初高中物理知识衔接(初稿)

初高中物理衔接知识

目录

第一章 如何学习高中物理

一、什么是物理学 二、回顾初中物理 三、高中物理知识结构

四、高中物理和初中物理的主要梯度

(一) 概念性阶梯： 1．从标量到矢量的阶梯。 2．速度的概念跨越的“台阶” 3．速度到加速度的阶梯。 (二) 规律上的阶梯 (三) 研究方法上的阶梯

1．从定性到定量。2．从一维运动到二维运动。3．引入平均值的方法。 五、如何学习高中物理

1、认真阅读教材，在预习和复习中学会自学 2、认真听讲，独立思考 3、做好实验，做好练习

第二章 高中物理涉及到的数学知识

一、 锐角三角函数

（一） 锐角三角函数的定义 （二）锐角三角函数的主要性质 （三）0－90°之间的特殊角的各三角函数值： 二、正余弦定律 三、直线方程 四、一元二次函数 五、角的弧度制表示

1．弧度制——另一种度量角的单位制 2、角度制与弧度制的换算 六、例题分析

第三章 对物理实验中的一些理论、方法、仪器总结归纳

一、误差

1. 误差：

2. 系统误差与偶然误差：① 系统误差② 偶然误差 3. 绝对误差与相对误差：① 绝对误差② 相对误差 二、有效数字

1. 有效数字

2. 有效数字位数的判定方法

三、测量的错误与误差（以长度测量为例） 四、近似数与有效数字 五、几种常用的实验仪器

1．刻度尺 2．秒表

3．电压表与电流表

附录阅读资料 1. 诺贝尔和诺贝尔奖 2. 牛顿 3. 爱因斯坦 4. 法拉第

（阅读资料）自行车身上的力学知识

初高中物理衔接知识

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、回顾初中物理：

1、 机械运动：重点学习了匀速直线运动。

2、 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。 3、 密度

4、压强，包括液体内部压强，大气压强。 5、浮力

6、简单机械：包括杠杆、滑轮、功、功率。

7、光 ：包括光的直线传播、光的反射折射、凸透镜成像规律 8、热学： 包括温度、内能 9、电路的串联并联、电能 、电功 10、磁场、磁场中的力、感应电流 11、能量和能

三、高中物理知识结构：

高中物理的主要内容可分为力学、热学、电学、光学、原子物理五个部分。 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。比如说我们要研究游乐场中的“翻滚过山车”是什么原理。再如，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？

热学：主要研究分子动理论和气体的热学性质。

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感应定律。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。

光学：主要研究光的传播规律和光的本性。 原子物理：主要研究原子和原子核的组成与变化。 四、高中物理和初中物理的主要梯度：

(一) 概念性阶梯：

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（加减乘除四则运算），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．速度的概念跨越的“台阶”。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，速度是矢量。初中学习的速度实际上是平均速率。

3．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增加出来的速度，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。

(二) 规律上的阶梯

概念上的阶梯必然导致规律上的阶梯，规律上的阶梯主要表现在以下两个方面：

1．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。

2．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。

(三) 研究方法上的阶梯

1．从定性到定量。初中物理中的内容基本上是对物理现象的定性说明和简单的定量描述，进入高中后要对物理现象进行模型化抽象和数学化描述。

2．从一维运动到二维运动。初中只学习匀速直线运动，而在高中不仅要学习匀变速直线运动，还要学习二维的曲线运动，并在研究物理过程时引入坐标法，把平面上的曲线运动(如平抛运动) 分解成两个方向上的直线运动来处理。

3．引入平均值的方法。这个方法对于研究非均匀变化的物理量的规律是很重要的科学简化法，如变速运动的快慢、变力做的功、变力的冲量等。当然，一旦跨越这个台阶就会对很多物理现象的理解带来很大的好处。

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„„。

五、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

自学能力是人的素质的重要组成部分。很多科学家是自学成才的典范，他们大部分知识是经过自学获得的。自学能力表现在自己会认真阅读、会独立思考、会查找资料，自己能解决一些疑难问题。自学能力是一个人能获得知识、能理解与运用知识的基本保证。同学们上高中要增强自学意识，学会自学，对学好高中各门学科都非常有利。

在预习中，对于第一次接触的概念、规律要认真分析。对于物理概念的学习，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? 对于物理规律的教学也要注重三个方面的学习: (1)它是怎么得到的? (2)规律的内容是什么? 表达式怎样? (3)表达式中各物理量的含义是什么? 条件是什么? 这样去学习新概念，新规律，可加深对知识的理解和掌握，同时也能改掉死记硬背的习惯，逐步掌握学习物理的正确方法。

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ν0、νt ，等等。

③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

一. 锐角三角函数

（一） 锐角三角函数的定义。 1．直角三角形的三条边：

如图所示，在直仍三角形ΔABC 中，∠C 是直角。则AC 、BC 叫做直角边，AB 叫做斜边。∠A 、∠B 都是锐角。对于∠A 来说，AC 叫做∠A 的邻边，BC 叫做∠A 的对边。 2．锐角三角函数

初中几何课本中给出锐角三角函数的定义，是依据这样一个基本事实：在直角三角形中，当锐角固定时，它的对边、邻边与斜边的比值是一个固定的值。

关于这点，我们看右图，图中的直角三角形AB 1C 1，AB 2C 2，AB 3C 3，„都有一个相等的锐角A ，即锐角A 取一个固定值。如图所示，许许多多直角三角形中相等的那个锐角叠合在一起，并使一条直角边落在同一条直线上，那么斜边必然都落在另一条直线上。不难看出：

B 1C 1∥B 2C 2∥B 3C 3∥„，

∵△AB 1C 1∽△AB 2C 2∽△AB 3C 3∽„，

因此，在这些直角三角形中，∠A 的对边与斜边的比值是一个固定的值。 根据同样道理，由“相似形”知识可以知道，在这些直角三角形中，∠A 的对边与邻边的比值，∠A 的邻边与斜边的比值都分别是某个固定的值。

这样，在△ABC 中，∠C 为直角，我们把锐角A 的对边与斜边的比叫做∠A 的正弦，记作SinA ；锐角A 邻边与斜边的比叫做∠A 的余弦，记作CosA ；锐角A 的对边与邻边的比叫做∠A 的正切，记作tgA ；锐角A 的邻边与对边的比叫做∠A

的余

切，记作cotA ，于是我们得到锐角A 的四个锐角三角函数。

三角函数定义如下：

设∠A=α，并令AC=x，BC=y，AB=r，则α的四个三角函数值定义为：

∠A 的正弦、余弦、正切、余切统称为三角函数（高中数学还将会学到其它的三角函数名称）。

（二）锐角三角函数的主要性质： 1. 三角函数值只是一个比值，由角的大小唯一确定，与直角三角形的边长无关。 2．Sin α、Cos α、tan α、cot α均为正值。

3. 当0

②比值的关系：

③倒数关系：

5. 若α、β互为余角，则有：

Sin α=Cosβ,Cos α=Sinβ,tan α=cotβ,cot α=tanβ

（三）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。

表格中的370和530角同学们在初中很少遇到，但我们在

高中物理中经常要用到它们。其实这两个角也是大家很熟悉的，还记得“勾3股4弦必5”吧？在这个直角三角形中，长为5的边所对的是直角，长为3的边所对的锐角就是370，长为4的边对的角就是530。

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

角的单位，除了我们熟知的“度、分、秒”以外，还可以用另一个单位——弧度。它的单位是“弧度”，记作rad ，读作弧度。

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=1rad ∠AOC=2rad

2、角度制与弧度制的换算

显然，一个平角是，对应的弧长就是一个“半圆”，

如果这个圆的半径是R ，那么这段弧长就是πR ，所以，

180°的角用弧度做单位就是180°=R π/R =π弧度πrad 。

这个关系式可以作为角度与弧度的换算关系式。

由上述关系式可知：

今后在具体运算时，“弧度”二字和单位符号“rad ”可以省略不写。例如：3表示3rad ， sinπ表示πrad 角的正弦 。

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、例题分析

在物理中应用锐角的三角函数，要深刻理解

锐角三角函数定义，一般说来注意以下三点方法

就够用了：

(1)准确理解锐角三角函数定义。

要熟记每个锐角三角函数是怎样规定的，是

角的哪条边与哪条边的比；在具体应用定义时，

要注意分清图形中，哪条边是角的对边，哪条边

是角的邻边，哪条边是斜边。

例1．求出图中sinD ，tgE 的值。

(2)角A 的锐角三角函数值与三角形的大小，即边的长短无关。

根据这一点，我们在已知一个角的任意一个三角函数时，可以通过画直角三角形的办法来求出这个角的所有的三角函数的值，而不一定要知道这个角究竟是多少度的角。

例2：已知A 是锐角，tanA=0.75，求SinA 、CosA 的值。

分析与解答： 因为tanA=0.75，即∠A 的对边与邻边的比值是0.75，我们把这个比值化为最简单的整数比即为3：4，所以我们可以画一个直角三角形，（如图，各边的长度不一定要很准确）。它的两条直角边的长分别是3和4，那么由勾股定理可得，

（3）熟记特殊角的三角函数的值。

例3. α为锐角，试比较sin α与cos α的大小。

分析与解答： 先分析比较特殊角的三角函数的值的特点。可知

第三章 对物理实验中的一些理论、方法、仪器总结归纳

一、误差

1. 误差：测量值与真实值的差异称为误差。误差存在于一切测量之中，而且贯穿测量过程的始终。

2. 系统误差与偶然误差：从误差来源看，误差根据其性质分为系统误差和偶然误差。

① 系统误差：系统误差主要是由于实验原理不够完备、实验仪器精度不够或实验方法粗略而产生的。系统误差的基本特点是：实验结果对真实值偏差总是具有相同的倾向性，即总是偏大或偏小。减小系统误差的方法有：改善实验原理、提高实验仪器的测量精度、设计更精巧的实验方法。

② 偶然误差：偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的。偶然误差的特点是：有时偏大，有时偏小，且偏大和偏小的机会相等。减小偶然误差的方法有：多次实验取平均值。通常将足够多次数的测量结果的平均值取为该待测量的真实值。

3. 绝对误差与相对误差：从分析数据看，误差分为绝对误差和相对误差。 ① 绝对误差：绝对误差是测量值与真实值之差，即绝对误差

。 ∆x =测量值-，它反映测量值偏离真实值的大小（多少）

② 相对误差：相对误差等于绝对误差∆x 与真实值x 0之比。常用百分数表示：η=∆x ⨯100%。相对误差反映了实验结果的精确程度。 x 0

③ 对于两个测量值的评估，必须考虑其相对误差。绝对误差大者，其相对误差不一定大。

二、有效数字

1. 有效数字：带有一位不可靠数字的近似数字叫做有效数字。有效数字的最后一位是误差所在位。

2. 有效数字位数的判定方法：

① 从左往右数，从第一个不为零的数字起，数到右边最末一位估读数字止。 ② 有效数字的位数与小数点的位置无关，可以采用科学记数法来表示。如0. 0735cm =7. 35⨯10-2cm ，有三位有效数字。

③ 以从左往右第一个不为零数字为标准，其左边的“0”不是有效数字，其右边的“0”是有效数字。如0.0123是3位有效数字，0.01230是4位有效数字。

④ 作为有效数字的“0”，不可省略不写。如不能将1.350cm 写成1.35cm ，因为它们的误差不相同。前者精确到1/10mm，后者精确到mm 。

三、测量的错误与误差（以长度测量为例）

测量的错误与误差是两个完全不同的概念。错误是应该也可以避免的，而

误差是绝对不可避免的，即无论你想什么法子都不可能没有误差，只是误差的大小不同而已。

1． 测量的错误是人（测量者）造成的。尺的放置和怎样读取结果是有一定规则的，按规则进行是正确的，不按规则进行就是错误的，测量的结果也是错误的。按规则测量这是人能做到的事情，因此测量的错误是可以避免的。

2．任何一个被测物体都有自己一定的尺寸，即都有各自的真实长度值——真实值，我们用尺去测量得到的结果称为测量值，真实值是唯一的，而测量值可以是多个值，测量值与真实值之间的差异叫误差。产生误差的原因是多方面的，主要关系到两大方面：

① 与仪器（即尺）有关

② 与测量者有关

事实上，我们所说的测量精确也好、准确也好，都是有误差的精确或准确，都是相对的精确或准确。例如：用最小分度值是厘米的尺来测量，误差不会超过1cm ；用最小分度值是mm 的尺来测量，误差不会超过1mm ；用最小分度值是百分之一毫米的尺来测量，误差不会超过百分之一毫米，相对而言，最小分度值越小测量的误差也就越小。

3．减小误差的办法：误差不可避免，但可以尽量减小误差。例如选用制作精确的尺，估读认真细心些，在这样的基础上，还可以采取多次测量求平均值的方法来减小误差。这从两个方面来达到。

① 一般来说，同一把尺上不同部位的刻度间距不可能绝对均匀，可能会有轻微的不均匀现象。多次测量时，应该尽量用尺的不同部位来测量，如果刻度有轻微的不均匀现象，就可能某几次测量结果偏大，而另外几次测量结果偏小，取所有测量结果的平均值，就可以使偏大偏小相互抵消一些，从而使误差相应地小些。

② 因为测量需要估读，而估读可能偏大也可能偏小，在多次测量中，可能某几次估读偏大，而另外几次估读偏小，取平均值会使偏大偏小相互抵消一些，从而使误差相应地减少些。

计算平均值时有一个原则应该遵守：原测量结果有效数字是几位，取其平均值的数，有效数字也取几位，若多，则四舍五入；若少，则补零。

四、近似数与有效数字

1．课本对近似数、有效数字的定义与说明。

利用四舍五入法取一个数的近似数时，四舍五入到哪一位，就说这个近似数精确到哪一位。

对于一个近似数，从左边第一个不是0的数字起，到精确到的数位止，所有的数字都叫做这个数的有效数字。

2．从上面说明与定义，结合数字，从下面几个方面帮助大家认识近似数与有效数字。

① 数可以大致分为两类，即精确数和近似数。

如（1）世界上只有一个地球。（2）我校有26个班级，其中一班53人，其中出现的数据是精确的，叫做精确数。再如：（3）π≈3. 14（4）这本书的长度大约为14.72cm 。这些数据都是近似数，在这些近似数中，如π≈3. 14，3.1这两位数字是准确的，末尾数字“4”是估计的，不准确。再如14.72中的1、4、7是准确的，而末尾数字“2”是估计的，不准确。近似数大致有这两类，一类是“计算时”四舍五入得到的，如π≈3. 14，再一类是测量得到的，如这本书的长度大约为14.72cm 。

② 测量与记录结果

如测量长度、质量、时间等的数据，在记录时应带上单位。如一位同学测数学课本宽为14.75cm 。倒数第二位“7”是十分位，所对应单位为刻度尺的最小刻度——mm ；倒数第一位是百分位，估计值，体现出测量的精确程度，在使用工具测量时，测量记录结果可以估计到最小刻度后一位。

③ 有效数字的认识

如（1）“1.235”这个数中有效数字为1、2、3、5。（2）0.001 200 350 00这个数中有效数字为1、2、0、0、3、5、0、0、0共九位，有效数字是这个数从左边第一位不为零的数字起，到这个数末位数字止的所有数字。

④ 精确数位的认识

给你一个数，四舍五入法，取近似数，从三个方面精确数位：（1）精确到万位等，（2）精确到万分位等，（3）保留几位有效数字。

例如我国人口第五次人口普查有1295330000人。（1）精确到万位，写为129 533万。（2）保留三位有效数字写为1. 30⨯109。再如0. 013578。（1）保留小数点后三位，写为0.014。（2）精确到万分位，写为0.0136。

⑤ 两类特殊数的认识

第一类：“阿拉伯数+汉字”。如：1.2万

第二类：“科学记数法”表示的数。如：9. 6 108。

有些数在四舍五入取近似数时，需要精确到哪位时，就用上面的这两类。如④中的两个例子。

⑥ 三组概念的比较与认识

第一组是“精确数”与“精确到哪位”。“精确数”是一个数，它不是四舍五入得到的，它本身是一个准确的。“精确到哪位”是数位，通过四舍五入法取近似数而到哪位。如hand 由4个字母组成，这4是精确数，如1.278精确到百分位写为1.28，通过四舍五入法得到，这个数是不准确的。

第二组是“精确到哪位”与“哪位准确”，我们已经明确了“精确到哪位”，而“哪位准确”是指四舍五入得到数的非末尾数字，都是准确的，只有末尾数字不准确，如1.278中1、2、7是准确的，末尾数字8不准确。

第三组是“精确数”与“近似数”，精确数的每个数位上的数都是准确的，与实际相符的数，而近似数是“四舍五入”得到的数。

五、几种常用的实验仪器

1．刻度尺

① 刻度尺：刻度尺又称米尺，常用米尺的最小分度为1mm ，量程不等。 ② 注意事项

米尺的刻度线要紧贴待测物，避免视差。

测量起点不一定选在“0”刻度线，只要操作尽量简便即可。

毫米以下的数值靠目测估读一位，估计至最小刻度值的1/10。

测量精度要求较高时，要进行重复测量后取平均值。

2．秒表

① 秒表的构造

外壳按钮：使指针启动、停止和回零。

表盘刻度：如图所示，长针是秒针指示大圆周的刻

度，其最小分度一般是0.1s ，秒针转一圈是30s ；短针是分

针，指示小圆圈的刻度，其最小分度值常见为0.5min 。

② 注意事项

检查秒表零点是否准确。如不准，应记下其读数，并对读数作修正。

实验中切勿摔碰秒表，以免震坏。

实验完毕，应让秒表继续走动，使发条完全放松。

对秒表读数时一般不估读，因为机械表采用的齿轮传动，指针不可能停在两小格之间，所以不能估读出比最小刻度更短的时间。

3．电压表与电流表

① 直流电流表的量程为0～0.6A ～3A ，内阻一般在1Ω以下（毫安表的内阻一般在几欧～几十欧）。直流电压表的量程为0～3V ～15V ，两个量程的内阻分别约为3k Ω和15k Ω。

② 注意事项

机械零点的调整：在不通电时，指针应指在零刻度的位置。

1 选择适当量程：估算电路中的电流或电压，指针应偏转到满度的以3

上。若无法估算电路中的电流和电压，则应先选用较大的量程，再逐步减小量程。

正确接入电路：电流表应串联在电路中，电压表应并联在电路中，两种表都应使电流从正接线柱流入，负接线柱流出。

正确读数：根据所选量程的准确度，正确读出有效数字和单位。

注意内阻：电流表和电压表一方面作为仪器使用，同时又是被测电路中的一个电阻，实验中没有特别要求时，一般不考虑它们的内阻对电路的影响，但在有些测量中，不能忽视它们的内阻对被测电路的影响，如伏安法测电阻等。

附录阅读资料

1. 诺贝尔和诺贝尔奖

每年的12月10日，也即诺贝尔的逝世纪念日（诺贝尔于1896年12月10日逝世）的那天，瑞典首都斯德哥尔摩的音乐大厅里，华灯高照、金碧辉煌，来自各国的各界学者、名流济济一堂，进行一年一度的诺贝尔授奖仪式，由瑞典国王亲手把诺贝尔奖颁发给在物理、化学、经济、生理或医学、文学及和平事业上作出突出贡献的科学家，文学家和社会活动家，实现化学家、发明家诺贝尔的遗愿。 诺贝尔生于1833年，是一位瑞典发明家的儿子。自幼身体健康状况欠佳、因而主要接收的是家庭教师的教育，他曾在圣彼德堡学习过工程学。也曾在英国，在伊里克逊指导下学习了大约一年的时间。在他父亲的工厂里做实验的过程

中，诺贝尔发现当把甘油炸药分散在惰性物质中时。可以更安全地处理。此外，他发明了雷管和其他炸药，并取得了这些发明的专利权。

诺贝尔因炸药的制造和巴库油田的开发而得到了一笔巨额财产。他终生未婚，被认为是一个有自卑感和不合群的人。他对同伴常抱一种嘲笑的态度。但他为人心肠慈善，对人类的未来满怀希望。 诺贝尔留下900万美元的基金。他在遗嘱中写道。要用这笔基金的利息每年以奖金形式分发给那些在前一年中对人类作出重大贡献的人，奖金分为五等分。分别奖给物理、化学、生理或医学、文学和和平领域中作出杰出贡献的人，1969年诺贝尔基金会又增强了经济奖。诺贝尔物理学奖和化学奖由瑞典皇家科学院授予，生理学或医学奖由斯德哥尔摩加罗琳研究院授予，文学奖由斯德哥尔摩研究院授予，和平奖由挪威议会推选出的一个五人委员会授予。 诺贝尔奖只授予活着的人，得奖的人以本国语言发表演说，并且按照传统，没有任何一次诺贝尔奖曾授给三人以上的小组。每年秋天，大约有650封信发到下列人员手中，以征求诺贝尔科学奖的获奖者名单，这些人员的成员包括：瑞典皇家科学院成员，物理和化学的诺贝尔委员会的成员、从前的物理学奖和化学奖获得者，瑞典8所大学以及科学院选出的40-50个大学和研究所的物理学或化学教授以及外国的研究院和大学研究所的其他科学家。这样，大约提出60-100名物理学奖候选人，然后由一些非常严肃认真的人组成一个小组，细心研究提出人选，最后再经讨论筛选而确定该年度的诺贝尔物理学奖获得者

2. 牛顿

1642年，是人类科学历史上不平凡的一年。世界上失去了一位伟大的物理学家、天文学家，科学革命的先驱棗伽利略，也是这一年，诞生了另一位伟大的科学家，他象要完成什么使命，急急地来到这个世界时仅仅三磅重。人们看着他瘦弱的样子，担心他活不下来。可这个赢弱的生命在当时落后的医疗条件下竟奇迹般的活下来了，不但一生健康，还被人们称为天才人物。他，就是艾萨克·牛顿。

幼年的牛顿看上去并不聪明，除数学外，许多功课的成绩并不好，一连念了几年书都进步不大。牛顿特别喜欢手工，有点钱就置备木工工具。他做了不少风车、风筝、日晷、漏壶等实用器械，十分精巧，经学得到同学和邻居的称赞。但是由于功课不好，牛顿对于其中的道理讲不出来，于是受到一些同学的嘲笑。一次，一个经常捉弄他的强壮的男生，骂他是笨蛋、傻瓜，甚至还在牛顿的肚子上重重的踢了一脚。以往，牛顿总是不说话走开，可这次牛顿却火冒三丈，他象一只猛虎一样扑向那个大男生，并把他打翻在地，这事恰好被校长的儿子看见了，在他的庇护下，牛顿竟然也没有受到惩罚，望着这个大男生远去的背影，牛顿脸上泛出少有的胜利的微笑。可那个大男生好象又想起了什么，咧开大嘴扯着嗓子喊：“你有什么了不起，蠢才！”然后一溜烟跑了。牛顿喜悦的表情立刻消失了，他暗暗发誓一定要努力学习，超过所有的人。

从此，人们可以看到牛顿刻苦学习的身影。不久，他的学习成绩名列前茅，同学们再也不期负他、嘲笑他了，校长也十分器重他。

然而命运再一次对牛顿不公平，牛顿的继父去世了。牛顿做为长子，不得不放弃学业，回家务农，挑起生活的重担。但不久，家人们发现牛顿不适宜做农活，便又把他送去读书，牛顿不负重望，以优异成绩考入剑桥大学仝三一学院。读到三年级时，巴罗教授发现牛顿

是个人才，便举荐他为研究生。毕业后，留在大学研究室工作。

牛顿的一生为人类科学发展做出了巨大贡献，建立了经典力学基本体系，牛顿运动定律，发现万有引力定律，致力于光学方面的色的现象和光的本性研究，在热学、天文学、数学等方面也有很大成就

1921年度诺贝尔物理学奖终于授给了爱因斯坦。这是科学圣殿对一位科学天才的正式承认，是科学和真理对傲慢和偏见的胜利。这个胜利来得太不容易，它姗姗来迟了16年。 早在1905年，爱因斯坦就已提出了狭义相对论。狭义相对论推倒了牛顿力学的质量守恒、能量守恒、质量能量互不相关、时空永恒不变的基本命题。这是一场真正的科学革命。 其后，爱因斯坦又经过10年探索，建立了广义相对论。自此，爱因斯坦相对论宣告完成。它奠定了20世纪物理学的基石。爱因斯坦仍不满足。他开始探索宇宙起源问题，并揭示出宇宙是“静态”的、有限无界的。他根据广义相对论，提出了三大命题：光线在太阳引力场中会发生弯曲；水星近日点运动规律；引力场中光谱线向红端移动。然而直到1919年5月之前，这些预言并未得到验证。许多科学家对此持怀疑态度。 1919年5月29日, 日全食横贯大西洋。相对论的支持者、著名的英国教授爱丁顿率领英国天文考察队。抓住难逢的良机、对日全食进行观测。他要验证爱因斯坦关于星光在通过太阳引力场中发生弯曲的预言。经过4个月反复计算检验，初步结果出来了，9月22日，著名科学家洛伦兹电报告知爱因斯坦：爱丁顿发现星光于日缘处有偏转。这一结果证实了爱因斯坦的理论。 1919年11月6日，大不列颠皇家学会和伦敦天文皇家学会举行联席会仪，会仪主席汤姆逊宣布，日食观测结果测得星光在太阳附近偏转1.79秒，而爱因斯坦预言的是1.75秒，广义相对论完全获得证实。英国最有影响的报纸《泰晤士报》当即发表社论说，关于宇宙结构的观念必须改变了。世世代代以来被认为无可置疑的事实，已被有力的证据推翻，“一种新的宇宙哲学正在诞生。有人说过，仅狭义相对论的3篇论文就值3个诺贝尔奖。但诺贝尔奖却与爱因斯坦一直无缘。居里夫人、洛伦兹、爱丁顿、伦琴这些最杰出的科学家已为此奔走呼吁好多年了，但年年都因一批保守的科学家的阻挠而化为泡影。爱因斯坦的科学成就太革命太深邃，他遭受的攻击和诽谤也非同寻常。1921年，瑞典诺贝尔奖评委会为自已找到了一个妙不可言的台阶；决定授予爱因斯坦物理学奖——基于其光电效应定律的发现和理论物理方面的其他研究，这使反对和支持相对论的人都从不同方面感到了一些安慰。 3. 爱因斯坦

4. 法拉第

自学成才的电学大师

科学能使人高尚而亲切 （１７９１－１８６７） 从１８世纪中期到１９世纪末期，是近代科学的发展时期。这一时期除了天文学和力学之外，许多学科都开始有糸统的发展。电磁学理论更是异军突起。在电学研究队伍中，有一位屡建奇功的天才，这就是英国化学家和物理学家迈克尔·法拉第。

一、报童－－学徒－－仆人

法拉第于１７９１年9月22日出生在英国伦敦附近的一个小村里。他的父亲是个铁匠，

体弱多病，收入微薄，仅能勉强维持生活的温饱。但是父亲非常注意对孩子们的教育，要他们勤劳朴实，不要贪图金钱地位，要做一个正直的人。这对法拉第的思想和性格产生了很大的影响。 由于贫困，法拉第家里无法供他上学，因而法拉第幼年时没有受过正规教育，只读了两年小学。１２岁那年，为生计所迫，他上街头当了报童。第二年又到一个书商兼订书匠的家里当学徒。订书店里书籍堆积如山，法拉第带着强烈的求知欲望，如饥似渴地阅读各类书籍，汲取了许多自然科学方面的知识，尤其是《大英百科全书》中关于电学的文章，强烈地吸引着他。他努力地将书本知识付诸实践，利用废旧物品制作静电起电机，进行简单的化学和物理实验。他还与青年朋友们建立了一个学习小组，常常在一起讨论问题，交换思想。重视实践尤其是科学实验的特点，在法拉第一生的科学活动中贯彻始终。

法拉第不放过任何一个学习的机会，在哥哥的资助下，他有幸参加了学者塔特姆领导的青年科学组织－－伦敦城哲学会。通过一些活动，他初步掌握了物理、化学、天文、地质、气象等方面的基础知识，为以后的研究工作打下了良好基础。法拉第的好学精神感动了一位书店的老主顾，在他的帮助下，法拉第有幸聆听了著名化学家戴维的演讲。他把演讲内容全部记录下来并整理清楚，回去和朋友们认真讨论研究。他还把整理好的演讲记录送给戴维，并且附信，表明自己愿意献身科学事业。结果他如愿以偿。２２岁上做了戴维的实验助手。从此，法拉第开始了他的科学生涯。戴维虽然在科学上有许多了不起的贡献，但他说，我对科学最大的贡献是发现了法拉第。

法拉第勤奋好学，工作努力，很受戴维器重。１８１３年１０月，他随戴维到欧洲大陆国家考察，他的公开身份是仆人，但他不计较地位，也毫不自卑，而把这次考察当做学习的好机会。他见到了许多著名的科学家，参加了各种学术交流活动，还学会了法语和意大利语。大大开阔了眼界，增长了见识。因此有人说欧洲是法拉第的大学。

二、在科学的殿堂里

法拉第从欧洲回来后，立即全力以赴地投入科学研究。他搜集了能得到的一切资料，作了详尽的目录索引和笔记，大胆地进行各种化学试验。１０年间，他取得了许多成果，也成为一位知名的化学家。法拉第受谢林哲学的影响，相信电、磁、光、热是相互联系的。１８２０年，丹麦物理学家奥斯特发现了电流对磁针的作用，法拉第敏锐地感到了它的重要性，他决心进一步探索其内在原理。１８２１年，他成功地作出了“电磁旋转实验”。他用简单的装置，显示出通电导体和磁铁相互连续旋转，这是第一台将电能转换成机械能的装置。法拉第一直认为，各种自然力都存在密切关系，而且可以相互转化。他坚信磁也一定能产生电，并决心用实验来证明它。但是各种努力都失败了。直到经过近１０年的时间，到１８３１年他终于发现，一个通电线圈产生的磁力虽然不能在另一个线圈中引起通电电流，但是当通电线圈的电流刚刚接通或中断的时候，另一个线圈中的电流计指针有微小偏转。法拉第抓住这个发现反复做实验，都证实了这个现象。他又设计了各种各样的实验，磁作用力的变化同样也能产生电流。这就是有名的电磁感应原理。法拉第的这个发现终于劈开了探索电磁本质道路上的拦路大山，开通了在电池之外大量产生电流的新道路。法拉第发现的电磁感应原理是一个划时代的伟大科学成就，它使人类获得了打开电能宝库的金钥匙，在征服和利用自然的道路上迈进了一大步。利用这个原理，法拉第创制出了世界上第一台感应发电机的雏型。后来，人们又制成了实用的发电机、电动机、变压器等电力设

备，建立起水力和火力发电站，使电力普遍应用于社会的各方面。这一切都是和法拉第的伟大贡献分不开的。

为了证实用各种不同办法产生的电在本质上都是一样的，法拉第仔细研究了电解液中的化学现象，１８３４年总结出法拉第电解定律：电解释放出来的物质总量和通过的电流总量成正比，和那种物质的化学当量成正比。这条定律成为联系物理学和化学的桥梁，也是通向发现电子道路的桥梁。

法拉第在电磁学的新领域中耕耘播种。他为了探讨电磁和光的关系，在光学玻璃方面费尽了心血。１８４５年，也是在经历了无数次失败之后，他终于发现了“磁光效应”。他用实验证实了光和磁的相互作用，为电、磁和光的统一理论奠定了基础。

法拉第做为一名天才的电学大师，在电磁学的新领域中树立起了前进的路标。１８３７年他引入了电场和磁场的概念，指出电和磁的周围都有场的存在，这打破了牛顿力学“超距作用”的传统观念。１８３８年，他提出了电力线的新概念来解释电、磁现象，这是物理学理论上的一次重大突破。１８４３年，法拉第用有名的“冰桶实验”，证明了电荷守恒定律。１８５２年，他又引进了磁力线的概念，从而为经典电磁学理论的建立奠定了基础。后来，英国物理学家麦克斯韦用数学工具研究法拉第的力线理论，最后完成了经典电磁学理论。

爱因斯坦高度评价法拉第的工作，认为他在电学中的地位，相当于伽利略在力学中的地位。法拉第奠定了电磁学的实验基础。

三、博大的胸怀 １８３９年，由于过度的思考和劳累，法拉第患了严重的神经衰弱症，暂时中断了对电磁学的研究。但在病中他仍进行了液化气体的研究，几年以后身体稍有恢复，又继续原来的研究课题。１９世纪５０年代以后，他的健康状况进一步恶化，被迫停止了研究工作。但他仍经常作演讲，向广大群众宣传科学知识。他非常注意培养青年人。他每星期都在皇家研究院公开讲课。他在七十高龄的时候，仍给青少年作通俗科学讲座，并且把讲稿编成了一本著名的科普读物－－《蜡烛的故事》。

１８６７年８月２５日，这位伟大的科学家安然去世了。法拉第对人态度和蔼可亲，宽宏大量。他对自己要求严格，有错即改，决不文过饰非。他３３岁时就被选为英国皇家学会会员；３４岁时升任皇家研究院的实验室主任。１８４６年，他由于在电学方面的杰出贡献而获得伦德福奖章和皇家奖章，把两枚奖章授予同一个人，在皇家学会的历史上是十分罕见的。他虽然获得了很高的荣誉和地位，但却始终保持谦虚谨慎的态度。他在自己的临终遗嘱里，吩咐家人不要举行隆重的葬礼，也不要葬入名人公墓，而是和普通人一样葬在一般墓地。他成名以后，不愿为拿高额报酬而影响正在进行的科学研究，而对于国家交给的科研任务，他却欣然从命，不计报酬。这种为了科学而轻视金钱的博大胸怀，与当时某些科学界追名逐利的人相比，是非常难能可贵的。

法拉第出身于贫苦家庭。他从一个穷铁匠的儿子，经过自己的艰苦努力，克服了重重困难，成长为一位为人类作出巨大贡献的科学大师。他那种坚韧不拔、不断追求科学真理的大无畏精神；那种一切从客观实践出发，重视科学实验的唯物主义态度；以及他不盲目崇拜权威，不囿于传统观念，敢于提出独特见解的创新精神，体现了一个科学家的优秀品格，永远值得后人学习和敬仰。

（阅读资料）

自行车身上的力学知识

自行车在我国是很普及的代步和运载工具。在它的“身上”运用了许多力学知识。

1．测量中的应用

在测量跑道的长度时，可运用自行车。如普通车轮的直径为0.71米或0.66米。那么转过一圈长度为直径乘圆周率π，即约2.23米或2.07米，然后，让车沿着跑道滚动，记下滚过的圈数n ，则跑道长为n ×2.23米或n ×2.07米。

2．力和运动的应用

(1)减小与增大摩擦。

车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦，人们常在这些部位加润滑剂。

多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎，车把手塑料套，蹬板套、闸把套等。变滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时，车轮不再滚动，而在地面上滑动，摩擦大大增加了，故车可迅速停驶。而在刹车的同时，手用力握紧车闸把，增大刹车皮对钢圈的压力以达到制止车轮滚动的目的。

(2)弹簧的减震作用。

车的座垫下安有许多根弹簧，利用它的缓冲作用以减小震动。

3．压强知识的应用

(1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。

(2)座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车不易感到疲劳。

4．简单机械知识的应用

自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离，还使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与转轴等。

5．功、机械能的知识运用

(1)根据功的原理：省力必定费距离。因此人们在上坡时，常骑“S 形”路线就是这个道理。

(2)动能和重力势能的相互转化。

如骑车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，就容易上去些，这里是动能转化为势能。而骑车下坡，不用蹬，车速也越来越快，此为势能转化为动能。

6．惯性定律的运用

快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突然停止运动，但车上的人和后轮没有受到阻力，根据惯性定律，人和后轮要保持继续向前的运动状态，所以后轮会跳起来。

切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！