初高中物理衔接教程
第一章如何学习高中物理
一、什么是物理学:
物理学是研究物质结构和运动基本规律的一门学科。可用十六个字形象描述:宇宙之谜、粒子之微、万物之动、日用之繁。宇宙之谜是研究宇宙的过去、现状、未来以及人类如何利用宇宙资源,著名的英国物理学家霍金是我们研究宇宙的代表人物。粒子之微就是我们不紧紧要在宏观尺度上研究物质的运动,还要在我们看不到的微观世界研究物质的运动,比如现在提出的纳米技术,是在
10-9m的尺度上研究物质运动。万物之动说的是万事万物都在运动,运动是绝对的,静止是相对的。、日用之繁意思是物理与我们的生活密切相关,
物理学的两个重要特点:1.物理是一门基础学科;2.物理学是现代技术的重要基础并对推动社会发展有重要的作用。
二、初中与高中物理的区别:
(一)初中:浅显知道一些基本概念,基本规律
1、机械运动:重点学习了匀速直线运动。力:包括重力、弹力、摩擦力, 二力平衡条件,同一直线二力合
成,牛顿第一定律也称为惯性定律。
2、密度;压强(包括液体内部压强,大气压强。);浮力
3、简单机械:包括杠杆、滑轮、功、功率;能量和能
4、光:包括光的直线传播、光的反射折射、凸透镜成像规律
5、热学:包括温度、内能
6、电路的串联并联、电能、电功;磁场、磁场中的力、感应电流
(二)高中:1、加深理解:
Example1:初中——只知道力是改变物体运动的原因
高中——要知道力是怎样改变物体运动状态的
Example2:初中——法拉第电磁感应定律告诉我们闭合导线切割磁感线会产生感应电流
高中——要知道怎么切产生感应电流的大小方向等规律有楞次定律,左右手定则。
2、扩大范围:力学(42%)、电学(42)、热学(6%)、光学(5%)、原子物理(5%)
(1)力学主要研究力和运动的关系。重点学习牛顿运动定律和机械能。
Example1:我们要研究游乐场中的“翻滚过山车”是什么原理。
Example2:我们要研究要用多大速度把一个物体抛出地球去,能成为一颗人造卫星?
(2)电学:主要研究电场、电路、磁场和电磁感应。重点学习闭合电路欧姆定律和电磁应定律。
初中电学:假定电源两极电压是不变的;
高中电学:认为电源电极电压是变化的。
这说明高中物理比初中物理内容加深加宽,由定性分析变为更多的定量分析,学习迈上一个新的台阶,同学们要有克服困难的思想准备。
(3)热学:主要研究分子动理论和气体的热学性质。
(4)光学:主要研究光的传播规律和光的本性。
(5)原子物理:主要研究原子和原子核的组成与变化。。
(三)高中物理和初中物理的主要梯度:
1.从标量到矢量的阶梯。从标量到矢量的阶梯会使我们对物理量的认识上升到一个新的境界。初中我们只会代数运算,仅能从数值上判断一个量的变化情况.现在要求用矢量的运算法则,即要用平行四边形法则进行运算,判断矢量的变化时也不能只看数值上的变化,还要看方向是否变化。
2、速度的概念,初中定义速度为路程和时间的比值,只有大小没有方向。而高中定义为位移和时间的比值,既有大小又有方向。初中学习的速度实际上是平均速率。
3、从速度到加速度的阶梯。从位移、时间到速度的建立是很自然的一个过程,我们容易跨过这个台阶。从速度到加速度是对运动描述的第二个阶梯,面对这一阶梯我们必须经历一个由具体到抽象又由抽象到具体
的过程。首先遇到的困难在于对加速度意义的理解,开始时我们往往认为加速度就是加出来的速度,这就把加速度和速度的改变量混淆起来。更困难的是加速度的大小、方向和速度大小、方向以及速度变化量的大小方向之间关系的梳理,都是一个很陡的阶梯。
4、.进入高中后,物理规律的数学表达式增多,理解难度加大,致使有的同学不解其意,遇到问题不知所措。
5、矢量被引入物理规律的数学表达式,由于它的全新处理方法使很多学生感到陌生,特别是正、负号和方向间的关系,如牛顿第二定律,动量定理的应用,解题时都要注意各量的矢量性。
总之,从初中到高中,要求我们处理问题时能从个别到一般,由具体到抽象,由模仿到思辨,由形式到辩证逻辑……。
附:1、高中物理常见的研究方法:观察与实验法;物理模型法;猜想与控制变量法;
类比方法;数学图像法
2、高中物理常用的思维方法:整体与隔离法;转换法;动态思维法;极限分析法
三、如何学习高中物理:
勤奋得法
学物理物理学难学肯下功夫难化易
论方法方法论易论付诸实践易中难
1、认真阅读教材,在预习和复习中学会自学
有意识地注重三个方向的思考:
(1)为什么要引入这个概念?有什么用?反映什么问题?
(2)这个概念是怎么定义的?表达式怎样写?
(3)是矢量,还是标量?方向如何?
2、认真听讲,独立思考
学好物理,上课要认真听讲,要在老师的引导下,积极思考问题,主动参与教学过程。俗话说:“师傅领进门,修行在自身。”这个“修行”的功夫要下在“独立思考”上。独立思考就是要善于发现问题和解决问题。不会提问的学生,不是学习好的学生,但也不能一遇到问题就问,要先经过自己独立思考后不能解答,其关键的那一步没有想通再去问老师。
3、做好实验,做好练习
物理解题规范主要体现在:思想方法的规范,解题过程的规范,物理语言和书写的规范。高考明确要求计算题中:“写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位”。因此解题规范化训练要从高一抓起,重点抓好以下几点。
①画受力分析图和运动过程图,力学中有些习题,不画受力图,不知从何处着手,不能得出正确结果。画出受力分析图,能使我们更好地理解题意,往往能达到事半功倍的效果,因此画出正确的受力分析图是解决力学问题的快捷途径。运动学中画出运动过程示意图,其作用也是不可替代的。
②字母符号的规范化书写一些易混的字母从一开始就要求能正确书写。如u、ν、μ、ρ、p, m与M等,一定要认真书写,不少同学m与M不分,结果使表达式变味了。受力分析图中,力较多时,如要求用大写的F加下标来表示弹力,用小写的f加下标来表示摩擦力;用F与F’来表示一对弹力的
作用力与反作用力;力F正交分解时的两个分力F
x 、F
y
、初、末速度ν
、ν
t
,等等。
②必要的文字说明“必要的文字说明”能使解题思路清楚明了,解答有根有据,流畅完美。比如,有的同学在力学问题中,常不指明研究对象,一上来就是一些表达式,让人很难搞清楚这个表达式到底是指哪个物体的;有的则是没有根据,即没有原始表达式,一上来就是代入一组数据,让人也不清楚这些数据为什么这样用;有的同学的一些表达式中没有字母的说明,如果不指明这些字母的意义也是让人摸不着头脑。很显然这些都是不符合要求的。
④方程式和重要的演算步骤方程式是主要的得分依据,写出的方程式必须是能反映出所依据的物理规律的基本式,不能以变形式、结果式代替方程式。同时方程式应该全部用字母、符号来表示,不能字母、符号和数据混合,数据式不能代替方程式。演算过程要求比较简洁,不要求把大量的运算化简写到卷面上。
第二章高中物理涉及到的数学知识
数学知识的准备
一、直角三角形
1、锐角∠A的三角函数(按右图Rt△ABC填空)
2、填表
∠A的正弦:sin A
= ,
∠A的余弦:cos A
= ,
∠A的正切:tan A = ,
∠A的余切:cot A =
3.0-90°之间的特殊角的各三角函数值:
高中物理计算中经常用到0、30°、37°、45°、53°、60°、90°的角的三角函数的值。现把这些值列在下面的表格中,这些值都是要求记忆的。其它角度的三角函数的值可以查数学用表或用计算器来算
角度530600900
sin
cos
tan
cot
3、在Rt△中,∠=90゜,=,=,=,
1)、三边关系(勾股定理):
2)、锐角间的关系:∠+∠= 90°
3)、边角间的关系:sinA=; sinB= ;cos A
= ; cosB= ;
tanA = ; tanB= ;cot A = ;cot B =
二、正余弦定律
?
五、角的
弧度制表
示
1.弧度制
——另一
种度量角
的单位制
在一个圆中,圆
心角
的
弧
度值
等于圆弧的长度
除以圆的半径。
所以,当圆弧的长度等于圆的半径长度时,这段圆弧所对的圆心角称为1弧度的角。如图:
∠AOB=1r ad ∠AO C=2rad
2、角度制与弧度制的换算
一些特殊角的度数与弧度数的对应值应该记住。你能自己推出30°、45°、
60°、90°、120°、150°分别等于多少rad 了吧!
六、实例分析
1、在下列图中填写各直角三角形中字母的值.
2、一个物体A 点出发,在坡度为7:1的斜坡上直线向上运动到B ,当30 AB m 时,物体升高
( ) A 730m B 8
30m C 23m D 不同于以上的答案 3、一船向东航行,上午8时到达B 处,看到有一灯塔在它的南偏东060,距离为72海里的A 处,上午10时到达
C 处,看到灯塔在它的正南方向,则这艘船航行的速度为( )
A 18海里/小时 B 318海里/小时 C 36海里/小时 D 336海里/小时
4、如图河对岸有铁塔AB,在C 处测得塔顶A 的仰角为30°,向塔前进14米到达D ,在D处测得A 的仰角为45°,求铁塔AB 的高。
5、如图,A 城气象台测得台风中心在A 城的正西方300千米处,以每小时107千米的速度向北偏东60o的BF 方向移动,距台风中心200千米的范围内是受这次台风影响的区域。
(1) 问A 城是否会受到这次台风的影响?为什么?
(2) 若A 城受到这次台风的影响,那么A 城遭受这次台风影响的时间有多长?
第三章 力
初高中知识对接
一、本章在初中阶段已经学习的知识
(1)知识点:力的初步知识、力的表示、弹力和弹簧测力计、重力、摩擦力、同一直
线上力的合成。
(2)主要能力要求:会观察和实验,会用控制变量法进行实验探究
本章在高中阶段将要学习的知识
(3)知识点:力的概念、重力、弹力和胡克定律、摩擦力、力的合成与分解
(4)主要能力要求:①用数学方法去处理物理问题,例如:图像法表述,会用微小变化放大的方法②会受力分析③能进行力的合成和分解(矢量运算)
二、知识对接:
1、力的表示:力的表示通常有两种方法,力的示意图和力的图示法,特别是力的示意图,在高中我们需要利用它对物体进行受力分析。
2、重力:在初中讲了重力产生的原因,重力的大小、方向以及重心,高中加强了对“重心”的应用。
3、弹力、弹簧测力计:在初中定性分析弹力的大小与物体形变的关系的基础上,高中提出了胡克定律,能定量的计算弹力的大小,判定弹力的方向,能用力的示意图表示出物体受到的弹力。
4、摩擦力:在初中定性分析影响滑动摩擦力大小因素的基础上,高中教材定量地分析了滑动摩擦力和静摩擦力的大小,以及准确的判定摩擦力的方向。
5、力的合成与分解:在初中同一直线上两个力的合成的基础之上,高中扩充到互成角度的两个力的合成和分解。
6、微小变化放大:在研究物理问题时,将不易观察的变化进行放大的实验方法。
第一小节力的描述
一、知识结构:
1、力的概念:(我们已经知道)力是物体和物体之间的相互作用,力使物体的形状和状态发生改变.
2、力的性质:物质性:施力物体与受力物体
相互性:同时产生、消失在相互作用的物体间————通常叫做作用力和反作用力.
矢量性:大小、方向、作用点
等效性:一个力与多个力效果一样可等效处理。
Example1:磁铁吸引铁块。(力是一物体对另一个物体的作用。力不能脱离物体而存在,一个孤立的
物体也不会存在力的作用。也就是说,有受力物体,一定有另一个物体对它施加力的作用。力是不能离开施力物体和受力物体而独立存在的。)
3、力的大小和方向:
(1)力的大小用弹簧秤来测量。单位是N(牛)。
(2)力是有方向的物理量。
物体受的重力方向是____;水里的船受到的浮力方向是____。
(3)力的图示:为了形象地表达一个力,可以用一条带箭头的线段(有向线段)来表示:线段的长短表示力的大小;箭头指向表示力的方向;箭尾(或箭头)常画在力的作用点上(在有些问题中为了方便,常把物体用一个点代表)。
Example2:卡车对拖车的牵引力F的大小是2000N,方向水平向右,作出力F的图示。
步骤:选一标度(依题而定其大小):如用1cm长的线段表示500N的力。
从力F的作用点 O向右水平画一线段四倍于标度(4cm),然后画上箭头:
练习:作出下列力的图示:
①物体受250N的重力。
②用细线拴一个物体,并用400N的力竖直上提物体。
说明:①选不同标度(单位),力的图示线段的长短可不同;
力不但有大小,而且有方向。大小、方向和作用点常称为力的三要素。力的图示是形象地表述一个力的方法,不要忘记定标度。力的图示要正确反映力的三要素。②标度的选取要有利于作图示。
不过后面我们为了简明地表示物体的受力情况,有时只需要画出力的示意图,即只画出带箭头的线段来表示物体在这个方向上受到了力,对线段的长度没有严格的要求
4、力的作用效果:变形或变态(使物体发生形变;改变物体的运动状态。)
今后我们将定量地研究力的作用效果。
5.力的分类:
(1)按性质与效果分:按性质命名的力:重力、弹力、摩擦力、分子力、电场力、磁力,等等。
按效果命名的力:拉力、压力、支持力、动力、阻力等。(浮力、向心力)
不同效果的力可以是同一种性质的力。如绳子的拉力、车轮的压力、路面的支持力,实际上都是弹力。
按效果命名的同一名称的力,可能是不同性质的力,如动力、重力、弹力、摩擦力、电力、磁力都可以是动力。
(2)按接触与不接触分:电场力磁场力重力与弹力
上述关于力的分类,还要在不断学习中扩展并深化。在力学范围内,接力的性质划分,常见的有重力、弹力和摩擦力。为了学好力学,首先要从产生、方向及作用效果上认清这三种力。下面几节就分别在复习初中知识的基础上,进一步介绍这三种力。
二、力的描述衔接训练
【同步达纲练习】
1.关于力的概念,正确的说法是( )
A.一个受力物体可以有一个以上的施力物体 B.只有固态的物体间才有力的作用
C.压弹簧时,手先给弹簧一个压力而使之压缩,弹簧压缩后再反过来给手一个弹力
D.力可以从一个物体传给另一个物体而不改变其大小
2.下列说法中错误的是( )
A、力是物体对物体的作用。
B、只有直接接触的物体间才有力的作用。
C、由相距一定距离的磁铁间有相互作用力可知,力可以离开物体而独立存在。
D、甲用力把乙推倒,说明只是甲对乙有力的作用,乙对甲没有力的作用。
3.关于力的概念,下列说法正确的是( )
A.力可以离开物体而独立存在
B.只有相互接触的物体之间才会有力的作用
C.受力物体同时也一定是施力物体D.施力物体和受力物体不一定同时存在
4.一个小孩拉着一辆小车在水平地面上的运动,关于他们的受力,下列说法错误的是()
A.小车是受力物体,同时也是施力物体
B.小孩是施力物体,同时也是受力物体
C.小孩和小车受到的力是一对平衡力
D.小孩和小车受到的力不是一对平衡力
5.下述关于力的说法中不正确的是( )
A、力对物体的作用效果,完全由力的大小决定。
B、作用在物体上的力,不论作用点在什么位置产生的效果均相同。
C、物体受到力的作用后,一定同时出现形变和运动状态的改变。
D、力的作用效果一定会使物体运动。
6.人用桨划船时,使船前进的力是( )
A.桨对水的作用力 B.水对桨的作用力 C.人对船的作用力 D.水对船的浮力
7.下列说法正确的是( )
A.相同性质的力可以产生不同的效果B.不同性质的力不能产生相同的效果
C.摩擦力不可能是动力D.一种性质力只能有一种效果
8.下列各种力的名称,根据力的效果命名的是( )
A、浮力B、弹力C、重力D、拉力E、摩擦力F、动力G、阻力H、压力 I、支持力 J、分子力
9.关于力的下述说法中错误的是( )
A.力是物体对物体的作用
B.只有直接接触的物体间才有力的作用
C.由有一定距离的磁铁间有相互作用力可知:力可以离开物体而独立存在 D.力的大小可以用天平测量
10.力是的作用,力不能离开物体和物体而独立存在。
11.在国际单位制中,力的单位是,简称 ,符号为.
12.力的图示法是用一根带箭头的线段来表示力,线段的长短表示力的,箭头的指向表示力的,箭尾常常画在力的上。
13.用图示法画出力,并指出施力物体和受力物体.
1)水平桌面对桌面上的书产生30N的支持力;
2)某人用1600N的力沿跟水平方向成30°角斜向上拉车;
3)放在倾角为30°的斜面上的物体被某个人用沿着斜面向上的150N的力拉。
第二小节重力
一、知识结构:
1、重力的产生
地球上的一切物体都受到地球的吸引,重力是由于地球对物体的吸引而产生的力。(水会自动从高处流向