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Physics物理,主讲：蔡旭初2005年7月,Introduction导言,形形色色的物理世界：我们所生活着的这个宇宙是由各种各样运动着的物质所组成。一切物质都在不断的运动。其中有物理的运动、化学的运动、生物的运动（包括生命现象，直到最高级的物质运动形式：人类的思维活动）等。,丰富多彩的物理现象就在我们身边，比如：,1.不会翻倒的妙诀：给你一支铅笔，你能让它笔尖向下立在手指上吗？试试看，这是一件非常困难的事。,如果找一块橡皮，把铅笔尖扎在橡皮中心。这样一来，铅笔和橡皮就成了一个整体。你用手掌托起橡皮，铅笔就稳稳当当地立着。即使笔杆倾斜一点儿也没啥关系。为什么？,请你试一试，侧着身紧贴墙站稳，抬起外侧那一只脚，用内侧那条腿站立一分钟。试过的人都说，最多只能站一秒钟，单腿站立一分钟是不可能的。,2.单腿怎么立不住,为什么？,取半个鸡蛋壳，先让它凸面朝上放在桌子上。取一支削得不太尖的铅笔，在离凸面顶部15厘米高处垂直落下，撞在蛋壳顶部，如左图所示，结果蛋壳毫无破损。然后把蛋壳翻过来，使凹面朝上，放在一只玻璃瓶的瓶口上。仍用刚才用过的那支铅笔，让它在距蛋壳底部约10厘米高处垂直落下，结果蛋壳被笔尖戳穿了。,3.蛋壳的学问,为什么？,保持你的头部不动，缓慢地向杯中倒水，倒着，倒着，怪事出现了：你又重新看到了杯底的硬币。,4.硬币的浮现把一枚硬币放在没有装水的瓷杯里。把瓷杯放在桌子上，慢慢地向远处推移，直到你的眼睛刚好看不到硬币为止。,为什么？,学完了物理学，你就可以轻松地回答上述问题。物理学是一门充满趣味的学科，让我们在物理学的世界里畅游吧。,什么是物理学？,物理学是一门科学，目的是研究物质的构成以及它们之间的相互作用，并以这些作用来解释宏观物质以及我们所观察到的其它自然现象。,物理学（Physics）这个词来源于希腊，原意是自然，它是研究一切自然现象的科学。世纪之前，也称“自然哲学”。,.在学习的过程常常自问“这句话的意思我是否真正理解？”.课堂上、课本中所介绍的一些例题不能匆匆听过、看过就算完事，应用草稿纸亲手演算一遍或几遍。做题要精做不要滥做。.弄清基本概念和原理，正确掌握物理定律及其适用条件和范围。,如何学好物理,4.重视学校的物理实验，因为物理学是建立在实验基础上的一门科学。做实验时应记住实验的每一个步骤，并注意实验中出现的每个现象以及实验结果。,视觉总是可靠吗?,感觉总是可靠吗？,拿三只喝水的杯子，一只盛半杯冷水，另一只盛半杯温水，还有一只盛半杯热水（不要太热），按冷、温、热的顺序排列好。首先用手指按由冷到热的顺序浸入水中，你会觉得三杯水是一杯比一杯热；如果把顺序倒过来浸摸，你将会觉得三杯水一杯比一杯冷。你的这些感觉是正确的。,现在我们改变一下浸摸的方式，让一只手的食指浸到热水里，另一只手的食指浸到冷水里，几秒钟后，同时取出两手并立即浸到温水里。这时，你的感觉将怎么样呢？同是一杯温水，按理说，两只手指的感觉应该一样。但是，实际上你的感觉却不相同，从冷水中移到温水中的手指感到水是热的，而从热水中移到温水中的手指感到水是冷的。你到底根据哪只手的感觉来确定这杯水是热的还是冷的呢？实在很难办。,实验告诉我们，人的感觉并不都是可靠的，有时会出现差错。即使在感觉正确的情况下，也只能是大概的区别，无法知道冷热的准确程度。在冷热相差不大的情况下，凭人的感觉就分不清了。,在观察和实验中，经常需要对各种物理量做出准确的判断，得到准确的数据，就必须用测量仪器来测量。,例如，用刻度尺测量物体的长度，用秤来测量物体的质量，用钟表来测量时间的长短，用温度计来测量温度的高低。,长度的测量,长度的单位和换算在国际单位制中长度的单位是米，符号为mm:meter1千米=1000米(1km=1000m)km:kilometer1分米=0.1米(1dm=0.1m)dm:decimeter1厘米=0.01米(1cm=0.01m)cm:centimeter1毫米=0.001米(1mm=0.001m)mm:millimeter1微米=0.000001米(1m=0.000001m),测量长度的基本工具和准确度,测量长度的基本工具是刻度尺，常用的有直尺、卷尺、钢皮尺等。测量精度（测量准确程度）由刻度尺的最小刻度（最小分度）决定最小刻度（最小分度）：刻度尺上相邻的两条刻度线之间的长度。eg最小刻度是1毫米的尺叫作毫米刻度尺，它的读数准确到1毫米，测量读数时，应估读最小刻度的下一位。eg,尺的最小刻度为1毫米，请写出测量结果,例题,用毫米刻度尺测量，读数应为5.6毫米，345.0毫米,例题,如果最小刻度是厘米。则测量只能准确到厘米，厘米的下一位的毫米只能靠测量者估读。,测量值由准确值和估计值构成,例题,某人在测量一个圆柱体高度时，测得的结果是h=11.54厘米，请问此刻度尺的最小刻度是什么？准确值是什么？估计值是什么？,例题,某人在测量一个圆柱体高度时，测得的结果是h=11.54厘米，请问此刻度尺的最小刻度是什么单位？最小刻度为1毫米准确值是什么？11.5估计值是什么？0.04,例题,换算练习：,18cm=18=0.18m30mm=30 x=3cm,10cm2=dm210cm3=mm3,例题,0.1,1x104,记住：,1cm2=100mm21dm2=100cm21m2=100dm2,根据下列测量长度的数据，判断所用刻度尺的最小刻度：5.68厘米刻度尺的最小刻度是；5.680米刻度尺的最小刻度是；5.6厘米刻度尺的最小刻度是；,1毫米,1厘米,1厘米,例题,测量结果14毫米和14.0毫米所表示的意义有何不同？,例题,单位都是毫米，但物理意义不同，他们是用最小刻度不同的两把尺测得的结果。14毫米表示测量所用刻度尺的最小刻度为1厘米，测量结果的准确程度是厘米，10毫米为准确值，4毫米为估计值。14.0毫米表示测量所用刻度尺的最小刻度为1毫米，0为估计值,随着科学技术的发展，对某些产品的测量，用一般最小刻度是厘米或毫米的刻度尺已不能满足需要，人们研制了更精密的测量长度工具：游标卡尺和螺旋测微仪。他们的准确程度可达到0.1毫米、0.05毫米或0.01毫米,螺旋测微仪,游标卡尺,量程（测量范围）：刻度尺的最大读数。eg,0cm,1,2,9,10,最小刻度1毫米。量程为多少？,有效数字：测量中由可靠数字和最后一位不可靠数字（估读数字）组成的数字叫做有效数字。可靠数是由测量仪器可以准确读出的数字。,0.05米一位有效数字0.0123米三位有效数字0.1200米,如何正确使用刻度尺应做到五会：,会看：测量前会看量程，会看最小刻度。会放：测量时，放置刻度尺做到：“贴”、“平”、“齐”。贴刻度尺有刻度的边缘紧贴被测物体。平尺子跟被测物体的边平行，不能歪斜。齐尺子的零刻度线或某一整数刻度线要对齐被测物体的起边。eg,会读：读数时要做到“视”、“估”、“补”。视读数时视线要与尺面垂直。估要估读到最小分度值的下一位。补尺子某整数刻度线与被测物体终边重合，无估读值，应在读数后补上“0”。会记：正确记录测量结果，记录数字（准确值和估计值）和单位。,会选：会根据实际测量的要求，选择合适的刻度尺。例如，安装玻璃窗时，测量玻璃长度应选最小刻分度为毫米的刻度尺；测量人身高、人跳的远度、跳的高度等时，选用最小刻度是厘米的刻度尺。,误差测量时，要用眼睛估读出最小刻度值的下一位数字，是估读就不可能非常准确，测量的数值和真实值之间必然存在着差异，这个差异就叫误差。,误差跟错误不同。测量中，由于视线的偏斜而导致测量的错误，这是由于没有按规则去做而造成的。错误是应该而且可能避免的。测量的误差是不可避免的,误差不可能消除，只能尽量的减小。减小误差的措施比较多，其中求平均值的方法，简单而有效。测量中有时估计偏大，有时会偏小，这样多次测量值的平均值更接近于真实值。,长度测量的一些特殊方法,测曲线的长度。,（1）累积法（用于测很小的物体长度）,测细铜丝的直径。把细铜丝紧密地排绕在铅笔上若干圈，测出这个线圈总长，计算出细铜丝的直径。,（2）替代法（采用中间物）,利用线来测量曲线的长度,（3）轮转法：用轮子的滚动来测长度，,如利用自行车轮测出弧形跑道的长度。长度=轮子周长轮子转动的圈数。,时间的测量,常用的时间测量工具有机械秒表（停表）和电子秒表（停表）。时间换算：1时=3600秒(1h=3600s)h:hour（小时）s：second（秒）1分=60秒(1min=60s）min:minute（分钟）1毫秒=0.001秒（1ms=0.001s）,停表,铜壶滴漏,沙钟,1时间单位中，一昼夜=24时=1.44x103分=8.64x104秒=8.64x107毫秒2540秒=0.15时372分=1.2时=4320秒43672秒=1.02时=61.2分5一节课45分合2700秒,6健康人正常情况下脉搏跳动一次的时间为小于1秒。7怎样用刻度尺较正确地测量出一枚硬币的厚度？,答：可以将几枚面值相同的硬币（厚度相同）叠在一起，用刻度尺测量出这叠硬币的厚度，把这个数值除以硬币的个数，即可较正确地测量出一枚硬币的厚度。,8工业上对于零件的测量要求越来越高，精密的测量长度的工具有游标卡尺和螺旋测微仪。,质量的测量,自行车是用哪些材料制成的？,钢、铁、橡胶等材料制成的,一般我们把自行车称为物体这样我们可以说：自行车这个物体是由钢、铁、橡胶等物质构成的，其它物体如：铁钉、铁锤、桌子、凳子等也都是由物质构成的。,铁钉和铁锤相比哪一个物体所含铁这种物质多？,铁锤,桌子和凳子相比哪一个物体所含有木这种物质多？,桌子,物理学里为了表示这一性质就引入了质量这个物理量。,什么叫质量呢？,质量是物体本身的一种属性，物体的质量不随它的形状、状态、位置和温度而改变。,物体所含物质的多少叫做质量。用符号：“m”表示。m=mass(质量),2.质量的单位国际单位：千克（kg）kg=kilogram(千克或公斤)其他单位：吨(t)；克(g)；毫克(mg)。t=ton;g=gram,进率：1吨=1000千克；1千克=1000克；1克=1000毫克。（1t=1000kg；1kg=1000g1g=1000mg）,3.质量的测量,质量测量工具很多，如杆秤、天平、台秤、电子秤等。,杆秤,天平,台秤,一块冰的质量是200克，当它全部融化成水后质量如何改变？,例题,解：质量是物体的一种属性，它表示该物体所含物质的多少。当物体的形状、温度变化时，以及因温度变化而导致热胀冷缩或发生物态（固、液、气态）变化时，或物体所在地理位置发生变化时，只要它所含物质的多少不变，其质量就不会改变。因此，200克冰全部融化成水后，质量仍然是200克。,实验室测量质量工具：托盘天平、物理天平和电子天平。,托盘天平的构造及使用方法：托盘天平主要由底座；横梁；托盘；平衡螺母；指针；分度盘；游码；标尺等组成。,托盘天平的使用A托盘天平的调节：把天平放在水平台上，把游码放在标尺左端的零刻线处；调节平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处，这时横梁平衡。B把被测物体放在左盘，用镊子向右盘里加减砝码并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。C这时盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值的和，就等于被测物体的质量。,注意：1、调节平衡螺母按：指针左偏就向右调；右偏向左调。2、天平调节平衡后，左右盘不能对调，平衡螺母不能再动。3、取砝码时一定要用镊子。,4、往盘里加砝码应先估计被测物的质量，再从大到小加砝码，当加到最小一个砝码时太重了，则应改用游码。5、游码的读数是读游码的左边所对标尺的刻度值。,例题：进行农业科学实验常需要选择优良的粮种。在一次挑选麦种的实验中，要测出1千克麦种的大约粒数和一粒麦种的大约质量，手边只有一架量程为200克的托盘天平，问怎样才能较快地完成测量工作？,分析与解答：题目要求较