高中物理

武汉市高中物理慕课工作室

目录

  • 1 机械运动与物理模型
    • 1.1 质点 参考系
    • 1.2 时间 位移
    • 1.3 位置变化快慢的描述——速度
    • 1.4 速度变化快慢的描述——加速度
    • 1.5 实验:探究小车速度随时间变化的规律
    • 1.6 匀变速直线运动的速度与时间的关系
    • 1.7 匀变速直线运动的位移与时间的关系
    • 1.8 匀变速直线运动的速度与位移的关系
    • 1.9 自由落体运动
  • 2 相互作用与运动定律
    • 2.1 重力
    • 2.2 弹力
    • 2.3 摩擦力
    • 2.4 作用力和反作用力
    • 2.5 力的合成
    • 2.6 力的分解
    • 2.7 共点力的平衡
    • 2.8 牛顿第一定律
    • 2.9 实验:探究加速度与力、质量的关系
    • 2.10 牛顿第二定律
    • 2.11 力学单位制
    • 2.12 牛顿运动定律的应用
    • 2.13 超重和失重
  • 3 曲线运动与万有引力定律
    • 3.1 曲线运动
    • 3.2 运动的合成和分解
    • 3.3 实验:探究平抛运动的特点
    • 3.4 抛体运动的规律
    • 3.5 圆周运动
    • 3.6 向心力
    • 3.7 向心加速度
    • 3.8 生活中的圆周运动
    • 3.9 行星的运动
    • 3.10 万有引力定律
    • 3.11 万有引力理论的成就
    • 3.12 宇宙航行
  • 4 牛顿力学的局限性与相对论初步
    • 4.1 相对论时空观与牛顿力学的局限性
  • 5 机械能及其守恒定律
    • 5.1 功与功率
    • 5.2 重力势能
    • 5.3 动能和动能定理
    • 5.4 机械能守恒定律
    • 5.5 实验:验证机械能守恒定律
  • 6 静电场
    • 6.1 电荷
    • 6.2 库仑定律
    • 6.3 电场 电场强度
    • 6.4 静电的防止与利用
    • 6.5 电势能和电势
    • 6.6 电势差
    • 6.7 电势差与电场强度的关系
    • 6.8 电容器的电容
    • 6.9 带电粒子在电场中的运动
  • 7 电路及其应用
    • 7.1 电源和电流
    • 7.2 导体的电阻
    • 7.3 实验:导体电阻率的测量
    • 7.4 串联电路和并联电路
    • 7.5 实验:练习使用多用电表
    • 7.6 电路中的能量转化
    • 7.7 闭合电路的欧姆定律
    • 7.8 实验:电池电动势和内阻的测量
  • 8 能源与可持续发展
    • 8.1 能源与可持续发展
  • 9 电磁场与电磁波初步
    • 9.1 磁场 磁感线
    • 9.2 磁感应强度 磁通量
    • 9.3 电磁感应现象及应用
    • 9.4 电磁波的发现及应用
    • 9.5 能量量子化
  • 10 动量与动量守恒定律
    • 10.1 动量
    • 10.2 动量定理
    • 10.3 动量守恒定律
    • 10.4 实验:验证动量守恒定律
    • 10.5 碰撞
    • 10.6 反冲现象 火箭
  • 11 机械振动与机械波
    • 11.1 简谐运动
    • 11.2 简谐运动的描述
    • 11.3 简谐运动的回复力和能量
    • 11.4 单摆
    • 11.5 实验:用单摆测定重力加速度
    • 11.6 阻尼振动 受迫振动
    • 11.7 波的形成
    • 11.8 波的描述
    • 11.9 波的反射、折射和衍射
    • 11.10 波的干涉
    • 11.11 多普勒效应
  • 12 光及其应用
    • 12.1 光的折射
    • 12.2 全反射
    • 12.3 光的干涉
    • 12.4 实验:用双缝干涉实验测量光的波长
    • 12.5 光的衍射
    • 12.6 光的偏振 激光
  • 13 磁场
    • 13.1 磁场对通电导线的作用力
    • 13.2 磁场对运动电荷的作用力
    • 13.3 带电粒子在匀强磁场中的运动
  • 14 电磁感应及其应用
    • 14.1 楞次定律
    • 14.2 法拉第电磁感应定律
    • 14.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
    • 14.4 互感和自感
    • 14.5 交变电流
    • 14.6 交变电流的描述
    • 14.7 变压器
    • 14.8 电能的输送
  • 15 电磁振荡与电磁波
    • 15.1 电磁振荡
    • 15.2 电磁场与电磁波
    • 15.3 电磁波谱
位置变化快慢的描述——速度

本节教科书的重点是速度。由于位移和路程不相同,所以高中与初中所学习的速度时不相同的。注意这个不同的地方,有利于加强对矢量的认识。

同时通过极限的思维方法,从平均速度过渡到瞬时速度,让学生了解平均速度与瞬时速度的区别和联系






一、变化率

(1)任何事物的变化,包括物体位置的变化,总是伴随着一个过程。在这一过程中,我们关心两件事,一件是变化的多少,另一件是变化的快慢,后者就是变化率。以物体的直线运动为例,位移是变化的多少,速度就是变化率。两者相比,在研究物体的运动中,作为位置变化率的速度是更为核心的内容,也是学生学习中应该上的一个台阶。因为它不像变化的多少那么具体,那么看的见摸得着。

(选自人教版普通高中课程标准实验教科书物理必修一教师教学用书)


二、平均速度

平均速度是作为精确定义瞬时速度的前提而引入的,没有平均速度就无从定义瞬时速度,当很小时,平均速度逼近瞬时速度。

瞬时速度v简称速度,是描述质点运动状态的基本物理量,无论是运动学还是动力学中以及物理学的其他部分中都有重要作用。为了更好的理解瞬时速度,映入平均速度是必要的。瞬时速度是平均速度在时的极限,在实际应用所要求的精确度内,只要取得足够小就可以认为平均速度等于瞬时速度。

     机械运动时,某一时刻物体既在某一位置又不在某一位置,我们习惯说物体某一时刻在某一位置,对运动的物体这句话只说了一部分,还应该接着说此时刻物体要离开此位置(不在此位置)、物体有一定的速度。对运动的物体只说“某一时刻物体在某一位置”一句话,其含义不够确切,包含多种可能,如:物体可能静止在某一位置,可能快速或慢速通过此位置,可能向东或向南通过此位置……对运动物体我们说:某一时刻物体正经过或通过位置A可能更确切一些。

(选自人教版普通高中课程标准实验教科书物理必修一教师教学用书)


三、如何测量瞬时速度

根据定义,速度时由时间和长度两个基本量导出的。速度的测量也就依赖于对时间和长度的测量。而具体的量度却只能去测定某一确定的时间间隔和确定的长度,即使很小很小,总是确定的时间和长度。实际上不可能测量一个数学上的无穷小的时间和长度。因此对于速度的测量,不可能按定义去测量满足数学的无穷小时间间隔内的平均速度,只能测量足够小的某一确定时间间隔内的平均速度。而且,只要时间间隔足够小,通过对相应的的测量而求出的平均速度,与t时刻的瞬时速度v的差值也就可以达到足够小,从而认为它可以相当准确地代表t时刻的瞬时速度。这个足够小常称为物理上的无穷小,要小到什么程度,依赖于对实验精度的要求和测量技术的进步。随着实验技术和测量精度的提高,极小时间间隔和极小长度测量技术的提高,瞬时速度的测量也就越精确。

对于一般的测量,时间能测到毫秒,所求出的速度的精确度就可以与对其他物理量测量的精确度相协调了。

(选自人教版普通高中课程标准实验教科书物理必修一教师教学用书) 


四、光电门

光电门是一个像门样的装置,一边安装发光装置,一边安装接收装置并与计时装置连接。

当物体通过光电门时光被挡住,计时器开始计时,当物体离开时停止计时,这样就可以根据物体大小与运动时间计算物体运动的速度;

光电门主要应用于计数,计时,测速等方面当光电门计数时,传感器将高低变化的信号传到计数器上,计数器进行计数。电压升高再恢复原值计数器计数一次。当计数器计时时,计数器获得高电压时计时开始,获得低电压时计时停止。测得时间为物体完全通过光电门的时间。光电门测速也是根据计时的原理。

光电门原理应用很广泛,现已经不局限于门的形状,如点钞机,生产线计数器,光控路灯等。