一、打开物理世界的大门
了解我们周围充满着神奇的自然现象,许多自然现象是可以用物理知识去解释,并能应用到实际生活中为人类服务。在探索自然现象的过程中,许多科学家已探索出许多正确的结论,我们学会运用前人的成果,并不断用科学的方法继续探索自然界的真理。
二、运动的世界
1、机械运动
机械运动是一个物体相对于另一个物体位置的改变。在研究机械运动时,说物体在运动还是静止,要看是以另外的哪个物体作标准。这个被选作标准的物体叫参照物。参照物可以任意选取,选取参照物的不同,判断物体运动的结果可能不同;运动和静止都是相对参照物而言的。
2、长度与时间测量
单位:国际上通过一套统一的测量标准,叫国际单位制。
长度常用单位:国际基本单位是米(m),常用的有km、dm、cm、mm、μm、nm
时间常用单位:国际基本单位是秒(s),常用的有时(h)、分(min)、毫秒(ms)、微秒(μs)。
测量工具:
3、匀速直线运动
匀速直线运动:物体运动速度保持不变的直线运动。
公式:
常用单位:m/s km/h
4、变速运动:用平均速度比较变速运动的平均快慢。公式
三、声音的产生与传播
1、声音的产生:一切正在发声的物体都在振动;振动停止,发声也停止。
2、声音传播:声音是靠介质传播的,但在不同介质中传播速度不同。一般情况下,传播快慢由大到小排列顺序是固体、液体、气体。
3、乐音与噪声
乐音:三要素――音调、响度及音色。音调由频率决定;响度由振幅决定,频率越高,音调越高,振幅越大,响度越大。另外,响度还与距发声体的距离有关。音色又叫音品,反映了声音的品质与特色,由此人们可以辨别不同物体发出的声音。
噪声:对人们不需要的声音,包括乐音。通常从声源、传播过程、人耳处减弱噪声。
4、超声与次声
超声:频率高于20000Hz的声音叫超声,可以利用超声定位、判断距离等。
次声:频率低于20Hz的声音,可以应于在军事上攻击敌人。
四、多彩的光
1、光的直线传播:在同种均匀介质中,光沿直线传播。日食、月食、影子、小孔成像都是由于光的直线传播造成的,光在真空中传播速度为3×108m/s,在空气中接近3×108m/s。光在水、玻璃中传播速度都比真空中的小。
2、光的反射
①光的反射定律:反射光线、入射光线、法线在同一平面上,反射光线和入射光线分居法线两侧;反射角等于入射角。
注意:任何反射光线都遵从光的反射定律,在反射过程中光路是可逆的。
②平面镜成像特点:平面镜所成的像是正立的虚像(反射光线反向延长线的交点,不是实际光线的交点,所以叫虚像)。像和物到镜面的距离相等;像和物大小相等。
注意:像的大小由物体决定,与镜的大小及镜的距离有关。
3、光的折射
①光的折射定律:折射光线、入射光线、法线在同一平面内,折射光线与入射光线分居法线两侧;当光从空气斜射入水、玻璃或其它介质时,折射角小于入射角;反之,折射角大于入射角,当垂直界面入射时,传播方向不改变;入射角增大时,折射角也随着增大,在折射的过程中,光路可逆。
4、光的色散:
白光是由七色光混合而成,红、绿、蓝是色光的“三基色”,红、黄、蓝是颜色的“三原色”。
5、凸透镜:
中间比边缘厚的透明光学元件。对光线有会聚作用,能使平行于主轴的光线会聚于主光轴上的一点,即焦点F,所以一个凸透镜存在两个实焦点。
①成像规律
②应用:
眼镜:远视镜、老花镜都是凸透镜。
照相机:用凸透镜当u>2f时,成倒立、缩小、实像的原理制成。
投影仪:用凸透镜当f<u<2f时,成倒立、放大、实像的原理制成。
放大镜:用u<f时,凸透镜成正立、放大的虚像,把物体放在交点以内凸透镜就成了放大镜。
显微镜、望远镜都是利用凸透镜组合而使物体放大或拉近距离。
6、凹透镜:中间比边缘薄,对光线起发散作用,近视眼带凹透镜矫正。 例1、声波在空气中的传播速度是340m/s,火车的速度是90km/h,火车在桥前某处鸣笛5s后,站在桥头的人听到火车的鸣笛声。问再过多少时间,火车可以到达桥头?
已知:v1=340m/s t1=5s v2=90km/h=25m/s
求:t2
解:由v=s/t得
s1=v1t1=340m/s×5s=1700m
s2=v2t1=25m/s×5s=125m
△s'=s1-s2=1700m-125m=1575m
答:再过63s火车可以到达桥。
例2、在图示中的虚线框内的适当位置,填入符合要求的面镜或透镜。
分析:A、B、C三图中的入射光相同,均为平行光。图A、B的出射光为发散光,图C中的出射光仍为平行光,由此可判定图A、B的框内装有透镜,图C的框内装有平面镜。
延长各光线,它们的交点为入射点,也为出射点,即面镜或透镜所在的位置。由此可定出图C中的平面镜是斜放的,图A、B中的透镜是直立的。通过画图还可知,图A中的光线经过透镜后发散,框内装的是凹透镜;图B中的光线先会聚再发散,框内装的是凸透镜。
解答:按照上述分析的步骤做图,结果如下图所示。
说明:“黑盒子”问题是难度较大、综合性较强的填图题。解决这类问题时,要明确以下3点:
(1)根据光线在盒中是反射还是折射,判断其中的光学元件是面镜还是透镜;
(2)入射光线与反射光线或折射光线的交点,就是面镜或透镜所在的位置;
(3)根据面镜或透镜对光线的作用判断面镜或透镜的种类。在初中阶段,只要求平面镜、凸透镜和凹透镜二种。平面镜只改变光路,凸透镜使光线会聚,凹透镜使光线发散。
例3、将物体从物距为1.5f处移向3f处,在移动时物体的像 ( )
A、先是放大像后是缩小像 B、先是缩小像后是放大像
C、逐渐变大 D、逐渐缩小
分析:根据凸透镜的成像规律可知,物体在2f处所成的像是等大倒立实像,在物距大于f时所成的像均为倒立实像。在物体由1.5f移至3f的过程中,物体所成的像均为倒立的实像。在1.5f至2f区域,像是放大的(即像比物大);在2f至3f区域,像是缩小的。选项A正确,B错误。
在移动过程中,像的大小在变化。比较像的变化情况可知,随着物体向3f处移动,像越来越小。具体地说,在1.5f时像最大,此时像比物大,由1.5f移至2f的过程,像始终比物大,但相差越来越小;在2f处时像与物一样大;由2f移至3f的过程,像都比物小,而且差别越来越大。通过上述分析可知,选项C不正确,选项D正确。
答:选A、D。
说明:“放大”、“缩小”指像与物相比较的结果。像比物大称为放大的像,像比物小则为缩小的像。“变大”、“变小”则指像本身的变化情况,如果后一次的像比前一次的像大,称为变大,后一次像比前一次像小则称为变小。