一、概述

一、概述

1.高中物理中的重要物理量及其单位

(1)基本物理量

为描述物理基本问题,在物理学中,规定了一些基本物理量,抓住了基本物理量,就抓住了物理学基本问题,也便于进一步探讨其他的物理问题。在物理学中,以质量、长度、时间、电流、热力学温度、物质的量、发光强度(在高中阶段没有详细学习到)共七个物理量作为基本物理量。如:

①热力学温度:温度是描述冷热程度的物理量,是物质分子平均动能的标志。绝对零度时认为分子不运动。与摄氏温度的换算关系为

T=t+273

②电流强度:单位时间通过导体某横截面的电量,是标量。

(2)基本单位

基本物理量的单位叫基本单位,七个基本物理量对应的单位千克(kg)、米(m)、秒(s)、安培(A)、开尔文(K)、摩尔(mol)、坎德拉(cd,在高中阶段没有详细学习到)为基本单位。

(3)导出物理量

根据物理公式中基本物理量和其他物理量的关系而推导定义出来的物理量叫导出物理量。如:

①加速度:,表示质点速度变化快慢的物理量,是矢量,方向与速度变化量Δv的方向一致,单位m/s2

②线速度:,表示质点沿圆周轨迹运动的快慢,是矢量,方向沿圆周的切线方向,与半径垂直。单位m/s。

③角速度:,表示质点绕圆心转动的快慢,是矢量,方向垂直于转动平面,单位rad/s。

④振幅:做机械振动的质点离开平衡位置的最大距离,是标量;对同一振动系统,振幅越大,表示系统的能量越多。单位米(m)。

⑤波长λ:是两个相邻的、在振动过程中对平衡位置的位移总是相等的质点间的距离,表示波在空间上的周期性,是标量。波长在数值上等于一个周期时间里,波向前传播的距离;对横波来说,波长等于两个相邻的波峰(波谷)间的距离,对纵波来说,波长等于两个相邻的密部(疏部)中央间的距离。单位米(m)。

⑥周期和频率:是标量,表示做周期运动的质点运动的快慢程度。对做简谐振动的质点,周期是它完成一次全振动所用的时间。周期单位为秒(s),频率单位为赫兹(Hz)。

⑦电场强度:,描述电场力的性质的物理量,是电场本身的属性,与检验电荷无关。E是矢量,方向规定为正电荷所受电场力方向。单位为牛/库(N/C)。可以定性用电场线描述。

⑧电势:,描述电场能的性质的物理量,也是电场本身的属性,电势是标量,数值的多少是相对选择的零势面而言的。单位为焦/库(J/C)。可以定性用等势面描述。

⑨磁感应强度:(适用条件是电流元与磁场垂直放置时),描述磁场力的性质的物理量,是磁场本身的属性,与放入磁场的磁体和电流无关。B是矢量,方向为放入磁场中的小磁针静止时N极所受磁场力的方向;它与电流在磁场中所受力的方向间的关系满足左手定则。单位T。

⑩磁通量:穿过某个面的磁感线条数叫磁通量,是标量,在匀强磁场中Φ=BS。单位Wb。

○1半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做这种元素的半衰期。单位s。

(4)导出单位

根据物理公式中其他物理量和基本物理量的关系而推导出来的其他物理量的单位叫导出单位。如由公式,可以导出速度单位为米/秒(m/s)或千米/时(km/h),这里基本单位中长度分别选用米(m)、千米(km),时间分别选用秒(s)和小时(h)。

(5)高中物理中的矢量

高中物理中的矢量有位移、速度、加速度、线速度、角速度、力、电场强度、磁感应强度等。

2.物理模型与物理思想

物理模型是对物理系统和某一物理过程的抽象化的表征,它可以表征系统的结构及其某一方面的特征或运动规律等,物理模型是一种理想化的物理形态。

解决物理问题最重要的方法是建立物理模型,从本质上说,分析物理问题的过程,就是构建物理模型的过程。通过构建物理模型,得出一幅清晰的物理图景,是解决物理问题的关键。

高中物理模型一般可为以下几类:

(1)对象模型

对象模型也可称为物质模型,是由用来代替实际物体的具体物质组成,且能代表研究对象本质的实物系统。

对象模型有质点、弹簧振子、单摆、理想气体、点电荷、匀强电(磁)场、纯电阻、理想电源、匀强电场、匀强磁场等等。

(2)过程模型

过程模型是将物理过程理想化、纯粹化后抽象出的新的物理过程。

过程模型有匀速直线运动、匀变速直线运动、自由落体运动、竖直上抛运动、匀速圆周运动、简谐振动、气体的(等压、等温、等容、绝热)变化、理想电路等。

(3)条件模型

条件模型是将研究对象所处的外部条件理想化,舍去条件中的非本质因素,抓住其本质因素,将所研究的问题化难为易而建立起来的一种模型。

条件模型有光滑(水平面、导轨)、轻(绳、杆、滑轮、弹簧)、无限长直导线、足够长导轨、忽略空气阻力和介质阻力、理想绝缘体、绝热(导热)容器等。

(4)结构模拟模型

结构模拟模型有原子核式结构、电场线、等势面、磁感线、力作用示意图等。

3.高中物理课本中涉及的科学家及其史实

续表