的压力和接触面的粗糙程度。
8、力的合成
如果 一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同,这个力就叫那几个力的合力。我们要重点掌握同一直线上的二力合成。
若二力方向相同时,合力,方向跟其中任何一个力的方向相同。若二力方向相反时,方向跟较大的力方向相同。
9、牛顿第一定律
牛顿第一定律是在实验的基础上通过科学推理得出的一条理想定律,应从两方面加以理解:(1)在不受外力作用时,原来运动的物体永远做匀速直线运动,原来静止的物体永远静止。物体具有保持原有运动状态不变的性质称为惯性,惯性是物体保持运动状态不变的原因。(2)力是改变物体运动状态的原因,而不是产生和维持运动的原因。
要注意惯性和牛顿第一定律的区别,牛顿第一定律是一种运动规律,而惯性是物体所具有的一种属性,无论物体静止还是运动;加速还是减速;受力还是不受力都不惯性,惯性的大小只与物体的质量有关。
10、平衡力及二力平衡的条件
物体受几个力的作用时,如果保持静止状态或匀速直线运动状态,这几个力就相互平衡。二力平衡的条件是:两个力作用在同一物体上,大小相等,方向相反,并且在同一直线上。在分析和判断物体受力情况时,要注意区别相互作用的力和两个平衡的力的关系。
(三)“声现象”知能要点
声音是由物体的振动产生,振动停止,则发声停止。
声音的传播靠弹性介质,真空中不能传声;声音的传播速度大小与介质的种类和介质的温度有关。声音在15℃的空气中传播速度为340米/秒,声音在固体、液体中的传播速度大于在空气中的传播速度。
声音在介质中传播时,若遇到障碍物,会被障碍物反射回来形成回声。若回声到达人耳比原声滞后0.1秒以上,人们就能够把原声与回声区分开。利用回声可以测距离。
2、乐音的三要互和噪音
1)音调和响度易混淆,音调高的发声体响度不一定大。例如:男低音独唱由女高音轻声伴唱,男声响度大,但音调低,女声响度小,但音调高。
2)音调、响度是由引起声源物体振动的外部条件决定,是声音的外在特征;而音色是由声源物体本身的内在因素决定,是声音的本质特征,与音调、响度(即外部条件)无关,同一发声体发出的声音,由于外部条件改变,音调和响度也跟着改变,但音色是不会改变的,不同的发声体发出的声音,尽管音调和响度相同,但它们的音色是各不相同的,因此,人们根据音色就能分辨出每一种发声体。
3)同一人的音色会随年龄的增长,训练等因素而变化。
从物理学角度看,噪声是指发声体做无规则的杂乱无章的振动时发出的声音。但是从环境保护的角度看,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听的声音起干扰作用的声音都属于噪声。减弱噪声的途径是在声源处减弱,在传播过程中减弱,在人耳处减弱。
人们用分贝来划分声音的等级。
(四)“质量和密度”知能要点
质量和密度是力学中两个重要的物理量,也是物理学的两个基本概念。掌握密度的概念并能灵活运用密度知识解决问题是学习的重点。另外,掌握用天平测质量,用量筒和天平测密度的方法和技能也是专题知识的重点。
1)质量:物理学中把物体所含物质的多少叫质量。物体的质量是由其自身材料构成情况和体积大小来决定的。当构成物质的材料和物体的体积确定后,物体的质量也就确定了。质量不会随物体的位置、形状、状态而改变,它是物体的一种属性。
2)天平的使用天平是力学的基本测量仪器,要求了解天平的构造和使用方法,会调节天平的平衡螺母,会使用游码,会用天平称固体和液体的质量。
1)用天平称量物体质量之前,要先观察天平,认识它的最大量程、标尺上每大格和每小格表示的质量。要养成使用任何仪器前都必须先了解它的性能和使用方法的习惯。
2)天平是一种比较灵敏的测量仪器使用时要特别注意使用规则。
3)天平调节平衡后,不要更换两个托盘的位置,也不要移动天平的位置,否则就要重新调节天平的平衡。
3、密度
由同种物质构成的体积相同的不同物体,质量相同;由不同种物体构成的体积相同的不同物体,质量一般不同。单位体积的物质质量反映了物质的某种特性,物理学中用密度表示物质的这一特性。某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。在温度、压强等条件相同的情况下,物质密度总是一定的。密度的定义式:,密度的单位:千克/米3、克/米3。
4、正确使用天平和量筒测定物质密度
为我们提供了测量密度的原理,利用天平测量物体的质量。利用量筒或理杯测量液体和不规则形状固体的体积,由公式就可以计算出物质的密度。
关于量筒的使用,首先要观察量筒(或量杯)的刻度,知道它的最大容量和每大格、每小格表示的体积。在测量体积,量筒要放稳,视线要与液体凹面相平。
5、密度知识的应用
1)根据已知物质的密度,对不便直接测定质量而能测定体积的物体,可以利用来计算物体的质量。
2)根据已知物质的密度,对难以直接测量体积,而能测量质量的物体,利用来计算物体的体积。
3)根据物体的质量和体积可以算出物质的密度。再通过相密度表可以鉴别物体是什么物质。
(五)“压强”知能要点
1)压强是物理学中应用十分泛的概念,是教学大纲规定的“掌握”层次的知识点,是专题的重点。用“物体单位面积上受到的压力”来表示压力的作用效果,公式为。
是垂直作用在物体表面上的力。压力是一个物体与另一个物体接触并发生挤压产生的。重力可以产生压力,但是压力并不都是重力产生的,这一点要区别好。
表示受力面积,是物体受到挤压的接触面积。在国际单位制中,压强的单位是帕斯卡,1帕。
2、关于增大或减小压强的方法
要减小压强有三种方法:1)当压力一定时,需增大受力面积;2)当受力面积一定时,需减小压力;3)在条件允许的情况,可同时减小压力、增大受力面积。
要增大压强,所采取的办法恰好与上述办法相反。
3、液体内部压强
1)液体内部压强的特点和规律是专题的一个重点、难点。
必须做好“研究液体的压强”这个分组实验。了解压强计及其使用方法,探索、总结出规律。
由于液体具有流动性,它的压强有不同于固体的特点:液体对容器底和侧壁都有压强,液体内部向各个方向都有压强。
液体的压强随深度增加而增大,在同一深度,液体向各个方向的压强相等;不同液体的压强还跟密度有关系。
2)液体压强公式的正确理解和运用
①理解公式的物理意义:公式中的压强是液体由于自身重力产生的压强,它不包括液体受到的外加压强。从公式可知,液体内部的压强只跟液体的密度、深度不关,而跟液体的体积、液体的总重无关。
②公式中“”表示深度,不能理解为高。是指从液而到所求压强处之间的竖直距离
③注意公式的适用范围:公式只适用于计算静止液体压强,不适用于计算固体的压强,尽管有时固体的压强恰好等于。例如:将一密度均匀、高为的圆柱形金属竖直放在水平地面上,地面受到的压强,但这只是一种特殊情况,绝不能由此认为固体由于自身重力而产生的对支持面的压强都可以用来计算液体在某一深度的压强。
4、公式的适用范围
是压强的定义式,具有普遍适用性,即既适用于固体也适用于液体。
5、大气压
1)要理解大气压强的现象,一是要明确与液体一样,气体也具有流动性,空气也有重力,大气对浸在它里面的物体也会产生压强,这个压强叫大气压;二是明确马德堡半球实验是历史上证明大气压存在的著名实验。2)明确大气压的单位有帕斯卡、毫米汞柱(mmHg)、标准大气压,知道它们的换算关系,知道大气压随高度增加而减小及大气压的变化对沸点的影响,了解大气压的应用,即活塞式抽水机、离心式水泵的工作原理。
(六)“浮力”知能要点
1、关于浮力
1)浮力的概念:浮力的施力物体是液体,受力物体是浸在液体中的那个物体,浮力的方向是竖直向上的。
2)浮力产生的原因
测定在液体中的物体,由于它的上、下表面在液体内所处的深度不同,因而上、下表面所受的压强不同。下表面受到向上的压强大于上表面受到向下的压强,就是由于这个压强差产生了一个向上、向下的压力差,即浮力。
3)浮力的计算方法
①根据“压力表”计算浮力,即。式中表示浸在液体中的物体下表面受到液体向上的压力,表示物体上表面受到液体向下的压力。如:对于形状规则的长方体、正方形、柱体等物体可用这个方法计算浮力。
②根据弹簧秤的读数计算浮力,即。式中表示物体在空气中称得的重力,表示物体浸在液体中时弹簧秤的示数。在实验中常用它来测浮力,叫做“称重法”。
2、关于阿基米德原理
关于阿基米德原理,应作如下理解:
1)原理中所说的“浸入液体里的物体”包含两种状态:一是物体的全部体积都浸入液体时,即物体浸没在液体时;二是物体的一部分体积浸入液体里,另一部分露在液面以上。
2)由可看出,浮力大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素不关,而跟物体本身的体积、密度、形状、液体的多少、物体在液体中是否运动等因素都无关。
3)阿基米德原理也适用于气体,只需将公式中的即可。
3、关于物体的浮沉
运用二力平衡知识可以分析,物体的浮沉取决于物体所受的浮力和物体重力的大小。
当>G时,物体上浮;当<G时,物体下沉;当<时,物体悬浮,停留在液体里任意深度的地方。
对于实心物体,根据物重公式,物体受浮力的公式:,如果物体完全浸没液体中,,这样便可推导出物体的浮沉取决于物体的密度和液体密度的大小,即当>时,物体上浮;当=时,物体悬浮,停留在液体里任意深度的地方。当<时,物体下沉。
在理解物体的上浮和下沉时,要注意:
1)不要以为物体下沉就不受浮力,物体下沉时,只不过是物重大于物体受到的浮力。
2)物体在上浮的过程中,未露出液面之前,浮力大于重力,随着物体露出液面的体积逐渐增大,排开液体的体积逐渐减小,即所受的浮力也逐渐减小,直到减小到等于物后果时,物体才停止上浮,最后漂浮在液面上,此时受到的浮力等于物重。
3)当物体沉到液体底部时,物体受到三个力:重力、浮力和底部的支持力。此时,物重等于浮力与底部支持力之和。
4、关于浮力综合题的解题思路及方法
1)方法
①利用浮力产生的原因:求解。这种方法一般在知道物体在液体中所处的深度时使用,仅限于求规则物体(如正方体、长方体、圆柱体等)受的浮力。
②利用阿基米德原理:求解,这种方法在已知、或时使用,适用于求一切物体所受的浮力。
③利用弹簧秤法:求解,这种方法比较简单灵活,适用面广,不论物体的形状是否规则,也不论物体是否全部浸入液体中,甚至也不知液体的密度,只要用弹簧秤分别测出物体在空气中的重量以及物体在液体中时弹簧秤的示数即可求解。
④利用力的平衡原理求解:当物体处于漂浮或悬浮时,;当物体受到三个力平衡时,利用也可求浮力。
2)思路
①确定研究对象——浸在液体(气体)中的物体。
②分析受力情况——受重力、浮力、其他力
③分析所处的状态——物体的浮沉
④根据所处的状态(运动情况)找出各力的关系
⑤根据阿基米德原理和力的平衡条件列方程求解。
(七)“简单机械、功和能”知能要点
1)关于杠杆的平衡条件
杠杆平衡条件是简单机械部分中规律性的知识,也是重点。杠杆、滑轮、轮轴的作用都要用杠杆条件来分析,因此掌握杠杆的平衡条件是学好简单机械的关键。
杠杆平衡是指杠杆在力的作用下保持静止或匀速转动。杠杆平衡时需要满足的条件是:。公式中L1表示动力臂,L2表示阻力臂。力臂指的是支点到力的作用线的垂直距离,找准力臂是应用杠杆平衡解决问题的关键。具体地讲,就是“画线”、“找点”,所谓画线,就是把杠杆按原样简化成一条线段;所谓找点,就是找出杠杆的支点、动力作用点、阻力作用点。其中,找支点是关键,注意支点可能在动力、阻力作用点之间,也可能在杠杆的一端。
2)关于杠杆的应用
根据杠杆的平衡条件,杠杆应用中分三种情况:
>,则<,为省力杠杆。
=,则=,为不省力不费力杠杆。
<,则>,为费力杠杆。
3)滑轮问题
①定滑轮与动滑轮没有本质区别,二者都是变形的杠杆。定滑轮是等臂杠杆,不省力,但可以改变力的方向;动滑轮是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,省一半的力
②滑轮组是将定滑轮与动滑轮组合起来,即能改变力的方向,又能省力,所以在生产实际中有广泛的应用。在解题中判断滑轮组的省力发问是重点和难点。如果以表示作用在绳端的拉力,以表示分担阻力的绳子段数,以表示拉动物体时所遇到的阻力,则:。如果以S绳表示绳的自由端通过的距离,表示重物通过的距离,则:S绳=。滑轮组的绕法有两种:从动滑轮起绕时,为奇数;从定滑轮起绕时,为偶数,即“奇动偶定”
4)有关功的概念
在力学中只要物体受到力并在此力的方向上通过一段距离,我们就说这个力对物体做了功;如果对物体施力,但物体未在力的方向上通过一段距离,那就没有做功。例如:在水平面上运动的物体,虽然受到重力,但未在重力的方向上通过一段距离,所以重力没有做功;在光滑水平面上由于惯性做匀速直线运动的物体,虽然移动了一段距离,但没有在水平方向上受力,所以也没做功。
功的两个必要条件: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,两个条件同时满足时,才有功的存在。
5)有关功率
做功多少可用来求,而做相同的功,所用的时间不同,即做功快慢不同,物理中用功率表示做功的快慢。功率就是单位时间内完成的功,它的定义式:,单位是瓦特。
6、有关机械效率
使用机械可以省力,也可以省距离,但使用任何机械都不省功,而且要做一些并非工作目的需要但又不得不做的功,因此总功要大于有用功。机械效率<1,所以计算机械效率时,一定要分清有用功和总功。
7、动能、势能及其相互转化
动能:运动的物体所具有的能,决定动能大小的因素是物体的质量和速度。
势能:被举高物体具有的能叫重力势能。重力势能的大小因素是物体的质量、被举的高度;发生弹性形变的物体具有弹性势能,一个物体弹性形变越大,它具有的弹性势能也越大,动能、势能统称为机械能。
动能和势能是可以相互转化的,这个转化是通过做功来完成的。例如:物体从某高处落下,是由于重力做了功,物体的重力势能才转化为它的动能。
第二章 CES热学的学习方法技巧
一、知识点透视
(一)热现象
摄氏温度(℃)
温度
热力学温度T(K)
原理
实验用温度计
温度计
体温计
寒暑计
熔化和凝固
物态变化 汽化和液化
升华和凝化
一物质发生六种物态变化过程为:固体通过吸热升化为气体、气体通过放热凝华为固体;气体通过放热液化为液体、液体通过吸热汽化为气体;液体通过放热凝固成固体、固体通过吸热熔化为液体。
(二)实验室温度计与体温计的比较
实验室温度计 体 温 计
原理 液体的热胀冷缩 液体的热胀冷缩
玻璃泡内液体 水银、煤油、酒精等 水银
刻度范围 -20℃~110℃ 35℃~42℃
最小刻度 1℃ 0.1℃
构 造 玻璃泡上部是均匀细管 玻璃泡上部有一段细而弯的“缩口”
使用方法 不能离开被测物体读数,不能甩 可以离开人体读数,使用前要甩几下。
(三)晶体和非晶体比较
晶 体 非 晶 体
物质举例 海波、冰、食盐、吸矾、各种金属 松香、玻璃、蜂腊、沥青
熔点和凝固点 有 无
熔化过程 吸收热量,温度不变 吸收热量,温度升高
凝固过程 放出热量,温度不变 放出热量,温度降低
熔化条件 温度达到熔点,继续吸热 吸收热量
凝固条件 温度达到凝固点,继续放热 放出热量
熔化图象 折线 弧线
凝固图象 折线 弧线
(四)蒸发和沸腾的比较
蒸 发 沸 腾
不 同 点 发生部位 只在液体表面进行 在液体表面和内部同时进行
温度条件 任何温度下都可以 在一定温度(沸点)下才能发生
剧烈程度 缓慢 剧烈
温度变化 自身及周围物体的温度降低,有致冷作用 温度不变(等于沸点)
影响因素 液体温度,液体表面积和液面上空气流动快慢 气压减小,沸点降低;气压增大,沸点升高
相同点 都是汽化现象,都是吸热过程
(五)热学
物质是由分子组成的
分子运动论 一切物体的分子都在不停地做无规则的运动——扩散现象
分子之间存在着相互作用的引力和斥力
定义
决定因素:温度质量、状态
对物体做功,物体的内能会增大
做功
改变方法 物体对外做功,物体的内能会减小
物质吸收热量,内能增大
内能 热传递
物体放出热量,内能减小
加热
利用
做功
能量守恒定律
定义
单位及物理意义
比热容
是物质本身的一种特性,只随状态而改变
水的比热及应用
定义
单位
物理意义
热量
计算公式
二、如何掌握知能要点
(一)温度
1、温度是表示物体冷热程度的物理量。用来对物体的冷热程度作精确、定量的描述。从微观上看,它又是物体内部大量分子无规则运动剧烈程度的标志。
2、摄氏温度℃的刻度办法,以冰水混合物的温度为0℃,以标准大气压下沸水温度为100℃,在0℃~100℃之间分成100等份,每一等份就是1℃。
3、热力学温度(K)以绝对零度(-273℃)为0K。1K的大小与1℃的大小相同,且有关系式T=t+273K
4、测量温度的仪器——温度计
1)原理:利用水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩的性质制成的。
2)使用注意事项:选用合适量程的温度计;认清温度计的最小刻度值;测液体时,玻璃泡要全部浸入被测液体中,待温度计的示数稳定后再读数;读数时不要从液体中取出温度计,视线与液面相平。
3)体温计:玻璃泡与细管连接处有一根细的缩口,读数时可离开人体,但使用前必须用力甩几下,使留在细管中的水银退回玻璃泡。
(二)物态变化
1、熔化与凝固
1)晶体与非晶体:晶体在熔化时温度保持不变,此温度为熔点(同种物质的熔点与凝固点相同),非晶体熔化时温度仍发生变化,根据有无熔点可区分晶体和非晶体,根据熔点的高低可鉴别是什么晶体。
2)晶体熔化条件:达到熔点,继续吸热;晶体溶液凝固的条件;达到凝固点,继续放热。
2、汽化与液化
1)蒸发与沸腾
(见上面二者比较表)
2)液化:指气态变成液态的过程,降低温度和压缩体积可使气体液体、液体放热。
3)升华与凝华:物质由固态直接变成气态叫升华,升华过程要吸热;物质由气态直接变成固态叫凝华,凝华过程要放热。
(三)分子运动论
1、物质是由分子组成的,分子间有空隙。
2、分子永不停息地做无规则运动。
扩散:不同物质相互接触时,彼此进入对方的现象。扩散说明分子不停地做无规则运动及分子间有间隙。扩散现象可以发生在气体、液体、固体中,温度越高,扩散过程越快,说明温度越高,分子无规则运动越激烈。
3、分子间存在相互作用的引力和斥力
分子间相距为某一距离(=10-10米)时,引力等于斥力;当分子间距离小于时,斥力起主要作用;当分子间距离大于时,引力起主要作用。随着距离的增大,引力和斥力都减小,但斥力减少得快。当分子间距离大到10以上时,分子间的作用力变得十分微弱,可以忽略了。
(四)内能
1、内能:物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。一切物体都有内能。物体的内能跟温度有关。
2、内能的改变
做功和热传递是改变内能的两种方法,对物体做功物体吸收了热量,物体的内能会增加;物体对外做功或物体放出了热量,物体的内能会减少,做功和热传递在改变内能上是等效的,但本质不同。做功是其他形式的能和内能的相互转化过程,而热传递是内能从一个物体转移到另一个物体。
(五)能量守恒定律
能一既不会消灭,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另一物体,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变。
(六)比热
比热是物质的特性,它表示相同质量的不同物质在升高相同的温度时,吸收的热量不同,它跟物体的质量、温度、吸收或放出的热量均无关。比热的单位为:焦耳/(千克.℃)。
热量的计算公式: 。其中为初温,为末温。
(七)内能的利用
1、燃料的燃烧值:单位质理的某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的燃烧值。它与燃料的质量多少,是否完全燃烧无关,只与燃料的种类有关,是衡量燃料好坏的一个标志,单位是焦耳/千克。
2、内能的利用:内能的一个重要的应用就是直接利用它来加热物体,另一个重要的应用是利用它来做功,各种热机就是利用内能做功的机器。
第三章 CES光学的学习方法与技巧
一、知识点透视
(一)光的反射
条件:同种均匀介质
光的直线传播 现象:影的形成、小孔成像、日食、月食
光速:
三线共面
反射定律 法线居中
两角相等
镜面反射
光的反射 反射分类
漫反射
光路可逆
虚像
成像特点
正立、等大、左右颠倒、像和物关于镜面对称
平面镜 控制光线传播的方向
改变光路
应用:潜望镜等
(二)光的折射
定义
共面
异侧
折射规律 空气中角大
垂直入射方向不变
光路可逆
种类
透镜
作用
照相机
凸透镜的应用 幻灯机
放大镜
(三)光的反射与折射规律比较
光的反射 光的折射
三线关系 三线共面,法线居中 三线共面,法线居中
两角关系 反射角等于入射角 当光从空气斜射入水或其他介质中时,折射角小于入射角
垂直入射 反射光线逆着入射光线的方向射出 传播方向不改变(但光的传播速度发生改变)
光路 可逆 可逆
(四)凸透镜成像的规律
物距() 像的情况 像距() 应用
倒立或正立 放大或缩小 实像或虚像
>2 倒立 缩小 实像 2>> 照相机
=2 倒立 等大 实像 =2 测凸透镜焦距
2>> 倒立 放大 实像 >2 幻灯机
< 正立 放大 虚像 > 放大镜
= 不成像
二、如何掌握知能要点
在解题中对影子及实像和虚像的概念混淆不清
1、光线照射到不透明的物体上时,在其后面形成的黑暗区域是影子,它的几何形状和物体相似。而像是光线实际的交点和反向延长线的交点,像的颜色和物体的颜色相同。实像是实际光线交点汇集而成的,实像可以在光屏上成像,也可以用眼睛直接看到。虚像是光线反向延长线的交点汇集而成的,只能用眼睛看到,而不能在光屏上成像。
2、当物体靠近或远离平面镜时,有人认为像的大小会发生变化。形成这种错误的原因是受生活中“近大远小”的日常概念的影响,其实同一个物体在远近不同的位置上,所成像的大小是相等的,但人离平面镜较远时,人看像的视角较小;人离平面镜较近时,人看像的视角较大。因此人向平面镜走近时,会产生像越来越大的错觉。
3、发生光的折射时,人从一种介质去观察另一种介质中的物体时,大家都知道实际观察到的是物体的虚像,介对虚像比物体本身是变高还是变矮常会回答错。实际上无论人是从岸上观察水中的物体还是从水中观察岸上的物体,虚像的位置都比物体本身的位置高。
4、在理解发散和会聚时,有人认为会聚的光就是相交聚在一起的光,而发散的光就 不相交,不能聚在一起的光,这种理解是片面的。实际上我们说凸透镜能会聚光,凹透镜能发散光都是对经过凸透镜、凹透镜的折射光与没有经过凸透镜、凹透镜的入射光而言的。
5、缩小与变小、放大与变大的关系是同学们经常混淆的概念,偈的放大缩小是相对于物体而言的;而像的变大与变小是相对于前一次所成的像而言的。变大的像有可能是缩小的像。
6、在凸透镜透镜成像的应用中,如何按要求调节物距以及像的大小是易错的,解答此类题的关键在于熟悉掌握凸透镜的成像规律及其应用。
第四章 CES电学的学习方法与技巧
一、知识点透视
(一)基本知识
1)磨擦起电:
定义:用磨擦的方法使物体带电。
原因:不同物质的原子核束缚电子的本领不同。
实质:电荷从一个物体转移到另一个物体。
2)电流
形成原因:电荷的定向移动
形成条件:电路中有电源(电路是通路)
方向规定:正电荷定向移动的方向
3)导体和绝缘体
①导体
定义:容易导电的物体。
内部电结构:有大量能够自由移动的电荷。
②绝缘体
定义:不容易导电的物体。
内部电结构:几乎没有能够自由移动的电荷。
4)电路
定义:把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流的路径。
基本组成部分:电源、用电器、开关、导线。
三种电路:通路、开路、短路
5)电路图
定义:用符号表示电路连接的图。
(二)串联电路和并联电路的比较
串联电路 并联电路
元件连接方法 逐个顺次连接 并列连接
电流路径 只有一条 两条或多条
各元件之间的关系 一个元件损坏,其他元件都不工作 各支路的元件互不影响
开关的作用 控制整个电路,跟在电路中的位置无关 干路的开关控制整个电路,支路的开关只控制它所在的那条支路
(三)电学中基本物理量
1、电流强度是表示电流大小的物理量;定义:1秒钟内通过导体横截面的电量;公式:;单位:安培
2、电流表用途:测量电流强度。用法:1)串联在被测电路中;2)“+”、“-”接线柱的接法要正确;3)被测电流不要超过它的量程;4)不能直接接在电源上。
3、电压:电压使电路中形成电流;电源是提供电压的装置;电压的单位是伏特;电压表的用途是测量电压;使用方法:1)并联在被测电路中;2)“+”、“-”接线柱的接法要正确;3)被测电压不要超过它的量程。
4、电阻:1)定义:导体对电流阻碍作用的大小。2)单位:欧姆。3)影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积、温度。4)变阻器:①滑动变阻器的作用与原理:改变长度改变电阻改变电流;使用:“一上一下”;特点:能逐渐改变电阻。②电阻箱:能够表示出阻值。
(四)基本电路特点(以两个电阻为例)
两种电路 串 联 电 路 并 联 电 路
电流
电压
电阻
个串联: 个并联:
若>则> 若<则<
(五)电功
实质: 电能转化为其他形式的能
定义: 电流所做的功
公式 计算式:推导式:,
单位: 国际单位:焦常用单位:千瓦时(度)
测量仪表: 电能表
(六)电功率
物理意义 表示电流做功快慢。
定义 电流在单位时间内所做的功。
公式 定义式:计算式:推导式:
单位: 国际单位:瓦常用单位:千瓦
测量 伏安法用电能表和秒表
实际电压、实际功率额定电压、额定功率两者与电阻的关系:
(七)焦耳定律
定义 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。
公式 定义式:推导式:,,
单位 焦(国际单位)
应用 电热器
(八)生活用电
家庭电路 组成及各部分作用连接方法:各用电器并联
家庭电路中电流过大的 原因 短路用电器的总功率过大
安全用电 安全电压:不高于36伏
安全电压原则:不接触低压带电体 不靠近高压带电体
(九)电和磁
磁性 磁性磁体磁化
磁极:南极(S) 北极(N) 磁极间的相互作用:同名相斥 异名相吸
磁场 是一种物质基本性质:对放入其中的磁场产生磁力作用磁感线:形象地描述空间磁场情况的一些有方向的曲线
地(磁场) 地球是个大磁体,在实间也存在着磁场
电流的(磁场) 奥斯特实验通电直导线的磁场通电螺线管的磁场:(注意:通电螺线管的极性、跟电流方向的关系)应用:电磁铁、电磁继电器、电话
电磁感应 电磁感应现象影响感应电流方向的因素(导体运动方向、磁场方向)能量转化:机械能转化为电能应用:发电机
磁场对电流的作用 对通电导体有力的作用影响作用力方向的因素(电流方向、磁场方向)使通电圈在磁场中转动应用:电动机能量转化:电能转化为机械能
二、如何掌握知能要点
(一)判断电路中各用电器的连接情况
在有电压表和电流表作梗的电路中,可去掉电压表,电流表用一根导线代替。
(二)重点掌握两个实验:伏安法测电阻实验和伏安法测小灯泡额定功率的实验
1)测电阻的原理:欧姆定律
测额定功率的原理:
2、实验电路图(注意相同点和不同点)
3、实验器材
由电路图可以看出,两实验所用器材基本相同。
4、所测量的量
待测电阻 待测电阻
两端的电压U和通过 的电流I
小灯泡 小灯泡
在测电阻时,电压值和电流值在电压表所测范围内可任意取值(若有特别说明,需注意待测电阻允许加的最大电压值或允许通过的最大电流值)。
在测小灯泡额定功率时,电压表的示数需等于小灯泡的额定电压。
5、计算公式
电阻
额定功率
(三)本章所涉及的计算公式
(四)串、并联电路的特点
1)串联电路的特点:
若 ,则
(五)解答计算题的一般方法
解题依据:“公式”和“特点”
对于只有一个用电器的电路的计算:在I、U、R、P四个量中,任意知道两个量,就可以利用公式求出其余的两个量。
对于有两个用电器组成的电路,如图所示,电路中10个物理量中至少要已知三个量,才有可能根据公式和“特点”,求出其他各物理量。
对于可变电路,一般情况下,可利用已知量、不变量、所求量、相关量,根据“公式”和“特点”,分别列出电路变化前、后的有关方程,然后运用数学方法进行求解。
注意:若题目中出现标有额定电压和额定功率的用电器时,一般情况下应首先判断该有电器是否正常工作。若正常工作,相当于给出了此用电器的实际电压值和实际功率值;若不正常工作,相当于只给出了一个量——该用电器的电阻值。
(六)《电和磁》
《电和磁》是电磁学的基本知识及现象与简单应用,其中的概念、规律是建立在实验基础上的。在学习中要培养有目的地观察,明确观察对象和引起变化的条件,以实验为依据、分析、归纳以及想象,形成创新意识及品质。因此,在本单元中应着重研究电磁铁和电铃、电磁感应,重点观察发电机与电动机,突出创造发明方法与技能的训练。
第五章 CES综合训练
一、解题技巧
方法永远是学习的灵魂,没有哪一种知识比科学的方法更重要。掌握了方法,你就拥有了金钥匙。(一)初中物理题解题的基本思路
1、审题
弄清习题中所描述的物理现象,它们的物理本质是什么,这些现象之间有什么内在联系。为了帮助我们更形象地掌握判断各物理现象及其之间的内在联系,更好地了解和分析题意,可画出符合题意的草图或示意图,特别是在力学和电学中,画出力的图示(或力的示意图)和电路图,对分析问题判断物理现象很有帮助。
2、分析
根据判断的物理现象,找出说明这些现象所对应的概念或定律或公式是什么,题中给了哪些已知量,要求哪些未知量,以及已知量与未知量之间的联系是什么。同时,在分析已知量、未知量及其内在联系的过程中,不要忽视了隐含的已知量,即善于找出题内暗示的已知条件。例如,若题中提到“有一并联电路…”,这就表示电路两端的电压相等,各支路上的电流强度与支路的电阻成反比,各支路上电流强度之和等于干路上的电流强度等等。在解题时,这些暗示的已知条件对解题极为重要。
3、列式
根据现象及对应的规律,找出已知量与求知量之间的数量关系,即列出两者的数量的关系式(在初中等量关系为最普遍的)。关系式可以是物理概念的定义式,或物理定律的数学表达式,或物理法则的数学表达式,或相应的数学方程式。
(二)运用坐标图解法技巧
这种方法是利用平面坐标来证明两个物理量的函数关系,通过函数图像直接读出待求量的大小;或通过一些简单的计算,找出要求的量。此方法的优点是:1、培养利用特性曲线来解题的能力;2、巩固物理知识,加深对公式的理解,使得难解的概念、公式比较直观,容易理解;3、在数学知识不够的情况下,对某些习题不能用计算法来解答时,用图解法就能简单解之。
(三)电学试题的解题思路及方法
1)识别电路图和改画等效电路图
正确识别电路图,是解决各类电路问题的基础,特别是一些较复杂的电路,往往是在识别电路的基础上,通过分析、改画出等效的简化电路,然后选用有关物理公式或都列方程去求解。
如何识别电路呢?
①看清电路中各电学元件的连接关系。若在电路中各元件是逐个顺次连接的是串联,而在电路中各元件并列接在电路两点的是并联。若在电路中各元件连接方法有串联又有并联的是混联。
②能够根据题目所述,明确电路是通路、断路还是短路。若电路中各元件用导线连接,开关(电键)闭合后,电流能从电源的正极出来沿着导线通过用电器回互电源的负极的电路,就是通路。若电路中有一处断开,电路中就不会有电流形成,则电路是断路。如果电流不经过任何用电器,而直接通过导线从电源的正极到负极就是短路。短路是绝对不能允许的,如果电路发生短路,将严重损坏电源。
③必须弄清楚电路中各个开关的作用,弄清各个开关分别控制哪个用电器。
④弄清电路中滑动变阻器接入的情况,滑片的移动如何改变电路中电阻的大小,从而引起其他物理量的改变,特别要注意的是由滑动变阻器连入可能造成的短路现象。区别电流表和电压表在电路中的位置,弄清它是测量哪个元件或是哪部分电路的电流和电压。
2)识别电路的方法
①对于非常直观、简单的电路,可以直接根据串、并联关系的定义去判别。
②有些电路,通过开关来改变电流的流向,往往不容易区别用电器的串联、并联关系,对于这种电路,只要抓住电流路径就很容易解决。
3)列方程解题
把已知量直接代入物理公式计算的简单题,大家都比较熟悉,但有些题不能直接利用算术解法,找到相应公式,代入已知数据,算出某个物理量的值,直到得出最后的结果,而必须通过列方程来求解。
列方程解题,一个重要的问题是选什么物理量作为方程的求知数可使解题方便、简单,而并不一定是求什么就选什么作求知数。
4)利用比和比例解题
初中物理电学规律很多,其中有些是用正比例或反比例形式给出,因此可以根据这些规律列出正比例式或反比例式解题。利用比和比例解题好处很多,特别是不出现中间环节的计算结果可减少出错,减少大量的不必要的计算过程。解题时要注意两点:一是不符合条件的不能随便写比例关系;二是要分清正比还是反比,一正一反,相差甚远。
经常用到的、能够列比例关系式的规律有以下几个
①欧姆定律有关内容
a、当电阻一定时,导体中的电流强度跟它两端的电压成正比;
b、当电压一定时,通过导体中的电流强度跟它的电阻成反比。
②串联电路中的有关内容
a、导体两端的电压跟导体的电阻成正比;
b、导体的功率跟导体的电阻成正比;
c、导体消耗的电能(电流所做的功)跟导体的电阻成正比;
d、电流通过导体所产生的热量跟电阻成正比。
③在并联电路中
a、通过导体中的电流强度跟电阻成反比;
b、导体的电功率跟导体的电阻成反比;
c、电流通过各导体放出的热量跟导体的电阻成反比;
d、电流通过导体所做的功跟导体的电阻成反比。
(四)数学方法在初中物理中的应用
1、运用比例法解题
初中阶段的物理概念和规律一般反映二三个物理量之间的一次函数关系,而这些物理量之间又常存在着正比和反比的关系。用比例法解题,不仅可使解题过程清晰、简化、明了,还可加深对物理公式及物理规律的理解和掌握。
在运用比例法解题时,解法可归纳为以下三步:1)写出表达式;2)列出比例关系并化简;3)代入数据运算。
2、运用列方程(组)法解题
在物理习题中,有很多情况需要运用列方程(组)来求解。如力学中的力的平衡、杠杆平衡,热学中的热平衡等。在解这一类问题时,抓住“平衡条件”就能列方程;电学中的当电路的连接情况发生改变导致部分电流、电压发生改变,题型中抓住对某一用电器而言,其电阻不变,或整个电路的电源电压不变,这些“不变量”,也能列出方程或方程组。尤其是一些典型性问题无其他方法可以解答的,非采取此法不可,因此列方程(组)已成为物理学习中的一种常用的、典型的解题方法。
运用列方程(组)解题的基本步骤可概括为以下三步:1)找等量关系,就是根据题中的物理过程、所给条件或要求找出列方程所必需的等量关系;2)列方程,就是依据找出的等量关系,利用相关的物理知识、基本公式及已知条件列出关于所求物理量的方程或方程组;3)求解,就是利用数学方法求解方程或方程组,得出所求物理量。
3、运用不等式法解题
不等式在初中物理中的应用大致有以下几种情况:比较同类量大小、确定某一物理量的取值范围、表达某一条件、或用来求某一物理量所能取得的最大值或最小值等。一般有如下几种情况:
1)确定范围;2)表达条件;3)求最大值或最小值。
4、运用假设法解题
解物理题的方法很多,如果题目所给条件不多,或物体所处状态不明朗、或题中的结果不几种明确的可能性,但缺少一些必要的判断条件时,我们不妨试试用假设法去解题。假设法在解题时往往起到化难为易,节省解题时间的作用。
1)假设物理量:在解题过程中,常常要假设一些物理量的大小,而这些物理量并不需求其大小,假设只是为了列式进行计算。
2)假设状态:
3)假设结果
5、运用替代法解题:用相等的量进行替代
6、运用整体法解题