人教版物理选修2

实验：验证牛顿第二定律
3. 打开打点计时器， 记录小车下滑过程中 的位置和时间。
5. 分析实验数据，得 出结论。
4. 改变砝码的质量， 重复实验，记录数据 。
实验：探究功与速度变化的关系
实验目的
探究功与速度变化的关系，即外力对物体所做的功等于物体动能的变化。
实验器材
气垫导轨、滑块、弹簧秤、光电门等。
个数（不足半个的舍去，多于半个的算一个），算出油酸薄膜的面积S（cm²）。 • 根据每滴酒精油酸溶液的体积V₀和浓度c，算出一滴酒精油酸溶液中纯油酸的体积V=cV₀（cm³）。 • 把油酸分子看成球形，且不考虑分子间的空隙，则油酸分子直径d=V/S（cm）。
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在只有热传递而无做功的情况下，物体吸收热量，内能增加；物体放出 热量，内能减小。
热力学第二定律
热力学第二定律的两种表述
不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不引起其他变化；不可能 使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化。
热力学第二定律的应用
可以判断热机效率的高低、解释制冷机的工作原理等。
实验：验证动量守恒定律
实验目的
验证动量守恒定律，即在没有外力作 用的情况下，系统内的动量保持不变 。
实验器材
气垫导轨、两个滑块、弹簧秤、光电 门等。
实验：验证动量守恒定律
实验步骤
1. 将气垫导轨放置水平，调整两个滑块的位置， 使它们能相互碰撞并顺利通过光电门。
2. 用弹簧秤分别测量两个滑块的质量，并记录数 据。
实验：探究功与速度变化的关系
实验步骤 1. 将气垫导轨放置水平，调整滑块的位置，使其能顺利通过光电门。
2. 用弹簧秤测量滑块的质量，并记录数据。
实验：探究功与速度变化的关系
3. 给滑块施加一个恒定的外力 ，使其沿导轨滑动，并通过光 电门测量其速度。
4. 改变外力的大小，重复实验 ，记录数据。
5. 分析实验数据，得出结论。
1. 在浅盘内倒入一层水，待水面稳定后均匀地撒 上痱子粉。
3
2. 用滴管吸取酒精油酸溶液，轻轻滴一滴在痱子 粉上。
实验：用油膜法估测分子的大小
• 待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃板放在浅盘上，用彩笔描绘出油酸薄膜的形状。 • 将画有油酸薄膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上，以坐标纸上边长为1cm的正方形为单位，计算轮廓内正方形的总
乘积。
02
能的转化与守恒
能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一
种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。
03
机械能守恒定律
在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总
的机械能保持不变。
03
热学
分子动理论
物质是由大量分子组成的，分子 永不停息地做无规则热运动，且 温度越高，分子的无规则运动越
计算方法
利用计算机进行数值模拟和计算， 解决复杂的物理问题，验证和辅助 实验和理论研究。
物理学的发展历程
古代物理学
古代人们对自然界的认识和理解 ，主要通过直观观察和经验总结 ，形成了一些朴素的自然哲学和
物理学思想。
经典物理学
从17世纪到19世纪，经典物理学 经历了牛顿力学、热力学、电磁 学等重要阶段，形成了完整的经
人教版物理选修2
目 录
• 绪论 • 力学 • 热学 • 电磁学 • 光学与近代物理初步 • 实验与探究
01
绪论
物理学的研究对象
物质的基本结构和相互作用
研究物质的基本粒子、原子、分子等微观结构，以及它们 之间的相互作用力，如电磁力、引力等。
物质的宏观性质和运动规律
研究物质在宏观尺度下的性质，如热学性质、力学性质、 电磁性质等，以及物质运动的基本规律，如牛顿运动定律 、能量守恒定律等。
光的偏振
光是一种电磁波，电磁波是横波。而振动方向和光波前进方向构成的平面叫做振动面， 光的振动面只限于某一固定方向的，叫做平面偏振光或简称偏振光。
近代物理初步：原子结构、原子核与粒子物理
原子结构
原子核
粒子物理
原子非常小，以碳（C）原子为例， 其直径约为140pm（皮米），但通常 以半径记录，在以毫米（mm）为单 位的情况下，直径为1.4X10^-7mm ，是由位于原子中心的原子核和一些 微小的电子组成的，这些电子绕着原 子核的中心运动，就像太阳系的行星 绕着太阳运行一样。
磁感应强度
描述磁场强弱的物理量，用B表示，单位是特斯拉（T）。磁感应 强度的大小与试探磁体的磁性无关，只与磁场本身有关。
磁感线
为了形象地描述磁场而引入的线，磁感线上每点的切线方向表示该 点的磁感应强度方向，磁感线的疏密表示磁场的强弱。
05
光学与近代物理初步

光的折射、反射与全反射
折射定律
光从一种介质斜射入另一种介质时，传播方向发生改变，使光在不同介质交界处发生偏折 的现象。
剧烈。
构成物质的分子之间存在相互作 用的引力和斥力。
物体内所有分子热运动的动能和 分子势能的总和叫做物体的内能
。
热力学第一定律
热力学第一定律的表达式为ΔU=W+Q，其中ΔU为内能的变化量，W为 外界对物体做的功，Q为物体吸收的热量。
热力学第一定律的实质是能量守恒定律在热学中的体现，即热量可以从 一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但 是在转换过程中，能量的总值保持不变。
宇宙的基本结构和演化
研究宇宙的大尺度结构、星系的形成和演化、宇宙的膨胀 和演化等，以及宇宙中的基本物理规律和物理过程。
物理学的研究方法
实验方法
通过实验手段来观测和测量物理 现象，验证物理理论和假设，发
现新的物理现象和规律。
理论方法
通过建立物理模型和数学方程来描 述和解释物理现象，预测新的物理 现象和规律，推动物理学的发展。
实验：验证动量守恒定律
3. 使两个滑块以一定的速度相互碰撞，并通过光电门测量它们碰撞前后的速度。 4. 分析实验数据，得出结论。
实验：用油膜法估测分子的大小
实验目的
用油膜法估测分子的大小，了解分子的大小数量级。
实验器材
油酸、酒精、滴管、痱子粉、坐标纸等。
实验：用油膜法估测分子的大小
实验步骤
1
2
恒定电流与电功率
恒定电流
大小和方向都不随时间变 化的电流。
欧姆定律
在同一电路中，导体中的 电流跟导体两端的电压成 正比，跟导体的电阻成反 比。
电功率
电流在单位时间内做的功 ，用来表示消耗电能的快 慢的物理量，用P表示，单 位是瓦特（W）。
磁场与磁感应强度
磁场
磁体周围存在的一种特殊物质，它对放入其中的磁体产生力的作 用。
简称“核”。位于原子的核心部分， 由质子和中子两种微粒构成。
是研究组成物质和射线的基本粒子， 以及它们之间相互作用的一个物理学 分支。由于许多基本粒子在大自然的 一般条件下不存在或不单独出现，物 理学家使用粒子加速器，试图复制粒 子高能碰撞的机制，从而生产和侦测 这些基本粒子，因此粒子物理学也被 称为高能物理学。
04
电磁学
电场与电场强度
电场
电场线
电荷周围存在的一种特殊物质，它对 放入其中的电荷产生力的作用。
为了形象地描述电场而引入的线，电 场线上每点的切线方向表示该点的电 场强度方向，电场线的疏密表示电场 的强弱。
电场强度
描述电场强弱的物理量，用E表示，单 位是牛/库（N/C）。电场强度的大小 与试探电荷的电量无关，只与电场本 身有关。
06
实验与探究
实验：验证牛顿第二定律
实验目的
验证牛顿第二定律，即物体的加速度 与作用力成正比，与物体质量成反比 。
实验器材
光滑斜面、小车、砝码、细绳、打点 计时器等。
实验：验证牛顿第二定律
实验步骤
1. 将打点计时器固定在光滑斜面上，连接好电源和纸带。
2. 将小车放在斜面上，用细绳连接小车和砝码，使小车在砝码的牵引下沿斜面下滑 。
典物理学理论体系。
现代物理学
20世纪初以来，随着相对论和量 子力学的建立，物理学进入了现 代阶段，研究领域不断扩展深化 ，包括粒子物理、凝聚态物理、
宇宙学等。
02
力学
牛顿运动定律
01
02
03
牛顿第一定律
物体在不受外力作用时， 将保持静止状态或匀速直 线运动状态。
牛顿第二定律
物体的加速度与所受合外 力成正比，与物体质量成 反比，加速度方向与合外 力方向相同。
牛顿第三定律
两个物体间的作用力和反 作用力总是大小相等、方 向相反，作用在同一直线 上。
动量定理与动量守恒定律
动量定理
物体所受合外力的冲量等于物体 动量的变化。
动量守恒定律
如果一个系统不受外力或所受外 力的矢量和为零，则系统的总动 量保持不变。
功、能关系与机械能守恒定律
01
功的定义
力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小及两者间夹角的余弦值的
反射定律
光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。
全反射
又称全内反射，指光由光密介质（即光在此介质中的折射率大的）射到光疏介质（即光在 此介质中折射率小的）的界面时，全部被反射回原介质的现象。
光的干涉、衍射与偏振
光的干涉
两列或几列光波在空间某些区域相互加强或相互削弱的现象。
光的衍射
光在传播过程中，遇到障碍物或小孔时，光将偏离直线传播的路径而绕到障碍物后面传 播的现象。