2024年度人教版物理選修2

人教版物理選修22024/3/231緒論力學(xué)熱學(xué)電磁學(xué)光學(xué)與近代物理初步實(shí)驗(yàn)與探究contents目錄2024/3/232緒論012024/3/233研究物質(zhì)的基本粒子、原子、分子等微觀結(jié)構(gòu)，以及它們之間的相互作用力，如電磁力、引力等。物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)和相互作用研究物質(zhì)在宏觀尺度下的性質(zhì)，如熱學(xué)性質(zhì)、力學(xué)性質(zhì)、電磁性質(zhì)等，以及物質(zhì)運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律，如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、能量守恒定律等。物質(zhì)的宏觀性質(zhì)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律研究宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)、星系的形成和演化、宇宙的膨脹和演化等，以及宇宙中的基本物理規(guī)律和物理過程。宇宙的基本結(jié)構(gòu)和演化物理學(xué)的研究對(duì)象2024/3/234通過實(shí)驗(yàn)手段來觀測和測量物理現(xiàn)象，驗(yàn)證物理理論和假設(shè)，發(fā)現(xiàn)新的物理現(xiàn)象和規(guī)律。實(shí)驗(yàn)方法通過建立物理模型和數(shù)學(xué)方程來描述和解釋物理現(xiàn)象，預(yù)測新的物理現(xiàn)象和規(guī)律，推動(dòng)物理學(xué)的發(fā)展。理論方法利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值模擬和計(jì)算，解決復(fù)雜的物理問題，驗(yàn)證和輔助實(shí)驗(yàn)和理論研究。計(jì)算方法物理學(xué)的研究方法2024/3/235經(jīng)典物理學(xué)從17世紀(jì)到19世紀(jì)，經(jīng)典物理學(xué)經(jīng)歷了牛頓力學(xué)、熱力學(xué)、電磁學(xué)等重要階段，形成了完整的經(jīng)典物理學(xué)理論體系。古代物理學(xué)古代人們對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)和理解，主要通過直觀觀察和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，形成了一些樸素的自然哲學(xué)和物理學(xué)思想?，F(xiàn)代物理學(xué)20世紀(jì)初以來，隨著相對(duì)論和量子力學(xué)的建立，物理學(xué)進(jìn)入了現(xiàn)代階段，研究領(lǐng)域不斷擴(kuò)展深化，包括粒子物理、凝聚態(tài)物理、宇宙學(xué)等。物理學(xué)的發(fā)展歷程2024/3/236力學(xué)022024/3/237物體在不受外力作用時(shí)，將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。牛頓第一定律牛頓第二定律牛頓第三定律物體的加速度與所受合外力成正比，與物體質(zhì)量成反比，加速度方向與合外力方向相同。兩個(gè)物體間的作用力和反作用力總是大小相等、方向相反，作用在同一直線上。030201牛頓運(yùn)動(dòng)定律2024/3/238物體所受合外力的沖量等于物體動(dòng)量的變化。動(dòng)量定理如果一個(gè)系統(tǒng)不受外力或所受外力的矢量和為零，則系統(tǒng)的總動(dòng)量保持不變。動(dòng)量守恒定律動(dòng)量定理與動(dòng)量守恒定律2024/3/239功的定義01力對(duì)物體所做的功等于力的大小、位移的大小及兩者間夾角的余弦值的乘積。能的轉(zhuǎn)化與守恒02能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而能的總量保持不變。機(jī)械能守恒定律03在只有重力或彈力做功的物體系統(tǒng)內(nèi)，動(dòng)能與勢能可以相互轉(zhuǎn)化，而總的機(jī)械能保持不變。功、能關(guān)系與機(jī)械能守恒定律2024/3/2310熱學(xué)032024/3/2311構(gòu)成物質(zhì)的分子之間存在相互作用的引力和斥力。物體內(nèi)所有分子熱運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和叫做物體的內(nèi)能。物質(zhì)是由大量分子組成的，分子永不停息地做無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)，且溫度越高，分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈。分子動(dòng)理論2024/3/2312熱力學(xué)第一定律的表達(dá)式為ΔU=W+Q，其中ΔU為內(nèi)能的變化量，W為外界對(duì)物體做的功，Q為物體吸收的熱量。熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)是能量守恒定律在熱學(xué)中的體現(xiàn)，即熱量可以從一個(gè)物體傳遞到另一個(gè)物體，也可以與機(jī)械能或其他能量互相轉(zhuǎn)換，但是在轉(zhuǎn)換過程中，能量的總值保持不變。在只有熱傳遞而無做功的情況下，物體吸收熱量，內(nèi)能增加；物體放出熱量，內(nèi)能減小。熱力學(xué)第一定律2024/3/2313熱力學(xué)第二定律的兩種表述不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化；不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化。熱力學(xué)第二定律的應(yīng)用可以判斷熱機(jī)效率的高低、解釋制冷機(jī)的工作原理等。熱力學(xué)第二定律2024/3/2314電磁學(xué)042024/3/2315

電場與電場強(qiáng)度電場電荷周圍存在的一種特殊物質(zhì)，它對(duì)放入其中的電荷產(chǎn)生力的作用。電場強(qiáng)度描述電場強(qiáng)弱的物理量，用E表示，單位是牛/庫（N/C）。電場強(qiáng)度的大小與試探電荷的電量無關(guān)，只與電場本身有關(guān)。電場線為了形象地描述電場而引入的線，電場線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的電場強(qiáng)度方向，電場線的疏密表示電場的強(qiáng)弱。2024/3/2316大小和方向都不隨時(shí)間變化的電流。恒定電流在同一電路中，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。歐姆定律電流在單位時(shí)間內(nèi)做的功，用來表示消耗電能的快慢的物理量，用P表示，單位是瓦特（W）。電功率恒定電流與電功率2024/3/2317磁感應(yīng)強(qiáng)度描述磁場強(qiáng)弱的物理量，用B表示，單位是特斯拉（T）。磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與試探磁體的磁性無關(guān)，只與磁場本身有關(guān)。磁感線為了形象地描述磁場而引入的線，磁感線上每點(diǎn)的切線方向表示該點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度方向，磁感線的疏密表示磁場的強(qiáng)弱。磁場磁體周圍存在的一種特殊物質(zhì)，它對(duì)放入其中的磁體產(chǎn)生力的作用。磁場與磁感應(yīng)強(qiáng)度2024/3/2318光學(xué)與近代物理初步052024/3/2319折射定律光從一種介質(zhì)斜射入另一種介質(zhì)時(shí)，傳播方向發(fā)生改變，使光在不同介質(zhì)交界處發(fā)生偏折的現(xiàn)象。反射定律光在兩種物質(zhì)分界面上改變傳播方向又返回原來物質(zhì)中的現(xiàn)象。全反射又稱全內(nèi)反射，指光由光密介質(zhì)（即光在此介質(zhì)中的折射率大的）射到光疏介質(zhì)（即光在此介質(zhì)中折射率小的）的界面時(shí)，全部被反射回原介質(zhì)的現(xiàn)象。光的折射、反射與全反射2024/3/2320光的干涉、衍射與偏振光是一種電磁波，電磁波是橫波。而振動(dòng)方向和光波前進(jìn)方向構(gòu)成的平面叫做振動(dòng)面，光的振動(dòng)面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或簡稱偏振光。光的偏振兩列或幾列光波在空間某些區(qū)域相互加強(qiáng)或相互削弱的現(xiàn)象。光的干涉光在傳播過程中，遇到障礙物或小孔時(shí)，光將偏離直線傳播的路徑而繞到障礙物后面?zhèn)鞑サ默F(xiàn)象。光的衍射2024/3/2321原子非常小，以碳（C）原子為例，其直徑約為140pm（皮米），但通常以半徑記錄，在以毫米（mm）為單位的情況下，直徑為1.4X10^-7mm，是由位于原子中心的原子核和一些微小的電子組成的，這些電子繞著原子核的中心運(yùn)動(dòng)，就像太陽系的行星繞著太陽運(yùn)行一樣。簡稱“核”。位于原子的核心部分，由質(zhì)子和中子兩種微粒構(gòu)成。是研究組成物質(zhì)和射線的基本粒子，以及它們之間相互作用的一個(gè)物理學(xué)分支。由于許多基本粒子在大自然的一般條件下不存在或不單獨(dú)出現(xiàn)，物理學(xué)家使用粒子加速器，試圖復(fù)制粒子高能碰撞的機(jī)制，從而生產(chǎn)和偵測這些基本粒子，因此粒子物理學(xué)也被稱為高能物理學(xué)。原子結(jié)構(gòu)原子核粒子物理近代物理初步：原子結(jié)構(gòu)、原子核與粒子物理2024/3/2322實(shí)驗(yàn)與探究062024/3/2323驗(yàn)證牛頓第二定律，即物體的加速度與作用力成正比，與物體質(zhì)量成反比。光滑斜面、小車、砝碼、細(xì)繩、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器等。實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)?zāi)康?024/3/2324實(shí)驗(yàn)步驟1.將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在光滑斜面上，連接好電源和紙帶。2.將小車放在斜面上，用細(xì)繩連接小車和砝碼，使小車在砝碼的牽引下沿斜面下滑。實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓第二定律2024/3/23253.打開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，記錄小車下滑過程中的位置和時(shí)間。4.改變砝碼的質(zhì)量，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)。5.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證牛頓第二定律2024/3/2326實(shí)驗(yàn)?zāi)康奶骄抗εc速度變化的關(guān)系，即外力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的變化。實(shí)驗(yàn)器材氣墊導(dǎo)軌、滑塊、彈簧秤、光電門等。實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系2024/3/2327實(shí)驗(yàn)步驟1.將氣墊導(dǎo)軌放置水平，調(diào)整滑塊的位置，使其能順利通過光電門。2.用彈簧秤測量滑塊的質(zhì)量，并記錄數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系2024/3/23283.給滑塊施加一個(gè)恒定的外力，使其沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，并通過光電門測量其速度。4.改變外力的大小，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù)。5.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)：探究功與速度變化的關(guān)系2024/3/2329實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律實(shí)驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證動(dòng)量守恒定律，即在沒有外力作用的情況下，系統(tǒng)內(nèi)的動(dòng)量保持不變。實(shí)驗(yàn)器材氣墊導(dǎo)軌、兩個(gè)滑塊、彈簧秤、光電門等。2024/3/2330實(shí)驗(yàn)步驟1.將氣墊導(dǎo)軌放置水平，調(diào)整兩個(gè)滑塊的位置，使它們能相互碰撞并順利通過光電門。2.用彈簧秤分別測量兩個(gè)滑塊的質(zhì)量，并記錄數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律2024/3/23313.使兩個(gè)滑塊以一定的速度相互碰撞，并通過光電門測量它們碰撞前后的速度。4.分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律2024/3/2332用油膜法估測分子的大小，了解分子的大小數(shù)量級(jí)。實(shí)驗(yàn)?zāi)康挠退帷⒕凭?、滴管、痱子粉、坐?biāo)紙等。實(shí)驗(yàn)器材實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測分子的大小2024/3/2333123實(shí)驗(yàn)步驟1.在淺盤內(nèi)倒入一層水，待水面穩(wěn)定后均勻地撒上痱子粉。2.用滴管吸取酒精油酸溶液，輕輕滴一滴在痱子粉上。實(shí)驗(yàn)：用油膜法估測分子的大小2024/3/2334待油酸薄膜形狀穩(wěn)定后，將玻璃板放在淺盤上，用彩筆描繪出油酸薄膜的形狀。將畫有油酸薄膜輪廓的玻璃板放在坐標(biāo)紙上，以坐標(biāo)紙