初高中物理对比:修订间差异

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{{wip}}
{{tex}}
{{quote|初中物理是文科。|夏军}}
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若无特殊说明,文中初中物理教材内容默认选自苏科版教材,高中物理教材内容默认选自人教版教材。
 
== 力学 ==
 
=== 质点运动学 ===
 
==== 初高中对比 ====
 
初中物理的运动学章节位于八年级上册第五章。
 
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* <math>v=gt</math>
* <math>h=\frac{1}{2}gt^{2}</math>
 
==== 更为严谨的补充 ====
 
在匀速直线运动中,速度是位移与所用时间的比值:
<math>v=\frac{x}{t}</math>。
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在变速运动中,平均加速度为<math>\overline{a}=\frac{\Delta v}{\Delta t}</math>。瞬时加速度为<math>\frac{\Delta v}{\Delta t}</math>趋近于零时的平均加速度,数学表达式为<math>a=\mathop{{ \text{lim} }}\limits_{{ \Delta t \to 0}}\frac{{ \Delta v}}{{ \Delta t}}=\frac{\mathrm{d}v}{\mathrm{d}t}</math>。
 
=== 质点静力学 ===
 
==== 初高中对比 ====
 
初中物理的力学章节位于八年级下册第八章。
 
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鉴于初中没有提到静摩擦力,这显得更加不可理喻。只学过初中物理的同学会很痛苦,他们会觉得“摩擦力是个坏蛋”,只能阻碍运动。而实际上,摩擦力只是阻碍相对运动(滑动摩擦力)或相对运动趋势(静摩擦力),而不是阻碍运动。随便举一个例子,传送带上的物体受到摩擦力,但其并没有阻碍物体的运动。
 
=== 质点动力学 ===
 
==== 初高中对比 ====
 
初中物理的力与运动的关系章节位于八年级下册第九章。
 
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有了它,牛顿三定律才算是成功集齐,自此,牛顿力学逐渐圆满。
 
=== 机械能 ===
 
====初高中对比====
 
初中的机械能讲学的分布零散,集中在九上第十一、十二章。
 
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但是大多数的定义都是单薄的,有些表述不尽完美。
 
===== 功 =====
 
功的定义:
 
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那么问题来了,对于一个问题,假如我们并不知道物体在力的方向上移动的距离呢?我们知道,力有方向,而距离没有方向(所以初中没有负功),难道功有方向吗?(然而事实证明并没有。)
 
[[文件:Work and Displacement.png|缩略图|右|力、位移和距离]]
这时我们就会发现:根据高中数学,能够将向量乘上另外一个量而使得这个乘积的结果为一个没有方向的量(标量)时,满足条件的只可能是点乘运算,这也就代表着距离应该是向量,可是显然距离不是向量(向量不会是曲线,就像图中所示)。
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即:<math>W=Fl\cos\theta</math>
 
===== 机械效率 =====
机械效率出自九年级上册十一章。(这一概念在高中物理中是没有的。{{heimu|或许是因为初中物理看实际生活,高中物理重理论分析的原因?|你知道的太多了}})
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综上,就可定义机械效率:<math>\eta = \frac{W_{有用}}{W_{总}} \times 100 \% </math>。
 
===== 动能 =====
 
动能出自九年级上册十一章
 
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{{heimu|根据完全非弹性对心碰撞,动能损失和整个系统的原动能成正比|你知道的太多了}}
 
===== 势能 =====
 
势能<math>\left(E_p \right)</math>又称“位能”,指的是 '''一个物体因为它所处的位置而具有的能量''',就是说,有一种力做功,它只看物体做功前后的相对位置关系,这类力称为'''“保守力”'''
 
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其实还有很多势能,如:分子势能,电势能等等。
==== 功能原理和机械能守恒定律 ====
功能原理:系统的机械能等于系统内势能、动能和非保守力所做功以及系统所受外力做的功的总和,
 
即<math>E = E_k + E_p + A_{\textup{内非}} + A_{\textup{外}}</math>
=== 动量、角动量 ===
 
机械能守恒定律:当系统不受外力,系统内不受非保守力时,该系统机械能守恒,
 
即<math>E_p + E_k = \textup{恒量}</math>
 
或<math>\Delta E_p + \Delta E_k = 0</math>
 
== 电磁学 ==
=== 静电场 ===
==== 初高中对比 ====
初中其实根本没有讲静电场。{{heimu|那为什么还要讲呢?}}
 
但是,讲了电荷。
动量和角动量在初中物理中自然是没有的,但是它有杠杆平衡条件公式:<math>\textup{动力}\left(F_1 \right)\times \textup{力臂}\left(L_1\right) = \textup{阻力}\left(F_2\right)\times \textup{阻力臂}\left(L_2\right)</math>
 
即这个世界上只有两种电荷,正电荷和负电荷,规定与丝绸摩擦后的玻璃棒带正电,与毛皮摩擦过的橡胶棒带负电。
力臂在高中的转动问题中被叫做'''径矢''' ,注意到力和力臂是叉乘,所以'''杠杆平衡条件公式的实质是力矩平衡'''。
 
同种电荷相斥,异种电荷相吸。
力矩可以写为<math>M = F \times l</math>
 
还有,质子带正电荷,电子带负电荷,中子不带电。
下面给出所有公式、定理和定律{{heimu|(包括物竞)|你知道的太多了}}:
 
然后没了。{{heimu|原来讲的都是小学生科学课学的东西啊。}}
动量:<math>p = mv</math>
 
高中就丰富了——
冲力:<math>F = \lim_{\Delta t \to 0}{\frac{m \Delta v}{\Delta t}} = ma</math>
 
===== 电荷及其守恒定律 =====
动量定理:<math>\sum{I_i} = \sum {m_i v_i}</math>
 
====== 两种电荷 ======
动量守恒定律:系统在不受外力的情况下动量矢量和为零,即<math>\sum {m_i v_i} = 0</math>
 
首先,讲了电荷的单位是'''库仑'''(<math>\textup{C}</math>)
转动惯量<math>I</math>(下面使用<math>I</math>的都是转动惯量)
 
单位电荷的大小是<math>e = 1.602176462\times 10^{-19}\textup{C}</math>
角加速度:<math>\beta = \lim_{\Delta t \to 0}{\frac{\Delta \omega}{\Delta t}}</math>
 
角动电子的质<math>Jm_e = r0.91\times p = I10^{-30}\omegatextup{kg}</math>
 
力矩:电子荷质比为<math>M = \lim_frac{\Deltae}{m_e} t= 1.76\totimes 010^{11}{\fractextup{\Delta JC/kg}{\Delta t}} = I\beta</math>
 
====== 电荷守恒定律 ======
平行轴定理:设刚体质量为<math>m</math>,选择过刚体质心的转动轴时刚体的转动惯量为<math>I_0</math>,则相对于距离该转轴为<math>d</math>的转轴,有<math>I = I_0 + md^2</math>
 
在任何物理过程中,电荷的代数和是守恒的,这叫做电荷守恒定律。
刚体转动动能:<math>E_k = \frac{1}{2}I\omega^2</math>
 
=== 恒定电场 ===
刚体平衡条件:平动<math>\sum{F_i} = 0</math>,转动:<math>\sum{M_i} = 0</math>
==== 初高中对比 ====
 
初中没有恒定电场的定义,但是恒定电流的作用下,恰恰就会在电路产生直流电。
 
电学是唯一一部分初高中都讲到的,且比较科学的。
 
==== 恒定电流 ====
 
大家都知道,静电场的缺点就是无法维持一个恒定的电势。在静电平衡后,就再也没有电流流动了,所以我们需要一个恒定的电势来维持一个稳定的电流。
 
那么什么东西可以做到呢?那就是直流电源,我们又叫作电池。
 
===== 电势、电流、电阻 =====
 
电势又叫做电压,电源的电压叫做电动势,称作<math>E</math>,外电路的电压又叫做路端电压,称作<math>U</math>,单位是伏特(<math>\textup{V}</math>)。
 
电流的单位是安培(<math>\textup{A}</math>),全称是电流强度,描述的是每秒钟电路中流过的电荷量,所以其国际单位制为库伦/秒。
 
电阻,单位是欧姆(<math>\Omega</math>),计算公式为<math>R = \frac{U}{I}</math>。它是描述电路中用电器对电流阻碍作用,是一种属性,其决定式为<math>R = \rho\frac{l}{s}</math>,通常金属的电阻率随温度线性变化,公式为<math>\rho = \rho_0 + \alpha t</math>。
 
电源是有内阻的,但是初中物理却没有讲。
 
设想一下,没有内阻的电源,短路之后还有电压,那电流岂不是无穷大了,而且也根本就不会有电源发热导致电源损坏的事情了。
 
=== 磁场 ===
=== 电磁波 ===
 
== 电磁学 ==
== 光学 ==
=== 几何光学 ===
 
== 热学 ==
=== 近代物理基本概念 ===
=== 物质的聚集态 ===
=== 热力学定律 ===
== 杂项 ==
===法拉第的对话===
<tabber>
初中=
1831年10月,法拉第终于把构想变成了现实。这实际上是现代直流发电机的雏形。据说当时他展出这台发动机时,有人不以为然地问道:“这玩意儿有什么用呢?”法拉第机智地反问:“新生的婴儿又有什么用呢?”历史表明,法拉第的这一重大发明为人类步入电气化时代作出了重大贡献。
 
选自苏科版《物理 九年级下册》第57页
[[分类:物理]]
|-|
高中=
“法拉第先生,它(电磁感应)到底有什么用呢?”
 
“啊,阁下,也许要不了多久你就可以对它收税了。”
 
————英国财政大臣格拉斯与法拉第的对话
 
选自人教版(旧)《物理 选修3-2》第1页
|-|
</tabber>
[[分类:物理]]
{{Study}}
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