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文檔簡介

蘇科版中考物理核心知識點概覽目錄一、物質(zhì)的基本屬性.........................................31.1物質(zhì)的構(gòu)成與狀態(tài).......................................51.2密度的測定與應(yīng)用.......................................71.3物質(zhì)的導(dǎo)電與導(dǎo)熱特性...................................8二、運動與相互作用........................................102.1機械運動的描述........................................132.1.1參考系與位移的表述..................................162.1.2速率與速度的區(qū)分....................................172.2力的概念與效應(yīng)........................................202.2.1力的三要素及圖示....................................212.2.2彈力與摩擦力的分析..................................222.3運動定律的應(yīng)用........................................252.3.1慣性現(xiàn)象的解析......................................262.3.2力與運動狀態(tài)的關(guān)聯(lián)..................................28三、能量及其轉(zhuǎn)化..........................................303.1機械能的守恒..........................................323.1.1動能與勢能的轉(zhuǎn)化....................................343.1.2機械能守恒的條件....................................353.2內(nèi)能與熱傳遞..........................................403.2.1溫度與熱量的關(guān)系....................................463.2.2比熱容的計算與應(yīng)用..................................493.3電能的利用............................................503.3.1電功與電功率的公式..................................513.3.2焦耳定律的實踐......................................54四、電與磁的奧秘..........................................554.1電路的組成與連接......................................594.1.1串聯(lián)與并聯(lián)的特點....................................624.1.2電流與電壓的測量....................................634.2磁場的性質(zhì)............................................674.2.1磁體與磁感線........................................694.2.2電流的磁效應(yīng)........................................704.3電磁感應(yīng)的應(yīng)用........................................724.3.1發(fā)電機的原理........................................754.3.2電動機的能量轉(zhuǎn)換....................................76五、光的現(xiàn)象與規(guī)律........................................785.1光的傳播特性..........................................805.1.1直線傳播與反射......................................815.1.2折射與色散現(xiàn)象......................................835.2光學(xué)儀器的作用........................................855.2.1透鏡的成像原理......................................885.2.2光的折射應(yīng)用實例....................................91六、能量與可持續(xù)發(fā)展......................................936.1能源的分類與利用......................................956.1.1常規(guī)能源與新能源....................................976.1.2能量轉(zhuǎn)化的效率.....................................1016.2環(huán)境與能源的平衡.....................................1036.2.1能源消耗的環(huán)境影響.................................1046.2.2節(jié)能與環(huán)保的措施...................................107一、物質(zhì)的基本屬性1.1物質(zhì)的狀態(tài)與形態(tài)變化物質(zhì)有多種存在狀態(tài),主要包括固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。在不同的狀態(tài)下,物質(zhì)的基本屬性表現(xiàn)出顯著差異。例如,固態(tài)物質(zhì)具有固定的形狀和體積,其分子排列緊密有序;液態(tài)物質(zhì)沒有固定的形狀,但具有固定的體積,分子排列較固態(tài)稀疏,且可在分子間自由移動;氣態(tài)物質(zhì)既沒有固定的形狀也沒有固定的體積,分子間距較大,分子運動活躍。物質(zhì)狀態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化,如固態(tài)到液態(tài)的熔化、液態(tài)到固態(tài)的凝固、液態(tài)到氣態(tài)的汽化、氣態(tài)到液態(tài)的液化等,都伴隨著能量的吸收或釋放。其中汽化和液化是物質(zhì)狀態(tài)變化中較為重要的兩個過程,它們在生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。1.2溫度與熱傳遞溫度是描述物體冷熱程度的物理量,是物質(zhì)內(nèi)部分子熱運動劇烈程度的宏觀體現(xiàn)。溫度的常用單位是攝氏度(℃),國際單位制中溫度的單位是開爾文(K)。溫度的測量工具是溫度計,常見的有水銀溫度計、酒精溫度計和紅外線溫度計等。熱傳遞是指熱量從高溫物體傳遞到低溫物體的過程,或在同一物體內(nèi)部從高溫部分傳遞到低溫部分的過程。熱傳遞的三種基本方式是傳導(dǎo)、對流和輻射。熱傳遞不僅在日常生活中起著重要作用,也是自然界和工程技術(shù)領(lǐng)域中普遍存在的物理現(xiàn)象。1.3質(zhì)量與密度質(zhì)量是物質(zhì)所含物質(zhì)的多少,是物質(zhì)的基本屬性之一,通常用字母m表示。質(zhì)量的單位有千克(kg)、克(g)、噸(t)等。物體所含物質(zhì)的多少與物體的形狀、狀態(tài)、位置無關(guān),但與物體存在的空間尺度有關(guān)。密度是物質(zhì)單位體積的質(zhì)量,是物質(zhì)的一種特性,用字母ρ表示,密度=質(zhì)量/體積。密度的單位通常是千克每立方米(kg/m3)或克每立方厘米(g/cm3)。不同物質(zhì)的密度一般不同,密度是鑒別物質(zhì)的重要物理量之一。以下表格列出了幾種常見物質(zhì)的密度:物質(zhì)密度(kg/m3)物質(zhì)密度(kg/m3)水1000鐵7900冰900鋁2700干燥空氣1.29銅8900酒精790金193001.4比熱容與熱量比熱容是單位質(zhì)量物質(zhì)溫度升高1℃所吸收的熱量,是物質(zhì)的一種特性,用字母c表示。比熱容的單位通常是焦耳每千克攝氏度(J/(kg·℃))。水的比熱容較大,為4.2×103J/(kg·℃)。比熱容在自然界和工程技術(shù)領(lǐng)域具有重要意義,例如,水的比熱容大,使得海洋具有調(diào)節(jié)氣候的作用;汽車散熱器利用水的比熱容大,從而使發(fā)動機保持在合適的溫度范圍內(nèi)。熱量是物體間因溫度差異而轉(zhuǎn)移的能量,用符號Q表示。熱量exchange的計算公式為Q=cm(t-t?),其中c為比熱容,m為質(zhì)量,t為末溫度,t?為初溫度。本部分內(nèi)容主要介紹了物質(zhì)的基本屬性,包括物質(zhì)的狀態(tài)與形態(tài)變化、溫度與熱傳遞、質(zhì)量與密度、比熱容與熱量等知識點1.1物質(zhì)的構(gòu)成與狀態(tài)(一)物質(zhì)的基本構(gòu)成世界是由物質(zhì)構(gòu)成的,而物質(zhì)并非均勻分布,而是由微小的、肉眼無法直接觀察的粒子(分子、原子等)組成的。分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小粒子,而原子則是構(gòu)成分子的基本單位,原子又由原子核和核外電子構(gòu)成。原子的體積極其微小,約為10^-10米量級。物質(zhì)內(nèi)部,這些微觀粒子不是靜止不動的,而是在不停地做無規(guī)則運動,這種運動稱為熱運動。溫度越高,熱運動越劇烈。(二)物態(tài)及其變化根據(jù)物質(zhì)內(nèi)部粒子排列的緊密程度和粒子間作用力的不同,物質(zhì)通常呈現(xiàn)為三種基本狀態(tài):固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)。此外在選擇題、填空題或者實驗探究(特別是熱學(xué)部分)中還會涉及Plasma(等離子態(tài)),雖然它不屬于中考的必考范圍,但屬于物理知識擴展部分。狀態(tài)粒子排列粒子間距粒子運動主要特征固態(tài)密集規(guī)則很小微振動形狀、體積固定液態(tài)較密不規(guī)則較大運動和碰撞沒有固定形狀,但有固定體積氣態(tài)極稀疏散亂很大自由運動沒有固定形狀和體積(三)熟悉物質(zhì)的狀態(tài)變化物質(zhì)在不同溫度和壓力條件下,可以相互轉(zhuǎn)化,這種轉(zhuǎn)化稱為物態(tài)變化。常見的物態(tài)變化包括以下六種:熔化(SolidtoLiquid):物質(zhì)從固態(tài)變成液態(tài)的過程,需要吸熱。晶體熔化時需要達(dá)到熔點,并且繼續(xù)吸熱溫度才不變。非晶體沒有固定的熔點。凝固(LiquidtoSolid):物質(zhì)從液態(tài)變成固態(tài)的過程,需要放熱。晶體凝固時需要達(dá)到凝固點,并且繼續(xù)放熱溫度才不變。非晶體沒有固定的凝固點。汽化(LiquidtoGas):物質(zhì)從液態(tài)變成氣態(tài)的過程,需要吸熱。汽化包括蒸發(fā)(Evaporation)和沸騰(Boiling)兩種方式。蒸發(fā)發(fā)生在液體表面,任何溫度下都可進(jìn)行;沸騰在液體內(nèi)部和表面同時發(fā)生,需要達(dá)到沸點。液化(GastoLiquid):物質(zhì)從氣態(tài)變成液態(tài)的過程,需要放熱。使氣體液化有兩種方法:降低溫度和壓縮體積(對于單一的壓縮體積,當(dāng)溫度高于臨界溫度時,只能壓縮體積)。升華(SolidtoGas):物質(zhì)從固態(tài)直接變成氣態(tài)的過程,需要吸熱。例如,干冰(固態(tài)二氧化碳)的升華。凝華(GastoSolid):物質(zhì)從氣態(tài)直接變成固態(tài)的過程,需要放熱。例如,冬天的“白霜”、冰雹的形成等。(四)物態(tài)變化中的吸熱與放熱在物態(tài)變化過程中,伴隨著能量的吸收或釋放:吸熱過程:熔化、汽化、升華放熱過程:凝固、液化、凝華熟練掌握物質(zhì)的狀態(tài)及其變化規(guī)律,對于理解很多自然現(xiàn)象和解決實際問題是十分必要的。例如,夏天在地上灑水可以降溫(水蒸發(fā)吸熱),冬天在窗戶上起霜(水蒸氣凝華),煉鋼爐中利用灼熱的高溫來使鐵熔化(鐵熔化吸熱)等等。1.2密度的測定與應(yīng)用定義與理解:密度是描述物質(zhì)的一項基本物理性質(zhì),標(biāo)志著物體的質(zhì)量與其體積之間的比值。通常公式表示為:ρ其中ρ代表密度,m是指物體的質(zhì)量,V表示物體的體積。測定密度的方法:比重法:利用標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的重量來確定未知物質(zhì)的密度。直接稱量法:通過直接稱量物質(zhì)的質(zhì)量和體積,計算得出密度。阿基米德原理應(yīng)用法:通過物體在流體中的浮力測定其體積,進(jìn)而計算密度。物質(zhì)的密度與溫度的關(guān)系:物質(zhì)的密度會隨著溫度的變化而變化,對于大多數(shù)物質(zhì)而言,在相同條件下,隨著物質(zhì)溫度的升高,其體積會增大,因此相對密度會下降。這種關(guān)系表現(xiàn)的速率和物質(zhì)的特性有關(guān)。密度在實際應(yīng)用中的重要性:密度在工業(yè)和生活中有著廣泛的應(yīng)用,例如,在材料科學(xué)中,密度是選擇高品質(zhì)材料的重要指標(biāo)。在苫拓與交通領(lǐng)域,輕質(zhì)材料常以達(dá)到較低密度為目標(biāo),以減小運輸負(fù)擔(dān)。常見物質(zhì)的密度:物質(zhì)密度(千克每立方米)空氣約1.29水約1.00銅約8.9橡膠約0.5鋁約2.7這些數(shù)據(jù)對于有效地設(shè)計和制造產(chǎn)品、預(yù)測物質(zhì)的行為、理解自然界中物質(zhì)的分布和成分等問題都是至關(guān)重要的。注意事項:在進(jìn)行物質(zhì)的密度測定實驗時,應(yīng)確保為測試物質(zhì)的溫度和環(huán)境條件控制一致,以保證精確度。測量密度時,必須使用適當(dāng)且精密的測量工具。對于復(fù)雜題目的解法,記得采用科學(xué)方法進(jìn)行探究,進(jìn)行多次實驗對比后,才可得出可靠的結(jié)論。了解和掌握密度的概念與測定技巧,有助于對物質(zhì)世界的深入理解,同時也是學(xué)生應(yīng)對中考物理學(xué)科中相關(guān)知識點的關(guān)鍵。1.3物質(zhì)的導(dǎo)電與導(dǎo)熱特性在物理學(xué)中,物質(zhì)是否能輕松傳遞電荷或熱量是區(qū)分其導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性的關(guān)鍵。根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)電能力的差異,可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體三大類;而根據(jù)物質(zhì)導(dǎo)熱能力的不同,則可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體,盡管兩類分類方式有相似之處,但其物理基礎(chǔ)和應(yīng)用場景各有側(cè)重。(1)物質(zhì)的導(dǎo)電性物質(zhì)的導(dǎo)電性是指其允許電荷定向移動的特性,不同材料對電流的阻礙能力差異顯著,這通常由其內(nèi)部自由電荷的數(shù)量和移動能力決定。導(dǎo)體(Conductors):導(dǎo)體內(nèi)部含有大量能夠自由移動的電荷(自由電荷),因此對外加電場具有較小的阻礙作用,能夠良好地傳導(dǎo)電流。例如,金屬(如銅、鋁、鐵)、人體、大地以及酸堿鹽的水溶液等都屬于導(dǎo)體。金屬導(dǎo)體的導(dǎo)電能力主要由其內(nèi)部自由電子的密度和遷移率決定。導(dǎo)體的電阻(Resistance)是對其導(dǎo)電性能的量度,國際單位為歐姆(Ω),定義為電壓(Voltage,U)與通過其電流(Current,I)的比值,即R=U/I。電阻的大小受材料種類、長度(l)、橫截面積(A)以及溫度等因素影響,其關(guān)系可用【公式】R=ρ(l/A)表達(dá),其中ρ為材料的電阻率(Resistivity),是反映材料導(dǎo)電特性的物理量,單位為歐姆·米(Ω·m)。半導(dǎo)體(Semiconductors):半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間,其導(dǎo)電性能對溫度、光照和摻雜等外部條件的改變非常敏感。常見的半導(dǎo)體材料有硅(Si)、鍺(Ge)等。利用半導(dǎo)體的這一特性,可以制造出二極管、三極管、集成電路等多種重要的電子元器件,是現(xiàn)代電子技術(shù)的基石。絕緣體(Insulators):絕緣體內(nèi)部自由電荷極少,對電荷的定向移動具有極大的阻礙作用,因此難以導(dǎo)電。常見的絕緣體包括橡膠、玻璃、塑料、純凈水、干燥木材等。在電力傳輸和電子設(shè)備中,絕緣體被廣泛應(yīng)用于防止電流泄漏和保證設(shè)備安全。(2)物質(zhì)的導(dǎo)熱性物質(zhì)的導(dǎo)熱性是指其內(nèi)部熱量傳遞的能力,熱量總是從溫度較高的部分傳遞到溫度較低的部分。與導(dǎo)電性類似,物質(zhì)的導(dǎo)熱能力也分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體。導(dǎo)熱體(ThermalConductors):導(dǎo)熱體能夠有效地傳遞熱量,其內(nèi)部熱量傳遞主要依靠粒子(分子、原子或自由電子)的振動和碰撞。金屬通常是最好的導(dǎo)熱體,因為其內(nèi)部自由電子不僅能傳遞電能,也能高效地傳遞熱能。例如,銅、鋁、鐵等金屬常用于制作鍋具、散熱器等需要良好導(dǎo)熱性能的器具。熱絕緣體(ThermalInsulators):熱絕緣體的熱量傳遞能力很差,常用于需要隔熱或保暖的場合。例如,房屋中的玻璃、塑料窗戶,衣物中的棉花、羽絨,以及保溫杯、泡沫塑料等都是良好的熱絕緣體。絕緣體在阻斷熱量傳遞方面發(fā)揮著重要作用。?比較:導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性的聯(lián)系與區(qū)別雖然導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性都與物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和粒子運動有關(guān),且某些材料(如金屬)兩者性能都較好,但它們并非完全一一對應(yīng)。例如,石墨作為導(dǎo)體,其導(dǎo)熱性在非金屬中較好,但遠(yuǎn)不如大多數(shù)金屬;而人體既是導(dǎo)體也是導(dǎo)熱體,但其導(dǎo)電性與金屬相差甚遠(yuǎn)。理解物質(zhì)的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性對于分析電路、設(shè)計電子設(shè)備以及日常生活中進(jìn)行隔熱或傳熱措施都具有重要的指導(dǎo)意義。二、運動與相互作用運動的描述物體位置隨時間的變化稱為機械運動,在研究機械運動時,需要選取一個不動的物體作為參照物?;靖拍睿焊拍疃x單位速度物體運動快慢的物理量,等于位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值米/秒平均速度物體在一段時間內(nèi)或一段路程中運動快慢的平均值米/秒瞬時速度物體在某一時刻或某一位置的運動快慢米/秒公式:平均速度v其中s表示位移,t表示時間。探究運動斜面小車實驗:通過斜面小車在不同傾角的情況下運動,探究小車運動快慢與斜面傾角的關(guān)系??刂谱兞糠ǎ涸谔骄窟^程中,控制其他變量不變,只改變一個變量,以觀察其對結(jié)果的影響。運動的快慢比速法:通過比較不同物體的位移隨時間的變化關(guān)系,來比較它們的運動快慢。相互作用物體之間發(fā)生相互影響的過程稱為相互作用,常見的相互作用有:彈力:物體因發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力。摩擦力:兩個物體相對運動或有相對運動趨勢時,在接觸面上產(chǎn)生的一種阻礙力。力的描述基本概念:概念定義常見力的類型力物體對物體的作用重力、彈力、摩擦力重力地球?qū)ξ矬w的吸引力彈力物體因發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力接觸力摩擦力兩個物體相對運動或有相對運動趨勢時,在接觸面上產(chǎn)生的一種阻礙力滑動摩擦力、靜摩擦力公式:重力G其中m表示質(zhì)量,g表示重力加速度(在地球表面附近約為9.8米/秒2)。彈力F其中k表示勁度系數(shù),x表示形變量。力的平衡物體所受的合外力為零時,物體將保持靜止?fàn)顟B(tài)或做勻速直線運動。這種現(xiàn)象稱為力的平衡。?總結(jié)本部分主要學(xué)習(xí)了機械運動的基本概念、描述方法和探究方法,以及物體之間的相互作用。通過理解這些知識點,可以更好地解釋和分析日常生活中的各種運動現(xiàn)象。2.1機械運動的描述物理學(xué)中,機械運動是指一個物體相對于另一個物體的位置發(fā)生變化的過程。它是自然界中最基本、最普遍的一種運動形式。對此現(xiàn)象的描述則需要引入一些基本概念,這些概念是理解和分析更復(fù)雜物理問題的基礎(chǔ)。(一)參照物在描述一個物體的運動時,我們必須選取另一個物體作為參照標(biāo)準(zhǔn),這個被選作參照標(biāo)準(zhǔn)的物體稱為參照物。不同的參照物會選擇導(dǎo)致對同一物體運動狀態(tài)的不同描述,例如,坐在行駛火車中的乘客,相對于火車是靜止的,但相對于地面是運動的。因此在描述機械運動時,必須明確被研究的物體相對哪個參照物。在中學(xué)階段,我們通常默認(rèn)以地面或相對于地面保持靜止的物體作為參照物,若題目中沒有特別指明,一般默認(rèn)地面為參照物。(二)質(zhì)點在研究某些物體的運動時,如果物體的形狀和大小對我們所研究的問題影響甚微,可以將其看作是一個沒有大小、只有質(zhì)量的理想化模型——質(zhì)點。能否將物體視為質(zhì)點,取決于問題的具體情況,而非物體本身的大小。例如,研究地球繞太陽公轉(zhuǎn)時,由于日地距離遠(yuǎn)大于地球自身的大小,地球可以視為質(zhì)點,但在研究地球自轉(zhuǎn)時則不能。條件是否可將物體視為質(zhì)點物體的形狀、大小對研究問題的影響可以忽略可以物體的形狀、大小對研究問題的影響不可忽略不可以研究宏觀物體運動,而尺度較小可能可以研究微觀粒子運動通常不可以(三)位置與位移位置:指物體在空間中相對參照物的具體位置,通常用坐標(biāo)確定。位移:描述物體位置變化的物理量。它是一個矢量,既有大小,也有方向。位移的大小等于由初位置指向末位置的有向線段的長度,方向由初位置指向末位置。公式:x單位:米(m)位移與路程不同,路程是標(biāo)量,表示物體運動軌跡的總長度,只有大小,沒有方向。(四)速度速度是描述物體運動快慢和方向的物理量,也是矢量。平均速度:描述物體在一段時間內(nèi)平均運動快慢和方向。定義:位移與發(fā)生這段位移所用時間的比值。公式:v單位:米每秒(m/s)瞬時速度:描述物體在某一時刻或某一位置的運動快慢和方向。加速度:描述物體速度變化快慢的物理量,也是矢量。定義:單位時間內(nèi)速度的變化量。公式:a單位:米每平方秒(m/s2)加速度的大小只反映速度變化的快慢,不反映速度的大小。加速度的方向與速度變化量的方向相同。(五)勻速直線運動物體沿著直線做運動,且在相等時間內(nèi)通過的位移都相等,這種運動稱為勻速直線運動。它是自然界中最簡單的機械運動形式。特征:運動軌跡為直線速度大小和方向都不變滿足Δx公式:x內(nèi)容像:勻速直線運動的位移-時間內(nèi)容像是一條過原點的直線,速度-時間內(nèi)容像是一條與時間軸平行的水平直線。(六)變速直線運動物體沿著直線做運動,但在相等時間內(nèi)通過的位移不一定相等,這種運動稱為變速直線運動。生活中常見的機械運動大多是變速直線運動。平均速度:變速直線運動中,平均速度等于總位移與總時間的比值。瞬時速度:變速直線運動中,某一時刻的瞬時速度可以描述該時刻的運動快慢。加速度:描述變速直線運動中速度變化的快慢。(七)加速度加速度是描述物體運動狀態(tài)改變快慢的物理量,也是矢量。加速度為零表示物體處于勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài);加速度不為零表示物體處于變速運動狀態(tài)。加速度的方向與速度變化量的方向相同,與速度方向可能相同、相反或成一定角度。本節(jié)主要學(xué)習(xí)了機械運動的基本概念,包括機械運動、參照物、質(zhì)點、位置、位移、速度、加速度等。理解這些概念是學(xué)習(xí)和研究后續(xù)力學(xué)知識的基礎(chǔ),也是解決實際問題的關(guān)鍵。學(xué)習(xí)中要注意區(qū)分位移和路程、平均速度和瞬時速度、勻速直線運動和變速直線運動等概念,并能夠運用公式進(jìn)行簡單的計算和分析。2.1.1參考系與位移的表述參考系是一種假設(shè)的參照物,用于衡量或描述物體或系統(tǒng)的位置隨時間變化的過程。在物理學(xué)中,準(zhǔn)確地描述一個物體的位移需要選定一個參考系。常見的參考系有地球(靜參考系)、高速公路上一輛行駛的車輛(動參考系)等。以下是對參考系與位移表述的詳細(xì)解釋:?參考系的選取相對性原理:選定的參考系可以是靜止的,也可以是運動的。根據(jù)相對性原理,在所有慣性參考系中,物理規(guī)律均相同。因此當(dāng)研究物體的運動時,選取不同的參考系可能得到不同的位移描述。生活化示例:例如,站在車站靜止觀察火車的運動與發(fā)動火車追蹤路邊的樹木是兩種不同的參考系。?位移的表述矢量:位移是一個矢量,具有大小和方向。在數(shù)學(xué)上,位移通常用有向線段表示,線段起點代表物體初始位置,終點表示物體結(jié)束的位置。時間與瞬時速度:位移與時間之間的關(guān)系可以用來計算速度,即位移與時間間隔的比值。瞬時速度則描述的是某時刻或某坐標(biāo)位置的速率和方向。坐標(biāo)系:為了定量描述位移,通常會用到直角坐標(biāo)系或極坐標(biāo)系。直角坐標(biāo)系中,位移可以通過計算初末位置的坐標(biāo)差來求得。?表格示例下表展示了兩個簡單位移的表達(dá)方法:點時間x坐標(biāo)y坐標(biāo)A0s00B1s32C2s42上表會顯示物體在三個不同時刻的坐標(biāo),進(jìn)而可以通過坐標(biāo)差計算出從A點到B點再到C點的位移向量。?公式與推導(dǎo)位移【公式】x=x0-x和r分別表示位移的大小和矢量;-x0和r-v0是初速度,v-t是時間;-a是加速度的矢量形式。理解這些概念,對于掌握物理學(xué)的后續(xù)內(nèi)容,如力與運動的相互關(guān)系、功與能量等,都是極其重要的基礎(chǔ)。通過選擇適當(dāng)?shù)膮⒖枷岛驼_計算位移,我們能獲得解決各種物理問題的關(guān)鍵步驟。2.1.2速率與速度的區(qū)分在物理學(xué)的運動學(xué)部分,描述物體運動快慢的物理量主要有兩個,分別是速率(Speed)和速度(Velocity)。雖然我們在日常生活中有時會將它們混用,但在物理學(xué)中,它們是兩個有著嚴(yán)格區(qū)分的概念。理解它們的區(qū)別對于后續(xù)學(xué)習(xí)加速度、位移、矢量等知識至關(guān)重要。速率通常指的是物體在單位時間內(nèi)通過的路程,它是一個標(biāo)量(ScalarQuantity),這意味著速率只有大小,沒有方向。我們通常用v表示速率,其基本計算公式為:v=Δs/Δt其中:v代表速率;Δs代表物體在時間Δt內(nèi)所行駛的路程(注意:是路程,是標(biāo)量);Δt代表時間間隔。速率只反映了運動的快慢程度,例如,“這輛汽車的速度是60公里每小時”,這里的“60公里每小時”指的就是汽車行駛的平均速率。速度則是一個矢量(VectorQuantity)。這意味著速度既有大?。ū硎具\動的快慢),也有明確的方向(表示運動的方向)。我們通常也用v(黑體或者帶箭頭)表示速度。其基本定義式同樣為:v=Δx/Δt其中:v代表速度;Δx代表物體的位移(Displacement,注意:是位移,是矢量,有大小和方向);Δt代表時間間隔。速度不僅描述了物體運動的快慢,還指明了其運動的指向。例如,“這位短跑運動員以10米每秒向北加速奔跑”,這里的“10米每秒向北”就完整地描述了運動員的速度。需要注意,如果物體在一段時間內(nèi)的運動方向發(fā)生了改變,即使其速率不變,其速度也是發(fā)生變化的。為了更清晰地對比速率和速度,以下表格總結(jié)了二者的主要區(qū)別:特征速率(Speed)速度(Velocity)數(shù)學(xué)表示通常用v通常用v(需注意上下文區(qū)分)物理量性質(zhì)標(biāo)量(Scalar)矢量(Vector)描述內(nèi)容物體單位時間內(nèi)通過的路程物體單位時間內(nèi)發(fā)生的位移大小代【表】反映運動的快慢反映運動的快慢和方向方向無有與方向關(guān)系不受運動方向變化的影響受運動方向變化的影響公式(定義)v=Δs/Δtv=Δx/Δt重要提示:標(biāo)量和矢量是物理學(xué)中非常重要的基本概念區(qū)分。速率作為標(biāo)量,其合成遵循代數(shù)加減法則;而速度作為矢量,其合成需要遵循平行四邊形定則或三角形定則。因此在涉及物體運動快慢變化或方向變化的問題時,務(wù)必使用速度而非速率進(jìn)行分析。理解速率與速度的區(qū)分,是掌握運動學(xué)知識的基礎(chǔ),也直接關(guān)系到準(zhǔn)確運用相關(guān)公式進(jìn)行計算。2.2力的概念與效應(yīng)(一)力的概念力是物體之間的相互作用,這種相互作用使得物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變。力具有大小、方向和作用點三個要素。物體受到力的作用時,會產(chǎn)生相應(yīng)的形變或運動狀態(tài)變化。(二)力的分類根據(jù)力的性質(zhì),力可以分為重力、彈力、摩擦力等。其中重力是地球?qū)ξ矬w的吸引力;彈力是物體發(fā)生形變后產(chǎn)生的恢復(fù)力;摩擦力則是物體接觸面間阻礙相對運動的力。(三)力的作用效應(yīng)力的作用會產(chǎn)生各種效應(yīng),主要包括改變物體的運動狀態(tài)、改變物體的形狀和大小等。當(dāng)物體受到力的作用時,其運動速度、方向或運動狀態(tài)均可能發(fā)生改變。同時力的作用還可能使物體發(fā)生形變,如拉伸、壓縮、彎曲等。(四)力的平衡與力的合成與分解當(dāng)物體受到多個力的作用時,若這些力的合力為零,則物體處于平衡狀態(tài)。力的平衡條件是中考物理中的重要考點之一,此外力的合成與分解也是研究力的基本方法,有助于分析和解決復(fù)雜的力學(xué)問題。表格:力的作用效應(yīng)示例作用效應(yīng)描述示例改變運動狀態(tài)物體受到力的作用后,運動速度或方向發(fā)生改變足球被踢出后,運動軌跡發(fā)生變化改變形狀和大小物體受到力的作用后,發(fā)生形變或大小改變拉伸彈簧、壓縮氣球等加速或減速物體受到力的作用后,速度增加或減少物體在斜坡上受到重力作用而加速下滑公式:力的合成與分解合力F=√(F12+F22)(當(dāng)兩力在同一直線上)分解力的大小可根據(jù)平行四邊形定則或三角形法則計算。2.2.1力的三要素及圖示力的三要素是描述力的重要特性,它們共同決定了力的作用效果。這三個要素分別是力的大小、方向和作用點。力的大?。毫Φ拇笮∈呛饬苛ξ矬w作用強度的物理量,通常用符號F表示。在國際單位制中,力的單位是牛頓(N)。力的大小可以通過測量物體的加速度或使物體發(fā)生位移來確定。力的方向:力的方向是力的作用方向,通常用箭頭表示。在物理學(xué)中,力的方向是可以自由選擇的,可以根據(jù)需要設(shè)定。力的方向?qū)τ诖_定力的作用點和力的作用效果具有重要意義。力的作用點:力的作用點是力作用的部位,它決定了力的作用效果。同一個力,作用在不同點上,會產(chǎn)生不同的效果。例如,在相同大小和方向的作用下,作用在物體不同位置上的力,可能會導(dǎo)致物體產(chǎn)生不同的加速度和運動狀態(tài)。為了更直觀地理解力的三要素,我們可以使用內(nèi)容示來表示。內(nèi)容示是一種內(nèi)容形化的表示方法,可以清晰地展示力的大小、方向和作用點。在內(nèi)容示中,我們通常使用一個帶箭頭的線段來表示力,箭頭的長度表示力的大小,箭頭的方向表示力的方向,箭頭的作用點表示力的作用位置。此外我們還可以使用坐標(biāo)系來表示力的三要素,在二維坐標(biāo)系中,我們可以將x軸表示力的方向,y軸表示力的大小。這樣我們就可以通過坐標(biāo)值來確定力的大小和方向,在三維坐標(biāo)系中,我們可以使用三個坐標(biāo)軸來表示力的三個要素,從而更全面地了解力的作用情況。力的大小、方向和作用點是構(gòu)成力的基本要素,它們共同決定了力的作用效果。通過內(nèi)容示和坐標(biāo)系等工具,我們可以更直觀地理解和應(yīng)用這些概念。2.2.2彈力與摩擦力的分析彈力與摩擦力是力學(xué)中的兩種常見接觸力,它們在物體間的相互作用中扮演著重要角色。理解這兩種力的產(chǎn)生條件、大小計算及方向判斷,是解決力學(xué)問題的關(guān)鍵。(一)彈力的分析與計算彈力是物體發(fā)生彈性形變后,對與之接觸的物體產(chǎn)生的力。其產(chǎn)生需滿足兩個條件:直接接觸和發(fā)生彈性形變。彈力的方向:始終與物體形變的方向相反,即指向恢復(fù)原狀的方向。例如,彈簧被拉伸時,彈力指向縮短方向;被壓縮時,彈力指向伸長方向。彈力的大?。涸趶椥韵薅葍?nèi),彈力的大小與形變量成正比,遵循胡克定律:F其中F為彈力,k為彈簧的勁度系數(shù)(單位:N/m),Δx為彈簧的形變量(伸長量或壓縮量)。常見彈力類型:類型產(chǎn)生場景方向特點支持力物體放在支撐面上垂直于支撐面向上繩子拉力繩子對物體的拉拽沿繩子指向收縮方向壓力物體對接觸面的擠壓垂直于接觸面向下(二)摩擦力的分析與計算摩擦力是兩個相互接觸的物體,當(dāng)它們發(fā)生或具有相對運動趨勢時,在接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對運動的力。靜摩擦力:產(chǎn)生條件:物體間有相對運動趨勢,但未發(fā)生相對運動。大小:隨外力的變化而變化,范圍在0≤f靜方向:與相對運動趨勢方向相反?;瑒幽Σ亮Γ寒a(chǎn)生條件:物體間已發(fā)生相對滑動。大?。河伞竟健縡滑=μ滑?方向:與相對運動方向相反。影響摩擦力的因素:接觸面的粗糙程度(μ越大,摩擦力越大);正壓力N的大小(壓力越大,摩擦力越大);與接觸面積無關(guān)(在滑動摩擦中)。(三)綜合應(yīng)用示例例題:一個重為50N的木塊放在水平桌面上,用10N的水平力推它時,木塊靜止;用15N的力推時,木塊勻速運動。求:最大靜摩擦力;滑動摩擦因數(shù)(μ滑解析:靜止時,推力與靜摩擦力平衡,故f靜最大≥10?N;當(dāng)推力為勻速運動時,滑動摩擦力f滑=15?μ通過以上分析,可靈活運用彈力與摩擦力的規(guī)律解決實際問題,尤其在受力分析中需注意力的方向及平衡條件。2.3運動定律的應(yīng)用在中考物理中,對運動定律的應(yīng)用是一個重要的考查點。以下是一些常見的應(yīng)用實例及其對應(yīng)的公式和解釋:牛頓第一定律(慣性定律)實例:汽車在啟動時,如果突然松開油門,汽車會向前加速。公式:F=ma(力等于質(zhì)量乘以加速度)解釋:當(dāng)汽車的發(fā)動機停止工作,但駕駛員仍然施加了向后的力(即重力),根據(jù)牛頓第一定律,汽車將保持靜止?fàn)顟B(tài),直到受到外力作用使其開始移動。牛頓第二定律(加速度與力的關(guān)系)實例:一個物體從高處自由下落,其加速度隨著時間的增加而增加。公式:a=F/m(加速度等于力除以質(zhì)量)解釋:根據(jù)牛頓第二定律,物體的加速度與其受到的重力成正比,與物體的質(zhì)量成反比。因此物體下落的速度隨時間的增加而增加。牛頓第三定律(作用與反作用)實例:當(dāng)你用球拍擊球時,球也會以相等的力反方向地彈回。公式:F1=-F2(作用力等于反作用力)解釋:根據(jù)牛頓第三定律,任何兩個相互作用的物體都會產(chǎn)生大小相等、方向相反的作用力。在這個例子中,當(dāng)你用球拍擊球時,球也會以相同的力量反彈回來。動能定理(能量守恒定律)實例:一個物體從高處落下,落地后速度減為零。公式:Ek=Ek0-KE(動能變化量等于初始動能減去最終動能)解釋:動能定理表明,一個物體的總動能在沒有外力作用的情況下保持不變。在這個例子中,物體從高處落下時,其初始動能為Ek0,落地后速度減為零,因此最終動能KE為0。動量守恒定律(碰撞問題)實例:兩輛汽車相向而行,發(fā)生碰撞后分離。公式:p1+p2=p3(總動量等于各部分動量的和)解釋:在兩輛汽車相向而行并發(fā)生碰撞的過程中,它們的總動量會發(fā)生變化。根據(jù)動量守恒定律,碰撞前后的總動量必須相等。通過以上實例和公式,我們可以看到,運動定律在解決物理問題時起著至關(guān)重要的作用。掌握這些定律的原理和應(yīng)用,對于應(yīng)對中考物理題目具有重要意義。2.3.1慣性現(xiàn)象的解析慣性是物體的固有屬性,它表示物體維持其原有運動狀態(tài)(靜止或勻速直線運動)的性質(zhì)。一切物體在任何情況下都具有慣性,慣性大小僅與物體的質(zhì)量m有關(guān),而與物體的運動狀態(tài)、所處位置等無關(guān)。質(zhì)量是物體慣性大小的量度,質(zhì)量越大,慣性越大,改變其運動狀態(tài)就越困難。慣性現(xiàn)象解析:1)靜止的物體保持靜止:如果一個物體處于靜止?fàn)顟B(tài),如果沒有外力作用(或所受外力合力為零),它將永遠(yuǎn)保持靜止。例如,放在桌面上的書,如果不受外力作用,它會一直靜止不動。2)運動的物體保持運動:一個正在運動的物體,如果沒有外力作用(或所受外力合力為零),它將保持勻速直線運動狀態(tài)。例如,在無摩擦的平面上滑動的物體,會一直滑行下去,直到遇到阻力或其他外力。3)改變運動狀態(tài)需要力:要改變物體的運動狀態(tài)(即使其速度發(fā)生變化,包括大小和方向),必須施加外力。外力越大,或在相同外力下,質(zhì)量越小的物體,其運動狀態(tài)改變的越快。其關(guān)系可以用牛頓第二定律F=ma來描述,其中F是外力,m是物體質(zhì)量,?表格:慣性與力的關(guān)系物體狀態(tài)外力情況現(xiàn)象描述靜止無外力或外力平衡保持靜止運動(勻速直線)無外力或外力平衡保持勻速直線運動運動(變速)受到非平衡外力速度大小或方向發(fā)生變化,產(chǎn)生加速度a慣性與生活實例:汽車急剎車:汽車突然剎車時,車內(nèi)的乘客由于慣性會向前傾倒,這是因為乘客的身體保持原有向前運動的狀態(tài)。跳遠(yuǎn):運動員在起跳前會先助跑一段距離,這是為了利用慣性增加起跳時的速度,從而跳得更遠(yuǎn)。拍打衣服:拍打衣服可以去除灰塵,因為衣服運動時,灰塵由于慣性要保持靜止,從而脫離衣服。理解慣性現(xiàn)象及其規(guī)律,有助于我們解釋許多生活中的物理現(xiàn)象,并利用慣性原理解決實際問題。2.3.2力與運動狀態(tài)的關(guān)聯(lián)力是改變物體運動狀態(tài)的原因,物體的運動狀態(tài)發(fā)生改變,通常指的是其速度大小或方向發(fā)生改變。根據(jù)牛頓第一定律(慣性定律),一個物體如果不受外力作用,或者所受外力的合力為零,它將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。反之,如果物體所受合力不為零,其運動狀態(tài)必然會發(fā)生改變,即產(chǎn)生加速度。?力的種類及其對運動狀態(tài)的影響作用在物體上的力種類繁多,但它們對物體運動狀態(tài)的影響都可以歸納為通過合力體現(xiàn)。例如,水平方向的推力或拉力會改變物體的水平運動狀態(tài),而豎直方向的力(如重力)則會改變物體在垂直方向上的運動。以下表格列舉了幾種常見力及其對運動狀態(tài)可能產(chǎn)生的影響:力的種類對運動狀態(tài)的影響水平推力使物體從靜止開始運動,或改變物體水平運動的速度和/或方向。水平摩擦力通常阻礙物體相對地面間的運動,或使其減速。重力使物體垂直向下加速(在自由落體運動中),或在傾斜面上產(chǎn)生沿斜面向下的分力。向心力使物體圍繞中心點做圓周運動,不斷改變物體的運動方向,但不改變速度大小。?牛頓第二定律定量描述力與加速度的關(guān)系牛頓第二定律定量地描述了力、質(zhì)量和加速度之間的關(guān)系,其數(shù)學(xué)表達(dá)式為:F其中:-Fnet表示作用在物體上的合力(Net-m表示物體的質(zhì)量(Mass);-a表示物體的加速度(Acceleration)。該公式表明,物體的加速度與其所受的合外力成正比,與其質(zhì)量成反比。這意味著:合外力越大,加速度越大;物體的質(zhì)量越大,要產(chǎn)生相同的加速度所需要的合外力也越大。實例分析:假設(shè)一個質(zhì)量為2?kg的物體受到一個10?F解得:a因此該物體將在該力的作用下產(chǎn)生5?m/s?總結(jié)理解和掌握力與運動狀態(tài)的關(guān)聯(lián)是物理學(xué)的基礎(chǔ),它不僅幫助我們解釋日常生活中的物理現(xiàn)象,也為解決復(fù)雜的物理問題提供了理論依據(jù)。在實際應(yīng)用中,要能夠準(zhǔn)確分析物體受力情況,并運用牛頓運動定律分析其運動狀態(tài)的變化。三、能量及其轉(zhuǎn)化為了深入理解能量及其轉(zhuǎn)化這一核心知識點,我們將從能量的定義、各種能量形式之間的轉(zhuǎn)化原則,以及實際應(yīng)用中能量守恒定律的體現(xiàn)三個方面進(jìn)行概覽。能量定義及其種類:能量,即物體的運動狀態(tài)、物質(zhì)狀態(tài)或者電磁狀態(tài)能做功的能力。根據(jù)其源泉和表現(xiàn)形式,能量可以細(xì)分為機械能、內(nèi)能、電能、化學(xué)能、核能以及電磁波能等多種類型。能量轉(zhuǎn)化與守恒:能量可以從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,過程中遵守能量守恒定律,即能量總量保持不變。轉(zhuǎn)化過程可以在機械運動、熱傳遞、電磁場變化等多種條件下進(jìn)行。例如,物體自由下落時,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能;熱力學(xué)第一定律說明,在熱力學(xué)過程中能量的總量保持守恒,但能量的形態(tài)可從熱能轉(zhuǎn)換為機械能或電能等。表格內(nèi)容:能量形式主要表現(xiàn)能轉(zhuǎn)化實例機械能運動物體的能量滾動的水輪機內(nèi)能物質(zhì)的分子運動能量熱傳導(dǎo)過程電能導(dǎo)體中自由電荷的移動產(chǎn)生的能量電流驅(qū)動電機化學(xué)能化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)鍵的裂解和形成電池放電過程核能原子核的裂變或聚變產(chǎn)生的能量核電站運行電磁波能電磁病的傳播電視、廣播發(fā)射通過以上例子,可見各種能量形式之間的相互轉(zhuǎn)化無處不在,它們在自然界和人類社會中扮演著不可或缺的角色。理解和掌握能量轉(zhuǎn)化的規(guī)律對于科技發(fā)展和日常生活的節(jié)能減排都具有重要意義。3.1機械能的守恒機械能守恒定律是物理學(xué)中的重要定律之一,它描述了在只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功的情況下,物體的動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化,但機械能的總量保持不變。這是中考物理的核心考點之一,需要深入理解和掌握?;靖拍顧C械能指的是物體動能和勢能的總和,動能EkE其中m是物體的質(zhì)量,v是物體的速度。勢能EpE其中g(shù)是重力加速度,?是物體的高度。彈性勢能是物體由于形變而具有的能量,通常在彈簧系統(tǒng)中使用胡克定律計算:E其中k是彈簧的勁度系數(shù),x是彈簧的形變量。機械能守恒的條件機械能守恒的條件是:系統(tǒng)中只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功,沒有其他外力(如摩擦力、空氣阻力等)做功。常見的情形包括:物體在真空中自由下落或上升。物體在光滑水平面上滑動,然后從高度為?的位置自由下落。彈簧系統(tǒng)中的彈力做功。機械能守恒定律的表達(dá)機械能守恒定律可以用以下數(shù)學(xué)表達(dá)式表示:E即:1其中v1,?實際應(yīng)用在解決實際問題中,機械能守恒定律常用于計算物體的速度、高度或動能變化。以下是一個典型的應(yīng)用示例:例題:一個質(zhì)量為2kg的小球從高度為5m的地方自由下落到地面,不計空氣阻力,求小球落地時的速度。解答:根據(jù)機械能守恒定律:mg代入已知數(shù)值:2概念總結(jié)概念定義機械能動能和勢能的總和動能E重力勢能E彈性勢能E機械能守恒只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈力做功時,機械能總量不變通過以上內(nèi)容,可以系統(tǒng)地掌握機械能守恒定律的基本概念、應(yīng)用條件和實際計算方法,為中考物理備考打下堅實的基礎(chǔ)。3.1.1動能與勢能的轉(zhuǎn)化動能與勢能是物體具有的兩種常見的能量形式,當(dāng)物體的動能發(fā)生變化時,它往往伴隨著勢能的變化,反之亦然。動能與勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化,這個轉(zhuǎn)化過程在物理學(xué)中扮演著重要的角色,是理解機械能守恒定律的基礎(chǔ)。(一)動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化動能轉(zhuǎn)化為勢能:當(dāng)物體上升時,比如投擲籃球使其上升,它的速度會逐漸減小,動能隨之減小。與此同時,由于高度增加,它的重力勢能會增大。這個過程中,動能減少的部分轉(zhuǎn)化為了重力勢能。勢能轉(zhuǎn)化為動能:當(dāng)物體下落時,比如自由落體運動,重力使得物體加速,重力勢能減小,而速度增加,動能增大。這個過程中,減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為了動能。(二)能量轉(zhuǎn)化的條件動能與勢能相互轉(zhuǎn)化的條件是存在保守力(如重力或彈簧彈力)做功。在沒有非保守力(如摩擦力、空氣阻力)做功的情況下,系統(tǒng)的機械能(動能與勢能的總和)是守恒的。(三)機械能守恒定律在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi),動能和勢能(包括重力勢能和彈性勢能)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機械能的總量保持不變。這就是機械能守恒定律。公式表示:機械能守恒定律可以用公式表示為:E其中Ek表示動能,E動能:E重力勢能:E其中m表示物體的質(zhì)量,v表示物體的速度,g表示重力加速度,?表示物體的高度。表格總結(jié):過程動能變化勢能變化轉(zhuǎn)化關(guān)系物體上升減小增大動能轉(zhuǎn)化為勢能物體下落增大減小勢能轉(zhuǎn)化為動能通過理解和掌握動能與勢能的相互轉(zhuǎn)化及其條件,學(xué)生能夠更好地理解機械能守恒定律,并在實際問題中進(jìn)行相關(guān)的計算和分析。3.1.2機械能守恒的條件核心概要:機械能守恒定律闡明了在沒有外力(或有非保守外力做功)做功的情況下,一個物體的動能和勢能(包括重力勢能和彈性勢能)發(fā)生相互轉(zhuǎn)化,但機械能的總量保持不變。理解機械能守恒的條件是應(yīng)用該定律解決問題的基礎(chǔ)。條件闡述:一個物體的機械能守恒,必須同時滿足以下條件之一:只有重力或系統(tǒng)內(nèi)彈簧的彈力做功:這是機械能守恒最根本的條件。這意味著在研究的位移或過程中,沒有其他形式的力(例如摩擦力、空氣阻力、推力、拉力等)對物體做功。重力做功:物體下落時,重力對物體做正功,物體重力勢能減小,動能增大;物體上升時,重力對物體做負(fù)功,物體動能減小,重力勢能增大。但重力勢能和動能的總和(即機械能)保持不變。彈力做功:拉伸或壓縮彈性體(如彈簧)時,彈力做功,彈性勢能和動能之間相互轉(zhuǎn)化,但總和守恒。雖有力對物體做功,但該力做功的代數(shù)和為零:這是更具體的一種情況。一對平衡力的作用:如果物體受到一對大小相等、方向相反、作用在同一直線上的力(例如,一個輕彈簧兩端連接的小球),它們分別做功,但正負(fù)功相互抵消,合力矩為零,系統(tǒng)的機械能也保持守恒。存在做功的外力,但外力做功被等量的、保守力(重力和彈力)做的負(fù)功所抵消:例如,物體在粗糙水平面上滑動,受到摩擦力做負(fù)功,但若同時有某個力(如彈簧的彈力或另一個恒力)恰好對物體做正功,且正負(fù)功的代數(shù)和為零,則系統(tǒng)的機械能也可以守恒。在物體運動過程中,克服非保守力(如摩擦力、空氣阻力)做的負(fù)功等于機械能的減少量:雖然非保守力做功會導(dǎo)致機械能不守恒(機械能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能),但可以通過計算非保守力做功的量,來理解機械能損失的多少。在此情況下,不能直接應(yīng)用機械能守恒定律判據(jù),需引入“機械能的變化量”/‘ΔE_機械’=-W_非保守,其中W_非保守是非保守力做的功。只有當(dāng)W_非保守=0時,機械能才守恒。?重要判據(jù)(基于條件1):分析是否有非保守力做功判斷機械是否守恒,關(guān)鍵在于分析過程中是否只有重力或彈簧彈力做功,即是否存在摩擦、空氣阻力等非保守力做功。常見的分析方法有:分析受力:檢查物體是否受到摩擦力、空氣阻力等非保守力。分析做功情況:判斷上述非保守力是否在物體運動的過程中對其做了功。例如:物體在光滑水平面上勻速運動,不受非保守力,機械能守恒。例如:物體在一個光滑斜面上勻速下滑,雖然重力做功,但有一個等效支持力(與法向力方向相反但作用效果不同)阻止了物體沿斜面方向的“趨勢”,可以認(rèn)為在此模型下只有重力做功,機械能守恒。(需注意:嚴(yán)格來說,如果考慮真實的三角形斜面,法向力不做功,只有重力做功。但若有非保守力存在,則不守恒)例如:物體在粗糙水平面上加速或減速滑動(無論有無斜面),摩擦力做負(fù)功,機械能不守恒。?【表】:機械能是否守恒條件分析示例情況描述受力分析做功分析機械能是否守恒物體自由落體(空氣阻力不計)重力只有重力做功守恒物體在光滑水平面上被彈簧彈出重力、支持力、彈簧彈力只有彈簧彈力做功(重力、支持力不做功)守恒物體沿光滑斜面勻速下滑重力、支持力只有重力做功(支持力與速度方向垂直,不做功)守恒物體在粗糙水平面上勻速滑動重力、支持力、摩擦力摩擦力做負(fù)功,重力、彈力不做功不守恒物體從高處水平飛出(空氣阻力不計)重力只有重力做功守恒公式:機械能守恒定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:E_初=E_末即:ΔE_機械=E_k末+E_p末-(E_k初+E_p初)=0或者:E_k末-E_k初=-(E_p末-E_p初)

(E_k-E_p)末=(E_k-E_p)初其中:E_k=1/2mv2(動能)E_p=E_p重+E_p彈=mgh+1/2kx2(勢能,mgh為重力勢能,kx2為彈性勢能)v為速度m為質(zhì)量h為相對于零勢能面的高度差k為彈簧勁度系數(shù)x為彈簧的形變量(相對于原長)當(dāng)機械能不守恒時,機械能的變化量等于克服非保守力做的功:ΔE_機械=E_末-E_初=-W_非保守備考提示:掌握判斷機械能是否守恒的條件是關(guān)鍵。要注意區(qū)分哪些力是保守力(重力、彈力),哪些力是非保守力(摩擦力、空氣阻力)。對于復(fù)雜的物理過程,需要準(zhǔn)確進(jìn)行受力分析和做功分析。靈活運用機械能守恒定律及其表達(dá)式,可以極大簡化動力學(xué)問題(特別是涉及到速度、高度、動能、勢能等量關(guān)系的題目)的求解。3.2內(nèi)能與熱傳遞內(nèi)能:熱是大量做無規(guī)則熱運動的分子所引起的一種宏觀特性,我們稱之為熱能。內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子熱運動的動能與分子間相互作用的勢能之和。分子熱運動與內(nèi)能:分子不停地做無規(guī)則運動,這些運動的分子所具有的動能之和,加上分子相互間通過吸引力產(chǎn)生的勢能,構(gòu)成了物質(zhì)的內(nèi)能。溫度是物質(zhì)的宏觀狀態(tài),由其分子平均動能來決定,并反映物質(zhì)內(nèi)能的大小。熱傳遞:當(dāng)兩個不同溫度的物體直接或間接接觸時,由于每個物體內(nèi)分子間的動能分布不一樣,熱能將從高溫物體向低溫物體傳遞,直至兩物體的溫度相等。這個過程我們稱為熱傳遞。傳熱方式:熱傳導(dǎo):通過物體之間或物體內(nèi)部,直接接觸的分子之間的碰撞來實現(xiàn),類似于固體內(nèi)部或之間熱量的傳遞。熱對流:依靠流體(如氣體或液體)的自然運動來進(jìn)行熱傳遞。比如熱空氣上升、冷空氣下降,從而形成對流。熱輻射:無需介質(zhì),通過電磁波的形式直接發(fā)射和接收熱量。太陽輻射到地球上的熱量就是通過這種方式進(jìn)行的。熱傳導(dǎo)與導(dǎo)熱系數(shù):導(dǎo)熱系數(shù)是材料傳導(dǎo)熱量的能力指標(biāo),單位是瓦每米開爾文(W/熱量與熱量計算:熱量(EnergyinHeat)是指在熱傳遞過程中傳遞內(nèi)能的數(shù)量,計量單位一般為焦耳(J)或者卡路里(cal)。熱量傳遞的計算可根據(jù)【公式】Q=mcΔT,其中Q代表熱量,m代表質(zhì)量,c代表物質(zhì)的比熱容,而熱效率與卡諾循環(huán):熱效率是評價熱機器性能的重要指標(biāo),通常定義為有用功與輸入熱能的比值。對于熱電機,效率為輸出電功率與輸入熱功率之比;對于熱泵,則反之。能量守恒:在進(jìn)行熱傳遞過程中,總能量是守恒的。被加熱物體吸收的熱能和放出的熱能,與熱量傳遞環(huán)境的輸入熱能和輸出熱能相平衡。即在能量形式轉(zhuǎn)換過程中,總能量保持不變。?關(guān)鍵概念與公式概念定義內(nèi)能物體內(nèi)分子的平均動能和分子間相互作用勢能的總和。溫度描述物質(zhì)分子平均動能的標(biāo)志量。熱傳遞熱量從高溫向低溫轉(zhuǎn)移的過程,包括傳導(dǎo)、對流和輻射三種方式。熱平衡兩系統(tǒng)相互接觸時,當(dāng)它們各自的內(nèi)能不再改變,兩者溫度相等的狀態(tài)。熱機的效率η=W有用Q放能量守恒在任何封閉系統(tǒng)內(nèi),能量不能被創(chuàng)造,也不能被消滅,只能從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式。理解內(nèi)能、熱量傳遞和能量守恒等核心概念,對于掌握物理學(xué)的基本原理至關(guān)重要。通過引入相應(yīng)的公式和分析不同傳熱方式,我們不僅能夠?qū)Α皟?nèi)能與熱傳遞”本質(zhì)有所掌握,而且能夠解決實際問題中遇到的熱能應(yīng)用場景。深入學(xué)習(xí)動力學(xué)及熱力學(xué),對理解現(xiàn)代科學(xué)和工程問題均具有重要意義。3.2.1溫度與熱量的關(guān)系溫度和熱量是描述物質(zhì)熱學(xué)性質(zhì)的兩個重要物理量,它們之間存在著密切的聯(lián)系,但概念上有著本質(zhì)的區(qū)別。溫度是衡量物體內(nèi)部大量分子無規(guī)則運動劇烈程度的物理量,它反映了物體的冷熱狀態(tài);而熱量則是在熱傳遞過程中,物體內(nèi)能發(fā)生變化的量度,它體現(xiàn)了能量的轉(zhuǎn)移。溫度與熱量之間的關(guān)系主要體現(xiàn)在以下兩個方面:改變內(nèi)能的方式:做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能,但它們的本質(zhì)區(qū)別在于:做功是能量的轉(zhuǎn)化,而熱傳遞是內(nèi)能(或叫熱量)的轉(zhuǎn)移。熱量與溫度、質(zhì)量的關(guān)系:物體吸收或放出熱量的多少,與其質(zhì)量(m)、比熱容(c)以及溫度的變化量(ΔT)密切相關(guān)。這種關(guān)系可以通過以下公式定量描述:Q公式解讀:-Q:表示在質(zhì)量為m的物體溫度變化ΔT時,吸收或放出的熱量。-c:表示單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的熱量,稱為該物質(zhì)的比熱容,單位通常是J/-m:表示物體的質(zhì)量,單位通常是kg。-ΔT:表示物體溫度的變化量,ΔT=T末?T初特別注意:上式中的Q、ΔT具有方向性,而比熱容c和質(zhì)量m是標(biāo)量,沒有方向性。計算熱量變化時,必須明確是吸收熱量還是放出熱量。通常使用“正”號表示吸收熱量,使用“負(fù)”號表示放出熱量。但在初中階段,若無特殊說明,一般默認(rèn)計算吸收的熱量。表格總結(jié):物理量定義符號單位說明溫度物體內(nèi)部大量分子無規(guī)則運動的劇烈程度T攝氏度(℃)/開爾文(K)反映物體的冷熱狀態(tài)熱量在熱傳遞過程中內(nèi)能變化的量度Q焦耳(J)體現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)移質(zhì)量物體所含物質(zhì)的多少m千克(kg)影響內(nèi)能和熱量比熱容單位質(zhì)量的物質(zhì)溫度升高1℃所吸收的熱量cJ/(kg·℃)反映物質(zhì)吸收熱量能力的物理量,水的比熱容較大溫度差物體末溫與初溫之差ΔT攝氏度(℃)ΔT=T_{末}-T_{初}熱傳遞內(nèi)能從高溫物體傳遞到低溫物體,或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分的過程--是改變內(nèi)能的一種方式溫度是狀態(tài)量,描述物體的冷熱狀態(tài),而熱量是過程量,描述熱傳遞過程中內(nèi)能的改變。計算熱量與溫度變化、質(zhì)量、比熱容的關(guān)系時,務(wù)必明確物體的質(zhì)量、比熱容以及溫度的變化范圍,并正確使用【公式】Q=3.2.2比熱容的計算與應(yīng)用比熱容是描述物質(zhì)單位質(zhì)量升高或降低一定溫度時吸收或放出熱量的物理量。它是物質(zhì)的基本屬性之一,對于理解熱量傳遞和物質(zhì)溫度變化具有重要意義。?比熱容的定義與公式比熱容(c)的定義為:單位質(zhì)量的物質(zhì),溫度升高或降低1攝氏度所吸收或放出的熱量。公式表示為:c=Q/mΔT,其中Q為傳遞的熱量,m為物質(zhì)的質(zhì)量,ΔT為溫度的變化值。?比熱容的單位比熱容的國際單位制中的單位是焦耳每千克攝氏度(J/(kg·℃))。?比熱容的計算應(yīng)用物質(zhì)的鑒別:通過測定不同物質(zhì)的比熱容,可以鑒別物質(zhì)。因為不同的物質(zhì)往往具有不同的比熱容。熱量計算:利用比熱容,可以計算物體在加熱或冷卻過程中吸收或放出的熱量。例如,在已知物質(zhì)的質(zhì)量、比熱容和溫度變化的情況下,可以使用公式Q=cmΔT計算熱量的變化。生活應(yīng)用:比熱容在日常生活中有廣泛的應(yīng)用,如解釋海洋與陸地溫度變化差異的原因、汽車發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)等。?注意事項在計算過程中要注意溫度的變化是升高還是降低,以及相應(yīng)的熱量是吸收還是放出。比熱容的值受物質(zhì)的狀態(tài)(固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài))影響,不同狀態(tài)下的比熱容可能不同。在實際應(yīng)用中,還要考慮其他因素如熱量損失等。?常見物質(zhì)的比熱容物質(zhì)比熱容(J/(kg·℃))水4186鋁879鐵449…………了解比熱容的概念、計算方法和應(yīng)用,對于解決中考中的相關(guān)題目以及理解日常生活中的物理現(xiàn)象都具有重要意義。3.3電能的利用電能作為一種重要的能源形式,在現(xiàn)代社會中得到了廣泛的應(yīng)用。本章將詳細(xì)介紹電能的利用,包括電功、電功率以及電能與其他形式的能量之間的轉(zhuǎn)換。?電功電功是電能的主要應(yīng)用形式,它表示電流在單位時間內(nèi)所做的功。電功的計算公式為:W其中W表示電功,U表示電壓,I表示電流,t表示時間。電功的單位是焦耳(J)。電功單位焦耳(J)千瓦時(kWh)千瓦時(kWh)?電功率電功率表示電流在單位時間內(nèi)所做的功,其計算公式為:P其中P表示電功率,W表示電功,t表示時間。電功率的單位是瓦特(W)。電功率單位瓦特(W)千瓦(kW)千瓦(kW)?電能與其他形式的能量轉(zhuǎn)換電能可以轉(zhuǎn)換為其他形式的能量,如熱能、光能和機械能等。以下是一些常見的能量轉(zhuǎn)換實例:電熱器:電熱器通過電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量,將電能轉(zhuǎn)換為熱能。電動機:電動機將電能轉(zhuǎn)換為機械能,驅(qū)動機械設(shè)備運轉(zhuǎn)。電燈:電燈將電能轉(zhuǎn)換為光能,提供照明。?電能的測量與安全在實際應(yīng)用中,電能的測量和安全至關(guān)重要。常用的電能測量工具有電能表、功率表等。在使用電能表時,需要注意以下幾點:確保電能表的接線正確,避免短路或漏電。定期檢查電能表的運行狀態(tài),確保其準(zhǔn)確性。避免過載用電,以免損壞電能表和電氣設(shè)備。電能的利用是現(xiàn)代社會不可或缺的一部分,通過了解電功、電功率以及電能與其他形式能量的轉(zhuǎn)換,我們可以更好地利用電能,提高生活和工作的效率。3.3.1電功與電功率的公式電功與電功率是電學(xué)中的核心概念,用于描述電流做功的快慢及能量轉(zhuǎn)換關(guān)系。以下是相關(guān)公式及其應(yīng)用說明:電功(W)的計算公式電功表示電流通過導(dǎo)體時所做的功,其計算公式如下:【公式】適用場景符號說明W通用公式(適用于所有電路)W:電功(單位:J,焦耳)U:電壓(V,伏特)I:電流(A,安培)t:時間(s,秒)W純電阻電路(如電熱器、白熾燈)R:電阻(Ω,歐姆)W純電阻電路(已知電壓和電阻)—說明:在非純電阻電路(如電動機)中,僅W=電功的常用單位還有“千瓦時(kW·h)”,俗稱“度”,換算關(guān)系為1kW·h電功率(P)的計算公式電功率表示電流做功的快慢,其公式如下:【公式】適用場景符號說明P通用【公式】P:電功率(單位:W,瓦特)P純電阻電路—P純電阻電路(已知電壓和電阻)—說明:電功率的單位換算:1kW=1000實際應(yīng)用中,用電器的額定功率(P額)是指其在額定電壓(U額)下的功率,而實際功率(焦耳定律(電熱計算)在純電阻電路中,電流產(chǎn)生的熱量(Q)等于電功,即:Q適用范圍:僅適用于電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的情況(如電飯煲、電暖器)。公式變換與實際應(yīng)用串聯(lián)電路:電功率與電阻成正比(P1并聯(lián)電路:電功率與電阻成反比(P1電能表讀數(shù):前后兩次示數(shù)之差即為用電量(單位:kW·h)。示例:一個標(biāo)有“220V1000W”的電熱水壺,正常工作時的電流為I=PU通過以上公式,可靈活解決電路分析、能量計算及電器選型等實際問題。3.3.2焦耳定律的實踐焦耳定律是物理學(xué)中描述能量轉(zhuǎn)換和守恒的基本定律之一,它表明,在沒有外力作用的情況下,一個物體的熱量變化與其質(zhì)量成正比,與溫度變化成正比。這一定律在實驗科學(xué)中有著廣泛的應(yīng)用,尤其是在測量熱能和研究熱力學(xué)現(xiàn)象時。為了更直觀地展示焦耳定律的應(yīng)用,我們可以構(gòu)建一個簡單的表格來概括其核心內(nèi)容:變量單位描述熱量變化J表示單位時間內(nèi)的能量變化量質(zhì)量kg表示物體的質(zhì)量溫度變化K表示物體的溫度變化通過這個表格,我們可以觀察到熱量變化(Q)與質(zhì)量(m)和溫度變化(ΔT)之間的關(guān)系。根據(jù)焦耳定律,這兩個變量之間存在以下關(guān)系:Q其中c是比熱容,它是物質(zhì)的一種特性,表示單位質(zhì)量的物質(zhì)升高或降低1攝氏度所需的熱量。為了進(jìn)一步說明焦耳定律在實際中的應(yīng)用,我們可以通過一個具體的實驗來演示。例如,我們可以使用一個裝有水的燒杯和一個金屬球來模擬一個加熱過程。首先我們將金屬球放入水中,并記錄下初始溫度。然后我們逐漸加熱金屬球,同時用溫度計測量水溫的變化。通過觀察水溫的變化,我們可以計算出水吸收的熱量,即Q。最后我們計算得到水的質(zhì)量,從而可以計算出比熱容c。通過這種方法,我們可以驗證焦耳定律的正確性,并進(jìn)一步了解不同物質(zhì)的比熱容差異。焦耳定律是物理學(xué)中一個重要的基本定律,它為我們提供了一種量化能量轉(zhuǎn)換和守恒的方法。通過實驗和實際應(yīng)用,我們可以更好地理解和掌握這一定律,并將其應(yīng)用于各種科學(xué)和工程問題中。四、電與磁的奧秘電與磁是自然界中既相互獨立又緊密聯(lián)系的現(xiàn)象,它們在生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。本部分主要學(xué)習(xí)電荷、電流、電壓、電阻等基本概念,以及歐姆定律、焦耳定律等基本規(guī)律,并初步了解磁現(xiàn)象、電生磁和磁生電的現(xiàn)象及其應(yīng)用。(一)電流與電路電荷與電流電荷:自然界有兩種電荷,即正電荷和負(fù)電荷。同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。電荷量:電荷的多少,符號為Q,單位是庫侖(C)。元電荷:電路中實際移動的是帶負(fù)電的電子,電子的chargequantityise≈1.6×10?1?C,任何帶電體的電荷量都是元電荷的整數(shù)倍。電荷守恒定律:電荷既不能被創(chuàng)造,也不能被消滅,只能從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,或者從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分,在transferprocess中,總電荷量保持不變。電流定義:電荷的定向移動形成電流。方向:規(guī)定正電荷定向移動的方向為電流的方向。電流強度:表示電流強弱的物理量,符號為I,等于單位時間內(nèi)通過導(dǎo)體橫截面的電荷量。公式:I=Q/t單位:國際單位制中是安培(A),常用單位還有毫安(mA)、微安(μA)。符號:1A=103mA=10?μA電流的測量:使用電流表(Ammeter)。使用規(guī)則:電流表必須串聯(lián)在被測電路中。電流要從”+“接線柱流入,從”-“接線柱流出。被測電流不能超過電流表的量程。絕對不允許不經(jīng)過用電器直接將電流表接到電源的兩極上。電壓與電阻電壓:電壓是使電路中電荷發(fā)生定向移動形成電流的原因。單位:國際單位制中是伏特(V),常用單位還有千伏(kV)、毫伏(mV)。符號:1kV=103V=10?mV電阻:導(dǎo)體對電流的阻礙作用。單位:國際單位制中是歐姆(Ω)。影響因素:導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體自身的一種性質(zhì),只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度有關(guān),與導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān)。公式:R=ρ(L/A)符號:ρ表示材料的電阻率,L表示導(dǎo)體的長度,A表示導(dǎo)體的橫截面積?;瑒幼冏杵鳎和ㄟ^改變接入電路中電阻線的長度來改變電阻,從而改變電路中的電流。使用時要注意“一上一下”接入。電路分析與連接電路元件:電源、用電器、開關(guān)、導(dǎo)線。電路內(nèi)容:用規(guī)定符號表示電路連接的內(nèi)容形。電路連接:串聯(lián)電路和并聯(lián)電路。串聯(lián)電路:電路中只有一條電流路徑,電流處處相等,I=I?=I?=...=I;串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和,U=U?+U?+...+U;串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和,R=R?+R?+...+R,串聯(lián)電阻相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長度,總電阻比任何一個分電阻都大。并聯(lián)電路:電路中至少有兩條電流路徑,干路電流等于各支路電流之和,I=I?+I?+...+I;并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等,等于電源電壓,U=U?=U?=...=U;并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和,1/R=1/R?+1/R?+...+1/R,并聯(lián)電阻相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的橫截面積,總電阻比任何一個支路電阻都小。(二)歐姆定律與焦耳定律歐姆定律內(nèi)容:導(dǎo)體中的電流,跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟導(dǎo)體的電阻成反比。公式:I=U/R應(yīng)用:可以用來計算電路中的電流、電壓、電阻。變形公式:U=IR,R=U/I適用范圍:適用于純電阻電路。電阻的串聯(lián)和并聯(lián)串聯(lián)電阻的分壓作用:串聯(lián)電路中,各電阻兩端的電壓之比等于它們的阻值之比。公式:U?/U?=R?/R?并聯(lián)電阻的分流作用:并聯(lián)電路中,通過各支路的電流之比等于它們的阻值的反比。公式:I?/I?=R?/R?焦耳定律內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時間成正比。公式:Q=I2Rt單位:熱量Q的單位是焦耳(J),電流I的單位是安培(A),電阻R的單位是歐姆(Ω),時間t的單位是秒(s)。電功:電能轉(zhuǎn)化為其它形式能量的多少叫做電功,符號為W,單位是焦耳(J),常用單位是千瓦時(kW·h),俗稱“度”。公式:W=UIt,對于純電阻電路,W=Q=UIt=(I2Rt)=(U2/R)t電功率:表示電流做功快慢的物理量,符號為P,單位是瓦特(W),常用單位還有千瓦(kW)。公式:P=W/t=UI,對于純電阻電路,P=UI=(I2R)=(U2/R)(三)電與磁磁現(xiàn)象磁性:物體吸引鐵、鈷、鎳等物質(zhì)的性質(zhì)。磁極:磁體上磁性最強的部分,分為南極(S)和北極(N)。磁極間的相互作用規(guī)律:同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。磁化:使原來沒有磁性的物體獲得磁性的過程。地磁場:地球周圍的空間存在著磁場,叫做地磁場。地磁北極:地理南極附近。地磁南極:地理北極附近。磁感線:為了形象地描述磁場的方向和分布情況而畫出來的帶箭頭的曲線。特點:磁感線是在磁體周圍的空間里分布的。磁感線是閉合曲線。磁感線上任意一點的切線方向,跟該點的磁場方向(小磁針靜止時N極指向)一致。在磁體外部,磁感線從N極出發(fā),回到S極;在磁體內(nèi)部,磁感線從S極指向N極。磁感線的疏密表示磁場的強弱,疏的地方磁場弱,密的地方磁場強。電生磁奧斯特實驗:通電導(dǎo)體周圍存在著磁場,這是電流的磁效應(yīng)。通電螺線管的磁場:通電螺線管的磁場與條形磁鐵的磁場相似,其極性可以用安培定則(右手螺旋定則)判斷。安培定則:用右手握螺線管,讓四指所指的方向跟電流的方向一致,那么,大拇指所指的那一端就是螺線管的N極。電磁鐵:利用電流的磁效應(yīng)制作的,通電時有磁性,斷電時無磁性。特點:磁性有無可以通過電流的通斷來控制;磁性的強弱可以通過改變電流的大小或線圈匝數(shù)來控制;磁極極性可以通過改變電流方向來控制。電磁繼電器:利用電磁鐵控制工作電路通斷的一種電器。利用低電壓、弱電流的控制電路來控制高電壓、強電流的工作電路。磁生電法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,導(dǎo)體中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:電路必須是閉合的。導(dǎo)體必須是閉合電路的一部分,并且做切割磁感線運動。感應(yīng)電流的方向:用右手定則判斷。伸開右手,讓拇指跟其余四個手指垂直,并且都跟手掌在同一平面內(nèi),讓磁感線從手心進(jìn)入,這時拇指所指的方向就是導(dǎo)體中感應(yīng)電流的方向。發(fā)電機:利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成,是將機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。工作原理:利用磁場對電流的作用力,使線圈在磁場中轉(zhuǎn)動,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流。分類:交流發(fā)電機和直流發(fā)電機。交流電與直流電交流電:方向周期性改變的電流。直流電:方向不改變的電流。本部分是中考物理的重點和難點,在學(xué)習(xí)過程中要注意理解和掌握基本概念和規(guī)律,并學(xué)會運用它們解決實際問題。通過實驗探究和理論分析相結(jié)合,可以更好地理解電與磁的奧秘。4.1電路的組成與連接電路是電流的路徑,由電源、用電器、開關(guān)和導(dǎo)線組成。理解電路的組成和連接方式是學(xué)習(xí)電路知識的基礎(chǔ)。(1)電路的組成電源:電源是提供持續(xù)穩(wěn)定電流的裝置,是電路中能量的來源。常見的電源有電池、發(fā)電機等。電源具有電壓,用U表示,單位是伏特(V)。用電器:用電器是消耗電能進(jìn)行各種工作的設(shè)備,例如燈泡、電風(fēng)扇、電鉆等。用電器工作時將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。開關(guān):開關(guān)用于控制電路的通斷。閉合開關(guān),電路接通,電流通過;斷開開關(guān),電路斷開,電流中斷。導(dǎo)線:導(dǎo)線用于連接電路中的各個元件,使電流形成完整的回路。(2)電路的連接方式電路的連接方式主要有兩種:串聯(lián)和并聯(lián)。串聯(lián)電路在串聯(lián)電路中,各元件順次連接,電流只有一條路徑,依次流過每個用電器。串聯(lián)電路的特點如下:電流處處相等,即I=I?=I?=…=In(I為電路中的電流,I?、I?、…、In為各個用電器中的電流)總電壓等于各部分電路兩端電壓之和,即U=U?+U?+…+Un(U為電路兩端的總電壓,U?、U?、…、Un為各個用電器兩端的電壓)總電阻大于任何一個分電阻,即R=R?+R?+…+Rn(R為電路的總電阻,R?、R?、…、Rn為各個用電器的電阻)特點串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流路徑只有一條路徑有多條路徑電流關(guān)系I=I?=I?=…=In干路電流等于各支路電流之和I=I?+I?+…+In電壓關(guān)系U=U?+U?+…+Un各支路兩端電壓相等,且等于總電壓U?=U?=…=U電阻關(guān)系R=R?+R?+…+Rn1/R=1/R?+1/R?+…+1/Rn燈泡亮度電流相同,電壓不同,燈泡兩端的電壓越高,燈泡越亮燈泡兩端的電壓相等,電流不同,燈泡的額定功率相同,亮度一樣并聯(lián)電路在并聯(lián)電路中,各元件并列連接,電流有多條路徑,分別流過各個用電器。并聯(lián)電路的特點如下:2.1并聯(lián)電路表格2.2并聯(lián)電路公式1/R=1/R?+1/R?+…+1/Rn(R為電路的總電阻,R?、R?、…、Rn為各個用電器的電阻)理解電路的組成和連接方式是學(xué)習(xí)后續(xù)電路知識的基礎(chǔ),例如歐姆定律、串并聯(lián)電路的計算等。在學(xué)習(xí)過程中,需要結(jié)合實際電路進(jìn)行分析和判斷,加深對電路的理解。4.1.1串聯(lián)與并聯(lián)的特點介紹:在電路分析中,串聯(lián)和并聯(lián)是基本的電路連接方式。以下是這兩者在物理學(xué)的解釋和特點的概覽。串聯(lián)電路的特點:電壓珀點:串聯(lián)電路中,電路兩端加的總電壓等于各電阻上分加的電壓之和。公式:V總電流恒定:串聯(lián)電路中,由于導(dǎo)線不能分流,整個電路的電流是恒定的。這意味著通過并聯(lián)任何電阻,電流值不會改變。電阻關(guān)系:在串聯(lián)電路中,總電阻大于任何單個電阻,其計算公式為:-R總電壓分配:電壓在電阻上平均分配,即每個電阻兩端的電壓與該電阻的大小成正比。并聯(lián)電路的特點:電壓恒定:并聯(lián)電路中,電路兩端的電壓是相同的,每一個并聯(lián)的電阻加上了相同的電壓。公式:V總電流多途:并聯(lián)電路中,總電流為各個支路中的電流之和,電流可以找到多個路徑流動。公式:I總電阻關(guān)系:并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個單獨電阻,其計算公式為:-R總會診和分流:并聯(lián)電路的特性之一是指分流

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