初三物理上学期
课堂笔记
走进实验室
一.单位
测量某个物理量时用来进行比较的物理量。
二.国际单位制SI
1.定义:国际计量组织制订的一套国际统一单位。
2.我国法定单位是国际单位制单位。
三.长度的测量
1.长度测量是物理学中最基本的测量之一。
2.单位:
(1)基本单位:米 m
(2)常用单位:千米 km 分米 dm 厘米 cm
毫米mm 微米 μm 纳米 nm
(3)换算关系:
1000进制:千米、米、毫米、微米、纳米。
10进制:米、分米、厘米、毫米
1 m= 1 06μm; 1m=109nm
3.测量工具
(1)基本测量工具:刻度尺;
(2)常用测量工具:卷尺、皮尺、游标卡尺、螺旋测微器。
6.刻度尺的使用
(1)认:刻度尺的分度值:相邻两条刻度线之间的长度。
量程:从零刻度线到末端刻度所表示的长度,即测量范围。
(2)观察:刻度尺的量程、分度值和0刻度线
(3)测量方法
①估计被测边的长度,选择量程合适的刻度尺。
②将刻度尺紧贴在被测边,并与被测边对齐或平行。刻度尺要正放
注:有一定厚度的尺子要立着放。
③将刻度尺的零刻度线对准被测边的一端,另一端所对刻度即边长。
注:若零刻度线磨损或模糊,应从其他清楚刻度量起,
用末端刻度减初端刻度,即边长。
(4)读数方法
①观察时,视线必须正对刻度尺。
②读数时,先读出准确数字,然后在分度值的后面加上一位估计数字。
③读数之后,要写上单位。
四.时间的测量
1.单位
(1)基本单位:秒 s
(2)常用单位:时 h 分min
(3)换算关系:1h=60min=3600s
2.测量工具
(1)基本工具:停表/秒表
(2)常用工具:钟表
3. 停表/秒表的使用
停表读数时先读小表盘示数,再读大表盘示数。
五.误差
1.定义:测量值与真实值之间的差别。
2、产生原因:测量工具不够精确、测量方法不够完善、测量者本身的限制。
3.特点:误差不能消灭,但应尽量减小。
4.减小误差的方法:
(1)多次测量求平均值;
(2)选用精密测量工具;
注:分度值越小,精确度越高。
(3)改进测量方法
六.错误
由于不遵守测量仪器的使用规则或读数时粗心造成的,是不该发生的,而且是能够避免的。
七、特殊测法
1.累积法:把多个相同的微小量放在一起测量。(测一张纸厚,细丝直径)
2.等量代替法:当物体的长度不便直接测量时,想办法将它等值平移到物体的外部,再用刻度尺测量。如硬币的直径、球的直径等。
3. 化曲为直:测量某个与被测物体相等的物体量,用以代替对被测物体的直接测量。如:地图上某条大河的长度,铁路的长度。海岸线的长度等。
4. 化直为曲法:
先测出某个轮子的周长,让此轮在被测曲线上滚动,记录滚动的圈数,然后用轮子周长乘以 圈数可得曲线路径的长度。
第一章 物体的运动
第一节 运动的描述
一.机械运动
1.定义:把一个物体相对于另一个物体位置的变化叫机械运动。
2.分类:做机械运动的物体,运动轨迹是直线的运动,我们称之为直线运动;运动轨迹是曲线的运动,我们称之为曲线运动。
3、宇宙中一切物体都是运动的,运动是宇宙中最普遍的现象。
二.参照物
1. 定义:研究物体的运动时,被选做标准的物体叫参照物。
2.判断一个物体是运动还是静止:
看被研究物体相对参照物位置是否发生了变化。若变化,则被研究物体是运动的,若无变化,则是静止的。
3.说明:
(1)物体是运动还是静止是由所选的参照物决定的。
(2)参照物可根据需要任意选择,可选运动的,也可选静止的物体。(但参照物是被假定为不动的物体。)
(3)被研究对象不能做参照物,
(4)为研究方便,通常选地面或相对地面静止的物体做参照物。
4.物体的运动和静止是相对的/运动的相对性
如果选择的参照物不同,描述同一物体的运动时,结论一般不同.
5、相对静止: 两个物体,选其中的任何一个为参照物,另一个是静止的,称两个物体相对静止。
6.找参照物
(1)明确研究对象;
(2)分析研究对象是运动还是静止;
(3)分析研究对象以什么为参照物可描述成要求的状态。
第二节 运动的快慢
一.比较物体运动快慢的方法
1、运动相同时间,比较通过的路程。(路程大的就快)(观众)
2、运动相同路程,比较所用时间的长短;(用时短的就快) (裁判员)
二.速度
1. 定义:路程与时间之比叫速度(即物体单位时间内通过的路程)
2. 物理意义:表示物体运动的快慢。
3. 公式:速度=路程/时间 v=s/t
4.公式变形:
v= s/t → t = s/v
s = v×t
5.单位
(1)基本单位:米每秒
m/s 或 m·s-1
(2)常用单位:千米每小时(交通运输中常用)
㎞/h 或 ㎞·h-1
(3)换算关系:1 m/s = 3.6 ㎞/h
1 ㎞/h = 5/18 m/s ≈ 0.28 m/s
6. 15m/s表示每秒钟通过的路程是15m.
7.速度表可以直接显示出速度。
三. 运动的分类
1. 匀速直线运动
(1) 定义:物体沿着直线快慢不变的运动。(匀速直线运动是最简单的机械运动 )
(2)说明:
a匀速直线运动的快慢用速度表示,且每时每刻的速度都相同。
b在匀速直线运动公式v=s/t中,V与S、t不成任何比例,但S与t成正比。
(3)图像:
2. 变速运动:
(1)定义: 快慢不断变化的运动(日常生活中所见到的运动基本上都是变速运动。)
(2)说明:
a. 变速运动的平均快慢只能用平均速度粗略表示,
平均速度公式:v= s/t
注:s:总路程 t:总时间 v:平均速度
b.变速运动中每时每刻的速度与平均速度不同,不同时间间隔、路程间隔平均速度不同。
c.平均速度不是速度的平均值,只能用总路程除以总时间来求。
四、计算题格式:
1.要把必要的文字说明写出来;
2.如果相同物理量的单位不同,要统一单位。
3.把已知量代入公式时,数字后面要写上正确的单位。
第三节 测量平均速度
1.实验原理:v= s/t
2.实验器材:斜面、小车、刻度尺、停表、金属片(作用:便于测量小车运动时间)
3.实验步骤:
(1)使斜面保持很小的坡度,把小车放在斜面顶端,金属片放在斜面的底端,测出小车将通过的路程s1。(很小的坡度是为了方便测量时间)
(2)测量出小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间t1。
(3)根据测得的S1和t1算出小车通过斜面全程的平均速度v1。
(4)将金属片移至S1的中点,测出小车从斜面顶点滑过斜面上半段路程S2所用的时间t2,算出小车通过上半段路程的平均速度v2。
4.科学探究的环节:
提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集证据、分析与论证、评估、交流与合作
5、交流评估:
在研究平均速度时,取的路程不同得到的平均速度一般也不同。
1. 典型例题:
火车过桥问题:s=火车长+桥长
相遇时间:t=s距/(v1+v2)
追击时间:t=s距/(v大-v小)
第二章 声现象
第一节 声音的产生与传播
一.声音的产生
1.产生原因:声音是由物体振动产生的。振动停止,发声也停止;
2.声源:发声的物体。
3.固体,液体,气体都能振动发声;
4.声音可以保存。
二、.声音的传播
1. 固体,液体,气体都能传播声音。
2. 声音的介质:传播声音的物质叫介质。
3. 声音的传播需要介质,真空不能传播声音。
4. 声波:声音以波的形式传播,称为声波。
三.声速
1.声速大小等于声在每秒内传播的距离。
2声速的影响因素
(1)介质的种类:不同介质中声速不同,温度相同时, 一般V固 > V液 > V气
(2)介质的温度:同种介质,温度越高,声速越大。
3. 15℃时,空气中的声速是340 m/s。
四、 我们怎样听到声音
1、人耳感知声音的过程
外界传来的声音→鼓膜振动→经过听小骨及其它组织→听觉神经→大脑(的听觉中枢)。
2.骨传导
声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经,引起听觉,这种传导方式叫做骨传导。
3、人感知声音的途径
(1)通过空气传导
(2)利用骨传导。
第二节 声音的特性
一.音调
1.定义:指声音的高(尖细)低(低沉)。
2.频率
(1)定义:每秒内振动的次数。
(2)物理意义:描述物体振动快慢的物理量。
(3)单位及其符号:赫兹,简称赫, Hz。
(4)公式:频率=次数/时间。
3.探究:音调和频率的关系。
(1)做法:控制按压尺子的力度,改变尺子伸出桌面的长度
现象:尺子伸出桌面的长度越短,振动越快,声音越尖细。
方法:控制变量法
(2)结论:
音调是由物体振动的频率决定的,频率越高,音调也越高。
4.人能够听到的频率范围:20——20000Hz。
5.超声波:高于20 000Hz的声音;
次声波:低于20Hz的声音;
6.声音的波形可在示波器上显示。
二.响度
1.定义:声音的强(大)弱(小)。
2.振幅:振动的幅度。
3.响度由发声体的振幅决定的,振幅越大,响度也越大。响度还与距离发声体的远近有关,距发声体越近,响度就越大。
三.音色
音色是由发声体的材料、结构决定的。
四.声音的特性:音调、响度、音色。
五.乐器
1.分类:打击乐器、弦乐器、管乐器。
2.打击乐器:
(1)例:鼓、锣、编钟等。
(2)以鼓为例:
①鼓皮松紧决定音调:鼓皮越紧,音调越高。
②击鼓的力量决定响度:力量越大,响度越大。
3.弦乐器:
(1)例:二胡、小提琴、钢琴等。
(2)弦的长短、粗细、松紧决定音调高低:弦越短、细、紧,音调越高。
(3)弦的振幅决定响度:振幅越大,响度越大。
4.管乐器:
(1)例:长笛、萧等。
(2)空气柱长短影响音调:空气柱越短,音调越高;
六.人耳听到声音应同时具备的条件:
1.有声波传入人耳;
(1)有声源;
(2)有传播声音的介质;
2.声音的频率范围在20 ——20000Hz。
3.声音要有足够的响度;
第三节 声的利用
一.声可以传递信息
1.听诊器可以减小声音的分散,提高听到的响度。
2. 回声
(1)定义:声音在传播过程中遇到大的障碍物反射回来就形成了回声。
(2).形成原理:声音的反射。
(3). 回声与原声时间间隔大于0.1秒,或人离障碍物的距离大于17m,人耳才能把回声和原声分开。
(4)、回声与原声时间间隔小于0.1秒,回声会加强原声。
2.回声定位
(1)定义:根据回声到来的方位和时间,确定目标的位置和距离。
(2)应用:
①声呐;
作用:Ⅰ探测海深;
Ⅱ探测鱼群
②B超;超声导盲仪、倒车雷达
二.声音可以传递能量
.应用:
(1)用超声波清洗机械;
(2)用超声波出去人体内结石;
第四节 噪声的危害和控制
一.噪声
1.定义:
(1)从物理学的角度看,噪声是发声体做无规则振动时发出的声音。
(2)从环境保护的角度看,凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音,以及对人们要听到的声音产生干扰的声音,都属于噪声。
乐音:发声体做有规则振动发出的声音的。
2.乐音有时能变成噪声,噪声有时也有好处。
二. 声强级
1.定义:声音强弱的等级。
2.物理意义:表示声音强弱的等级。
3.单位及其符号:分贝 dB。
三.噪声的危害
1.为了保护听力,声音不能超过90 dB;
2.为了保证工作和学习,声音不能超过70 dB;
3.为了保证休息和睡眠,声音不能超过50 dB;
四.控制噪声
1.声音从产生到引起听觉的三个阶段:
声源的振动产生声音→空气等介质的传播→鼓膜的振动
2.控制噪声的途径
(1)防止噪声传播/在声源处减弱
(2)阻断噪声传播/在传播过程中减弱
(3)防止噪声进入耳朵/在人耳处减弱
3.表面粗糙的物体和多孔的物体容易吸收声音。
4.控制噪声的具体措施:
(1)给汽车、摩托车安装消声器;
(2)在城市道路旁安装隔声板;
(3)将噪声大的工厂建在郊区;
(4)限制工地的工作时间;
(5)植树造林;
(6)市区内禁止鸣笛;
第三章 光现象
第一节 光的传播
一.光源
1.定义:能够发光的物体。
2.分类:
(1)天然光源:太阳、萤火虫、水母等;
(2)人造光源:蜡烛、霓虹灯、白炽灯等;
3.能看见物体,是因为有光进入眼睛。
二.光的传播
1.光的介质
(1)定义:能够让光通过的物质;
(2)特点:透明的物质。
2.光的直线传播规律:光在真空中或均匀介质中沿直线传播。
3.光线
(1)定义:用一条带箭头的直线表示光的轨迹和方向,这条直线叫光线。
(2)光线实际上并不存在; 方法:建模法
4.光沿直线传播的应用
(1)激光准直;
(2)排队;
(3)射击时“三点一线”;
(4)小孔成像;
① 特点:Ⅰ成的像是发光物体的倒立的实像;
Ⅱ像可比物体大,也可比物体小,也可与物体等大,像的大小与孔到光源的距离、孔与光屏的距离有关。
Ⅲ像的形状与小孔的形状无关。
②图示:
(5)影子;
①形成原理:光在同种均匀介质中是沿直线传播的,当遇到不透明物体时,就会被挡住,在物体后形成影子。
②当光源距物体的水平距离相同时,光源距地面越高,影子越短。
③当光源高度相同时,光源距物体越远,影子越长。
④图示:
⑤举例:人影、手影、皮影、立竿见影、形影不离,身正不怕影斜等;
(6)日食、月食;
①日食 :太阳、月亮、地球在同一直线上,月亮挡住了太阳射向地球的光。
太阳 月球 地球
②月食 :太阳、地球、月亮在同一直线上,地球挡住了太阳射向月亮的光。
太阳 地球 月球
三.光速
1.宇宙中最快的速度是真空中的光速, C=3×108m/s。
2.空气中的光速略小,也取为C=3×108m/s。
3.水中的光速约为真空中的3/4。玻璃中的光速约为真空中的2/3。
四.科学世界:光年
1.定义:光在一年内通过的距离。
2.光年是长度单位。
3.1光年 = ct = 3×108m/s×365×24×3600=9.46×1015m
第二节 光的反射
一. 光的反射
1.定义:当光照到物体表面时,有一部分光要在物体表面改变方向,而射向不同方向,这种现象叫做光的反射
2、注意:
(1)、光的反射可发生在任何物体表面。
(2)、反射现象发生在同种介质中。
3.我们能看见物体,是因为物体发出的光或反射的光进入我们的眼睛。(有少数情况是折射的光。)
4相关概念
①反射点O 入射点O
②反射光线OB 入射光线AO
③法线ON:过入射点垂直于镜面的直线。(虚线)
④反射角r:即反射光线与法线的夹角。
入射角i:即入射光线与法线的夹角。
二. 光的反射定律
1.内容: 在反射现象中, 反射光线,入射光线和法线都在同一个平面内; 反射光线,入射光线分居法线两侧; 反射角等于入射角。
2.探究实验反思:
(1)实验测多次的目的:避免实验结论的偶然性,寻找普遍规律。
(2)实验中操作最困难也是最关键的是:观察与记录反射光线与入射光线的位置
(3)硬纸板的作用是:①呈现反射光线,
②验证反射光线与入射光线及法线在同一平面内.
3.当光垂直入射时
①反射点O 入射点O;
②反射光线、入射光线和法线重合在一起;
③反射角=入射角=0°;
4.在反射现象中,光路是可逆的。
三.反射的分类
1.镜面反射
(1)定义:平行光线射到物体表面上时,反射光线也是平行的。
(2)特点:a反射面光滑
b反射光线只射向一个方向。(刺眼)
(3)举例:黑板反光,楼房玻璃墙造成光污染。
2.漫反射
(1)定义:平行光线射到物体表面上时,反射光线射向各个不同方向
(2)特点:a反射面粗糙。
b反射光线能射向各个方向。
(3)举例:能从各个方向看到本身不发光的物体。
3.镜面反射、漫反射都遵守光的反射定律。
4.应用:夜晚迎着月光走,明水暗道。
第三节 平面镜成像
一.平面镜的定义
表面平整且光滑的镜子都是平面镜。
二.探究平面镜成像特点
1.玻璃板的作用:玻璃板是透明的,便于确定像的位置。
2.选用大小完全相同的两根蜡烛的目的:比较像和物的大小关系
并确定像的位置。
3.实验器材:玻璃板、刻度尺、两个大小相同的蜡烛、白纸、光屏
4.实验步骤:
(1)把白纸铺在桌面上。
(2)把玻璃板竖直立在白纸上。
(3)把一支点燃的蜡烛放在玻璃板前面,观察像的倒正,再将光屏放在像的位置处,看光屏上是否有像?
(4)将另一支大小相同的未点燃蜡烛放在玻璃板后,使它与点燃蜡烛的像完全重合。(看上去好像点燃了)比较像与物的大小关系。
(5) 在纸上标记出平面镜、像和物的位置,量出像与物到镜面的距离,比较这两个距离的大小。
(6)把像和物体的位置用直线连起来,观察与镜面什么关系?
5.平面镜成像的特点
(1).平面镜成的像是正立的虚像
(2).像与物体到镜面的距离相等
(3).像与物体大小相等
(4).像与物体的连线与镜面垂直
即平面镜所成的像与物体关于镜面对称
6.交流评估:
(1)确定像的位置时采用的方法:等效替代法
(2)实验中看到两个点燃蜡烛的像的原因:玻璃板有两个反射面,都能成像。
(3)无论怎样调节未点燃的蜡烛,都不能与点燃蜡烛的像重合,可能原因:玻璃板与桌面不垂直
三.平面镜成像的原理:
1.图示:
2.平面镜成像的原理:光的反射。
3.像的形成:平面镜所成的虚像是反射光线反向延长线的交点组成的。
四.平面镜作用:
1.成像:倒影、镜子。
2. 改变光路:潜望镜。
五.科学世界
1.球面镜:
(1)凸面镜/凸镜:反射面为球的外表面的镜子。
(2)凹面镜/凹镜:反射面为球的内表面的镜子。
2.作用:
(1)凸面镜:发散作用。
(2)凹面镜:会聚作用。
3.应用:
(1)凸面镜:汽车的后视镜、街头拐弯处的反光镜。(可扩大
视野)
(2)凹面镜:手电筒的反光装置、太阳灶、反射式天文望远镜。
第四节 光的折射
一. 光的折射
1.定义: 光从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射。
注::(1)折射发生在两种介质的分界面上或同种不均匀介质中。
(2)发生折射时一定同时发生反射。
2.图示及概念:
1.界面:两种介质的分界面。
2.入射点O 折射点O
3.入射光线AO 折射光线OB
4.法线NN’:过入射点垂直于界面的直线。(虚线)
5.折射角θ:折射光线与法线的夹角。
三.光的折射规律
1.三线共面:折射光线、入射光线和法线位于同一平面上。
2.折射光线与入射光线分居在法线在两侧。
3.折射光线随入射角的增大而增大。
4. 当光从空气斜射入水或其他介质中时,折射光线向法线方向偏折,折射角<入射角;
当光从水(或其他介质)斜射入空气中时,折射光线向界面方向偏折,折射角>入射角;(即空气中的角总是大的角)。
5. 垂直入射时,传播方向不变,即折射角=入射角=0°。
6. 光路是可逆的。
四.光的折射的应用
1.插入水中的筷子会向上弯折;
2.在岸上看水中的鱼时,看到鱼的位置比实际位置高/浅,要瞄准鱼的下方才能叉到鱼。
3.池水看起来比实际浅。
规律:从空气中看水或其他介质中的物体,看到物体的位置比实际位置高一些,这是因为光从水或其他介质斜射入 空气中时发生折射形成了虚像
4.水中的潜水员看到岸上的树变高。
规律:从水或其他介质中看空气中的物体,看到物体的位置比实际位置高一些,这是因为光从空气斜射入水或其他介质中时发生折射形成了虚像
5.玻璃砖后的钢笔错位。
6.海市蜃楼:光经过不均匀的大气时发生折射,形成的虚像。
第五节 光的色散
一.光的色散
1.定义:太阳光通过三棱镜被分解成红橙黄绿蓝靛紫的彩色光带,这种现象叫光的色散
注:(1)光的色散是光的折射现象。
(2)红光折射能力最强,紫光折射能力最弱。
2.1666年,英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜使太阳光发生了色散。
3. 彩虹是由于太阳光被空中的水滴色散而形成的.
二.色光的混合
1.色光三原色:红 绿 蓝
2、红绿蓝光混合形成白光
三.物体的颜色
1. 透明物体的颜色是由通过它的色光决定的。
2.无色透明物体:能让所有光通过;
3. 不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。
4. 白色物体:能反射所有色光;不吸收任何色光
黑色物体:能吸收所有色光;不反射任何色光。
第六节 看不见的光
一.光谱
把光按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序排列起来就是光谱.
二.红外线
1.定义:光谱上红光之外的不可见光叫红外线.
注:(1)一切物体都在不停的辐射红外线,同时也在不停的吸收红外线。
(2)物体的温度越高,辐射的红外线也越多。
2.特点
(1)热效应强,各种物体吸收了红外线后温度升高(最显著)
应用:①红外照相机
②红外线夜视仪
③烤箱
④浴室取暖灯
⑤加热物体
(2)穿透云雾的能力特别强
应用: ①电视机遥控器
②利用红外遥感技术制成探测器
三.紫外线
1.定义:光谱上紫光之外的不可见光叫紫外线.
2.特点
(1)生理效应:有杀菌消毒作用
应用:①适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D。
②紫外线能杀死微生物。如紫外线灯。
(2)荧光效应(最显著)使钞票上的荧光物质发光
应用:验钞机验钞。
(3)化学效应
应用:容易使照相机的底片感光。
四.对紫外线的几点认识
1.过量的紫外线照射对人体有害。
2.天然紫外线最重要的来源是太阳光。
3.阳光中的大部分紫外线被大气层上部的臭氧层吸收,不能到达地面。
4.臭氧层受到空调、冰箱里面逸出的氟利昂等物质的破坏,臭氧层出现了空洞。
第四章 透镜及其应用
第一节 透镜
一.透镜
1.定义:用玻璃、石英等透明材料制成的镜片叫透镜。
2.分类
(1)凸透镜:中间厚边缘薄的透镜。如远视镜。
(2)凹透镜:中间薄边缘厚的透镜。如近视镜。
3.主光轴CC’:透镜上通过两个球心的直线。
4.光心O:透镜的中心。
注:(1)光心一定在主光轴上。
(2)过光心的光线传播方向不变。
5.对光的作用判断方法:
会聚:若折射光线比入射光线靠近主光轴一些,则透镜起了会聚作用。
2、发散:折射光线比入射光线远离主光轴一些,则透镜起了发散作用。
二.凸透镜
1.凸透镜对任何光线都有会聚作用,因此又叫会聚透镜。
2.光路图
3.说明
(1)焦点F:平行于主光轴的光线通过凸透镜后会聚于主光轴上的一点,这个点叫做凸透镜的实焦点(F)。
(2)焦距f:焦点到透镜光心的距离叫做焦距( f )。
(3)凸透镜的两侧各有一个焦点,两侧焦距相等,且焦距保持不变。
(4)凸透镜表面越凸,焦距越短,会聚能力越强。
三.凹透镜
1.凹透镜对任何光线都有发散作用,因此又叫发散透镜。
2.光路图
3.说明
(1)焦点F:平行于主光轴的光线通过凹透镜后发散,其折射光线的反向延长线相交于主光轴上一点,叫凹透镜的虚焦点(F)。
(2)凹透镜的两侧各有一个虚焦点,两侧焦距相等,且焦距保持不变
(3)凹透镜表面越凹,焦距越短,发散作用也越强。
四.判断透镜类型的方法
1.触摸法/观察法
摸透镜中央和边缘的厚度加以辨别。(中间厚边缘薄的是凸透镜,中间薄边缘厚的是凹透镜。)
2.成像法
(1)通过透镜看近处物体,放大的是凸透镜,缩小的是凹透镜;
(2)通过透镜看远处物体,倒立的是凸透镜,正立的是凹透镜;
3.日光法/阳光聚焦法
使透镜正对着太阳光,再把一张白纸放在它的另一侧,改变透镜与白纸的距离。若能在纸上找到一个最小最亮的光斑,则为凸透镜,不能找到,则为凹透镜。
注:日光法/阳光聚焦法也是找凸透镜焦点、焦距的方法。
五、透镜作图方法:
1、 过光心的光线沿直线传播。
2、平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,经凹透镜后折射光线的反向延长线过虚焦点。
3、过凸透镜焦点的光线折射后平行于主光轴射出。延长线过凹透镜异侧虚焦点的入射光线折射后平行于主光轴射出 。
第二节 凸透镜成像规律
一.概念
1.物距u:把物体到透镜光心的距离叫物距
2.像距v:把像到透镜光心的距离叫像距
3.实像:是由实际光线会聚而成的,能用光屏呈现,总是倒立的,物和实像在凸透镜两侧。
4.虚像:不是由实际光线会聚而成的,不能用光屏呈现,总是正立的,物和虚像在凸透镜同侧。
二.探究实验
1.器材:蜡烛,凸透镜,光屏,光具座,刻度尺。
2.调节:
(1) 将蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,使蜡烛、凸透镜、光屏的表面相互平行。
(2)调节烛焰、凸透镜、光屏的中心在同一高度。
目的:使烛焰的像成在光屏的中心。
3.凸透镜成像规律
4.总结
(1)当u>f时成实像,u<f时成虚像。即实像、虚像的分界点是焦点。
(2)二倍焦距点是成放大、缩小实像的分界点;
(3)成实像时,像是倒立的,上下、左右都颠倒。
(4)成虚像时,像是正立的,上下、左右都不颠倒。
(5)u>v时,成缩小的像;
u=v时,成等大的像;
u<v时,成放大的像;
(6)凸透镜成实像:物近像远像变大
凸透镜成虚像:物近像近像变小
(7)用纸挡住透镜的一半,仍能看到完整的像,但亮度减弱。
(8)焦距过大或过小,像的位置不易确定。选用焦距为10cm左右的凸透镜更好。
(9)凸透镜成放大(或缩小)实像时,透镜不动,交换蜡烛和光屏的位置,则成清晰缩小(或放大)实像。
5.无论怎样移动光屏,都不能在光屏上看到蜡烛的像,原因可能有:
(1)烛焰在焦点上。(u=f时不成像)
(2)烛焰在焦点以内。(u<f时成虚像)
(3)蜡烛、凸透镜、光屏的摆放顺序不对。
(4)烛焰、凸透镜、光屏三者的中心不在同一高度。
(5)透镜表面与光具座不垂直。
(6)光具座太短或像距太长。
6. 测凸透镜焦距的方法:
1、日光法:使透镜正对着太阳光,再把一张白纸放在它的另一侧,改变透镜与白纸的距离,直到纸上出现一个最小最亮的光斑,用刻度尺量出纸到透镜的距离即为焦距。
2、U=2f法:把蜡烛、凸透镜、光屏依次摆放在光具座上,调节三者中心在同一高度,改变蜡烛、光屏到凸透镜的距离,直到光屏上成倒立、等大的实像,用刻度尺量出蜡烛到凸透镜的距离除以2即为焦距。
3、U=f法:同上,改变蜡烛到凸透镜的距离,直到不成像(或光屏上出现一个与凸透镜等大的光斑),量出蜡烛到凸透镜的距离即为焦距。
第三节 生活中的透镜
一.照相机
1.构成:(1)镜头:凸透镜
(2)壳体:暗室
(3)胶卷:光屏
2.原理:当物体离照相机镜头在2f之外时,底片上会成倒立、缩小的实像,此时底片与镜头的距离应在f与2f之间。
3.调节:要使像小一些,景物要远离镜头一些,胶卷要靠近镜头一些。
4. 物距:景物到镜头的距离。
像距:底片到镜头的距离。
二.投影仪
1. 构成:(1)投影片:物体
(2)镜头:凸透镜
(3)屏幕:光屏
(4)平面镜
2.原理:当投影仪到镜头的距离在 f与2f之间时,屏幕上将成倒立、放大的实像,此时v应大于2f。
3.调节:若使像大一些,u应减小,v应增大。
4.平面镜的作用:改变光的传播方向,使射向天花板的光能在屏幕上成像.
三.放大镜
1.原理:物体离放大镜的距离小于焦距时,成正立、放大的虚像。
2.调节:若使像大一些,u应增大,即物体应远离透镜。
第四节 眼睛和眼镜
一.眼镜
1.构成:(1)晶状体和角膜:镜头
(2)视网膜:胶卷
(3)瞳孔:光圈
(4)眼睑:快门
(5)睫状体:调焦作用
2. 物体在视网膜上成倒立、缩小的实像
3.调节
(1)看近处物体时,睫状体收缩,晶状体变厚,会聚能力变强。
(2)看远处物体时,睫状体放松,晶状体变薄,会聚能力变弱。
4.眼睛调节的两个极限点叫远点和近点。
正常眼睛的远点在无限远,近点大约在10cm处。
正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳的距离,大约25cm,叫做明视距离。
二.近视眼及其矫正
1.近视眼只能看清近处的物体,看不清远处的物体。
2.形成原因:
晶状体太厚,折光能力太强,或者眼球在前后方向上太长,来自远处的光会聚在视网膜前。
3.矫正:戴凹透镜。
三.远视眼及其矫正
1.远视眼只能看清远处的物体,看不清近处的物体。
2.形成原因:
晶状体太薄,折光能力太弱,或者眼球在前后方向上太短,来自近处的光会聚在视网膜后。
3.矫正:戴凸透镜。
四.科学世界
1.透镜焦度Φ
(1)定义:透镜焦距的倒数。
(2)公式:Φ=1/f
(3)单位:m-1
2.眼镜片的度数=透镜焦度×100
3.凸透镜(远视镜片)的度数为正数;
凹透镜(近视镜片)的度数为负数;
一.显微镜
1.构成:
(1)目镜:靠近眼睛的凸透镜。
(2)物镜:靠近被观察物体的凸透镜。
(3)载物片:承载被观察物体。
(4)反光镜:2个反射面:①平面镜:在光线较强时用:
②凹面镜:在光线较弱时用;
2.物镜作用
作用同投影仪,2f>u>f,倒立、放大的实像。
3.目镜作用
作用同放大镜,u<f,正立、放大的虚像。
4.显微镜原理
近处物体通过显微镜最终成倒立、放大的虚像。
5.物镜和目镜是两个焦距不同的凸透镜,且f物<f物。
6.显微镜的放大倍数=物镜的放大倍数×目镜的放大倍数。
二望远镜(开普勒式)
1.构成:
(1)物镜:靠近被观察物体的凸透镜;
(2)目镜:靠近眼睛的凸透镜;
2.物镜的作用
作用同照相机,u>2f,,倒立、缩小的实像。
3.目镜的作用
作用同放大镜,u<f,正立、放大的虚像。
4.望远镜原理
远处物体通过望远镜最终成倒立的虚像。
5.物镜和目镜是两个焦距不同的凸透镜,且 f物>f物。
注:显微镜和望远镜都是上面镜头的焦距长。
6.视角
(1)视角越大,看物体越清楚。
A
B
O 看物体AO更清楚
A A’
看物体AO更清楚
O O’
(2)结论:视角大小与物体大小,以及距离的远近有关。
同距离时,物体越大,视角越大。
同物体时,距离越远,视角越大。
7.望远镜能看清远处物体的原因
(1)通过物镜所成的像离眼睛很近,再加上目镜的放大作用,视角就变得很大。
(2)望远镜物镜的直径比眼睛的瞳孔大很多,可以收集更多 的光线,使远处物体看起来更明亮。
8.把天文望远镜安装在大气层外,可以免受大气层的干扰。
第五章 质量和密度
第一节质量及其测量
一.物质
组成物体的材料
二.质量
1.定义:物体所含物质的多少。
2.符号:m
3.单位
(1)基本单位:千克 kg
(2)常用单位:吨 t;克 g;毫克 mg;
(3)生活中的单位:公斤;斤;两;
(4)换算:1 t = 103 kg
1 kg = 103 g
1 g = 103 mg
1公斤 = 2斤
1斤 = 10两
4.注:
(1)质量是物体本身的一种属性;质量不随形状、状态和位置而改变
(2)质量的大小由物体所含物质的多少决定;
三.质量的测量
1.测量工具
(1)生活:杆秤、台秤、磅秤、电子秤
(2)实验室:天平
2.天平
(1)观察天平
①构造:分度盘、指针、托盘、横梁、平衡螺母、游码、
标尺、底座、砝码、镊子。
②称量:天平所能称的最大质量。
感量:天平所能称的最小质量。即天平标尺的分度值。
③称量时,向右移动游码,相当于向右盘加砝码。
④砝码盒中砝码的配置原则一般是1、2、2、5。
(2)使用中应注意的问题:
①每个天平都有自己的称量,被测物体的质量不能超过
称量。
注:否则会损坏天平。
②向盘中加减砝码时要用镊子,不能用手接触砝码,不
能把砝码弄脏弄湿。
③潮湿的物体和化学药品不能直接放在天平的盘中。
注:否则会腐蚀天平。
④在称量过程中,绝不允许再调节平衡螺母。
⑤向天平的盘中加物体和砝码时要轻拿轻放。
⑥已经调节平衡的天平移到另一张水平桌面上使用时,
必须重新调节平衡。
(3)使用天平的基本步骤:
①调平衡:Ⅰ把天平放在水平桌面上;
Ⅱ用镊子将游码移到标尺的零刻度线。
Ⅲ调节平衡螺母。(左偏右调,右偏左调)
注:平衡的标志
Ⅰ指针指在分度盘的中央刻度线;
Ⅱ指针左右摆动的格数相同;
②称量:将物体放在天平的左盘,估计被测物体的质量,
用镊子向右盘中加减砝码(由大到小),必要时
移动游码,直到横梁恢复平衡。
③读数:左盘物体的质量=右盘砝码的质量+游码对应的
刻度值。
注:Ⅰ游码左读;
Ⅱ游码不需要估读;
④整理:砝码回盒,游码归零。
第二节密度
一.物质的密度
1. 同种物质的质量和体积成正比.
2.定义:单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度。
3.公式:ρ=m/v
变形:m=ρv v=m/ρ
4.单位:
(1)基本单位:kg/m3 千克每立方米
(2)常用单位: g/cm3 克每立方厘米
注:1g/cm3 = 1×103 kg/m3
5. ρ水 = 1.0×103 kg/m3的物理意义:
体积为1m3的水的质量是1.0×103 kg。
6.图像
m/kg
ρ空气
v/m3
7.说明:
(1)密度是物质的一种特性,它与物体的质量,体积无关,只与物质的种类、状态、温度有关。
(2)不同物质的密度一般是不同的。
注:ρ冰=ρ蜡=ρ植物油=0.9×103 kg/m3
ρ煤油=ρ酒精=0.8×103 kg/m3
二.应用
1.利用密度鉴别物质:ρ=m/v
2.求不易称量的物体质量:m=ρv
3.求无法测量的物体体积:v=m/ρ
第三节 密度的测量
一、实验原理: ρ=m/v
二、器材:
1、测质量用:天平
2、测体积:
(1)、形状规则的固体:刻度尺
(2)、液体体积:量筒(或量杯)
(3)、形状不规则固体体积:量筒、水、细线
三、量筒的使用
1.量筒是测量液体体积的仪器。
2.使用前应观察量筒的量程、分度值。
3.1mL=1cm3 1L=1dm3 1L=103mL
4.被测体积不能超过量筒的量程,也不能小于量筒的分度值。
5. 读数时,应把量筒放在水平面上,(要以凹液面的最低处为准)视线应与凹(凸)液面的最低(高)处相平。
俯视读数,体积偏大;仰视读数,体积偏小。
四.应用
1.测形状不规则固体(如塑料块)的密度。
(1)器材:天平、量筒、水、细线。
(2)量筒中水要适量,加入固体后,水能将固体浸没,且水面没有超过量筒最大刻度值。
(3)步骤:
①用天平测出塑料块的质量;
②在量筒中倒入适量水,测出水的体积v1;
③用细线系住塑料块,浸没在量筒的水中,测出水和
塑料块的总体积v2;
④塑料块的体积v=v2-v1;
⑤根据ρ=m/v,因此ρ塑料=m/v=m/v2-v1;
(4)表格:
2.测盐水的密度
(1)器材:天平、量筒、烧杯。
(2)步骤:
①用天平测出盐水和烧杯的总质量m1;
②将烧杯中的一部分盐水倒入量筒中,测出量筒中盐水
的体积v;
③用天平测出剩余盐水和烧杯的总质量m2;
④量筒中盐水的质量m=m1—m2;
⑤根据ρ=m/v,因此ρ盐水=m/v=m1—m2/v;
(3)表格:
3.测石蜡的密度:ρ蜡=0.9×103 kg/m3
a针压法:用细而长的针或细铁丝将被测物体压没入水中。
b助沉法:在被测固体下面系上一个密度比水大的物体,使被测物体浸没于水中。
第四节 密度与社会生活
一.密度的应用
1.确定矿藏种类;
2.利用风力来扬场、对饱满的麦粒与瘪粒、草屑进行分拣 。
3.鉴别牛奶、酒的浓度;
4.配置盐水选种;
5.交通工具、航空器材中,常采用高强度、低密度的合金材料、玻璃钢等复合材料;
二.密度与温度
1.气体的热胀冷缩明显,密度受温度影响大;
固体、液体的热胀冷缩不明显,密度受温度影响小;
2.密度往往要随温度改变,密度还与物质的状态有关
3.风的形成:
空气因受热体积膨胀,密度变小而上升。热空气上升后,温度低的冷空气就从四面八方流过来,从而形成风。
4.水的反常膨胀
(1)4℃时水的密度最大;
(2)高于4℃时,热胀冷缩,密度随温度的升高而减小;
(3)低于4℃时,热缩冷涨,密度随温度的升高而增大;
(4)冬天,户外水管被冻裂的原因:
①水结成冰,体积变大;
②水管遇冷,容积变小;
三.密度与物质鉴别
1.利用密度可以鉴别物质,但不是鉴别物质的唯一方法。
如:(1)区分煤油、酒精:气味;
(2)区分冰和石蜡:颜色、透明度、能否燃烧、硬度
等物理性质。
¥29.8
¥9.9
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