机械振动和机械波
一、知识结构
二、重点知识回顾
1机械振动
（一）机械振动
物体（质点）在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。
产生振动的必要条件是：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。
（二）简谐振动
1. 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。简谐振动是最简单，最基本的振动。研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即F=－k x，其中“－”号表示力方向跟位移方向相反。
2. 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复力作用。
3. 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于它是一种周期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹性势能）都随时间做周期性变化。
（三）描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。
1. 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A”表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。
2. 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。振动的周期T跟频率f之间是倒数关系，即T=1/f。振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量，简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所以又叫固有周期和固有频率。
（四）单摆：摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。
细线的一端固定在悬点，另一端拴一个小球，忽略线的伸缩和质量，球的直径远小于悬线长度的装置叫单摆。单摆做简谐振动的条件是：最大摆角小于5°，单摆的回复力F是重力在圆
弧切线方向的分力。单摆的周期公式是T=。由公式可知单摆做简谐振动的固有周期与振幅，摆球质量无关，只与L和g有关，其中L是摆长，是悬点到摆球球心的距离。g 是单摆所在处的重力加速度，在有加速度的系统中（如悬挂在升降机中的单摆）其g应为等效加速度。
（五）振动图象。
简谐振动的图象是振子振动的位移随时间变化的函数图象。所建坐标系中横轴表示时间，纵轴表示位移。图象是正弦或余弦函数图象，它直观地反映出简谐振动的位移随时间作周期性变化的规律。要把质点的振动过程和振动图象联系起来，从图象可以得到振子在不同时刻或不同位置时位移、速度、加速度，回复力等的变化情况。
（六）机械振动的应用——受迫振动和共振现象的分析
（1）物体在周期性的外力（策动力）作用下的振动叫做受迫振动，受迫振动的频率在振动稳定后总是等于外界策动力的频率，与物体的固有频率无关。
（2）在受迫振动中，策动力的频率与物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象叫共振，声音的共振现象叫做共鸣。
2机械波中的应用问题
1. 理解机械波的形成及其概念。
（1）机械波产生的必要条件是：<1>有振动的波源；<2>有传播振动的媒质。
（2）机械波的特点：后一质点重复前一质点的运动，各质点的周期、频率及起振方向都与波源相同。
（3）机械波运动的特点：机械波是一种运动形式的传播，振动的能量被传递，但参与
振动的质点仍在原平衡位置附近振动并没有随波迁移。
（4）描述机械波的物理量关系：
注：各质点的振动与波源相同，波的频率和周期就是振源的频率和周期，与传播波的介质无关，波速取决于质点被带动的“难易”，由媒质的性质决定。
振动图像，例：波的图像，例：
振动图
像与波
的图像
的区别
横坐标表示质点的振动时间横坐标表示介质中各质点的平衡位置
表征单个质点振动的位移随时间变
化的规律
表征大量质点在同一时刻相对于平衡位
置的位移
相邻的两个振动状态始终相同的质
点间的距离表示振动质点的振动周
期。例：
相邻的两个振动始终同向的质点间的距
离表示波长。例：
振动图像随时间而延伸，而以前的
形状保持不变，例：
波动图像一般随时间的延续而改变
（）时的波形图保持不变，例：
方法1 方法2
质点振
动方向
与
平移波形法：如图所示，一列横波向右
传播，判断M点的振动方向。设想在
极短时间内波向右平移，则下一刻波形
如虚线上M正下方向的M’点，由此
知M点应向下振动。反之，已知M向
下振动，波形应该右移，故波是向右传
播的。
质点振动比较法：波向右传播，右边M
点的振动落后于左边的P点，故M点重
复P点的振动，P点在M点的下方，应
“追随”P点的运动，故M点向下振动，
即“波向右传，M点向下运动”；“波向
左传，M点向上运动”。
波传播
方向的
判定
三、【典型例题分析】
【例1】单摆的运动规律为：当摆球向平衡位置运动时位移变___，回复力变____，加速度变，加速度a与速度υ的方向，速度变，摆球的运动性质为
_____________________，摆球的动能变_____，势能变___；当摆球远离平衡位置运动时位移变___，回复力变___，加速度变___，加速度a 与速度υ的方向____，速度变___，摆球的运动性质为_____________________，摆球的动能变____，势能变_____
沙摆实验1、简谐振动2
【例2】 如图6－1所示，一个轻弹簧竖直固定在水平地面上，将一个小球轻放在弹簧上，M 点为轻弹簧竖直放置时弹簧顶端位置，在小球下落
的过程中，小球以相同的动量通过A 、B 两点，历时1s ，
过B 点后再经过1s ，小球再一次通过B 点，小球在2s 内
通过的路程为6cm ，N 点为小球下落的最低点，则小球在
做简谐运动的过程中：（1）周期为 ；（2）振幅
为 ；（3）小球由M 点下落到N 点的过程中，
动能E K 、重力势能E P 、弹性势能E P ’的变化
为 ；（4）小球在最低点N 点的加速度大小 重力加速度g （填>、＝、<）。
分析：（1）小球以相同动量通过A 、B 两点，由空间上的对称性可知，平衡位置O 在AB 的中点；再由时间上的对称性可知，t AO =t BO =0.5s, t BN = t NB =0.5s ，所以t ON ＝t OB ＋t BN ＝1s ，因此小球做简谐运动的周期T ＝4t ON =4s 。
（2）小球从A 经B 到N 再返回B 所经过的路程，与小球从B 经A 到M 再返回A 所经过的路程相等。因此小球在一个周期内所通过的路程是12cm ，振幅为3cm 。
（3）小球由M 点下落到N 点的过程中，重力做正功，重力势能减少；弹力做负功，弹性势能增加；小球在振幅处速度为零，在平衡位置处速率最大，所以动能先增大后减小。
（4）M 点为小球的振幅位置，在该点小球只受重力的作用，加速度为g ，方向竖直向下，由空间对称性可知，在另一个振幅位置（N 点）小球的加速度大小为g ，方向竖直向上。
解答：4s ；3cm ；E K 先增大后减小，E P 减少，E P ’ 增加；＝。
说明：分析解决本题的关键是正确认识和利用简谐运动的对称性，其对称中心是平衡位置O ，尤其小球在最低点N 点的加速度值，是通过另一个振动最大位移的位置M 来判断的。如果小球是在离弹簧最上端一定高度处释放的，而且在整个运动过程中，弹簧始终处于弹性形变中，那么小球与弹簧接触并运动的过程可以看成是一个不完整的简谐运动。因为小球被弹簧弹起后，在弹簧处于原长时与弹簧分离，这个简谐运动有下方振动最大位移的位置，但无上方振动最大位移的位置，那么小球在运动过程中的最大加速度将大于重力加速度。
【例3】 已知某摆长为1m 的单摆在竖直平面内做简谐运动，则：（1）该单摆的周期为 ；（2）若将该单摆移到表面重力加速度为地球表面重力加速度1／4倍的星球表面，则其振动周期为 ；（3）若在悬点正下方摆长中点处钉一光滑小钉，则该小球摆动的周期为 。
分析：第一问我们可以利用单摆周期公式计算出周期；第二问是通过改变当地重力加速度来改变周期的。只要找出等效重力加速度，代入周期公式即可得解。第三问的情况较为复杂，此时小球的摆动已不再是一个完整的单摆简谐运动。但我们注意到，小球在摆动过程中，
图6-1
摆线在与光滑小钉接触前后，分别做摆长不同的两个简谐运动，所以我们只要求出这两个摆长不同的简谐运动的周期，便可确定出摆动的周期。
解答：（1）依据g
L T π2=，可得T =2s 。 （2）等效重力加速度为4/'g g =，则依据'
2'g L T π=，可得4'=T s 。 （3）钉钉后的等效摆长为：半周期摆长为L 1＝1m ，另半周期摆长为L 2＝0.5m 。 则该小球的摆动周期为：
2
22''21+=+=g L g L T ππs 说明：单摆做简谐运动的周期公式是我们学习各种简谐运动中唯一给出定量关系的周期公式。应该特别注意改变周期的因素：摆长和重力加速度。例如：双线摆没有明确给出摆长，需要你去找出等效摆长；再例如：把单摆放入有加速度的系统中，等效重力加速度将发生怎样的变化。比如把单摆放入在轨道上运行的航天器中，因为摆球完全失重，等效重力加速度为0，单摆不摆动。把单摆放入混合场中，比如摆球带电，单摆放入匀强电场中，这时就需要通过分析回复力的来源从而找出等效重力加速度。这类问题将在电学中遇到。
【例4】一弹簧振子做简谐运动，振动图象如图6—3所示。振子依次振动到图中a 、b 、c 、d 、e 、f 、g 、h 各点对应的时刻时，（1）在哪些时刻，弹簧振子具有：沿x 轴正方向的最大加速度；沿x 轴正方向的最大速度。（2）弹簧振子由c 点对应x 轴的位置运动到e 点对应x 轴的
位置，和由e 点对应x 轴的位置运动到g 点对应x
轴的位置所用时间均为0.4s 。弹簧振子振动的周期
是多少？（3）弹簧振子由e 点对应时刻振动到g
点对应时刻，它在x 轴上通过的路程是6cm ，求弹
簧振子振动的振幅。 分析：（1）弹簧振子振动的加速度与位移大小成正比，与位移方向相反。振子具有沿x 轴正方向最大加速度，必定是振动到沿x 轴具有负向的最大位移处，即图中f 点对应的时刻。
振子振动到平衡位置时，具有最大速度，在h 点时刻，振子速度最大，再稍过一点时间，振子的位移为正值，这就说明在h 点对应的时刻，振子有沿x 轴正方向的最大速度。
（2）图象中c 点和e 点，对应振子沿x 轴从+7cm 处振动到－7cm 处。e 、f 、g 点对应振子沿x 轴，从－7cm 处振动到负向最大位移处再返回到－7cm 处。由对称关系可以得出，振子从c 点对应x 轴位置振动到g 点对应x 轴位置，振子振动半周期，时间为0.8s ，弹簧振子振动周期为T =1.6s 。
（3）在e 点、g 点对应时间内，振子从x 轴上－7cm 处振动到负向最大位移处，又返回－7cm 处行程共6cm ，说明在x 轴上负向最大位移处到－7cm 处相距3cm ，弹簧振子的振幅A =10cm 。
解答：（1）f 点；h 点。（2）T =1.6s 。（3）A =10cm 。
图
6-3
说明：本题主要考察结合振动图象如何判断在振动过程中描述振动的各物理量及其变化。讨论振子振动方向时，可以把振子实际振动情况和图象描述放在一起对比，即在x 轴左侧画一质点做与图象描述完全相同的运动形式。当某段图线随时间的推移上扬时，对应质点的振动方向向上；同理若下降，质点振动方向向下。振动图象时间轴各点的位置也是振子振动到对应时刻平衡位置的标志，在每个时刻振子的位移方向永远背离平衡位置，而回复力和加速度方向永远指向平衡位置，这均与振动速度方向无关。因为振子在一个全振动过程中所通过的路程等于4倍振幅，所以在t 时间内振子振动n 个周期，振子通过的路程就为4nA 。
【例6】 一弹簧振子做简谐运动，周期为T ，以下说法正确的是（ ）
A. 若t 时刻和(t +Δt )时刻振子运动位移的大小相等、方向相同，则Δt 一定等于T 的整数倍
B. 若t 时刻和(t +Δt )时刻振子运动速度的大小相等、方
向相反，则Δt 一定等于T /2的整数倍
C. 若Δt ＝T /2，则在t 时刻和(t +Δt )时刻振子运动的加
速度大小一定相等
D. 若Δt ＝T /2，则在t 时刻和(t +Δt )时刻弹簧的长度一
定相等
分析：如图6－4所示为物体做简谐运动的图象。由图象可知，在t 1、t 2两个时刻，振子在平衡位置同侧的同一位置，即位移大小相等，方向相同，而T t t t <-=?12，
所以选项A 错误。
在t 1时刻振子向远离平衡位置方向振动，即具有正向速度，在 t 2时刻振子向平衡位置方向振动，即具有负向速度，但它们速度大 小相等。而2
12T t t t <-=?。所以选项B 错误。 因为T t t t =-=?14，振子在这两个时刻的振动情况完全相同，所以具有相同的加速度，
选项C 正确。 因为2
13T t t t =-=?，振子在这两个时刻位于平衡位置的两侧，即若t 1时刻弹簧处于伸长状态，则t 3时刻弹簧处于压缩状态。所以选项D 错误。
解答：选项C 正确。
说明：做简谐运动的物体具有周期性，即物体振动周期的整数倍后，物体的运动状态与初状态完全相同。做简谐运动的物体具有对称性，即描述振动的物理量的大小（除周期和频率外）在关于平衡位置对称的两点上都相等，但矢量的方向不一定相同。做简谐运动的物体具有往复性，即当物体振动回到同一点时，描述振动的物理量的大小（除周期和频率外）相同，但矢量的方向不一定相同。
【例7】在某介质中，质点O 在t ＝0时刻由平衡位置开始向上振动。经0.1s 第一次向上振动到最大位移处。同时，产生的横波水平向右传播了50cm 。在O 点右侧有一点P ，与O 点相距8m 。求：（1）这列横波的波速；（2）波动传播到P 点，P 点刚开始振动时的速度
方向；（3）从O 点开始振动到P 点第一次到达波峰位置所需时间？
分析：由题目所给条件可知：振源在0.1s 内振动了1／4周期，波对应向右传播1／4个波长，从而可以确定波长和周期，进而求出波速。因为波匀速向前传播，所以波从O 点传播到P 点所用时间＝OP 距离／波速。当波传播到P 点时，O 点的振动形式也传播到了P 点，因而P 点的起振方向与O 点起振方向相同，即为竖直向上，P 点由平衡位置第一次到达波峰还在需要T 4
1时间。 解答：（1）由题意知：周期T =0.1×4=0.4(s)
波长λ=0.5×4=2(m)
∴波速(5==T v λ
m/s)
（2）P 点刚开始振动时的速度方向为竖直向上。
（3）设所求时间为t ，则
7.14
1=+=T v OP t （s ） 说明：题目本身并不难，但要求对机械波的形成和传播能有一个正确的理解，在多
数有关机械波的高考题目中也是这样体现的。随着波的传播，振动形式和能量在传播，所以波动涉及到的每一个质点都要把振源的振动形式向外传播，即进行完全重复的振动，其刚开始的振动方向一定与振源的起振方向相同。
【例8】如图6-10所示，甲为某一简谐横波在t =1.0s 时刻的图象，乙为参与波动的某一质点的振动图象。
（1）两图中的AA ’、OC 各表示什
么物理量？量值各是多少？
（2）说明两图中OA ’B 段图线的
意义？
（3）该波的波速为多大？
（4）画出再经过0 .25s 后的波动图
象和振动图象。
（5）甲图中P 点此刻的振动方向。
分析：依据波动图象和振动图象的物理意义来分析判断。注意振动图象和波动图象的区别与联系。
解答：（1）甲图中的AA ’表示振幅A 和x =1m 处的质点在t =1.0s 时对平衡位置的位移，振幅A =0.2m,位移y=-0.2m ；甲图中OC 表示波长，大小λ=4m 。乙图中AA ’即是质点振动的振幅，又是t =0.25s 时质点偏离平衡位置的位移，振幅A =0.2m,位移y =-0.2m;OC 图6-10
表示质点振动的周期，大小T =1.0s 。
（2）甲图中的OA ’B 段图线表示O 到B 之间的各质点在t =1.0s 时相对平衡位置的位移，OA 间各质点正向着平衡位置运动，AB 间各质点正在远离平衡位置运动。乙图中的OA ’B 段图线表示该质点在t =0~0.5s 时间内振
动位移随时间变化的情况，在0~0.25s 内该
质点正远离平衡位置运动，在0.25s~0.2s
内该质点正向平衡位置运动。
（3）由v =λ/t 可得波速 v =1
4m/s= 4m/s （4）再过0.25s ，波动图象向右平移?x =v ?t =0.25?4m=1m=λ/4;振动图象在原有的基础上向后延伸T /4，图象分别如图6-11丙、丁所示
（5）已知波的传播方向（或某质点的振动方向）判定图象上该时刻各质点的振动方向（或波的传播方向），常用方法如下：
a ．带动法：根据波动过程的特点，利用靠近波源的点带动它邻近的离波源稍远的点的特性，在被判定振动方向的点P 附近图象上靠近波源一方找一点P ’，若在P 点的上方，则P ’带动P 向上运动，如图所示；若P ’在P 点的下方，则P ’带动P 向下运动。
b ．微平移法：将波形沿波的传播方向做微小移动?x <λ/4，根据质点P 相对平衡位置位移的变化情况判断质点P 的运动方向。
c ．口诀法：沿波的传播方向看，“上山低头，下山抬头”，其中“低头”表示质点向下运动，“抬头” 表示质点向上运动。
故P 向上振动。
说明：波动图象和振动图象的形状相似，都是正弦或余弦曲线，其物理意义有本质的区别，但它们之间又有联系，因为参与波动的质点都在各自的平衡位置附近振动，质点振动的周期也等于波动的周期。
【例9】如图6－11所示，一列在x 轴上传播的横波t 0时刻的图线用实线表示，经Δt ＝0.2s 时，其图线用虚线表示。已知此波的波长为2m ，则以下说法正确的是：（ ）
A. 若波向右传播，则最大周
期为2s
B. 若波向左传播，则最大周
期为2s
C. 若波向左传播，则最小波
速是9m/s
D. 若波速是19m/s ，则波的传播方向向左
分析:首先题目中没有给出波的传播方向，因而应分为两种情况讨论。例如波向右传播，图中实线所示横波经过0.2s 传播的距离可以为0.2m, (0.2+λ)m, (0.2+2λ)m ……,其波形图均为图中虚线所示。因而不论求周期最小值还是求周期的最大值，都可以先写出通式再讨论求 图6-10
m
图6－11
解。
解答：如果波向右传播，传播的距离为（0.2+n λ）m （n ＝1,2,3……），则传播速度为2.022.0n t s v +=?=m/s ，取n =0时对应最小的波速为1m/s ，根据周期v
T λ=，得最大的周期为2s 。因此选项A 是正确的；
如果波向左传播，传播的距离为（n λ－0.2） m （n =1,2,3……），则传播速度为
2.02.02－n t s v =?=
m/s ，取n =1时对应最小的波速为9m/s ，根据周期v
T λ=，得最大的周期为92s 。因此选项C 是正确的，B 是错误的；在向左传播的波速表达式中，当取n =2时，计算得波速为19 m/s ，因此选项D 是正确的。
说明：1. 在已知两个时刻波形图研究波的传播问题时，因为波的传播方向有两种可能,一般存在两组合理的解。又由于波的传播在时间和空间上的周期性，每组解又有多种可能性。为此，这类问题的解题思路一般为：先根据波的图象写出波的传播距离的通式，再根据波速公式列出波速或时间的通式，最后由题目给出的限制条件，选择出符合条件的解。
2. 本题还可以直接考虑：例如对选项A ：因为波长一定，若周期最大，则波速必最小，波在相同时间内（0.2s ）传播距离必最短，即为0.2m 。由此可知最小波速为1m/s ，从而依据波速公式可求出最大周期为2s 。其它各选项同理考虑。这样做的主要依据是波是匀速向前传播的，紧抓波速、传播距离、传播时间三者的关系，其实波速公式也是这三者关系的一个体现。
【例10】绳中有列正弦横
波，沿x 轴传播，图中6—12中a 、b 是绳上两点，它们在x
轴方向上的距离小于一个波
长。a 、b 两点的振动图象如图
6－13所示。试在图6－12上a 、b 之间画出t =1.0s 时的波
形图。 分析：首先我们先由振动图象确定t =1.0s 时a 、b 两质点在波形图上的位置以及振动方向，然后在一列已经画好的常规波形图上按题意截取所需波形既可。因为题中没给波的传播方向，所以要分两种情况讨论。
解答：由振动图象可知：t =1.0s 时，质点a 处于正向最大位移处（波峰处），质点b 处于平衡位置且向下振动。先画出一列沿x 轴正方向传播的波形图，如图6－14所示。在图左侧波峰处标出a 点。b 点在a 的右测，到a 点距离小于1个波长的平衡位置，即可能是b 1、b 2两种情况。而振动方向向下的点只有b 2。题中所求沿x 轴正方向传播的波在a 、b 之间的波形图即为图6－14中ab 2段所示。画到原题图上时波形如图6－15甲（实线）所示。
图6-12
同理可以画出波沿x 轴负方向传播在a 、b 之间的波形图，如图6－15乙（虚线）所示。 说明：1. 分析解决本题的关键是要搞清楚振动图象和波动图象的区别和联系。振动图象详细描述了质点位移随时间的变化，但要找该质点在波中的位置，就必须关心所画波形图对应哪个时刻，进而由振动图象找到在这个时刻该质点的位置及振动方向。
如果已知质点的振动方向、机械波的传播方向和机械波的波形中的任意两个，就可以对第三个进行判断，这也是贯穿整个机械波这部分内容的基本思路和方法。值得注意的是：如果已知质点的振动方向、波的传播方向，再判断机械波的波形时，由于机械波传播的周期性，可能造成波形的多解。例如本题中没有“a 、b 在x 轴方向上的距离小于一个波长”这个条件，就会造成多解现象。
本题还可以利用“同侧法”来画图。“同侧法” 是来判断质点的
振动方向、机械波的传播方向和
机械波的波形三者关系的方法。
其结论是：质点的振动方向、机
械波的传播方向必在质点所在
波形图线的同一侧。例如图6－
16(甲) 所示是一列沿x 轴正方向传播的简谐波图象，若其上M 点的振动方向向下，则该点的振动方向与波的传播方向在M 点所在图
线的同侧；如图6—16（乙）图所示，若其上M
则该点的振动方向与波的传播方向在M 点所在图线的两侧。依据
“同侧法”的判定，质点M 的振动方向向下 。
对于本题中沿x 轴正方向传播的情况，因为质点b 振动方向
向下，波沿x 轴正方向传播，为保证波传播方向、质点振动方向
在该点图线的“同侧”，波形图只能是图6－17中实线所示。图线
若为虚线所示，则波传播方向、质点振动方向在该点图线的“两侧”。同理对沿x 轴负方向传播的情况。有时我们还可以用图像平移法画图。
【例19】从一条弦线的两端，各发生一如图6—24所示的脉冲横波，它们均沿弦线传播，速度相等，传播方向相反。已知这两个脉冲的宽度均为L ，当左边脉冲的前端到达弦中的a 点时，右边脉冲的前端正好到达与a
相距L/2的b 点。请画出此时弦线上的脉冲波形。
分析：依据波的叠加原理：当左边的脉冲波前端向
右传播到a 点，而右边的脉冲前端向左传到b
两列脉冲波有半个波长是重叠的。在重叠的区域内，即
图6-14 图6-16（甲） 图6-16（乙）
在a 、b 之间，当左脉冲引起质点振动的位移方向向下时，
而右脉冲引起质点振动的位移方向向上，或反之，但位
移大小相等，叠加结果相互抵消，此时弦线上出现的波
形如图6—25所示。
说明：此题是依据波的叠加原理而求解的。“叠加”的
核心是位移的叠加，即在叠加区域内每一质点的振动位置由
合位移决定。质点振动速度由合速度决定。
【例20】如图6－26所示，S 1、S 2是振动情况完全相同的两
个机械波波源，振幅为A ，a 、b 、c 三点分别位于S 1、S 2连线的
中垂线上，且ab ＝bc 。某时刻a 是两列波的波峰相遇点，c 是两
列波的波谷相遇点，则 （ ） A 、 a 处质点的位移始终为2A
B 、 c 处质点的位移始终为－2A
C 、 b 处质点的振幅为2A
D 、 c 处质点的振幅为2A 分析：因为两个波源的频率相同，振动情况也相同，而a 、b 、c 三点分别到两个波源的距离之差均为0，依判断条件可知该三个点的振动都是加强的，即各点振动的振幅均为两波振幅之和2A 。
解答：选项CD 是正确的。
说明：对于稳定的干涉现象中的振动始终加强的点，应理解为两列波传到该点的振动位移及振
动方向完全一致，使得该点的振动剧烈，表现为该质点振动的振幅始终最大，而不是位移最大。如本题中的a 点此时刻在波峰处，但过1/4周期该点会振动到平衡位置；b 点位于ac 中点，该时刻它位于平衡位置，但过1/4周期该点会振动到波峰位置。所以a 、b 、c 所在这条线为振动加强区域。
对于稳定的干涉现象中的振动始终减弱的点，应理解为两列波传到该点的振动位移及振动方向相反，使得该点的振动减弱，表现为该质点振动的振幅始终最小，而不是位移最小。
【例22】关于多普勒效应的叙述，下列说法正确的是（ ）
A. 产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化
B. 产生多普勒效应的原因是观察者和波源之间发生了相对运动
C. 甲乙两车相向行驶，两车均鸣笛，且发出的笛声频率相同，乙车中的某旅客听到的甲车笛声频率低于他听到的乙车笛声频率
D. 波源静止时，不论观察者是静止的还是运动的，对波长“感觉”的结果是相等的
【例23】根据多普勒效应，我们知道当波源与观察者相互接近时，观察者接收到的频率增大；如果二者远离，观察者接收到的频率减小。由实验知道遥远的星系所生成的光谱都呈现“红
S 1
2
移”，即谱线都向红色部分移动了一段距离，由此现象可知（）
A、宇宙在膨胀
B、宇宙在收缩
C、宇宙部分静止不动
D、宇宙只发出红光光谱
【例24】声纳（水声测位移）向水中发出的超声波，遇到障碍物（如鱼群、潜艇、礁石等）后被反射，测出发出超声波到接收到反射波的时间及方向，即可算出障碍物的方位，；雷达则向空中发射电磁波，遇到障碍物后被反射，同样根据发射电磁波到接收到反射波的时间及方向，即可算出障碍物的方位。超声波与电磁波相比较，下列说法正确的是（）
A. 超声波和电磁波在传播时，都向外传递能量，但超声波不能传递信息
B. 这两种波都可以在介质中传播，也可以在真空中传播
C. 在真空中传播的速度与在其他介质中传播的速度相比较，这两种波在空气中传播时具有较大的传播速度
D．这两列波传播时，在一个周期内向前传播一个拨长
金属和金属材料复习教案 [考点梳理] 考点1 金属材料 1.金属材料包括纯金属（90多种）和合金（几千种）两类。 金属属于金属材料，但金属材料不一定是纯金属，也可能是合金。 2.金属制品是由金属材料制成的，铁、铜、铝及其合金是人类使用最多的金属材料。 考点2 金属材料的发展史 根据历史的学习，我们可以知道金属材料的发展过程。商朝，人们开始使用青铜器；春秋时期开始冶铁；战国时期开始炼钢；铜和铁一直是人类广泛应用的金属材料。在100多年前，又开始了铝的使用，因铝具有密度小和抗腐蚀等许多优良性能，铝的产量已超过了铜，位于第二位。 金属分类：重金属：如铜、锌、铅等 轻金属：如钠、镁、铝等； 黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。Fe、Mn、Cr（铬） 有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。 考点3 金属的物理性质 1.共性：大多数金属都具有金属光泽，密度和硬度较大，熔沸点较高，具有良好的延展性和导电、导热性，在室温下除汞为液体，其余金属均为固体。 （1）常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽。 （2）大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色） （3）有良好的导热性、导电性、延展性 2.一些金属的特性：铁、铝等大多数金属都呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色；常温下大多数金属都是固体，汞却是液体；各种金属的导电性、导热性、密度、熔点、硬度等差异较大；银的导电性和导热性最好，锇的密度最大，锂的密度最小，钨的熔点最高，汞的熔点最低，铬的硬度最大。 （1）铝：地壳中含量最多的金属元素（2）钙：人体中含量最多的金属元素 （3）铁：目前世界年产量最多的金属（铁>铝>铜）（4）银：导电、导热性最好的金属（银>铜>金>铝）（5）铬：硬度最高的金属（6）钨：熔点最高的金属（7）汞：熔点最低的金属 （8）锇：密度最大的金属（9）锂：密度最小的金属 检测一：金属材料(包括和 ) 1、金属的物理性质
高中（人教版）《有机化学基础》必记知识点 目录 一、必记重要的物理性质 二、必记重要的反应 三、必记各类烃的代表物的结构、特性 四、必记烃的衍生物的重要类别和各类衍生物的重要化学性质 五、必记有机物的鉴别 六、必记混合物的分离或提纯（除杂） 七、必记有机物的结构 八、必记重要的有机反应及类型 九、必记重要的有机反应及类型 十、必记一些典型有机反应的比较 十一、必记常见反应的反应条件 十二、必记几个难记的化学式 十三、必记烃的来源－－石油的加工 十四、必记有机物的衍生转化——转化网络图一（写方程） 十五、煤的加工 十六、必记有机实验问题 十七、必记高分子化合物知识 16必记《有机化学基础》知识点
一、必记重要的物理性质 难溶于水的有：各类烃、卤代烃、硝基化合物、酯、绝大多数高聚物、高级的（指分子中碳原子数目较多的，下同）醇、醛、羧酸等。 苯酚在冷水中溶解度小（浑浊），热水中溶解度大（澄清）；某些淀粉、蛋白质溶于水形成胶体溶液。 1、含碳不是有机物的为： CO、CO2、 CO32-、HCO3-、H2CO3、CN-、HCN、SCN-、HSCN、SiC、C单质、金属碳化物等。2．有机物的密度 （1）小于水的密度，且与水（溶液）分层的有：各类烃、一氯代烃、酯（包括油脂） （2）大于水的密度，且与水（溶液）分层的有：多氯代烃、溴代烃（溴苯等）、碘代烃、硝基苯 3．有机物的状态[常温常压（1个大气压、20℃左右）] 常见气态： ①烃类：一般N(C)≤4的各类烃注意：新戊烷[C(CH3)4]亦为气态 ②衍生物类：一氯甲烷、氟里昂（CCl2F2）、氯乙烯、甲醛、氯乙烷、一溴甲烷、四氟乙烯、甲醚、甲乙醚、环氧乙烷。 4．有机物的颜色 ☆绝大多数有机物为无色气体或无色液体或无色晶体，少数有特殊颜色，常见的如下所示： ☆三硝基甲苯（俗称梯恩梯TNT）为淡黄色晶体； ☆部分被空气中氧气所氧化变质的苯酚为粉红色； ☆2，4，6—三溴苯酚为白色、难溶于水的固体（但易溶于苯等有机溶剂）； ☆苯酚溶液与Fe3+(aq)作用形成紫色[H3Fe(OC6H5)6]溶液； ☆淀粉溶液（胶）遇碘（I2）变蓝色溶液； ☆含有苯环的蛋白质溶胶遇浓硝酸会有白色沉淀产生，加热或较长时间后，沉淀变黄色。 5．有机物的气味 许多有机物具有特殊的气味，但在中学阶段只需要了解下列有机物的气味： ☆甲烷：无味；乙烯：稍有甜味(植物生长的调节剂) ☆液态烯烃：汽油的气味；乙炔：无味 ☆苯及其同系物：特殊气味，有一定的毒性，尽量少吸入。 ☆C4以下的一元醇：有酒味的流动液体；乙醇：特殊香味 ☆乙二醇、丙三醇（甘油）：甜味（无色黏稠液体） ☆苯酚：特殊气味；乙醛：刺激性气味；乙酸：强烈刺激性气味（酸味） ☆低级酯：芳香气味；丙酮：令人愉快的气味 6、研究有机物的方法 质谱法确定相对分子量；红外光谱确定化学键和官能团；核磁共振氢谱确定H的种类及其个数比。 二、必记重要的反应 1．能使溴水（Br2/H2O）褪色的物质
道路工程材料知识点考点 绪论 ● 道路工程材料是道路工程建设与养护的物质基础，其性能直接决定了道路工程质量和服务寿命和结 构形式。 ● 路面结构由下而上有：垫层，基层，面层。 ● 面层结构材料应有足够的强度、稳定性、耐久性和良好的表面特性。 第一章 ● 砂石材料是石料和集料的统称 ● 岩石物理常数为密度和孔隙率 ● 真实密度：指规定条件下，烘干岩石矿质实体单位真实体积的质量。 ● 毛体积密度：指在规定条件下，烘干岩石矿质实体包括空隙（闭口、开口空隙）体积在内的单位毛 体积的质量。 ● 孔隙率：是指岩石孔隙体积占岩石总体积（开口空隙和闭口空隙）的百分率。 ● 吸水性：岩石吸入水分的能力称为吸水性。 ● 吸水性的大小用吸水率与饱和吸水率来表征。 ● 吸水率：是岩石试样在常温、常压条件下最大的吸水质量占干燥试样质量的百分率。 ● 饱和吸水率：是岩石在常温及真空抽气条件下，最大吸水质量占干燥试样质量的百分率。 ● 岩石的抗冻性：是指在岩石能够经受反复冻结和融化而不破坏，并不严重降低岩石强度的能力。 ● 集料：是由不同粒径矿质颗粒组成的混合料，在沥青混合料或水泥混凝土中起骨架和填充作用。 ● 表观密度：是指在规定条件下，烘干集料矿质实体包括闭口空隙在内的表观单位体积的质量。 ● 级配：是指集料中各种粒径颗粒的搭配比例或分布情况。 ● 压碎值：用于衡量石料在逐渐增加的荷载下抵抗压碎的能力，也是石料强度的相对指标。压碎值是对石料的标准试样在标准条件下进行加荷，测试石料被压碎后，标准筛上筛余质量的百分率。1000 1?='m m Q a （1m ：试验后通过2.36mm 筛孔的细集料质量） ● 磨光值：是反映石料抵抗轮胎磨光作用能力的指标，是决定某种集料能否用于沥青路面抗滑磨耗层 的关键指标。 ● 冲击值：反映粗集料抵抗冲击荷载的能力。由于路表集料直接承受车轮荷载的冲击作用，这一指标 对道路表层用料非常重要。 ● 磨耗值：用于评定道路路面表层所用粗集料抵抗车轮磨耗作用的能力。 ● 级配参数： ?? ???分率。质量占试样总质量的百是指通过某号筛的式样通过百分率和。筛分级筛余百分率之总分率和大于该号筛的各是指某号筛上的筛余百累计筛余百分率率。量占试样总质量的百分是指某号筛上的筛余质分级筛余百分率i i i A a ρ 沥青混合料 水泥混合料 粗集料 ＞2.36mm ＞4.75mm 细集料 ＜2.36mm ＜4.75mm
第一章绪论 ●材料和化学药品 化学药品的用途主要基于其消耗； 材料是可以重复或连续使用而不会不可逆地变成别的物质。 ●材料的分类 按组成、结构特点分：金属材料、无机非金属材料、高分子材料、复合材料 按使用性能分：Structural Materials ——主要利用材料的力学性能；Functional Materials ——主要利用材料的物理和化学性能 按用途分：导电材料、绝缘材料、生物医用材料、航空航天材料、能源材料、电子信息材料、感光材料等等●材料化学的主要内容：结构、性能、制备、应用 第二章材料的结构 2.1 元素和化学键 ●了解元素的各种性质及其变化规律：第一电离能、电子亲和势、电负性、原子及离子半径 ●注意掌握各种结合键的特性及其所形成晶体材料的主要特点 ●了解势能阱的概念： 吸引能（attractive energy，EA）：源于原子核与电子云间的静电引力 排斥能（repulsive energy，ER）：源于两原子核之间以及两原子的电子云之间相互排斥 总势能（potential energy）：吸引能与排斥能之和 总势能随原子间距离变化的曲线称为势能图（势能阱） 较深的势能阱表示原子间结合较紧密，其对应的材料就较难熔融，并具有较高的弹性模量和较低的热膨胀系数。 2.2 晶体学基本概念 ●晶体与非晶体（结构特点、性能特点、相互转化） 晶体：原子或原子团、离子或分子在空间按一定规律呈周期性地排列构成（长程有序） 非晶体：原子、分子或离子无规则地堆积在一起所形成（长程无序、短程有序） 晶态与非晶态之间的转变 ? 非晶态所属的状态属于热力学亚稳态，所以非晶态固体总有向晶态转化的趋势，即非晶态固体在一定温度下会自发地结晶，转化到稳定性更高的晶体状态。 ? 通常呈晶体的物质如果将它从液态快速冷却下来也可能得到非晶态。 ●晶格、晶胞和晶格参数 周期性：同一种质点在空间排列上每隔一定距离重复出现。 周期：任一方向排在一直线上的相邻两质点之间的距离。 晶格（lattice）：把晶体中质点的中心用直线联起来构成的空间格架。 结点（lattice points）：质点的中心位置。 空间点阵（space lattice）：由这些结点构成的空间总体。 晶胞（unit cell）：构成晶格的最基本的几何单元。 ●晶系 熟记7个晶系的晶格参数特征 了解14种空间点阵类型 ●晶向指数和晶面指数 理解晶面和晶向的含义 晶面——晶体点阵在任何方向上分解为相互平行的结点平面称为晶面，即结晶多面体上的面。
一、重要的物理性质 1．有机物的溶解性 （1）难溶于水的有：各类烃、卤代烃、硝基化合物、酯、绝大多数高聚物、高级的（指分子中碳原子数目较多的，下同）醇、醛、羧酸等。 （2）易溶于水的有：低级的[一般指N(C)≤4]醇、（醚）、醛、（酮）、羧酸及盐、氨基酸及盐、单糖、二糖。（它们都能与水形成氢键）。 二、重要的反应 1．能使溴水（Br2/H2O）褪色的物质 （1）有机物①通过加成反应使之褪色：含有、—C≡C—的不饱和化合物 ②通过取代反应使之褪色：酚类注意：苯酚溶液遇浓溴水时，除褪色现象之外还产生白色沉淀。③通过氧化反应使之褪色：含有—CHO（醛基）的有机物（有水参加反应）注意：纯净的只含有—CHO（醛基）的有机物不能使溴的四氯化碳溶液褪色④通过萃取使之褪色：液态烷烃、环烷烃、苯及其同系物、饱和卤代烃、饱和酯 （2）无机物①通过与碱发生歧化反应3Br2 + 6OH- == 5Br- + BrO3- + 3H2O或Br2 + 2OH- == Br- + BrO- + H2O ②与还原性物质发生氧化还原反应，如H2S、S2-、SO2、SO32-、I-、Fe2+ 2．能使酸性高锰酸钾溶液KMnO4/H+褪色的物质 1）有机物：含有、—C≡C—、—OH（较慢）、—CHO的物质苯环相连的侧链碳上有氢原子的苯的同系物（但苯不反应） 2）无机物：与还原性物质发生氧化还原反应，如H2S、S2-、SO2、SO32-、Br-、I-、Fe2+ 3．与Na反应的有机物：含有—OH、—COOH的有机物 与NaOH反应的有机物：常温下，易与—COOH的有机物反应加热时，能与卤代烃、酯反应（取代反应） 与Na2CO3反应的有机物：含有—COOH的有机物反应生成羧酸钠，并放出CO2气体； 与NaHCO3反应的有机物：含有—COOH的有机物反应生成羧酸钠并放出等物质的量的CO2气体。 4．既能与强酸，又能与强碱反应的物质 （1）氨基酸，如甘氨酸等 H2NCH2COOH + HCl → HOOCCH2NH3Cl H2NCH2COOH + NaOH → H2NCH2COONa + H2O （2）蛋白质分子中的肽链的链端或支链上仍有呈酸性的—COOH和呈碱性的—NH2，故蛋白质仍能与碱和酸反应。 5．银镜反应的有机物 （1）发生银镜反应的有机物：含有—CHO的物质：醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、还原性糖（葡萄糖、麦芽糖等） （2）银氨溶液[Ag(NH3)2OH]（多伦试剂）的配制： 向一定量2%的AgNO3溶液中逐滴加入2%的稀氨水至刚刚产生的沉淀恰好完全溶解消失。 （3）反应条件：碱性、水浴加热 ．．．．．．．酸性条件下，则有Ag(NH3)2+ + OH- + 3H+ == Ag+ + 2NH4+ + H2O而被破坏。 （4）实验现象：①反应液由澄清变成灰黑色浑浊；②试管内壁有银白色金属析出 （5）有关反应方程式：AgNO3 + NH3·H2O == AgOH↓ + NH4NO3AgOH + 2NH3·H2O == Ag(NH3)2OH + 2H2O 银镜反应的一般通式：RCHO + 2Ag(NH3)2OH 2 A g↓+ RCOONH4 + 3NH3 + H2O 【记忆诀窍】：1—水（盐）、2—银、3—氨 甲醛（相当于两个醛基）：HCHO + 4Ag(NH3)2OH4Ag↓+ (NH4)2CO3 + 6NH3 + 2H2O 乙二醛：OHC-CHO + 4Ag(NH3)2OH4Ag↓+ (NH4)2C2O4 + 6NH3 + 2H2O 甲酸：HCOOH + 2 Ag(NH3)2OH 2 A g↓+ (NH4)2CO3 + 2NH3 + H2O 葡萄糖：（过量）CH2OH(CHOH)4CHO +2Ag(NH3)2OH2A g↓+CH2OH(CHOH)4COONH4+3NH3 + H2O （6）定量关系：—CHO～2Ag(NH)2OH～2 Ag HCHO～4Ag(NH)2OH～4 Ag 6．与新制Cu(OH)2悬浊液（斐林试剂）的反应 （1）有机物：羧酸（中和）、甲酸（先中和，但NaOH仍过量，后氧化）、醛、还原性糖（葡萄糖、麦芽糖）、甘油等多羟基化合物。 （2）斐林试剂的配制：向一定量10%的NaOH溶液中，滴加几滴2%的CuSO4溶液，得到蓝色絮状悬浊液（即斐林试剂）。 （3）反应条件：碱过量、加热煮沸 ．．．．．．．． （4）实验现象： ①若有机物只有官能团醛基（—CHO），则滴入新制的氢氧化铜悬浊液中，常温时无变化，加热煮沸后有（砖）红色沉淀生成；②若有机物为多羟基 醛（如葡萄糖），则滴入新制的氢氧化铜悬浊液中，常温时溶解变成绛蓝色溶液，加热煮沸后有（砖）红色沉淀生成； （5）有关反应方程式：2NaOH + CuSO4 == Cu(OH)2↓+ Na2SO4 RCHO + 2Cu(OH)2RCOOH + Cu2O↓+ 2H2O HCHO + 4Cu(OH)2CO2 + 2Cu2O↓+ 5H2O OHC-CHO + 4Cu(OH)2HOOC-COOH + 2Cu2O↓+ 4H2O HCOOH + 2Cu(OH)2CO2 + Cu2O↓+ 3H2O CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O↓+ 2H2O （6）定量关系：—COOH～? Cu(OH)2～? Cu2+（酸使不溶性的碱溶解） —CHO～2Cu(OH)2～Cu2O HCHO～4Cu(OH)2～2Cu2O 7．能发生水解反应的有机物是：卤代烃、酯、糖类（单糖除外）、肽类（包括蛋白质）。 HX + NaOH == NaX + H2O (H)RCOOH + NaOH == (H)RCOONa + H2O RCOOH + NaOH == RCOONa + H2O 或 8．能跟FeCl3溶液发生显色反应的是：酚类化合物。 9．能跟I2发生显色反应的是：淀粉。 10．能跟浓硝酸发生颜色反应的是：含苯环的天然蛋白质。 三、各类烃的代表物的结构、特性 类别烷烃烯烃炔烃苯及同系物 通式C n H2n+2(n≥1) C n H2n(n≥2) C n H2n-2(n≥2) C n H2n-6(n≥6)
1.弹性模量：用E表示。材料在弹性变形阶段内，应力和对应的应变的比值。反映材料抵抗弹性变形能力。其值 越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小，抵抗变形能力越强 2.韧性：在冲击、振动荷载作用下，能吸收较大能量产生一定变形而不致破坏的性质。 3.耐水性：材料长期在饱和水作用下不被破坏，强度也不显著降低的性质，表示方法——软化系数：材料在吸水 饱和状态下的抗压强度与干燥状态下的抗压强度之比K R = f b/f g 软化系数大于0.8的材料通常可以认为是耐水材料；对于经常位于水中或处于潮湿环境中的材料，软化系数不得低于0.85；对于受潮较轻或次要结构所用的材料，软化系数不宜小于0.75 4.导热性：传导热量的能力，表示方式——导热系数,材料的导热系数越小，材料的绝热性能就越好。影响导热性 的因素:材料的表观密度越小，其孔隙率越大，导热系数越小,导热性越差。由于水与冰的导热系数较空气大，当材料受潮或受冻时会使导热系数急剧增大，导致材料保温隔热方式变差。所以隔热材料要注意防潮防冻。 5.建筑石膏的化学分子式：β-CaSO4˙?H2O 石膏水化硬化后的化学成分：CaSO4˙2H2O 6.高强石膏与建筑石膏相比水化速度慢,水化热低,需水量小,硬化体的强度高。这是由于高强石膏为α型半水石膏， 建筑石膏为β型半水石膏。β型半水石膏结晶较差，常为细小的纤维状或片状聚集体，内比表面积较大；α型半水石膏结晶完整，常是短柱状，晶粒较粗大，聚集体的内比表面积较小。 7.石灰的熟化，是生石灰与水作用生成熟石灰的过程。特点：石灰熟化时释放出大量热，体积增大1~2.5倍。应 用：石灰使用时，一般要变成石灰膏再使用。CaO+H2O Ca(OH)2+64kJ 8.陈伏：为消除过火石灰对工程的危害，将生石灰和水放在储灰池中存放15天以上，使过火灰充分熟化这个过程 叫沉伏。陈伏期间，石灰浆表面应保持一层水，隔绝空气，防止发生碳化。 9.石灰的凝结硬化过程：（1）干燥结晶硬化：石灰浆体在干燥的过程中,因游离水分逐渐蒸发或被砌体吸收，浆体 中的氢氧化钙溶液过饱和而结晶析出,产生强度并具有胶结性（2）碳化硬化：氢化氧钙与空气中的二氧化碳在有水分存在的条件下化合生成碳酸钙晶体，称为碳化。由于空气中二氧化碳含量少，碳化作用主要发生在石灰浆体与空气接触的表面上。表面上生成的CaCO3膜层将阻碍CO2的进一步渗入，同时也阻碍了内部水蒸气的蒸发，使氢氧化钙结晶作用也进行的缓慢。碳化硬化是一个由表及里，速度相当缓慢的过程。
一. 教案内容： 第十一章机械振动 本章知识复习归纳 二. 重点、难点解读 （一）机械振动 物体（质点）在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。 产生振动的必要条件是：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。 （二）简谐振动 1. 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。简谐振动是最简单，最基本的振动。研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即F=－kx，其中“－”号表示力方向跟位移方向相反。 2. 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复力作用。 3. 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于它是一种周期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹性势能）都随时间做周期性变化。 （三）描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。 1. 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A”表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。 2. 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。振动的周期T跟频率f之间是倒数关系，即T=1/f。振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量，简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所以又叫固有周期和固有频率。 （四）单摆：摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。 细线的一端固定在悬点，另一端拴一个小球，忽略线的伸缩和质量，球的直径远小于悬线长度的装置叫单摆。单摆做简谐振动的条件是：最大摆角小于5°，单摆的回复力F是重力在圆弧切线 方向的分力。单摆的周期公式是T=。由公式可知单摆做简谐振动的固有周期与振幅，摆球质量无关，只与L和g有关，其中L是摆长，是悬点到摆球球心的距离。g是单摆所在处的重力加速度，在有加速度的系统中（如悬挂在升降机中的单摆）其g应为等效加速度。 （五）振动图象。 简谐振动的图象是振子振动的位移随时间变化的函数图象。所建坐标系中横轴表示时间，纵轴表
计算机在材料化学中的应用 第一章绪论 1.工程模拟：在模型的基础上观察客观世界的各种系统并进行实验研究的技术。 2.模型的构造 （1）模型的分类：物理模型（动、静）；描述性模型；数学模型（动、静；数值法、解析法）（2）模型的构造方法： a.理论分析； b.类比分析； c.数据分析：使用系统回归分析的方法利用若干能表征系统规律，描述系统状态的数据来建立系统的数学模型。 d.人工假设：基于对系统的了解，将系统中不确定的因素假定为若干组确定的取值，而建立系统模型。 3.过程模拟（流程模拟） a.稳态流程模拟； b.动态流程模拟：利用计算机技术、图形原理和成像方法在屏幕上以动态、直观、立体、彩色的方式显示物体运动的过程模拟。 4.工程模拟研究的步骤： 问题描述； 设定目标和总体方案； 构造模型； 数据收集； 编制程序； 程序验证； 模型确认； 实验确认。 5.相关英文简称 CAD：计算机辅助设计。 CAM：计算机辅助制造。 CAPP：计算机辅助工艺过程设计（computer aided process planning）。 在化学领域CAPP：计算机辅助合成路线设计。 DCS：分散控制系统。 6.分子模拟的方法中主要有四种：量子力学方法、分子力学方法、分子动力学方法、分子蒙特卡洛方法。 7．分子模拟法是用计算机以原子水平的分子模型来模拟分子的结构和行为，进而模拟分子系统的各种物理与化学性质。（定义）
8.分子模拟方法与高分子理论和材料设计的关系 第二章数值计算 方程求根 1.二分法 原则：保持新区间两端的函数值异号，对分n次得到第n个区间的长度为最初区间长度（x1-x0）的1/2n ,在误差允许范围内，取In的中点为方程的根，则误差小于1/2(n+1) (x1-x0),这种对分区间，不断缩小根的搜索范围的方法叫二分法。 此法简单、快速、不易丢根。 二分法求根原则（跳出条件）： （1）函数f(x)的绝对值小于指定的e1； （2）最后的小区间的一半宽度小于指定的自变量容差e2。 二分法函数： V oid root(float a,float b,int*n,float fa,float fb,float e1,float e2,float rt[20]) { float a0,f0;a0=(a+b)/2;f0=f(a0); While((fabs(a-b)>e2)&&(f0>e1)) { if(f0*fa>0){a=a0;fa=f0;} If(f0*fb>0){b=a0;fb=f0} a0=(a+b)/2;f0=f(a0); } *n=*n+1;rt[*n]=a0; } 弦截法求根：不取区间的中点，而取AB与X轴的交点为根的估算值。 优点：比原来趋近根的速度快 2.迭代法 方法概述：二分法和弦截法实质上就是迭代法，在迭代的每一步都是利用两个初始的―x‖去求一个新的―x‖值，能否在迭代的每一步只用一个―x‖值去求新的―x‖呢？这就是一点迭代法，通常简称为迭代法。 3牛顿法 方法原理：将f(x)在x=x0附近按泰勒级数展开； f (x) = f (x0) + (x-x0) f′(x0) + !2)0 (2 x x f〞(x0) + …
高中化学有机化学知识点总结 1．需水浴加热的反应有： （1）、银镜反应（2）、乙酸乙酯的水解（3）苯的硝化（4）糖的水解 （5）、酚醛树脂的制取（6）固体溶解度的测定 凡是在不高于100℃的条件下反应，均可用水浴加热，其优点：温度变化平稳，不会大起大落，有利于反应的进行。 2．需用温度计的实验有： （1）、实验室制乙烯（170℃）（2）、蒸馏（3）、固体溶解度的测定 （4）、乙酸乙酯的水解（70－80℃）（5）、中和热的测定 （6）制硝基苯（50－60℃） 〔说明〕：（1）凡需要准确控制温度者均需用温度计。（2）注意温度计水银球的位置。 3．能与Na反应的有机物有：醇、酚、羧酸等——凡含羟基的化合物。 4．能发生银镜反应的物质有：醛、甲酸、甲酸盐、甲酸酯、葡萄糖、麦芽糖——凡含醛基的物质。 5．能使高锰酸钾酸性溶液褪色的物质有：（1）含有碳碳双键、碳碳叁键的烃和烃的衍生物、苯的同系物 （2）含有羟基的化合物如醇和酚类物质（3）含有醛基的化合物 （4）具有还原性的无机物（如SO2、FeSO4、KI、HCl、H2O2等） 6．能使溴水褪色的物质有： （1）含有碳碳双键和碳碳叁键的烃和烃的衍生物（加成）（2）苯酚等酚类物质（取代）（3）含醛基物质（氧化）（4）碱性物质（如NaOH、Na2CO3）（氧化还原――歧化反应）（5）较强的无机还原剂（如SO2、KI、FeSO4等）（氧化） （6）有机溶剂（如苯和苯的同系物、四氯甲烷、汽油、已烷等，属于萃取，使水层褪色而有机层呈橙红色。） 7．密度比水大的液体有机物有：溴乙烷、溴苯、硝基苯、四氯化碳等。 8、密度比水小的液体有机物有：烃、大多数酯、一氯烷烃。 9．能发生水解反应的物质有 卤代烃、酯（油脂）、二糖、多糖、蛋白质（肽）、盐。 10．不溶于水的有机物有：烃、卤代烃、酯、淀粉、纤维素 11．常温下为气体的有机物有：分子中含有碳原子数小于或等于4的烃（新戊烷例外）、一氯甲烷、甲醛。
土木工程材料复习整理 1.土木工程材料的定义 用于建筑物和构筑物的所有材料的总称。 2.土木工程材料的分类 （一）按化学组成分类：无机材料、有机材料、复合材料 （二）按材料在建筑物中的功能分类：承重材料、非承重材料、保温和隔热材料、吸声和隔声材料、防水材料、装饰材料等（三）按使用部位分类：结构材料、墙体材料、屋面材料、地面材料、饰面材料等 3.各级标准各自的部门代号列举 GB——国家标准 GBJ——建筑行业国家标准 JC——建材标准 JG——建工标准 JGJ——建工建材标准 DB——地方标准 QB——企业标准 ISO——国际标准 4.材料的组成是指材料的化学成分、矿物成分和相组成。 5.材料的结构 宏观结构：指用肉眼或放大镜能够分辨的粗大组织。其尺寸在10-3m级以上。 细观结构：指用光学显微镜所能观察到的材料结构。其尺寸在10-3-10-6m级。 微观结构：微观结构是指原子和分子层次上的结构。其尺寸在10-6
-10-10m 级。微观结构可以分为晶体、非晶体和胶体三种。 6.材料的密度、表观密度、堆积密度、密实度与孔隙率、填充率与空隙率的概念及计算 密度：材料在绝对密实状态下,单位体积的质量。（质量密度） 密实体积：不含有孔隙和空隙的体积(V)。 g/cm3 表观密度：材料在自然状态下，单位体积的质量。（体积密度） 表观体积：含有孔隙但不含空隙的体积(V0)。（用排水法测得的扣除了材料内部开口孔隙的体积称为近视表观体积，也称视体积。 ㎏/m3或g/cm3 堆积密度：材料在堆积状态下，单位体积的质量。（容装密度） 堆积体积：含有孔隙和空隙的体积（V0’）。 ㎏/m3 密实度：密实度是指材料体积内，被固体物质所充实的程度。 v m = ρv o m = 0ρ' 00 v m ='ρ00100%100%V D V ρρ =??＝%100101??-=W V V m m W ρ
机械振动 1、判断简谐振动的方法 简谐运动：物体在跟偏离平衡位置的位移大小成正比，并且总指向平衡位置的回复力的作用下的振动。特征是：F=-kx,a=-kx/m. 要判定一个物体的运动是简谐运动，首先要判定这个物体的运动是机械振动，即看这个物体是不是做的往复运动；看这个物体在运动过程中有没有平衡位置；看当物体离开平衡位置时，会不会受到指向平衡位置的回复力作用，物体在运动中受到的阻力是不是足够小。 然后再找出平衡位置并以平衡位置为原点建立坐标系，再让物体沿着x 轴的正方向偏离平衡位置，求出物体所受回复力的大小，若回复力为F=-kx,则该物体的运动是简谐运动。 2、简谐运动中各物理量的变化特点 简谐运动涉及到的物理量较多，但都与简谐运动物体相对平衡位置的位移x 存在直接或间接关系： 如果弄清了上述关系，就很容易判断各物理量的变化情况 3、简谐运动的对称性 简谐运动的对称性是指振子经过关于平衡位置对称的两位置时，振子的位移、回复力、加速度、动能、势能、速度、动量等均是等大的（位移、回复力、加速度的方向相反，速度动量的方向不确定）。运动时间也具有对称性，即在平衡位置对称两段位移间运动的时间相等。 理解好对称性这一点对解决有关问题很有帮助。 4、简谐运动的周期性 5、简谐运动图象 简谐运动图象能够反映简谐运动的运动规律，因此将简谐运动图象跟具体运动过程联系起来是讨论简谐运动的一种好方法。 6、受迫振动与共振 (1)、受迫振动：物体在周期性驱动力作用下的振动，其振动频率和固有频率无关，等于驱动力的频率；受迫振动是等幅振动，振动物体因克服摩擦或其它阻力做功而消耗振动能量刚好由周期性的驱动力做功给予补充，维持其做等幅振动。 位移x 回复力F=-Kx 加速度a=-Kx/m 位移x 势能E p =Kx 2/2 动能E k =E-Kx 2/2 速度m E V K 2
艰第八单元 金属和金属材料 第一节 金属材料 ● 金属材料：金属材料包括纯金属以及它们的合金。 ● 金属的物理性质 ? 在常温下一般为固态（汞为液态），有金属光泽（大多数金属呈银白色，铜呈紫红色，金呈黄色）； ? 导电性、导热性、熔点较高、有延展性、能够弯曲、硬度较大、密度较大。 ● 金属之最 ? 地壳中含量最多的金属元素——铝 ? 人体中含量最多的金属元素——钙 ? 目前世界年产量最多的金属——铁（铁＞铝＞铜） ? 导电、导热性最好的金属——银（银＞铜＞金＞铝） ? 熔点最高的金属——钨 ? 熔点最低的金属——汞 ? 硬度最大的金属——铬 ? 密度最大的金属——锇 ? 密度最小的金属——锂 ● 金属的分类 ● 金属的应用 物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。 ? 铜、铝——电线——导电性好、价格低廉 ? 钨——灯丝——熔点高 ? 铬——电镀——硬度大 ? 铁——菜刀、镰刀、锤子等 ? 汞——体温计液柱 ? 银——保温瓶内胆 ? 铝——“银粉”、锡箔纸 ● 合金：由两种或两种以上的金属或金属与非金属经一定方法所合成的具有金属特性的物质。 合金是混合物。金属氧化物不是合金。 ● 目前已制得的纯金属只有90多种，而合金已达几千种。 ● 合金的硬度一般比组成它的纯金属的硬度大，抗腐蚀性强。 ● 合金的熔点一般比组成它的纯金属的熔点低。 ● 黑色金属：通常指铁、锰、铬及它们的合金。 有色金属：通常是指除黑色金属以外的其他金属。 重金属：如铜、锌、铅等 轻金属：如钠、镁、铝等
高中有机化学基础知识点归纳小结 一、重要的物理性质 1．有机物的溶解性 （1）难溶于水的有：各类烃、卤代烃、硝基化合物、酯、绝大多数高聚物、高级的（指分子中碳原子数目较多的，下同）醇、醛、羧酸等。 （2）易溶于水的有：低级的[一般指N(C)≤4]醇、（醚）、醛、（酮）、羧酸及盐、氨基酸及盐、单糖、二糖。（它们都能与水形成氢键）。 二、重要的反应 1．能使溴水（Br2/H2O）褪色的物质 （1）有机物①通过加成反应使之褪色：含有、—C≡C—的不饱和化合物 ②通过取代反应使之褪色：酚类注意：苯酚溶液遇浓溴水时，除褪色现象之外还产生白色沉淀。 ③通过氧化反应使之褪色：含有—CHO（醛基）的有机物（有水参加反应）注意：纯净的只含有—CHO （醛基）的有机物不能使溴的四氯化碳溶液褪色 ④通过萃取使之褪色：液态烷烃、环烷烃、苯及其同系物、饱和卤代烃、饱和酯 （2）无机物①通过与碱发生歧化反应3Br2 + 6OH- == 5Br- + BrO3- + 3H2O或Br2 + 2OH- == Br- + BrO- + H2O ②与还原性物质发生氧化还原反应，如H2S、S2-、SO2、SO32-、I-、Fe2+ 2．能使酸性高锰酸钾溶液KMnO4/H+褪色的物质 1）有机物：含有、—C≡C—、—OH（较慢）、—CHO的物质苯环相连的侧链碳上有氢原子的苯的同系物（但苯不反应） 2）无机物：与还原性物质发生氧化还原反应，如H2S、S2-、SO2、SO32-、Br-、I-、Fe2+ 3．与Na反应的有机物：含有—OH、—COOH的有机物 与NaOH反应的有机物：常温下，易与含有酚羟基 ．．．、—COOH的有机物反应 加热时，能与卤代烃、酯反应（取代反应） 与Na2CO3反应的有机物：含有酚．羟基的有机物反应生成酚钠和NaHCO3； 含有—COOH的有机物反应生成羧酸钠，并放出CO2气体； 含有—SO3H的有机物反应生成磺酸钠并放出CO2气体。 与NaHCO3反应的有机物：含有—COOH、—SO3H的有机物反应生成羧酸钠、磺酸钠并放出等物质的量的CO2气体。4．既能与强酸，又能与强碱反应的物质 （1）2Al + 6H+ == 2 Al3+ + 3H2↑2Al + 2OH- + 2H2O == 2 AlO2- + 3H2↑ （2）Al2O3 + 6H+ == 2 Al3+ + 3H2O Al2O3 + 2OH-== 2 AlO2- + H2O （3）Al(OH)3 + 3H+ == Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + OH-== AlO2- + 2H2O （4）弱酸的酸式盐，如NaHCO3、NaHS等等 NaHCO3 + HCl == NaCl + CO2↑ + H2O NaHCO3 + NaOH == Na2CO3 + H2O NaHS + HCl == NaCl + H2S↑NaHS + NaOH == Na2S + H2O （5）弱酸弱碱盐，如CH3COONH4、(NH4)2S等等 2CH3COONH4 + H2SO4 == (NH4)2SO4 + 2CH3COOH CH3COONH4 + NaOH == CH3COONa + NH3↑+ H2O (NH4)2S + H2SO4 == (NH4)2SO4 + H2S↑ (NH4)2S +2NaOH == Na2S + 2NH3↑+ 2H2O （6）氨基酸，如甘氨酸等 H2NCH2COOH + HCl → HOOCCH2NH3Cl H2NCH2COOH + NaOH → H2NCH2COONa + H2O
第一章 1.三种典型晶胞结构： 体心立方： Mo 、Cr 、W 、V 和 α-Fe 面心立方： Al 、Cu 、Ni 、Pb 和 β-Fe 密排六方： Zn 、Mg 、Be 体心立方 面心立方 密排六方 实际原子数 2 4 6 原子半径 a r 4 3= a r 4 2= a r 21= 配位数 8 12 12 致密数 68% 74% 74% 2.晶向、晶面与各向异性 晶向：通过原子中心的直线为原子列，它所代表的方向称为晶向，用晶向指数表示。 晶面：通过晶格中原子中心的平面称为晶面，用晶面指数表示。 （晶向指数、晶面指数的确定见书P7。） 各向异性：晶体在不同方向上性能不相同的现象称为各向异性。 3.金属的晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷 4.晶体缺陷与强化：室温下金属的强度随晶体缺陷的增多而迅速下降，当缺陷增多到一定数量后，金属强度又随晶体缺陷的增加而增大。因此，可以通过减少或者增加晶体缺陷这两个方面来提高金属强度。 5..过冷：实际结晶温度Tn 低于理论结晶温度To 的现象称为过冷。 过冷度 n T T T -=?0 过冷度与冷却速度有关，冷却速度越大，过冷度也越大。 6.结晶过程：金属结晶就是晶核不断形成和不断长大的过程。 7.滑移变形：单晶体金属在拉伸塑性变形时，晶体内部沿着原子排列最密的晶面和晶向发生了相对滑移，滑移面两侧晶体结构没有改变，晶格位向也基本一致，因此称为滑移变形。 晶体的滑移系越多，金属的塑性变形能力就越大。 8.加工硬化：随塑性变形增加，金属晶格的位错密度不断增加，位错间的相互作用增强，提高了金属的塑性变形抗力，使金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性显著降低，这称为加工硬化。 9.再结晶：金属从一种固体晶态过渡到另一种固体晶态的过程称为再结晶。 作用：消除加工硬化，把金属的力学和物化性能基本恢复到变形前的水平。 10.合金：两种或两种以上金属元素或金属与非金属元素组成的具有金属特性的物质。 11.相：合金中具有相同化学成分、相同晶体结构并有界面与其他部分隔开的均匀组成部分称为“相”。 分类：固溶体和金属间化合物 第二章 1.铁碳合金相图（20分） P22
机械振动和机械波 一、知识结构 二、重点知识回顾 1机械振动 （一）机械振动 物体（质点）在某一中心位置两侧所做的往复运动就叫做机械振动，物体能够围绕着平衡位置做往复运动，必然受到使它能够回到平衡位置的力即回复力。回复力是以效果命名的力，它可以是一个力或一个力的分力，也可以是几个力的合力。 产生振动的必要条件是：a、物体离开平衡位置后要受到回复力作用。b、阻力足够小。 （二）简谐振动 1. 定义：物体在跟位移成正比，并且总是指向平衡位置的回复力作用下的振动叫简谐振动。简谐振动是最简单，最基本的振动。研究简谐振动物体的位置，常常建立以中心位置（平衡位置）为原点的坐标系，把物体的位移定义为物体偏离开坐标原点的位移。因此简谐振动也可说是物体在跟位移大小成正比，方向跟位移相反的回复力作用下的振动，即F=－k x，其中“－”号表示力方向跟位移方向相反。 2. 简谐振动的条件：物体必须受到大小跟离开平衡位置的位移成正比，方向跟位移方向相反的回复力作用。 3. 简谐振动是一种机械运动，有关机械运动的概念和规律都适用，简谐振动的特点在于它是一种周期性运动，它的位移、回复力、速度、加速度以及动能和势能（重力势能和弹性势能）都随时间做周期性变化。 （三）描述振动的物理量，简谐振动是一种周期性运动，描述系统的整体的振动情况常引入下面几个物理量。
1. 振幅：振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，常用字母“A”表示，它是标量，为正值，振幅是表示振动强弱的物理量，振幅的大小表示了振动系统总机械能的大小，简谐振动在振动过程中，动能和势能相互转化而总机械能守恒。 2. 周期和频率，周期是振子完成一次全振动的时间，频率是一秒钟内振子完成全振动的次数。振动的周期T跟频率f之间是倒数关系，即T=1/f。振动的周期和频率都是描述振动快慢的物理量，简谐振动的周期和频率是由振动物体本身性质决定的，与振幅无关，所以又叫固有周期和固有频率。 （四）单摆：摆角小于5°的单摆是典型的简谐振动。 细线的一端固定在悬点，另一端拴一个小球，忽略线的伸缩和质量，球的直径远小于悬线长度的装置叫单摆。单摆做简谐振动的条件是：最大摆角小于5°，单摆的回复力F是重力在 圆弧切线方向的分力。单摆的周期公式是T=。由公式可知单摆做简谐振动的固有周期与振幅，摆球质量无关，只与L和g有关，其中L是摆长，是悬点到摆球球心的距离。g是单摆所在处的重力加速度，在有加速度的系统中（如悬挂在升降机中的单摆）其g应为等效加速度。 （五）振动图象。 简谐振动的图象是振子振动的位移随时间变化的函数图象。所建坐标系中横轴表示时间，纵轴表示位移。图象是正弦或余弦函数图象，它直观地反映出简谐振动的位移随时间作周期性变化的规律。要把质点的振动过程和振动图象联系起来，从图象可以得到振子在不同时刻或不同位置时位移、速度、加速度，回复力等的变化情况。 （六）机械振动的应用——受迫振动和共振现象的分析 （1）物体在周期性的外力（策动力）作用下的振动叫做受迫振动，受迫振动的频率在振动稳定后总是等于外界策动力的频率，与物体的固有频率无关。 （2）在受迫振动中，策动力的频率与物体的固有频率相等时，振幅最大，这种现象叫共振，声音的共振现象叫做共鸣。 2机械波中的应用问题 1. 理解机械波的形成及其概念。 （1）机械波产生的必要条件是：<1>有振动的波源；<2>有传播振动的媒质。 （2）机械波的特点：后一质点重复前一质点的运动，各质点的周期、频率及起振方向都与波源相同。 （3）机械波运动的特点：机械波是一种运动形式的传播，振动的能量被传递，但参与振动的质点仍在原平衡位置附近振动并没有随波迁移。 （4）描述机械波的物理量关系：v T f ==? λ λ 注：各质点的振动与波源相同，波的频率和周期就是振源的频率和周期，与传播波的介质无关，波速取决于质点被带动的“难易”，由媒质的性质决定。 2. 会用图像法分析机械振动和机械波。 振动图像，例：波的图像，例： 振动图像与波的图像的区别横坐标表示质点的振动时间横坐标表示介质中各质点的平衡位置 表征单个质点振动的位移随时间变 化的规律 表征大量质点在同一时刻相对于平衡位 置的位移 相邻的两个振动状态始终相同的质 点间的距离表示振动质点的振动周 期。例：T s =4 相邻的两个振动始终同向的质点间的距 离表示波长。例：λ=8m
第一章 1、材料的基本概念 材料是人类赖以生存的基础，材料的发展和进步伴随着人类文明发展和进步的全过程。材料是国民经济建设，国防建设和人民生活不可缺少的重要组成部分，是社会现代化的物质基础与先导。 材料，尤其是新材料的研究、开发与应用反映着一个国家的科学技术与工业水平。 材料特别是新材料与社会现代化及现代文明的关系十分密切，新材料对提高人民生活，增加国家安全，提高工业生产率与经济增长提供了物质基础，因此新材料的发展十分重要。 材料是一切科学技术的物质基础，而各种材料的起点主要来源于材料的化学制备和化学改性。 2、什么是材料科学工程 具有物理学、化学、冶金学、金属学、陶瓷学、计算数学等多学科交叉与结合的特点，并且具有鲜明的工程性。 3、什么是材料化学 材料化学在研究开发新材料中的作用，就是用化学理论和方法来研究功能分子以及由功能分子构筑的材料的结构与功能关系，使人们能够设计新型材料，提供的各种化学合成反应和方法使人们可以获得具有所设计结构的材料。 采用新技术和新工艺方法，合成新物质和新材料，通过化学反应实现各组分在原子或分子水平上的相互转换过程。涉及材料的制备、组成、结构、性质及其应用的一门科学。 材料化学既是材料科学的一个重要分支，也是材料科学的核心内容。同时又是化学学科的一个组成部分，具有明显的交叉学科、边缘学科的性质。是材料学专业学生的一门重要的专业基础知识课程。 4、材料的分类 （1）按照材料的使用性能：可分为结构材料与功能材料两类 结构材料的使用性能主要是力学性能； 功能材料的使用性能主要是光、电、磁、热、声等功能性能。 （2）以材料所含的化学物质的不同将材料分为四类：金属材料、非金属材料、高分子材料及由此三类材料相互组合而成的复合材料。 第二章 1、原子结合---键合 两种主要类型的原子键：一次键和二次键。 （1）一次键的三个主要类型：离子键、共价键和金属键。（一次键都涉及电子的转移，或者是电子的共用。）一次键通常比二次键强一个数量级以上。 ①金属键：自由电子和正离子组成的晶体格子之间的相互作用就是金属键。没有方向性和饱和性的。 ②离子键：包含正电性和负电性两种元素的化合物最通常的键类型为离子键。阴阳离子的电子云通常都是球形对称的，故离子键没有方向性和饱和性。 ③共价键：由两个原子共有最外层电子的键合，使每个原子都达到稳定的饱和电子层。共价键具有方向性和饱和性。 （2）二次键：范德华键（二次键既不涉及电子的转移，也不涉及电子的共用。） 以弱静电吸引的方式使分子或原子团连接在一起的，比前3种键合力要弱得多。包含色散效应、分子极化、氢键。 ①色散效应：对称的分子和惰性气体原子，由于电子运动的结果，有时分子或原子的内部会发生电子的偏离而引起瞬时的极化，形成诱导瞬间电偶极子，就会产生很弱的吸引力，这样的吸引力在其它力不存在时能使分子间产生结合。 ②分子极化：原子、离子及分子的电荷并不是固定在一定部位上，它们在相互靠近时，电荷会发生偏移，形成