1、从中国若干典籍中采撷了 10 个趣味性较浓的物理实验。这些实验构思奇特，设计巧妙，且大多可用于课堂演示。对了解中国古代物理实验发展的历程具有一定参考价值。1 壶窍泻水谷应泰在明史记事本末中介绍了徐有贞 1453 年受命往山东张秋治水之前所做的一个实验：“初，有贞方鸠功，有言沮者，上使中使问之。有贞示以二壶，一壶之窍一，一壶之窍五，注水二壶，五窍先涸。中使还报上，上惟有贞之所为。 ”这个实验是在主张对黄河决口进行筑堤堵塞还是疏决开支河的矛盾冲突下进行的，徐有贞主张分河疏流，认为这样易于排水，但遭到部分人的阻拦。于是，徐有贞当着钦差大臣的面演示了壶窍泻水实验，用事实说明分河疏流的正确性，这一主张得
2、到了皇上的支持。实验是这样进行的：取两个形状一样、容积相等的水壶，在 1 个壶中开 1 个大孔，在另 1 个壶中开 5 个小孔，5 个小孔开孔总面积等于大孔开孔面积，将两壶灌满水后，同时让水从壶中开孔处流出。实验结果是：开有 5 个小孔的那壶水先流完。这个实验的趣味性在于：人们通常认为只要两壶开孔面积相等，其流量必然一致，但事实并非如此。因在两壶横截面积、起始时水的深度和开孔面积相等的情况下，壶中水流尽的时间决定于孔的水流量系数。若两壶开孔形状相同、孔缘锐利程度和水温一致，则水流量系数决定于流速系数。在一定范围内，流速系数是随水的深度减小和孔径减少而增大的，这就是 5 窍之壶中的水先涸的原因。
3、有关壶窍泻水的记载，还可在明经世文编 物理小识 明通鉴中见到，只是在实验起因、壶的开孔数目、窍口截面大小是否确定等叙述上稍有差异，但实验结果完全相同。这个实验也是迄今为止所发现的世界上同类流体力学实验中最早的一个。2 结环飞木抱朴子载：“用枣心木为飞车，以牛革结环剑以引其机，-交罡而乘之，上升四十里-2，飞车，即“竹蜻蜓” ，它是一种飞行玩器。这种玩器通常用竹片或木片作飞翼，飞翼下安一转柄( 环剑)，转柄套人用竹筒做成的手柄中。在手柄一侧开孔，将绳索穿过小孔后缠绕在转柄上，绳的一端露在手柄外，用力抽出绳索，翼片即向空中飞去。飞车的飞行原理是：拉动绳索，转柄飞速转动，并带着飞翼作圆周运动。由于飞
4、翼做成螺旋桨状，它对空气产生向下的作用力。把绳索从竹简中全部抽出后，飞翼在空气的反作用力的推动下飞向空中。“竹蜻蜓”千百年来一直为人们所喜爱，它与风车一样，至今仍在民间流传。值得注意的是，古代也有人称风筝为飞车。 张华在博物志中就曾提到：“奇肱国，其民善为机巧，杀百禽，能为飞车，从风远行。 ”3此处所指飞车，当为风筝，其飞行原理与“竹蜻蜓”不同。3 魔杯吐酒南京博物院、四川大学博物馆有一种清代制做的“魔杯”：当你向杯中注酒时，只要不太满，酒一滴也不会流出来，但如果装酒超过其限度，哪怕多一点点，酒就会从杯中流出，直至流完为止。这种器具常用来告诫人们不要贪酒好杯，并蕴含“盛而衰，乐极而悲”的人生哲
5、理。上述魔杯，也有人称它为“酒龙杯”、 “劝世杯”或“公道杯”。杯中有一站立状小瓷人与杯底沾连，瓷人中隐一渴乌(虹吸管)，渴乌一端隐于杯底与杯中液体连通，另一端则穿过杯底与杯外空气连通。使用时，向杯中注酒，使杯内液面略低于虹吸管顶部，此时，虹吸管管内液面与杯中液面处在同一高度，其压强均为一个大气压酒不会从虹吸管流出；当杯内液面高于虹吸管的顶部时，虹吸管管中液面低于杯内液面，虹吸管通向杯内的一端压强增大，酒通过虹吸管流向杯外，直至酒液流完为止。魔杯在清代后已经失传，解放后，景德镇研制瓷器的科技人员根据宋代古籍重新研制出这种酒杯，并在国外展销会上引起轰动。4 挥箸击瓯张英、王士祯在渊鉴类函中指出：
6、“唐大中初，郭道原善击瓯，用越瓯、邢瓯二十，旋加减水，以箸击之，其音妙于方响。 ”4意思是：唐大中初年 (公元 859 年)，有一个名叫郭道原的人善于用瓯子奏乐，他用越瓯、邢瓯共 l2 个，根据乐音需要临时在瓯中倒人适量的水，以筷子轻击瓯沿，声音悦耳动听，效果比方响还好。这是一个振动发声的有趣实验。实验时改变瓯中水位的高低，当敲击瓯子时，瓯体的声音会产生变化。演示前仔细调好各瓯中的水位，将瓯按音调高低有序排列，然后用筷子依乐谱轻击相应的瓯子，就能奏出动人的乐曲。击瓯乃击缶遗事， 吕氏春秋 史记就记载过击缶为乐的事情， 庄子 淮南子等书则有扣盆而歌的例子，只不过那是应拍而已。5 欹器盛水孔子家语
7、载：“孔子观于鲁桓公庙，有欹器焉。夫子问于守庙者日：此谓何器? 对日：此盖为宥坐之器。虚则欹，中则正，满则覆。明君以为至诚，故常置于座侧。 顾谓弟子日： 试注水焉。 乃注之水，中则正，满则覆。5上述欹器，很象仰韶人使用过的尖底提水陶瓶。这种陶瓶是一种取水器具，陶腰有双耳，可穿绳索。空瓶重心在双耳之上，将它缒到河里，能自动倾倒让水人瓶，灌到六七成，瓶的重心降到双耳以下，瓶在水中自动扶正，这样提水时水不会洒出。如果将瓶强行按入水中，水满后瓶的重心就会升到比空瓶重心更高的位置，提瓶出水，由于倾斜，水将被倒出一部分。关于欹器盛水，古籍中有不少记载，如三国典略 朝野佥载 玉壶清话 太平广记等。按渊鉴类函
8、载：“周庙欹器东汉犹存，至汉之末不复存，形制遂绝。,E63 后来，杜预、祖冲之、李臬、曹丕等又重造欹器，其应用也越来越广。因为这种研究物体重心位置变化的实验，对提高物体稳度的研究很有科学价值。现在我们使用的翻笼车，就是一种重心位置可以人为变动的装置。其实，古代陀螺，酒胡子(即不倒翁) 也是类似研究重心位置的器具。6 律管考声岁华纪丽云：“节移阴管自符河内之灰，春动阳钟又应金门之竹。 ”7说的是截金门山之竹为管，采河内芦苇杆中薄膜燃烧成灰，将灰放入新制律管中，然后吹响标准的黄钟律管，以此检定新管是否符合标准。新管一端开口，一端密封，当标准的黄钟律管被吹响后，声波从新管开口端进入管内，从密封端反射
9、回来，这样，入射波与反射波叠加形成驻波。新管密封处为驻波波节，若新管长度正确，开口处即为波腹，这时管内空气振动最强烈，管内轻灰被振成一小堆一小堆的，同时听到从管口传来的共鸣声。若新管不符合标准，该管则无法共鸣，管内轻灰保持原状。这个有趣的声学实验，其成果在中国古代广泛应用于度量衡的检定，对制造和调整各种乐器也有十分重要的作用。据后汉书载，这种实验通常在缇室进行：“候气之法，为室三重，户闭，涂衅必周，密布缇缦。中以木为案，每律各一， 内庳外高，从其方位，加律其上，以葭莩灰抑其内端，案历而候之，气至者灰动。 ”。 “ 葭莩” 是芦苇杆里的薄膜，用它烧成的灰很轻，当竹管振动时，灰容易发生位移。 “缇
10、缦” 是没有花纹的丝织品，将它密布室内，目的在于防止室外声音和空气流动对实验的干扰。 后汉书中记载的缇室，也是我国最早的声学实验室，距今至少有 1 700 多年了。现物理教学中，声音在空气中的传播速度是一重要常量，测定这一常量的实验有共鸣管法。 该装置就是从律管考声实验装置演变过来的。同样，演示音叉的共振，是在频率相同的两音叉下各装一共鸣箱，使它们相隔一定距离，敲击其中一音叉，另一音又发生振动，同时听到从共鸣箱发出的声音。 这个实验也是从律管考声实验中演变过来的，其中还融入了“纸人共振”的实验方法。7 拳上倒碗唐段成式说，在他还未亏齿时就听人说过，有人能以筹碗中绿豆击蝇，十不失一，并且“又能拳
11、上倒碗，走十间地不落。 ”9“拳上倒碗，走十间地不落” ，这是一个惊险而有趣的实验：将碗悬挂在拳头下面，人握拳行走，即使走很远距离，碗也不会掉落。上述实验在民间广为流传，街头、酒宴中常常有人演示。有人以“拳”为“掌”。名“ 手掌吸碗”或“掌下悬碗”。掌下怎能悬碗呢?原来，将碗置于掌上时，另一只手用力将碗底在掌上挤压，使掌上肌肉尽量填满碗底。把碗与掌倒过来后，碗在重力作用下要向地面运动，这样在碗与掌接触部分的中间就形成真空而产生负压，若碗与掌接触部分不漏气，碗就会悬在掌下而不掉落。8 水中“浮”钱明方以智在物理小识卷一 中指出：“置钱于碗，远立者视之不见。注水溢碗，钱浮水面矣。 ”这是一个演示光
12、的折射现象的实验：将硬币投入空碗中，人远立碗的一侧，逆着光线看去，硬币反射到人眼的光线已被不透明的碗壁所遮挡。我们无法看到硬币。注水于碗，光从空气进入水中，因水与空气密度不同，射向硬币的光线在水面处会发生弯曲，这种现象叫光的折射。由于光的折射现象的发生，此时我们逆着折射光线看去，硬币便“浮”了上来，池水似乎变浅了，因为我们看到了硬币的虚像。墨经中有这样的描述：经下 ， “荆之大，其沈浅也。说在具。 ”经下说 ， “荆：沈，荆之贝也，则沈浅非，荆浅也。若易五之一。 ”李志超认为， 经下中“大”字疑为“具” 的坏字，上半的“目”坏失了。此外，若解“具”为“见 ”或“视” ，则原文意思是 “经： 目
13、视水下物体，沉人深度变浅了。要在视线上说明。 说： 沉于水的物体，被看见的只是形象，不是沉人深度变浅，只是形象变浅了。大约变化量为五分之一。 ”9 掬草飞蛾太平广记引逸史说，王潜子弟求百胜张七政以戏术。 “张取马草一掬，再三揉之，悉成灯蛾飞去。”段成式在酉阳杂俎中也有这一记载。意思是：张七政随即手捧一捧马草，反复搓揉，不一会，马草象灯蛾一样飞去。从史料上看，张七政具有丰富的自然科学知识，他精通医理、化学，其“方术”均有科学道理。因此， “掬草飞蛾”应不是江湖骗术。“取马草一掬，再三揉之，悉成灯蛾飞”，这一记载太简单了，以致我们无法去重复原有的实验过程。但我们清楚，某些干燥的绝缘体与其他干燥物相
14、互摩擦后会显示电的性质，而且，用同种材料和方法经摩擦后得到的两个带电体，把它们放在一起时会相互排斥。关于摩擦带电现象，公元前 1600 年希腊哲学家兼数学家泰利斯就发现了。我国公元前也有记载， 春秋纬考异邮就说：“慈石取铁，代瑁吸喏。 ”但经过摩擦的 2 个带电体相互排斥的现象，直到 1733 年才由法国人德雨费发现。1O 器中喷泉清稗类钞载：“黄履庄少聪颖，尤喜出新意，作诸技巧。- 作水器，以水置器中，水从下上射如线，高五六尺，移时不断。 ”12黄履庄七八岁就能锥凿木人在桌上自动行走，作木狗触机则吠，作画眉跳舞飞鸣，凄越可听。可惜这些制作没有详细记录，使人很难猜透其中奥秘。关于器中喷泉，戴榕
15、在黄履庄小传中写到：“一线泉，制法不等；柳枝泉，水上射复下，如柳枝然。 ” 可见制作喷泉有多种方法可以实现，最常见的是水压法和气压法。水压法是将水器与水源(水箱或水池) 接一连通管，连通管接水器的一端竖直向上，当水源位置高于水器时，水通过连通管从水器喷出；气压法是通过改变喷泉装置内的空气压强来实现的。在两个未装满水的密封容器中各竖直插入一根直管，直管一端没入水中，另一端露在器外。两直管露在器外的那一端，一根做成喷嘴型，一根接一漏斗。另用一根弯管，两端分别插入两容器中，使两容器空气连通。此时，向漏斗中注水，喷嘴管顶端就会有水喷出。因为在漏斗中注水后，水进入连接漏斗的容器，该容器中的水位上升，使两
16、容器中空气压力增大，这个压力迫使连接喷水管的容器中的水从喷嘴喷出。物质5. 一切正在发声的物体都在振动，振动停止，发声停止. 6. 声音靠介质传播, 声音在 15空气中的传播速度是 340 米/秒, 真空不能传声. 热学 7. 物体的冷热程度叫温度, 测量温度的仪器叫温度计, 它的原理是利用了水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩性质制成的. 8. 温度的单位有两种: 一种是摄氏温度 , 另一种是国际单位, 采用热力学温度.而摄氏温度是这样规定的：把冰水混合物的温度规定为 0 度, 把一标准大气压下的沸水规定为 100 度, 0 度和 100 度之间分成 100 等分,每一等分为 1 摄氏度. 6读
17、作负 6 摄氏度或零下 6 摄氏度. 9. 使用温度计之前应: (1)观察它的量程; (2)认清它的最小刻度. 10. 在温度计测量液体温度时, 正确的方法是: (1)温度计的玻璃泡要全部浸入被测液体中; 不要碰到容器底或容器壁; (2)温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍候一会儿, 待温度计的示数稳定后再读数; (3)读数时玻璃泡要继续留在被测液体中, 视线与温度计中的液柱上表面相平. 11. 物质从固态变成液态叫熔化(要吸热), 从液态变为固态叫凝固 (要放热). 12. 固体分为晶体和非晶体, 它们的主要区别是晶体有一定的熔点, 而非晶体没有. 13. 物质由液态变为气态叫汽化(吸热), 气态
18、变为液态叫液化 (放热). 汽化有两种方式: 蒸发和沸腾. 沸腾与蒸发的区别是: 沸腾是在一定的温度下发生的 , 在液体表面和内部同时发生的剧烈的汽化现象, 而蒸发是在任何温度下发生的, 只在液体表面发生的汽化现象. 14. 要加快液体的蒸发, 可以提高液体的温度, 增大液体的表面积和加快液体表面的空气流动速度. 15. 液体沸腾时的温度叫沸点, 沸腾时只吸收热量，温度不变，有时因为液体中含杂志沸点会有适当变化，水的沸点是 100. 16. 要使气体液化有两种方法: 一是降低温度, 二是压缩体积. 17. 物质从固态变为气态叫气化(吸热), 从气态变为液态叫液化 (放热).光学18. 光在均匀
19、介质中是沿直线传播的.光在真空(空气) 的速度是 3100000000 米/ 秒. 影子、日食、月食都可以用光在均匀介质中沿直线传播来解释. 19. 光的反射定律：反射光线与入射光线、法线在同一平面内, 反射光线与入射光线分居法线两侧, 反射角等于入射角. 20. 平面镜的成像规律是: (1)像与物到镜面的距离相等; (2)像与物的大小相等; (3)像与物的连线跟镜面垂直，（4）所成的像是虚像。 21. 光从一种介质斜射入另一种介质, 传播方向一般会发生变化, 这种现象叫光的折射. 22. 凸透镜也叫会聚透镜，如老花镜. 凹透镜也叫发散透镜, 如近视镜. 23. 照相机的原理是:凸透镜到物体的
20、距离大于 2 倍焦距时成倒立、缩小的实像. 24. 幻灯机、投影仪的原理：物体到凸透镜的距离在 2 倍焦距和一倍焦距之间时成倒立、放大的实像. 25. 放大镜、显微镜的原理是：物体到凸透镜的距离小于焦距时，成正立、放大的虚像. 26.天文望远镜分托普勒望远镜和伽利略望远镜。托普勒望远镜的原理是目镜焦距小，物镜焦距大，物镜呈倒立缩小的实像几乎在焦点上，从而显倒立缩小实像，目镜在此基础上呈放大的虚像，即 f1+f2。伽利略望远镜目镜呈放大虚像，即 f1f2. 力和运动2. 长度的测量工具是刻度尺, 主单位是米. 3. 物体位置的变化叫机械运动, 最简单的机械运动是匀速直线运动. 4. 速度是表示物
21、体运动快慢的物理量,速度等于运动物体在单位时间内通过的路程. 用公式表示: V=S/t ,速度的主单位是米/秒. 26. 物体中含有物质的多少叫质量.质量的国际主单位是千克，测量工具是天平. 27. 天平的使用方法：(1)把天平放在水平台上，被测物放在左盘里，砝码放在右盘里 . 28.某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度.密度的国际主单位是千克/米 3 , 计算公式是 = .密度是物质本身的一种属性，它不随物体的形状、状态而改变，也不随物体的位置而改变.一杯水和一桶水的质量不同，体积不同，但密度是相同的.1 升=1 分米 3，1 毫升=1 厘米 3，1 克/厘米 3=1000 千克/米 3
22、. 29. 水的密度是 1.0103 千克/米 3, 它表示的物理意义是：1 米 3 的水的质量是 1.0103 千克. 30. 用量筒量杯测体积读数时，视线要与液面相平. 31. 力的作用效果：一是改变物体的运动状态, 二是使物体发生形变。 32. 力的单位是牛顿，简称牛. 测量力的工具是测力计，实验室常用的是弹簧秤. 弹簧秤的工作原理是：弹簧的伸长跟所受的拉力成正比. 33. 力的大小、方向和作用点叫力的三要素。用一根带箭头的线段表示力的三要素的方法叫力的图示法。34. 力是物体对物体的作用，且物体间的力是相互的。力的作用效果是改变物体的运动状态，使物体发生形变。 35. 由于地球的吸引而
23、使物体受到的力叫重力，重力的施力物体是地球。 36. 重力跟质量成正比，它们之间的关系是 G=mg，其中 g=9.8 牛/千克. 重力在物体上的作用点叫重心，重力的方向是竖直向下. 37. 求两个力的合力叫二力合成。若有二力为 F1、F2，则二力同向时的合力为 F=F1+F2 ，反向时的合力为 F=F 大F 小 。 压力压强2. 物体保持静止状态或匀速直线运动状态不变的性质叫惯性.所以牛顿第一定律又叫惯性定律. 一切物体都有惯性. 3. 利用惯性解释：先描述物体处于什么状态，再描述发生的变化，由于惯性，所以物体仍要保持原来的状态. 4 . 两力平衡的条件是：作用在一个物体上的两个力，如果大小相
24、等，方向相反，作用在同一直线上，则这两力平衡. 两个平衡的力的合力为零. 5. 两个相互接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，在接触面上产生一种阻碍相对运动的力叫摩擦力. 摩擦分为滑动摩擦和滚动摩擦，滚动摩擦比滑动摩擦小. 滑动摩擦力的大小既跟压力的大小有关，又跟接触面的粗糙程度有关. 我们应增大有益摩擦，减小有害摩擦. 6. 垂直压在物体表面上的力叫压力. 压力的方向与物体的表面垂直. 压力并不一定等于重力. 只有物体水平放置且无其他力时，压力才等于重力。 7. 物体单位面积上受到的压力叫压强. 压强的公式是 P= .压强的单位是“牛/ 米 2”，通常叫“帕”. 1 帕=1 牛/米
25、2，常用的单位有百帕（102 帕），千帕（103 帕），兆帕（106 帕）. 8. 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. 用来测量液体压强的仪器叫压强计. 9. 公式 p=gh 仅适用于液体 . 该公式的物体意义是：液体的压强只跟液体的密度和深度有关，而与液体的重量、体积、形状等无关. 公式中的“h”是指液体中的某点到液面的垂直距离 . 另外，该公式对规则、均匀且水平放置的正方体、园柱体等固体也适用. 10. 上端开口、下部相连通的容器叫连通器. 它的性质是：连通器里的液体不流
26、动时，各容器中的液面总保持相平. 茶壶、锅炉水位计都是连通器. 船闸是利用连通器的原理来工作的. 2 楼11. 包围地球的空气层叫大气层，大气对浸入它里面的物体的压强叫大气压强. 托里拆利首先测出了大气压强的值. 之后的 11 年，即 1654 年 5 月，德国马德堡市市长奥托格里克做了一个著名的马德堡半球实验，证明了大气压强的存在. 12. 把等于 760 毫米水银柱的大气压叫一个标准大气压，1 标准大气压1.01105 帕（P=gh =13.6103 千克/米 39.8 牛/千克0.76 米1.01105 帕）. 1 标准大气压能支持约 10.3 米高的水柱，能支持约 12.9 米高的煤油
27、柱. 13. 大气压随高度的升高而减小. 测量大气压的仪器叫气压计. 液体的沸点跟气压有关. 一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高. 高山上烧饭要用高压锅. 14. 活塞式抽水机和离心式水泵、钢笔吸进墨水等都是利用大气压的原理来工作的. 15. 浸在液体中的物体,受到向上和向下的压力差.就是 液体对物体的浮力(F 浮 =F 下F 上). 这就是浮力产生的原因. 浮力总是竖直向上的. F 浮 G 物 物体下沉；F 浮 G 物 物体上浮； 物体悬浮、漂浮时都有 F 浮 =G 物，但两者有区别（V 排不同） . 16. 阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开
28、的液体受到的重力. 公式是 F 浮 =G 排 = 液 gV 排 . 阿基米德原理也适用于气体. 通常将密度大于水的物质（如铁等）制成空心的, 以浮于水面. 轮船、潜水艇、气球和飞艇等都利用了浮力. 17. 一根硬棒，在力的作用下如果能绕着固定点转动，这根硬棒叫杠杆. 分清杠杆的支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂. 18. 杠杆的平衡条件是：动力动力臂= 阻力 阻力臂 公式是 F1L1=F2L2 或 = 19. 杠杆分为三种情况：动力臂大于阻力臂，即 L1 L2，平衡时 F1 F2，为省力杠杆；动力臂小于阻力臂，即 L1 L2，平衡时 F1 F2，为费力杠杆；动力臂等于阻力臂，即 L1 = L2，
29、平衡时 F1 = F2，既不省力也不费力，为等臂杠杆，具体应用为天平. 20. 许多称质量的秤，如杆秤、案秤，都是根据杠杆原理制成的. 21. 滑轮分定滑轮和动滑轮两种. 定滑轮实质是个等臂杠杆,故定滑轮不省力,但它可以改变力的方向;动滑轮实质是个动力臂为阻力臂二倍的杠杆,故动滑轮能省一半力,但不能改变力的方向. 22. 使用滑轮组时，滑轮组用几段绳子吊着物体，提起物体所用的力就是物重的几分之一 . 且物体升高“h”，则拉力移动“nh”，其中“n”为绳子的段数. 23. 力学里所说的功包括两个必要的因素：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. 功等于力跟物体在力的方向上通过的距
30、离的乘积. 公式是 W=FS. 功的单位是焦，1 焦=1 牛 米. 24. 使用任何机械都不省功. 这个结论叫功的原理. 将它运用到斜面上则有：FL=Gh. 或：F= G . 25. 克服有用阻力做的功叫有用功，克服无用阻力做的功叫额外功. 有用功加额外功等于总功 . 有用功跟总功的比值叫机械效率. 公式是 = . 它一般用百分比来表示. 机械效率总小于 1。 26. 单位时间里完成的功叫功率. 公式是 P= . 单位是瓦,1 瓦=1 焦/秒，1 千瓦=1000 瓦.另 外，P= = = Fv, 公式说明：车辆上坡时，由于功率 (P)一定，力(F)增大, 速度(v)必减小. 机械能 分子动理论
31、 内能1. 一个物体能够做功，我们就说它具用能. 物体由于运动而具有的能叫动能. 动能跟物体的速度和质量有关，运动物体的速度越大、质量越大，动能越大. 一切运动的物体都具有动能. 2. 势能分重力势能和弹性势能. 举高的物体具有的能叫重力势能. 物体的质量越大，举得越高，重力势能越大. 发生弹性形变的物体具有的能，叫弹性势能. 物体弹性形变越大，它具有的弹性势能越大. 3. 动能和势能统称为机械能. 能、功、热量的单位都是焦耳. 动能和势能可以相互转化. 分子动理论的基本知识：物质由分子组成，分子极其微小. 分子做永不停息的无规则运动. 分子之间有相互作用的引力和斥力. 4. 不同的物质在互相
32、接触时，彼此进入对方的现象，叫扩散. 扩散现象说明了分子做永不停息的无规则运动. 5. 物体内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. 温度越高，物体内部分子的无规则运动越激烈，物体的内能越大. 温度越高，扩散越快. 6. 物体内大量分子的无规则运动叫热运动，内能也叫热量. 两种改变物体内能的方法是：做功和热传递. 对物体做功物体的内能增加，物体对外做功物体的内能减小；物体吸收热量，物体的内能增加，物体对外放热，物体的内能减小. 7. 单位质量的某种物质温度升高（或降低）1吸收（或放出）的热量叫这种物质的比热容，简称比热. 比热的单
33、位是焦/(千克). 水的比热是 4.2103 焦/(千克). 它的物理意义是：1 千克水温度升高( 或降低)1吸收(或放出)的热量是 4.2103 焦. 水的比热最大. 所以沿海地方的气温变化没有内陆那样显著 . 8. Q 吸=cm(t - t0)；Q 放=cm(t0 - t)；或合写成 Q=cmt. 热平衡时有 Q 吸=Q 放即 c1m1(t - t01)=c2m2(t02 - t). 9. 能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化成为其他形式，或者从一个物体转移到另一上物体，而在转化的过程中，能量的总量保持不变. 这个规律叫能量守恒定律. 内能的利用中，可以利用内能来加热，利用内能
34、来做功. 10. 1 千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值. 热值的单位是：焦/千克. 氢的热值(最大)是 1.4 108 焦/ 千克，它表示的物理意义是： 1 千克氢完全燃烧放出的热量是 1.4 108 焦. 2009-4-20 20:09 回复 一、分子热运动： 1、物质是由分子组成的。分子若看成球型，其直径以 10-10m 来度量。 2、一切物体的分子都在不停地做无规则的运动 扩散：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。 扩散现象说明：A 分子之间有间隙。 B 分子在做不停的无规则的运动。 课本中的装置下面放二氧化氮这样做的目的是：防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结
35、果。实验现象：两瓶气体混合在一起颜色变得均匀，结论：气体分子在不停地运动。 固、液、气都可扩散，扩散速度与温度有关。 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，而飞扬的灰尘，液、气体对流是物体运动的结果。 3、分子间有相互作用的引力和斥力。 当分子间的距离分子间平衡距离 r ，引力斥力。 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：分子之间的斥力起主要作用。 时，引力斥力，引力起主要作用。固体很难被拉断，钢笔写字，胶水粘东西都是因为分子之间引力起主要作用。 当10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
36、用范围，镜子不能因分子间作用力而结合在一起。 二、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，叫做物体的内能。 2、物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。 3、影响物体内能大小的因素：温度：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。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。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。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。
37、4、内能与机械能不同： 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 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。 5、热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。 温度越高扩散越快。温度越高，分子无规则运动的速度越大。 三、内能的改变： 1、内能改变的外部表现： 物体温度升高（降低）物体内能增大（减小） 。 物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）内能改变。 反过来，不能说内能改变必然导致温度变化。 （因为内能的变化有多种因素决定） 2、改变内能的
38、方法：做功和热传递。 A、做功改变物体的内能： 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。 做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化 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。 （） 解释事例：图 15.2-5 甲看到棉花燃烧起来了，这是因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花燃点使棉花燃烧。钻木取火：使木头相互摩擦，人对木头做功，使它的内能增加，温度升高，达到木头的燃点而燃烧。图 15.2-5 乙看到当塞子跳起来时，容器中出现了雾，这是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。 B、热传递
39、可以改变物体的内能。 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。 热传递的条件是有温度差，传递方式是：传导、对流和辐射。热传递传递的是内能（热量） ，而不是温度。 热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少。 热传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。 C、做功和热传递改变内能的区别：由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。 D、温度、热量、内能 区别： 温度：表示物体的冷热程度。 温度
40、升高内能增加 不一定吸热。如：钻木取火，摩擦生热。 热量：是一个过程。 吸收热量 不一定升温。如：晶体熔化，水沸腾。 内能不一定增加。如：吸收的热量全都对外做功，内能可能不变。 内能：是一个状态量 内能增加 不一定升温。如：晶体熔化，水沸腾。 不一定吸热。如：钻木取火，摩擦生热 指出下列各物理名词中“热”的含义： 热传递中的“热” 是指：热量 热现象中的“ 热”是指：温度 热膨胀中的“热” 是指：温度 摩擦生热中的“ 热”是指：内能（热能） 四、热量： 1、比热容： 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。 物理意义：表示物体吸热或放热的本领的物理量。 比热容是物质的一
41、种特性，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。 水的比热容为 4.2103J(kg) 表示：1kg 的水温度升高（降低）1吸收（放出）的热量为 4.2103J 水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大 2、计算公式：吸m（ tt0） ，放m（t0 t ） 3、热平衡方程：不计热损失 吸放 五、内能的利用、热机 (一)、内能的获得燃料的燃烧 燃料燃烧：化学能转化为内能。 (二)、热值 1、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。 2、单位：J/kg 3、关于热值的理解： 对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg”、 “
42、某种燃料 ”、 “完全燃烧”。1kg 是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是 1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧：表明要完全烧尽，否则 1kg 燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。 热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它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、体积等均无关。 3、公式：Qmq（q 为热值） 。 实际中，常利用 Q 吸Q 放即 cm(t-t0)=qm联合解题。 4、酒精的热值是 3.0107J/kg，它表示：1kg 酒精完全
43、燃烧放出的热量是 3.0107J。 煤气的热值是 3.9107J/m3，它表示： 1m3 煤气完全燃烧放出的热量是 3.9107J。 5、火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输 6、炉子的效率： 定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。 公式：=Q 有效/ Q 总= cm(t-t0)/ qm (三)、内能的利用 1、内能的利用方式： 利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。 利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。 2、热机：定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。 能的转化：内能转化为机械能 蒸气机内燃机喷气式发动机 3、内燃机：将燃
44、料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。 4、内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。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。 5、 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：=W 有用/ Q 总= W 有用/qm 提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧 尽量减小各种热量损失 机件间保持良好的润滑、减小摩擦。 6、汽油机和柴油
45、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。 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 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。 六、能量守恒定律 1、自然界存在着多种形式的能量。尽管各种能量我们还没有系统地学习，但在日常生活中我们也有所了解，如跟电现象相联系的电能，跟光现象有关的光能，跟原子核的变化有关的核能，跟化学反应有关的化学能等。 2、在一定条件下，各种
46、形式的能量可以相互转化和转移（列举学生所熟悉的事例，说明各种形式的能的转化和转移） 。在热传递过程中，高温物体的内能转移到低温物体。运动的甲钢球碰击静止的乙钢球，甲球的机械能转移到乙球。在这种转移的过程中能量形式没有变。 3、在自然界中能量的转化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯，由于摩擦而使机械能转化为内能；在气体膨胀做功的现象中，内能转化为机械能；在水力发电中，水的机械能转化为电能；在火力发电厂，燃料燃烧释放的化学能，转化成电能；在核电站，核能转化为电能；电流通过电热器时，电能转化为内能；电流通过电动机，电能转化为机械能。 4、能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他
47、形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。电 学1. 摩擦过的物体有了吸引轻小物体的性质，就说物体带了电. 用摩擦的方法使物体带电，叫摩擦起电. 2. 自然界存在着两种电荷，用绸子摩擦的玻璃带正电；用毛皮摩擦的橡胶棒带负电. 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引. 3. 电荷的多少叫电量. 电荷的符号是“Q” ，单位是库仑，简称库，用符号“C”表示. 4. 摩擦起电的原因是电荷发生转移. 电子带负电. 失去电子带正电；得到电子带负电. 5. 电荷的定向移动形成电流. 把正电荷移动的方向规定为电流的方
48、向. 能够提供持续供电的装制叫电源. 干电池、铅蓄电池都是电源. 直流电源的作用是在电源内部不断地使正极聚 集正电荷，负极聚集负电荷. 干电池、蓄电池对外供电时，是化学能转化为电能. 6. 容易导电的物体叫导体. 金属、石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液等都是导体；不容易导电的物体叫绝缘体. 橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等是绝缘体. 导体和绝缘体之间没有绝对的界限. 金属导电，靠的就是自由电子导电 . 7. 把电源、用电器、开关等用导线连接起来组成的电流的路径叫电路. 接通的电路电通路；断开的电路电开路；不经用电器而直接把导线连在电源两端叫短路. 用符号表示电路的连接的图叫电路图. 把元件逐个顺次连接起来组成的电路叫串联电路. 把元件并列地连接起来的电路叫并联电路. 8. 电流强度等于 1 秒钟内通过导体横截面的电量 . “I“表示电流, “Q“表示电量, “t“表示时间，则 I= . 1 安=1库/秒. 1 安（A）=1000 毫安(mA)；1 毫安(mA)=1000 微安 (A)； 9. 测量电流的仪表叫电流表. 实验室用的电流表一般有两个量程和三个接线柱，两个量程分别是 00 .6安和 03 安；接 00 .6 安时每大格为 0.2 安，每小格为 0.02 安；接 03 安时每大格为 1 安，每小
