机械能及其转化范文

导语：如何才能写好一篇机械能及其转化，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

关键词：主题核心概念；学习进阶；中观教学设计；机械能

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）11-0066-7

1 问题的提出

教学设计是一个系统性规划教学系统的过程，一般有三种方式：一是指向于整本教材、整个学科知识结构的宏观安排；二是指向某一课时、某一概念的微观层面上的教学安排；三是介于二者之间的指向于结构化主题学习单元的中观教学设计。

目前，高中物理教学的设计视角大多指向微观层面，其原因除了教师缺少基于联系视角进行中观教学设计的整体观念外，更重要的原因在于缺乏合适的架构组织来统领大量具体概念，从而造成了学生在整体知识理解上只见“树木”，不见“森林”的误区。

2 核心概念的层次模型及其学习进阶

前些年，美国教育界针对本国科学课程中“一英里宽，一英寸深”的现象提出广泛批评，由此催生了《美国国家科学教育标准》的重新修订。新标准的核心思想围绕少数核心概念进行知识组织，并对核心概念规定了12年一贯制的学习进阶，以促进学生对核心概念的全面理解。由此，核心概念及其学习进阶逐渐成为全球科学教育领域的研究热点。

关于核心概念及其学习进阶，我国科学教育界在介绍国外相关研究成果的同时，在核心概念的确定原则、核心概念的学习进阶规划等方面进行了研究，并围绕核心概念、学习进阶的教学设计进行了初步的实践探索，但对科学概念层次模型尚未达成共识。在本文中，笔者基于图1所示的科学概念层次模型进行了实践研究。

对于物理学科而言，在图1所示的科学概念层次模型中，居于塔尖的“学科核心概念”只有“运动与相互作用”“能量守恒”等少数几个，但却统摄着数量众多的抽象概括水平依次降低的“主题核心概念”“重要概念”和“基础概念”。因此，围绕核心概念进行教学设计时，首先需要对其组织架构关系进行分析，并对“主题核心概念”“重要概念”等下位概念的学习序列进行合理的规划，即对其学习进阶进行研究。

目前，关于学习进阶主要有两种研究取向，一是基于课程论视角，认为学习进阶是符合学生发展规律的概念序列，其研究取向是对核心概念的学习序列进行宏观规划；二是基于教学论视角，认为学习进阶是描述学生的学习路径，是“学习者认知发展过程中用以‘踏脚’的具体的‘脚踏点’”，其研究取向是对具体“脚踏点”进行优化设计。显然，二者虽然研究取向不同，但却相辅相成，因为“仅有路径还不足以提供学习者认知发展的支撑，需要寻找学习者每一次进步的‘脚踏点’，以此帮助学习者发展和完善原有的认知结构，顺利构建有意义的认知”。

3 围绕核心概念进行教学设计的理性思考

基于图1所示科学概念层次模型进行教学设计，主要有三种取向：一是围绕学科核心概念的教学设计，它一般属于课程专家的研究范畴；二是围绕某个重要概念、基础概念的微观处理；三是介于二者之间、基于主题核心概念的中观教学设计。由于主题核心概念是联系学科核心概念与重要概念的桥梁，这样围绕主题核心概念的教学设计，向上可以契合学科核心概念的学习序列，向下可联系学生的思维过程。因此，基于主题核心概念的教学设计是最佳的中观教学设计方式。

需要指出的是，基于主题核心概念的学习路径不是单个重要概念学习路径的简单拼接，因为重要概念间的关联方式既是知识结构的重要组成部分，也是促进知识结构化的重要途径。因此，只有将它们及其之间的关联方式放在系统的高度去统筹规划，才能围绕进阶层级设计出最优化的进阶路径。

关于重要概念间的关联方式，一般有内外之分，其中有关重要概念间的层次关系、概念属性以及建立过程间的逻辑关系属于内在关联方式，而蕴含重要概念的建立、应用的结构化主题则属于一种外在的关联方式。因此，基于主题核心概念学习路径设计，不仅需要对内在关联方式进行优化重组，同样需要重视结构化主题情境这种外在关联方式的构建，以便学生基于情境获得知识、应用知识，从而在丰富其认知结构的同时，有效培养学生解决实际问题的能力。

4 围绕主题核心概念教学设计的实践研究

在围绕主题核心概念的教学设计时，还需要把学科核心概念解构成“颗粒度”适中的主题核心概念。在本文中，以学科核心概念“能量守恒”为例，首先基于科学层次模型对其组织架构关系进行分析，然后探讨主题核心概念“机械能及其守恒定律”的学习路径设计。

4.1 “能量守恒”的组织架构关系

“能量守恒”是中学物理中几个学科核心概念之一，但它却统摄了Ⅰ中的“主题核心概念”、Ⅱ中的“重要概念”以及若干“基础概念”，具体的组织架构关系如图2所示。（注：由于基础概念数量较多，图中没有列出层次，另外，有关的电磁场能量也未列出。）

在人教版必修2及选修3系列的相关章节中，都是围绕“功是能量转化的量度”和“守恒思想”这条主线进行内容组织的，其中关于“功是能量转化的量度”没有采用新课标之前的教材组织方式――在章首直接说明“做多少功，就有多少能量发生转化”，而是采用逐级渗透，使学生在“润物细无声”中体会这一重要思想，具体渗透的章节如表1。

由表1可知，要实现对“能量守恒”的深刻理解，“机械能及其守恒定律”的学习路径设计至关重要。

4.2 “机械能及其守恒定律”单元的教材分析

纵观图2中主题核心概念“机械能及其守恒定律”的“颗粒度”，非常适合单独构成主题学习单元，但人教版教材没有简单地按其概念序列进行内容组织，而是从以下两个层面渗透“功是能量转化的量度”和“守恒思想”的重要主线。

（1）关于守恒思想的渗透方式

关于守恒思想，教材按“追寻守恒量（动能、势能间的转化及其守恒猜测）机械能守恒定律及其实验验证能量守恒”进行组织。在“追寻守恒量”中，以图3所示的伽利略理想实验所隐藏的守恒思想为出发点，重现人类追寻能量概念的思维脉络，初步概括出能量概念，并定义势能、动能，猜测动能、势能在相互转化过程中可能守恒。在“机械能守恒定律”中，运用演绎与归纳的方法建立机械能守恒定律，并安排验证性实验，引导学生从理论与实验两个层面上体验守恒思想。在单元最后安排“能量守恒定律与能源”，其目的是在更宽广的知识背景下引导学生感悟守恒思想，完善能量的知识结构。

（2）关于“功是能量转化的量度”渗透方式

关于“功是能量转化的量度”渗透方式，教材首先阐述在人类认识能量历史过程中建立了功的概念，并举例说明如果物体在力的作用下能量发生变化，这个力一定对物体做了功，以此强调“功”与“能”之间相互依存。其次，是在探讨重力、弹簧弹力做功特点过程中，建立重力势能、弹性势能及其对应的功能关系。最后，是通过“探究功与速度变化的关系”的实验，初步体验合力做功与质量、速度变化关系，然后运用演绎方法建构动能概念和动能定理。

需要指出的是，虽然教材围绕主线进行了精心组织和安排，但我们也注意到，教材中各重要概念之间的联系还是比较隐晦的，因而不利于学生深刻领会主线。另外，基于教学逻辑考虑，教材没有更为清晰地体现出“为什么重力做功对应重力势能变化？为什么合力做功对应动能变化？”同时，在动能和动能定理的建构过程中隐含逻辑问题。

4.3 主题核心概念“机械能及其守恒定律”教学设计

基于上述思考，在设计学习路径时，需要在考虑教学逻辑的同时，突出重要概念间的内外联系。为此，我们以伽利略理想实验及其拓展模型为学习主题，构建起沿追寻守恒量思维脉络的重要概念学习路径图（见图4）。

（1）功的学习路径设计

如前所述，“功”是一个极为重要的概念，其重要性体现在“功”“能”两个概念的相互依存上。因此，“功”概念的建立必然是与能量转化过程密切相关。为此，设计以下学习路径。

①基于伽利略理想实验分析，创建功的概念情境

【问题1】在图3所示的伽利略理想实验中，物体在AB及BC过程中，动能和重力势能如何转化？哪个力做功？

点评：以理想实验为学习情境，构建“功”与“能量”的联系桥梁，渗透“功是能量转化的量度”思想，让学生在进一步“追寻守恒量”的活动中建立功的概念。

②基于伽利略理想实验的分析，引出一般情况下功的公式推导

【问题2】动能、重力势能发生相互转化的原因是有重力做功，而在图3所示情况中，重力与位移方向不在一条直线上，那么如何应用图5所示模型中功的计算公式W=F・l来计算重力所做的功？由此引入一般作用力做功的等效处理。

③基于实际实验分析，巩固已学知识，架起联系桥梁

【问题3】对于理想实验而言，物体由AB、BC过程中，重力对物体做正功还是负功？在实际情况中，物体沿斜面下滑、上升过程还受到摩擦力作用（见图6），试判断其运动过程中摩擦力做功的正负。

点评：上述学习活动设计的目的除了巩固已学知识外，更重要的是为学生思考“为什么重力做功对应重力势能变化？为什么合力做功对应动能变化？”等问题构建学习路径中的“脚踏点”。

（2）重力势能的学习路径设计

关于重力势能概念的建立，教材按“重力做功重力势能变化重力势能表达式”流程进行内容组织，但对尚未建立保守力概念的学生而言，势必会产生“为什么仅仅是重力做功对应于重力势能变化，而不是其他力做功？”的疑问，这是重力势能学习路径设计时首先需要明确的，然后才能按教材组织方式建构重力势能概念。为此，建议按下述方式设计学习路径。

①基于理想实验分析，初步建立重力做功与重力势能变化的对应关系

【问题4】对于图3所示的理想实验，物体由AB重力做正功，重力势能减少，由BC重力做负功，重力势能增加，那么，重力势能变化的原因仅仅取决于重力做功吗？其他力做功与重力势能变化之间有无必然联系？要对其进行论证，需要对图3所示模型进行怎样的拓展？

②基于理想实验模型拓展，论证重力做功与重力势能变化的关系

【问题5】对于图6所示的实际问题，物体沿ABC运动，试将重力、摩擦力做功的正负及其对应过程中重力势能的变化情况填入表2。

【问题6】若图3中的物体还受到与运动方向一致的拉力（见图7），试将重力、拉力做功的正负及其对应过程中重力势能变化情况填入表3。

【问题7】观察以上两个表格，探寻重力势能变化与哪个力做功相对应？并探讨构建重力势能表达式的方案。

点评：以上学习路径设计中，一方面回答了为什么只有重力做功才对应于重力势能变化，从而有效渗透了“功是能量转化的量度”的思想，另一方面也为动能概念及其机械能守恒定律学习路径设计构建了“踏脚点”。

③基于一般理想实验分析，建立重力势能概念

【问题8】若图3所示的光滑斜面相对某一平面的高度如图8所示，试用mg、h1、h2表示出物体AB及BC过程中重力做功的表达式。

【问题9】若将图3的斜面改为一般的曲面，试运用微元法分析重力做功有何特点？如果还是W=mgh1-mgh2形式而与路径无关，那么，mgh就是一个仅取决于重力mg和势h（位置）的物理量，由此，你认为mgh表征了什么性质的物理量？

（3）动能、动能定理的学习路径设计

关于动能和动能定理的建立过程，教材按图9所示理想模型导出W= mv - mv ，并将其称之为动能定理，但是，仔细考查其建立过程，需要回答两个问题，一是为什么是合力做功对应于动能变化？二是由此特殊模型导出的结论具有普遍性吗？也即其建立过程在逻辑上自洽吗？为此，建议按下述方式设计学习路径。

①基于理想实验分析，猜测合力做功与动能变化的对应关系

【问题10】在图3所示的理想实验中，物体由AB、BC中，由于重力做功导致动能变化，其重力做功即为合力做功，那么，是否是合力做功对应于物体的动能变化呢？要对其进行论证，应对图3所示装置进行怎样的拓展？

②基于拓展模型分析，论证合力做功与动能变化的对应关系

【问题11】对于图6所示的实际问题，物体由ABC运动过程，试将重力、摩擦力及合力做功W的正负及其对应过程中动能变化情况填入表4。

【问题12】若物体按如图7所示的方式运动（物体在右侧斜面上做减速运动），试将重力、拉力及合力做功的正负及其对应过程中动能变化情况填入表5。

【问题13】综合上述两个问题，你认为动能变化是由什么力做功引起的？

点评：以上学习活动设计，一是渗透“功是能量转化量度”的思想，二是回答了“为什么是合力做功对应于动能变化”的问题。

③构建一般模型探究动能变化规律

相比于重力做功与重力势能变化的关系探究，合力做功与动能变化关系更为复杂，因为物体所受合力有恒定、分段变化和连续变化之分，而我们又无法在高中阶段按一般演绎推理方式dW=F・dx、F=ma推得W= mv - mv ，这样，要构建合力做功与对应能量变化关系，就需要分别基于直线运动和曲线运动中不同的作用模型进行分类探索。为此，我们设计了图10所示的学习路径。

需要说明的是，在上述学习路径设计中，重点是构建直线运动中的关系式W= mv - mv ，对于曲线运动，可由微元法及变力作用模型简要说明其结论仍为W= mv - mv 。至于具体的问题设计，参见文献[7]。

点评：在学习路径设计中，分别应用分类、演绎、归纳等科学方法建立起普适功能关系W= mv - mv ，由此再类比于重力做功与重力势能变化关系，则可建立起动能概念、“发现”动能定理，并很好地解决了教材中隐含的逻辑问题。

（4）机械能守恒定律的学习路径设计

关于机械能守恒定律的学习路径设计，教材先以光滑曲面上运动的物体为研究对象，运用动能定理论证其机械能守恒，然后对物体与弹簧构成的系统进行研究，归纳出机械能守恒定律。单纯就机械能守恒定律的学习路径设计，这样安排无可非议，但是将其置于主题核心概念建构这一系统上考查，则不利于学生从总体上感悟守恒思想。为此，建议按下述方式设计学习路径。

①基于理想实验分析，猜测机械能守恒条件

【问题14】对于图3所示的理想实验，小球好像具有“记忆”功能，试用动能定理分析AB、BC过程中机械能变化情况，说明小球“记住”了什么？这种“记忆”是否需要什么条件？比如：有摩擦力作用时，是否还有这样的“记忆”能力？

②基于拓展模型分析，归纳机械能守恒条件

【问题15】对于图6所示的实际问题，试将重力、摩擦力做功正负与机械能变化情况填入表6。

【问题16】对于图7所示的光滑斜面，并受到与运动方向一致的拉力作用，试将重力、拉力做功正负及其对应过程中机械能变化情况填入表7。

【问题17】 综合上述两个问题，探讨单个物体与地球组成的系统机械能守恒的条件，并写出图3所示理想实验中物体机械能守恒定律的表达式。

点评：按上述方式设计机械能守恒定律学习路径，按“追寻守恒量”中的猜测达到机械能守恒的理性认识，实现了“追寻守恒量”认识过程的螺旋式上升，同时，又有效建构机械能守恒的条件，加深对守恒思想的领悟。

（5）功能关系的学习路径设计

在人教版教材中，出于认知水平考虑，没有安排除了重力以外的力做的功等于物体机械能变化这一重要功能关系，但在上述方式学习路径中，此类功能关系分析是深刻领会机械能守恒定律的“踏脚点”，这样，只需对上述学习活动中的问题15、16中摩擦力、拉力做功与机械能变化关系进行显性化处理，阐述其物理意义并推广至一般性结论，则可构建起上述功能关系，具体过程从略。

综上所述，对于主题核心概念“机械能及其守恒定律”的学习路径设计，追求的不是每个重要概念的最佳进阶路径，而是按追寻守恒量的思维脉络，通过对伽利略理想实验及其拓展模型功能关系的分析，从中观层面上统筹规划学习内容、学习过程及其重要概念间的关联方式，构建起围绕主题核心概念的最佳进阶路径。

参考文献：

[1]林雪敏.核心概念的确立原则及教学策略初探[J].中学物理教学参考，2015，41（11）：7―10.

[2]范增.我国高中物理核心概念及其学习进阶研究[D].重庆：西南大学硕士学位论文，2013.

[3]王较过，赵萍萍.概念图在中学物理核心概念学习进阶中的应用[J].中学物理教学参考，2015，41（11）：2―6.

[4]张颖之，刘恩山.科学教育中科学内容知识的结构[J].课程・教材・教法，2013，33（10）：47―51.

[5]张玉峰，郭玉英.科学概念层次分析：价值、变量与模型[J].物理教师，2015，36（11）：2―10.

篇2

1.能

能就是指能量.一切能量的单位都是焦耳,符号是J.一个物体能够对外做功,我们就说这个物体具有能.功是能量变化的量度,我们可以用功的大小来量度做功前后物体能量的变化.能是表示物体做功能力大小的物理量.物体要对外界做功,就必须消耗本身的能量,或者从别处得到能量来补充.

2.动能

动能的定义或解释:(1)物体由于运动而具有的能叫做动能;(2)物理学中把物体的质量跟它速度的平方的乘积的一半叫做该物体的动能;(3)动能是一种物体由于有运动而具有的能量.它是一个由物体的质量和运动速度共同决定的并且其变化可以用功来量度的物理量.公式为Ek=mv2/2.

3.势能

势能的定义或解释:物体由于被举高或者发生弹性形变而具有的能.

在中学物理中,所研究的势能是重力势能和弹性势能.

重力势能是由于物体和地球间的相互吸引而产生的,它的大小随物体和地球的相对位置的变化而变化.重力势能是一种引力势能,公式为Ep=Gh=mgh.

弹性势能是由于物体发生弹性形变时,各部分之间存在相互作用的弹力而产生的,它的大小随各部分之间相对位置的变化而变化.在弹性限度内,弹簧发生的形变越大,弹性势能越大.

4.机械能

动能和势能统称为机械能.动能和势能之间可以相互转化,在动能和势能相互转化的过程中,如果忽略一切阻力,物体只受重力作用,或者受其他的力,但这些力不做功,那么,机械能的总量保持不变,即机械能守恒.

5.内能及其改变

(1)内能

分子动能:分子不停地做着无规则的热运动,因此分子具有动能.物体的温度越高,分子运动得越快,它们的动能越大.

分子势能:由于分子间有一定距离,而且存在着相互作用力,所以分子间具有势能.

内能:物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能.一切物体的分子都在不停地做无规则运动,所以不论温度高低,一切物体都具有内能.

(2)内能的改变

改变物体内能有做功和热传递两种方式.

①做功的实质是能量的转化.对物体做功(压缩气体、克服摩擦、锻打、弯折等),物体的内能增加;气体膨胀对外做功,物体本身的内能减小.

②热传递的实质是能量的转移.在热传递的过程中,高温物体温度降低,内能减小;低温物体温度升高,内能增加.

做功和热传递在改变物体的内能上是等效的.

6.热传递

热传递是改变物体内能的一种方式,当物体或物体的不同部分之间存在温度差时,就会发生热传递.热传递时,能量从高温处转移到低温处,直至温度相同.热传递有三种方式:传导、对流、辐射.在实际的热传递过程中,这三种方式往往是伴随着进行的.

7.热量

热量,符号Q.物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量.热量是在热传递过程中量度系统内能变化的物理量.

(1)热量的计算公式:Q=cmΔt;

(2)吸收热量的计算公式:Q吸=cm(t末-t初);

(3)放出热量的计算公式:Q放=cm(t初-t末);

(4)由能量守恒定律可知:Q吸=Q放(不考虑热损失).

8.比热容

比热容,符号c.单位质量的某种物质温度升高(降低)1℃所吸收(放出)的热量叫做这种物质的比热容.

在国际单位中,比热容的单位是焦耳/(千克・开),符号:J/(kg・K),常用单位是焦耳/(千克・摄氏度),符号:J/(kg・℃).比热容是反映物质的吸热(或放热)本领大小的物理量,它是物质的一种属性.任何物体都有自己的比热容,即使是同一种物质,所处物态不同,比热容也不相同.例如,水的比热容是4.2×103J/(kg・℃),而结成冰后的比热容则是2.1×103J/(kg・℃),几乎是液态水的一半.

9.热值

热值,符号q.单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值.在国际单位制中,热值的单位是焦耳/千克,即

J/kg;对于气体燃料而言,单位是焦耳/立方米,即J/m3.对热值的理解要注意的是燃料完全燃烧.保证充分燃烧的方法是:燃料颗粒尽可能地小而分散,有氧气,而且氧气要充分.在能量转化形式上,是将物质的化学能转化为内能.

10.热机

热机,就是把燃料燃烧释放出来的内能转化为机械能的机器.热机包括外燃机、内燃机、燃汽轮机等等.在现代社会中,内燃机是主要的机器.

内燃机的工作原理:让燃料在汽缸内燃烧生成高温高压的燃气,这些高温高压燃气膨胀而对外做功,使一部分内能转化为机械能,同时自己的内能减少,温度降低.

内燃机完成一次工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程.活塞往复两次,曲轴转动两周,便完成一个工作循环.在一个工作循环中,只对外做功一次.

压缩冲程是机械能转化为内能.做功冲程是内能转化为机械能.

热机的效率是反映热机性能的一项重要标志.转变为有用功的热量跟燃料完全燃烧时放出的热量的比叫做热机的效率.影响热机效率的因素有:燃料不可能完全燃烧;高温热源总是对低温物体传递热量;克服机械传动的摩擦要消耗部分能量;尾气带走部分能量等.

二、重、难点剖析

1.具有能的物体一定在对外做功吗?

具有能的物体不一定在对外做功,如:悬挂着的钢球,它虽然具有重力势能,但它没有做功.

2.在弹性限度内,被拉伸的弹簧具有弹性势能,被压缩的弹簧具有弹性势能吗?

在弹性限度内,弹簧无论被拉伸还是被压缩都具有弹性势能,而且形变量越大,弹性势能越大.

3.如何判断机械能是否变化?

(1)由“机械能=动能+势能”判断.如:速度和高度不变,物体质量减小,则动能减小,重力势能减小,机械能减小;若质量和速度不变,物体高度减小,则动能不变,重力势能减小,机械能减小.

(2)在动能和势能相互转化的过程中,如果除重力和弹力外没有其他外力做功(没有其他形式能量补充或没有能量损失),则在动能和势能转化过程中机械能不变.

4.热量与内能

物体在吸收或放出热的过程中,传递的是能量.与功一样,热量只是反映物体在状态变化过程中所迁移的能量,是用来衡量物体内能的变化的.有过程,才有变化,离开过程,将毫无意义.就某一状态而言,只存在“内能”,根本不存在什么“热量”和“功”.因此,不能说一个系统中含有“多少热量”或“多少功”.

5.热量和温度

热量是物体内能变化的量度,而温度是物体内部大量分子做无规则热运动激烈程度的宏观标志.虽然热传递的前提条件是两个物体之间存在温度差,但是,传递的是能量,不是温度,更不是根本不存在的“热质”.有热传递的发生,可以使物质的温度发生改变,但在晶体的熔化、凝固以及液体的沸腾等物态变化过程中,尽管存在热传递,但温度却保持不变.因此诸如“吸收的热量越多,温度变化就越大”“系统的温度越高,它放出的热量就越多”等说法是错误的.因为放出的热量不仅和温度的变化值有关,而且还与物体的质量、比热容、物态等有关.

6.内能与机械能

(1)内能与机械能是两种形式的能,两者都与运动有关,都描述物体的运动状态.一定条件下,内能和机械能是可以相互转化的.

(2)内能的研究对象是微观粒子,机械能的研究对象是宏观物体.内能由物体内分子无规则运动和相互作用的分子间相对位置决定,它与物体的机械运动情况无关;机械能是由物体的整体运动状态和物体间相对位置决定的能,它与物体的分子运动无关.可以说,内能和机械能是从不同的角度、不同的侧面描述了物体的运动.

(3)具有内能的物体不一定具有机械能;但具有机械能的物体一定具有内能,物体在任何情况下都具有内能.

三、易错点扫描

1.动能与势能转化问题的分析

(1)首先明确决定动能大小的因素、决定重力势能(或弹性势能)大小的因素,再看动能和重力势能(或弹性势能)如何变化.

(2)要注意动能和势能相互转化过程中能量的损失和增大,如果除重力和弹力外没有其他外力做功(即:没有其他形式能量补充或没有能量损失),则动能与势能转化过程中机械能不变.

2.温度越高的物体内能一定越大吗?

同一个物体,它的温度越高,分子无规则运动的速度越大,因此分子的动能变大,导致物体内部分子动能和势能的总和增加.例如,一个铁块在烧红时的内能比它冷却时的内能大.对于内能与温度的关系不能错误地理解为温度越高的物体内能越大,内能的大小除了与温度有关,还与其他因素有关,而其他因素将在我们以后的物理学习中介绍.但对同一个物体而言,温度升高,内能增加;温度降低,内能减少.

3.内燃机的工作循环是如何完成的?

内燃机的每一个工作循环分为四个阶段:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程.在这四个阶段,吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的,而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程,是由内能转化为机械能.另外压缩冲程将机械能转化为内能.

4.关于热值的理解

(1)对于热值的概念,要注重理解三个关键词:“1kg”“某种燃料”“完全燃烧”.1kg是针对燃料的质量而言,如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值.某种燃料说明热值与燃料的种类有关.完全燃烧表明要完全烧尽,否则1kg燃料的化学能转变成内能就不是该燃料的热值.

(2)热值反映的是某种物质的一种燃烧特性,同时反映出不同燃料燃烧过程中化学能转变成内能的本领大小,也就是说,它是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关.

四、典型例题

例1 跳伞运动员从空中匀速下落,人和伞的().

A.动能增加,重力势能减少,机械能不变

B.动能不变,重力势能减少,机械能减少

C.动能减少,重力势能增加,机械能增加

D.动能不变,重力势能不变,机械能不变

解析从动能、重力势能、机械能的概念出发去分析问题.匀速下落的跳伞运动员,质量和速度不变,动能不变;下落过程中,相对地面的高度减小,重力势能减少;机械能=动能+势能,动能不变,势能减少,故机械能减少.

选B.

例2下列说法中正确的是().

A.100℃的水比50℃的水所含的热量多

B.温度升高得多的物体吸收的热量一定多

C.热传递时高温物体将温度传给低温物体

D.热传递时高温物体将热量传给低温物体

解析物体之间没有热传递就谈不上热量,因此说物体含有多少热量是错误的;物体在热传递过程中,吸收或放出热量的多少,不仅与温度的变化有关,还与其他因素有关;温度是分子无规则运动剧烈程度的标志,热传递过程中传递的不是温度而是能量,所以A、B、C的说法都是错误的.

选D.

例3质量为1kg的铝壶中装有500g10℃的水,给壶加热,使水温升高到100℃,需要吸收多少热量?

解析本题中水温升高要吸热,铝壶也要吸热,铝壶的初温、末温和里面水的初温、末温应相同,求需要的热量就是铝壶和水吸收的热量之和.

Q吸=Q铝+Q水

= c铝m铝t + c水m水t

= 8.8×102J/(kg・℃)×1kg×90℃+ 4.2×103J/(kg・℃)×0.5kg×90℃

=2.682×105J.

例4卖火柴的小女孩在严寒中只能靠点燃火柴取暖.一根火柴的质量约为0.065g,火柴的热值平均为1.2×107J/kg,求一根火柴完全燃烧能使1m3的空气温度升高多少摄氏度?〔已知空气的密度为1.3kg/m3,比热容为1×103J/(kg・℃)〕

解析设火柴完全燃烧释放的热量全部被空气吸收,即Q吸=Q放.

cm1t=qm2

所以完全燃烧一根火柴能使1m3的空气升高的温度为:

t=qm2/cm1=qm2/cρV=1.2×107J/kg×0.065

×10-3kg/[1×103J/(kg・℃)×1.3kg/m3×1m3]=0.6℃.

例5汽油机工作的四个冲程为:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,如图所示为冲程.在压缩冲程中,活塞压缩气体做功,气体的内能 (选填“增大”或“减少”),能转化为气体的内能.

篇3

【关键词】初三物理；教学质量；路径

物理是以观察实验为基础，讲究逻辑性和严密性的一门自然科学，学习物理对于青少年的思维能力的提升有着十分重要的积极作用。如果将初中物理课程看作是整个物理学习中的启蒙阶段，那初三阶段则是对这个启蒙阶段的总结和拔高，这一阶段的学习将对启蒙效果以及后续更高阶段的物理学习造成重要影响。因此，有必要针对初三阶段的物理教学特点和教学内容，通过合理的物理教学路径，以达到培养学生创新能力和提升物理教学质量的目的。

一、优化课堂教学，激发学生的学习兴趣

孔子说“知之者不如好之者，好之者不如乐之者。” 可见，积极良好的学习兴趣不仅能够给初三学生提供学习物理的动力，并且能够有效提高他们解决问题的能力。而物理是一门理论与实践紧密相关的学科，在学习过程中强调对客观世界的观察以及实验验证，具备很强的操作性，所以物理教学首先应该充分利用物理实验生动、形象的特点，通过多组织实验的方式来激发学生兴趣、引导学生从大量生动直观的物理现象中总结出物理规律和概念。

例如，在学习人教版初三物理第十四章《压强与浮力》时，经常会碰到 “液体对容器底的压力与液体重力的关系？ ”的问题，例如几个容器的底面积相同，但形状不同，倒入相等质量的同种液体且均未溢出，要求对这些容器的底面承受压力的大小关系进行判断。对此，很多学生可能会陷入重力与压力相等的误区。此时，不妨用演示实验来引导学生理解这个问题。实验可以采用一个开口可调节大小的塑料容器、一个天平和一定量的水，只要将装有一定量水的塑料容器放在天平上面，分别将塑料容器调整为开口小底面积大、开口和底面积一样大以及开口大底面积小三种模式（底面积始终保持不变），通过对天平示数大小的观察就可以让学生充分理解并掌握相关的物理知识。

其次，在初三物理课堂上，还可以通过多媒体让学生对物理现象有一个直观的感受，进而使学生经历由感性到理性的学习过程。例如，在学习人教版初三物理第十五章《功和机械能》时，学生通常对机械能及其转化的理解不够深刻，因为这种能量转化是我们不能直接看见的，属于一种抽象的概念。这时我们可以利用多媒体制作动画课件，将机械能转化过程进行分步演示，这样就弥补了真实模型的不足，帮助学生更容易地理解和掌握知识。

二、夯实基础，形成良好的认知结构

帮助学生培养良好的认知结构具有重要的意义，它不仅是新知识与旧知识之间的同化顺应过程，也是学生解决问题时能够将相关知识进行有效迁移的前提。

1.梳理基础知识，构建完整体系

基础知识的掌握程度决定了实际解决问题的能力。在初三物理教学，尤其物理总复习教学时，要对基础知识特别重视。实际工作中，物理教师可根据大纲的要求对基础知识进行深入梳理，并通过将主干知识和重点知识的纵横拓展，让学生对物理的基本概念、定律、公式以及实验操作流程做到熟练掌握并融会贯通，进而构建完整的知识体系。例如，在学习完人教版初三物理的力学部分后（即从第十一章《多彩的物质世界》到第十四章《压强与浮力》），教师就可以指导学生构建如图1的关系图，这样的图式为学生展现了力学各章内容之间的内在关系，使学生对力学的掌握与理解更加深刻，利于在头脑中形成完整的知识结构。

2.呈现结构化知识，促进学生主动建构

在初三物理教学中，教师应根据初中学生的认知特点，采用一些巧妙的方式对物理学科知识进行结构化表达，以揭示物理概念和规律之间的内在联系；此外，教师还应传授学生一些组织物理知识的技巧和方法，通过让学生自己去构建认知结构，从而使他们对知识间的本质性关联有一个清晰的掌握，这不仅利于促进学生的思维发展，而且有利于提高学生依据规律解决问题的能力。如图2所示，以人教版初三物理第十五章第五节《机械能及其转化》为例，我们可以采用概念图的方式呈现结构化的物理知识，这不仅使教师的教学内容和结构更加的清晰，物理概念与原理的重要性显而易见，而且使学生对物理学科内容达到了概念化、系统化的理解。

三、实施探究式教学，增强学生的问题意识

在初三物理的课堂教学中，教师应通过创设一种独立探究的情境，以达到让学生独立思考，自主参与知识形成过程的目的。物理教师只有吃透教材，并根据所教班的实际情况设置合适的物理问题情境，才有利于学生问题意识的培养。学生也只有在问题情境中产生各种疑问，并与原有认知发生矛盾，才能积极地去思考和分析，进而形成强烈的问题意识。而在实际的教学过程中，教师可以利用实验来设置问题情境，例如，在进行“杠杆的平衡条件”实验时，可以在实验前先提出以下问题：①实验中的杠杆两端的可调螺母有什么作用？②为什么要求杠杆静止时在水平位置呢？而在实验过程中，可以边演示边提问：①如果发现杠杆右端下倾，说明什么原因？②应该怎么调节才能使杠杆在水平位置平衡？在实验结束后，可以引导学生思考如以下问题： ①为什么实验中没考虑杠杆本身的重量？②有些同学根据实验数据，得出了“动力×动力臂=阻力×阻力臂”的结论，是什么原因导致他们得出这个结论的？通过设置这样的问题情境，学生的逻辑能力得到了进一步的提高，更重要的是，学生透过实验表面现象看待物理本质规律的能力得到了锻炼。

四、拓宽物理学习思路，培养科学思想和方法

“授人以鱼，不如授人以渔”。物理概念和物理规律的建立发展和应用过程本就蕴含着丰富的科学方法，因此，物理教学不应仅局限于物理知识的传授，更应强调对科学思想、科学方法和科学精神的灌输。

相较于物理知识，科学方法本身更具有“隐性”的特点，因而需要教师在物理教学过程中，揭示科学方法的重要性，并引导学生在学习过程中领悟并且学会运用科学方法，进而促使学生在一定的认知结构下能够较快地获取新知识。

五、结束语

总之，只有根据初三阶段的物理教学特点和教学内容确定合适的教学路径，才能切实有效地提高教学质量。

参考文献：

[1]张国威.初三物理教学中出现大批学困生的情况分析[J].课程教育研究，2012， （18） ：79-80

篇4

关键词： 热能动力；能源利用；节能减排；

中图分类号：TE08 文献标识码： A

0 引言

能源是一个国家和民族发展的基石，同时，也是人类赖以生存的关键。现阶段，在全世界范围之内，相关的不可再生能源，例如天然气、石油、煤炭等，依然是占到了能源使用率的百分之九十左右，就现今而言，这些不可再生的能源，依然是人类生活和生产当中所使用的主体能源，但是，从长远的角度来看，这些能源迟早都会有使用枯竭的一天，所以，如何开

发和利用新型能源，并且深入地研究其对环境带来的影响以及节能减排方面的内容，是现今非常关键的一点工作内容，同时，也是国家相关工作当中的重点。将针对热能与动力工程的利用和开发，进行详细的分析，针对其发展的前景、对环境的影响以及节能减排方面，进行细致的探析，力求帮助此项能源更好地开发和利用，为人类的发展做出更加突出的贡献。

1 热能动力装置

在现阶段当中，热能动力工程，其无论是在人们的生产还是生活当中，都发挥着极其重要的作用，对于人类的发展，有着积极的意义[1]，所以，深入地对其相关设备装置进行研究，对设备的工艺技术以及操作的具体流程进行探析，对于此项技术的建设是非常有必要的。其工作的原理，首先，将其工程所需的燃料，放置在相应的设备当中进行燃烧，进而产生热能，然后在相关的热能动力装置之中，通过技术手段，将其热能转化成有效的机械能。燃烧的相关装置以及相应的热能动力机，再加上辅助的设备，此套整体称之为热能动力装置。主要的来讲，热能动力装置分为两大基本类型：a） 主要是以燃烧之中产生的燃气进入到发动机之中，进而进行相关能量的转换，并且加以循环利用，比如内燃机等装置，是此种类型的典型代表；b） 首先将燃料燃烧过程之中所产生的热能，通过技术手段，传递至相关液体之中，并且使液体汽化，进而气化之后产生的蒸汽导入到发动机当中，从而进行热能的传递以及转换，蒸汽机是其典型的代表。

2 热能的特点以及利用

根据上文的详细阐述和分析，可以对热能动力的装置使用情况有一个详细的掌握，接下来，将针对热能动力工程当中的热能特点以及实际的使用情况，进行研究。

2.1 热能的利用

热能在我国许多行业当中都有着广泛的运用，并且，在国民经济当中，也占据了核心的地位[2]。总的来讲，热能的相关利用，在以下几个行业当中最为广泛：a） 电力工业，热能动力工程在其中有着非常重要的应用，在核发电、火力发电等装置设备的使用之中，热能动力工程及相关的技术，是其工作的基础；b） 钢铁工业，尤其在高炉炼铁、炼钢以及轧钢等工

艺当中，应用极为广泛；c） 相关的有色金属工业，其中包括有铝、铜等有色金属，其冶炼，均使用的是热能；d） 化学工业，在化学工业的相关应用之中，合成氮、酸碱等的相关生产工艺程序，主要使用到的是热能动力工程之中的技术手段，以其基本的原理来作为理论依据；e） 石油工业，其中包括石油的采集、冶炼、运输等等多个环节，都运用到了热能动力工程

当中的相关技术理论；f） 机械工业以及相关的建筑工业，包括材料的生产、材料的制造、相关工艺锻造、焊接技术以及铸造等，都有热能的利用；g） 交通运输领域当中，包括汽车、轮船、飞机等的使用；h）农业生产以及水产养殖等方面，也有着广泛的运用，包括蔬菜的温室培养、鱼池的加温加热、电力方面的农业灌溉等方面，均有着广泛的使用。同时，在人们的日常生活之中，热能也有着广泛的使用，例如冬天之时的供暖设备等。根据上述的分析，可以看出，热能及其相关的动力工程，在人们的生活以及生产当中，发挥着非常重要的作用，是一项极为重要的能源，下文将针对热能的特点，进行深入细致的探究，帮助在日常的使用过程当中，发挥出更大的效应。

2.2 热能的特点

现阶段当中，人类所使用的热能，主要是通过一次能源的转换而得来的，所以，分析热能的特点，需要从以下三个方面来入手进行：a） 太阳能及其能量的转换。太阳能，通过对植物的照射，进而使植物的内部存有的叶绿素，发生一系列的能源转换以及光合作用，进而将太阳能转换成为生物的质能，而太阳能的光，则是经过热量的转换以及点的转换，进而成为

我们所使用的能源物质；b） 燃料化学能及其转换过程。燃料化学能的转换，主要是通过燃烧的方式，将存在于其中的化学能，转换成为热能，进而再通过相关的技术手段，将其转换成为人类生活和生产所需要的机械能，例如常见的汽轮机等，其工作的方式，就是首先将化学能源，转换成为蒸汽的热能，进而再通过相关的设备以及技术，将汽轮机之内的热能转换成为机械发动所需的机械能；c） 热能的转换，其中主要包括两种能量的形式，即电能以及机械能，电能包括热电发电机，而机械能，则主要有汽轮机以及内燃机。

3 热能动力工程对于环境的影响

热能动力工程对于环境的影响，主要存在于四个方面，即热污染、空气污染、噪音污染以及放射性的危害等，在热污染当中，带来的主要危害是温室效应，其主要是河水发电站等，在很大程度上会影响水源当中生物的生存以及空气质量的变化，空气污染，则主要是发电厂、工业设备企业以及暖气、汽车尾气的排放，同样会造成温室效应，所以，针对以上几点问题，需要在相关的工作当中予以改进，更好地为环境的可持续性发展做出积极的贡献。

4 节能减排工作重点

根据上文的详细分析和阐述，可以对热能动力工程的技术要点、实际的应用以及对于环境的影响等多个方面，有着清晰的了解和认识，接下来，将着重地针对热能动力工程当中的节能减排工作，进行研究和分析，力求更加高效率地使用能源，并且减少对于环境的污染以及能源的损耗等。

4.1 工作的重点

针对热能动力工程的实际特点和具体的应用，相关工作的重点，应该从以下几个方面来入手进行：a） 加快相关产业结构的调整。针对热能动力工程，需要很好地对其相关的产业结构进行调整和改进，力求提升能源的使用效率，同时，积极地针对生产性的服务业，进行发展，以满足人们的方便、提升生产质量为核心内容，来进行改进，在工业生产之中，需要淘汰过时的产品，对于陈旧的工艺技术以及相关的设备，要加快淘汰的速度，并且适时地发展新型的技术，力求全面地提升生产质量以及生产效率，优化产业结构，进一步地推动产业的转型以及升级；b） 强化技术创新。针对热能动力工程及相关的产业，需要很好地针对其技术手段进行更新，例如在电力工业以及钢铁工业之中，很好地发展新型的技术手段，针对现今存在的主要劣势，进行改进和提升，很好地结合当前市场经济环境和体制的发展，加强和

相关科研院校的合作，合力构建起技术性的研究发展以及服务平台，将技术的发展和规范化，作为工作的重点和核心来进行，建设好相关的能源高效循环利用模式，积极地开展相关的减量技术、替代技术、再利用技术以及资源化技术，全面地将热能动力工程当中生产效率较为低下的方面进行改进，力求减少排放、减少对于环境的污染，同时提升能源的利用效率。

4.2 具体措施的实施

具体措施的实施，需要从根本做起、从基础性的建设做起，逐步地控制增量，并且要针对相关的不足，进行产业的调整以及结构的优化，逐渐地强化相关的污染防治措施，全面地实施重点工程建设[3]。同时，还需要发展创新性的模式，进而加快经济的循环，依靠现代化的科学技术手段，将节能减排工作管理，作为工作当中的重点内容以及核心内容，加快新技术的发展步伐，并且很好地结合热能动力工程的实际特点和具体的应用情况，发展新型的热能技术，开发出新的能源，投入到具体的使用当中，针对高能耗的企业以及相关的生产，要采取相关的节能措施，例如窑炉的热效率等，要降低其排烟并且很好地进行相关的热损失回收工作，针对烟气以及余热等，进行回收再利用，进而达到节能的效果和目的。此外，相关的政府部门单位，还需要针对其中的法制进行健全，加大监督和管理工作的力度，完善政策和约束机制、相关体系的建设，并且加强宣传的力度，提升全体公民的节能减排意识，全面地对热能动力工程的使用进行提升和改进。

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[关键词]热能动力；应用；动力

中图分类号：TK12 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）17-0035-01

引言

热能动力工程对于整个中国社会的发展的贡献是毋庸置疑的，就算是在科技信息技术飞速发展的今天我们仍然不能不承认，热能动力工程仍旧在影响着我们社会生活的方方面面，而在经济和生活的领域，热能动力工程更是正在发挥着其不能取代的力量，人们越来越想要追求一种生态绿色的生活方式。本文就热能动力工程的热能动力工程，这个现代社会的文明动力技术进行了简单的分析。

1、当前热能动力工程的现状

我国的煤炭资源总量相对丰富、石油资源日渐短缺、经济发展对资源的需求增加、煤化工技术的发展进步等共同推动了煤炭深加工战略的实施。我国煤炭资源人均占有量较低.仅为世界平均水平的60%左右：随着物质文化生活水平的提高，对环境质量要求日益严格等，因此.煤炭的高效加工转化利用任务艰巨。多能源互补与多功能综合是当代世界能源动力系统发展的主要特征和趋势。热能动力多联产系统是一个多种形式原燃料及电能等能源输入、多种形式产品及热能动力等能量输出的复杂系统。在此过程中，原燃料、化工产品、热能动力等能源存在不等价性，使得科学合理地评价化工热能动力多联产成为难题：而且原燃料、化工产品、热能动力等具有不同品质.其多样性又使得比较对照变得更加复杂。随着经济的发展，能源、环境问题日益突出，由此而诞生的能源、环境、经济等综合的评价准则受到重视。

2、热能动力工程设计的基本要求

众所周知，不管是什么项目工程的设计，都需要有专业高素质的设计人才和先进的设计技术为基础，同时设计企业还需要对程设计的经济效益进行考虑。

2.1 高素质的设计专业人才

热能动力工程的设计需要专业的设计人才。在招聘设计人员的时候要通过各种方式选拔具有扎实的热能动力设计基本功，有创新性、灵活的应变力的高素质人才。社会是不断发展，科学技术日新月异，人们的需求也在不断的改变。所以要定时的对热能动力设计人员进行培训，培养出能够与时俱进的设计人才。

2.2 设计技术的先进性

设计技术先进性的考量标准是要符合客户的需求，要符合国家的相关标准，技术水平要达到甚至超越当前的国际水平。同时在工程系统的设备选型和组合方式等设计内容也要具有先进性。要确保在后期设计的修改和完善的过程中，系统工程可以自行维护。在具体的电厂热能动力设计中，要根据自己厂里面实际情况引进先进的技术和设备。

2.3 经济效益的合理性

在市场经济不断发展的今天，企业的竞争就是经济实力的竞争，所以在电厂热能动力工程中要以取得经济效益为目的。在热能动力系统工程的设计中要综合考虑工程建设的费用，设备的费用，维修的费用，以及其他的一切系统资金费用。要是经济效益达到合理性。工程系统费用要在合理的范围之内，保证在取得足够的经济效益的同时，能够提高工作质量和保证安全。

3、热能的特点以及利用

3.1 热能的特点

现阶段当中，人类所使用的热能，主要是通过一次能源的转换而得来的，所以，分析热能的特点，需要从以下三个方面来入手进行：（1）太阳能及其能量的转换。太阳能，通过对植物的照射，进而使植物的内部存有的叶绿素，发生一系列的能源转换以及光合作用，进而将太阳能转换成为生物的质能，而太阳能的光，则是经过热量的转换以及点的转换，进而成为我们所使用的能源物质；（2）燃料化学能及其转换过程。燃料化学能的转换，主要是通过燃烧的方式，将存在于其中的化学能，转换成为热能，进而再通过相关的技术手段，将其转换成为人类生活和生产所需要的机械能，例如常见的汽轮机等，其工作的方式，就是首先将化学能源，转换成为蒸汽的热能，进而再通过相关的设备以及技术，将汽轮机之内的热能转换成为机械发动所需的机械能；（3）热能的转换，其中主要包括两种能量的形式，即电能以及机械能，电能包括热电发电机，而机械能，则主要有汽轮机以及内燃机。

3.2 热能的利用

热能在我国许多行业当中都有着广泛的运用，并且，在国民经济当中，也占据了核心的地位。总的来讲，热能的相关利用，在以下几个行业当中最为广泛：电力工业，热能动力工程在其中有着非常重要的应用，在核发电、火力发电等装置设备的使用之中，热能动力工程及相关的技术，是其工作的基础；钢铁工业，尤其在高炉炼铁、炼钢以及轧钢等工艺当中，应用极为广泛；相关的有色金属工业，其中包括有铝、铜等有色金属，其冶炼，均使用的是热能；化学工业，在化学工业的相关应用之中，合成氮、酸碱等的相关生产工艺程序，主要使用到的是热能动力工程之中的技术手段，以其基本的原理来作为理论依据；石油工业，其中包括石油的采集、冶炼、运输等等多个环节，都运用到了热能动力工程当中的相关技术理论；机械工业以及相关的建筑工业，包括材料的生产、材料的制造、相关工艺锻造、焊接技术以及铸造等，都有热能的利用；交通运输领域当中，包括汽车、轮船、飞机等的使用；农业生产以及水产养殖等方面，也有着广泛的运用，包括蔬菜的温室培养、鱼池的加温加热、电力方面的农业灌溉等方面，均有着广泛的使用。同时，在人们的日常生活之中，热能也有着广泛的使用，例如冬天之时的供暖设备等。根据上述的分析，可以看出，热能及其相关的动力工程，在人们的生活以及生产当中，发挥着非常重要的作用，是一项极为重要的能源，下文将针对热能的特点，进行深入细致的探究，帮助在日常的使用过程当中，发挥出更大的效应。

4、电厂热能动力工程系统的修改和完善

电厂热能动力工程系统安装完成之后要对电厂热能动力工程系统的总系y和分系统进行检验测试，测试各方面的功能是指标是否满足国家的相关技术规定，如果不满足或者不完全满足相关的规定要及时的对其进行修改。热能动力系统的建设一般都要经过立项、设计、施工、安装、调试、评估和验收这个周期，所以说热能动力系统的建设是一个长期的工程。

5、结束语

本文重点地分析了相关热能动力工程设备装置的使用、工艺流程，并且针对热能的特点、利用以及对于环境的污染、节能减排工作的重点等进行了分析，力求更加全面地掌握热能动力工程的实际状况，更好地加以运用，逐步地提升生产的质量和效率，为相关的节能减排工作做出突出的贡献。

参考文献

[1] 刘杰.热能与动力工程在热电厂的运用分析[J].科技传播，2012（17）.

[2] 王文才.热能动力设计研究[J].中国新技术新产品，2011，（22）.

篇6

关键词：林业机械；故障；维修管理

前言

林业机械是用于营林（包括造林、育林和护林）、木材切削和林业起重输送的机械。广义的林业机械还包括木材加工机械、人造板机械和林产化工设备等综合利用机械。林业机械大多是在移动情况下进行露天作业，因受自然条件的影响而具有一定的区域性。营林机械包括种子采集和处理、林地清理、整地、育苗、中幼林抚育和林木保护等作业用的机械。其中常用的有采种机、割灌机、挖坑机、筑床机、插条机、植树机等。林业机械在林业生产中发挥着重要的作用，因而采取措施预防林业机械故障的发生，对林业机械的可持续发展具有重要的意义。

1 林业机械产生故障的原因及特点

1.1 产生机械故障的原因 故障是林业机械可靠性与维修研究的前提条件。所谓机械故障，是指机械设备因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象。机械故障产生的原因，林业机械在其使用及设备运行中，会受到周围因素（包括机械使用的外部环境、执行操作的工作人员、设备故障的维修人员）、机械内部结构能量、潜伏能量（铸件的内应力和装配内应力）等各种能量的作用和影响，当这些以热能、机械能、化学能形式而存在的能量达到一定数值时，将导致有害过程的出现，首先引起如摩擦引发损伤等的机械零部件初始性能和状态的变化，再次引起如尺寸公差等的机械零部件结构参数的改变，最终引起如速度变化等的机械结构参数的改变。几种常见的机械故障，机械故障在使用过程中由于受到各种有害作用，首先导致其各种零部件出现损伤，而影响或改变机械的输出参数。机械故障有很多，比如松动、脱落等的松脱型故障；变质、疲劳、老化、异常磨损、剥落等的退化型故障；压痕、变形、拉伤、开裂、断裂、龟裂、烧蚀、腐蚀等的损坏型故障；堵塞、漏水、漏气、渗油等的堵塞与渗漏型故障；过热、性能衰退、功能失效等的性能衰退或功能失效型故障模式；间隙过大或过小、压力过高或过低、行程失调、干涩等失调型故障。

1.2 林业机械故障的特点 林业机械故障有多样性、多变性的特点。由于引发机械故障的原因不同，致使机械故障的类型也是多种多样的，而这些故障类型又可同时作用于某一零部件，即同一零部件往往存在多种故障机理、产生多种故障模式。同时，由于这些故障机理的表现形式、存在程度各不相同，致使在林业生产过程中机械产生故障等级又会相互转化、改变。故障的潜在性、分散性，当机械在使用中所出现的损伤发展到使零部件结构参数超出允许值，但机械功能输出参数未超出允许值时，即出现了潜在故障。机械故障的潜在性可通过清洁、、紧固、调整等维修手段来减缓或消除损伤的发展。故障的渐发性、耗损性，林业机械的退化型故障或者功能失效型故障，其发展都是随着时间的增加，伴随着能量与质量的逐步变化而发生的，这些故障属于局部的、不完全的，且是缓慢变化的，虽然通过简单的维修即可使机器正常工作，但某些性能不可能恢复到使用前的状态，因此，应将某些零部件更新换代，并在以后的使用中注意机械的运作时间。林业机械无论是出现了潜在故障，还是功能故障，甚至是处于极限技术状态，都会产生一定的影响，轻则减少机械的使用寿命，或者影响生产的成本（涉及维修费用）和质量；重则会造成人员伤亡，因此，必须对其进行及时的检测与维修或者是更新。

2 林业机械故障的维修与管理

2.1 预防

2.1.1 减少有害物质的入侵 在林业机械使用过程中，要尽力减少有害因素的影响。一要减少如土壤、灰尘等非金属物质以及金属屑、磨损产物等的影响；二要避免如雨水、空气中的化学成分等通过机械零部件的缝隙、对外通道等进入机械内部而腐蚀零部件。

2.1.2 定期做好机械的 良好的可降低零件的磨损速度，还能保持其适宜的工作温度和正常的工作间隙。剂的使用要科学、合理：一要根据季节和环境的不同，以及机械结构的不同选择不同类别、不同牌号的剂；二要注意剂的质量和数量，使用效果不佳时一定要及时更换，数量不足时要及时补充。

2.1.3 保证正常的工作载荷 机械零部件的磨损程度随着时间、负荷的增加而增加。因此，一方面要保证机械的力所能及，避免在超过其所能承受的最大负荷下工作，并保证机械负荷的均匀增加；另一方面，要保证机械中各个零部件的温度在工作中处于各自正常的范围，防止高温下运转和低温下超负荷。

2.2 维修

2.2.1 故障分析 鉴于机械故障产生的原因各不相同，因此在维修中要高度重视故障的分析工作，以便准确地确定故障的性质、产生的原因、机理的识别。首先要对机械使用的现场进行调查，收集如环境、时间、摄像、操作规范、以往维修报告等相关资料，以便对故障零件进行初步检查、鉴别；其次，通过对故障零部件或设备的各种试验检查及理论分析，确定故障所产生的原因及其机理；再次，将初步检查、试验检查、理论分析中所获得的全部资料。所得出的全部测试数据及调查记录，予以集中整理，进而综合分析，最终得出结论。

2.2.2 有效维修 维修是排除或消除故障隐患，恢复林业机械技术性能，延长机械使用寿命的有效手段。对于林业机械故障的处置，一要按照相关维修保养规程，并根据维修工作人员的多年实际经验，采用先进的仪器和科学的方法对机械故障进行合理的保养与维修；二要根据实际情况，灵活运用各种修理方法，如零件修理法、零件换用或替代修理法，以及零件弃置法等，并不断研究和探索新的维修方法。 2.2.3 定期检测 平时要做好林业机械的点检、定检、巡检制度。点检即由机械操作人员在机械运行前、中，后对设备进行监护，发现异常现象，及时采取相应的措施予以解决；定检即由专门的技术人员和设备维修人员对机械进行细致、全面的检测，制定设备技术性能状况；巡检即由富有多年工作经验的管理人员及深厚机械知识的技术人员和维修人员对机械设备进行重点监控，进而提出建设性的改进意见。

3 结束语

加强对林业机械的维修与保养是预防林业机械故障发生最有效的措施，只有做好林业机械的维修、保养、监测才能确保林业机械的高完好率、高使用率，才能够延长机械的使用寿命，为林业生产经济效益的提高做贡献。

参考文献

篇7

关键词 多媒体；初中物理；实验

中图分类号：G434 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2014）15-0131-02

在初中物理课堂教学中应用多媒体的作用是毋庸置疑的，但因对多媒体作用认识不足，使用方法不当而导致课堂中滥用多媒体，从而影响了课堂教学效率。因此，在课堂教学中应用多媒体还需坚持合理性原则，根据教学需要而进行。文章就结合多媒体的作用及其在物理课堂教学中的应用进行简单分析。

1 在初中物理教学中应用多媒体的作用

课堂教学中所应用的多媒体实质是多种媒体的综合，如电子白板，在使用过程中，多媒体所呈现的内容包括文字、图片、声音、动画等，这样课堂教学从单调的板书走向了以信息媒体为交互手段的互动课堂。在课堂教学中应用多媒体更好地实现了人机交互的信息交流，让课堂从单纯的教师讲授、板书走向了图片展示、文字呈现、视频课堂等多信息交互的平台。就初中物理教学而言，在课堂中应用多媒体，可有效地激发学生的学习兴趣，通过媒体演示等功能来引导学生去构建物理知识，促进课堂教学效率的提升。具体说来，在初中物理教学中应用多媒体具有以下作用。

应用多媒体有利于激发学生的学习兴趣 初中物理和生活是紧密联系的课程，但在教学中教师无法将生活中的一些现象、事物直接搬到课堂上，而借助多媒体的图片展示、视频功能则可以轻松实现。因此，在初中物理课堂教学中，教师可借助多媒体来创设情境，通过情境而让学生从生活直观现象认知入手，逐渐过渡到抽象的物理概念、公式的理解，从而激发学生的学习兴趣。

应用多媒体有利于促进学生对物理知识的构建 传统物理课堂教学中学生对知识的理解更多是建立在听教师讲的基础上的，而教师单纯的讲授依然具有一定的抽象性。众所周知，要让学生理解物理知识，直观认知是基础。为此，在课堂教学中借助多媒体来进行演示，解释物理知识间的联系，可更好促进学生的知识构建。

应用多媒体有助于增强课堂容量，提高课堂教学效率 以最简单的板书而言，在以往教学中，教师需要用粉笔来书写，耗时；而借助多媒体课件，教师提出问题引导学生讨论后，教师直接展示，省时。在提问过程中，教师通过口述学生不易记住，而板书又耗时；借助多媒体展示，学生看得清楚，也节约了时间。这样，课堂容量增加了，课堂教学效率也随之提升。

2 多媒体在初中物理教学中的应用实践

真正把握多媒体在物理课堂教学中的作用才有利于教师较好地应用多媒体。在初中物理课堂教学实践中，多媒体的应用可以渗透到教学的每一环节，但主要应用在课堂导入、探究环节。在导入过程中教师可借助多媒体来创设情境，以此来激活学生的思维，引入新课；在探究活动中则可借助多媒体来呈现问题，引导学生探究，总结概括。

借助多媒体创设情境 以“机械能及其转化”的教学为例，文本教材惜字如金，篇幅不长，但插图多，虽然信息量较为丰富，但教材中的插图是静止的，而机械能的转化则较为抽象。为此，教师就可借助多媒体来直观呈现，从而让学生初步感知机械能的转化。在教学实践中，教师先播放过山车的视频，然后引导学生复习动能、重力势能、弹性势能的定义及其影响因素，以问题“你看到了什么现象？为什么滚摆下降后又自动上升”来引导学生进行思考，通过学生的思考、教师的补充而过渡到动能和势能之间的相互转化探究中，以问题“动能和势能之间是如何转化的”来引导学生进入具体探究过程。

在物理教学中借助多媒体来引导学生进行合作探究 如上所述，在课堂教学中应用多媒体呈现问题可节约时间，通过直观演示可让学生形成直观认知，因此，在探究活动中，合理应用好多媒体对提高探究活动具有积极意义。如在“分子热运动”的教学实践中，教师以多媒体演示气体扩散实验，学生观察；然后教师抽掉玻璃板，引导学生观察发生了什么变化，由此而引出这个实验现象的本质是分子在运动。接着以“墨水滴入水”的实验来引导学生进行探究实验，借助多媒体演示固体的扩散现象并以问题“既然液体之间有扩散现象，那么，液体和固体之间是否也存在扩散现象”来引导学生讨论。学生讨论后，教师以课件展示结论。然后呈现问题“影响扩散快慢的主要因素是什么”来引导学生进行实验。实验过程中教师深入到小组中进行指导，然后引导各个小组推荐代表进行汇报，小组代表汇报时，教师用课件进行归纳总结，最后得出分子热运动的概念。为更好地促进学生对概念的巩固，教师引导学生结合生活实际举出例子，再以多媒体演示相关生活案例，引导学生在观察中进行表达。如此，学生在直观中认识观念，在多媒体辅助下理解概念，促进了学生对新知的构建。

3 在初中物理教学中应用多媒体应注意的问题

在初中物理教学中应用多媒体对促进教学效率的提升是具有积极意义的，但在教学实践中，因教师在应用多媒体时没有充分考虑教学需要，教学中也出现滥用多媒体的现象，甚至一些教师在课堂中只顾展示多媒体，忽视了师生间的互动，从而影响了课堂教学效率。因此，在初中物理教学中应用多媒体还需注意以下几点。

多媒体只是一种教学辅助用具，不能取代教师的作用 在借助多媒体来创设情境的过程中，教师所展示的图片、视频等资源需要和教学内容紧密相扣，通过直观呈现来激发学生兴趣时，要借助问题来启发学生思考，这样才能顺利引导学生进入到探究活动中。

借助多媒体来引导学生探究时不能忽视教师和学生之间的互动 多媒体只是教师借以演示、呈现信息、知识点的一种工具，在教学中教师可借助多媒体演示实验、呈现问题，对学生的讨论进行归纳总结，但在这个过程中师生间的互动是不能缺少的。如教师借助多媒体展示问题后，学生进入讨论环节，在这个环节中教师就需深入到小组中进行指导和点拨，而不是守着多媒体等学生讨论再总结。

不能盲目夸大多媒体的作用 在教学中不难发现，有的教师过分夸大多媒体的作用，从课堂导入到课堂探究乃至课堂总结都在应用多媒体。虽然学生的感官在多种信息刺激下变得异常活跃，但大量的信息也会让学生产生疲劳，甚至因没有及时用问题来引导探究，学生只是单纯地观看，没有深入思考，课堂教学效率依然没有得到提升。

总之，在初中物理教学中应用多媒体对课堂的促进作用是毋庸置疑的，但在教学实践中，教师不能盲目夸大其作用，而要结合教学实践来分析多媒体的作用和应用方法，要立足教学实践而选择并应用好多媒体，切勿在课堂中滥用多媒体，让教师成为多媒体的奴隶，这样不仅不利于课堂教学效率的提升，甚至会影响课堂教学效率。

参考文献

[1]郭永红.多媒体在初中物理教学中的应用[J].学习方法报：理化教研周刊，2012（44）.

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【关键词】热能；动力工程；发展

在全球化经济浪潮的推动下，各行各业对能源的需求量也在不断加大，而我国处在一个人口基数大，人均可用能源量较少的环境中，只有在今后的发展中不断节能减排，才能促进能源的可持续发展和社会的可持续进步，从而更好地提高热能与动能工程的经济效益。

1 热能与动力工程的相关研究

对热能与动力工程的相关研究有助于热能的工业化发展，提升热能与动力工程的研发动力和创新力量，为今后的发展找准方向。在实际工作中，需要对热能动力装置的概念及热能的特点有所了解，才能促进工业化发展的高效性。

1.1 热能动力装置的概念

我们常说的热能动力装置主要包括以下两种类型：一是利用燃烧过程中所产生的燃气进行能量交换，是内燃机中比较典型的代表。这种方式主要是通过燃气将热量带到发动机中，从而实现热量交换。二是将燃烧后形成的燃气利用一些技术手段，将其传递到相关的液体环境中，再通过液化的形式，将产生的气体传输到发动机中，从而实现了热能的传递和转化，这是蒸汽机的典型代表。无论上述的哪种形式，在工业生产中都能够得到很好的应用和发展。

1.2 热能的特点研究

（1）太阳能及其能量的转换

太阳能不仅是一种非常常见的能源，更是一种可再生的清洁能源，但是这种清洁能源在转化过程上存在一定的复杂性。太阳能在生物科学领域应用的比较广泛，主要是通过植物利用光能进行光合作用促进其生长，但在此过程中，并没有将太阳能直接分离出来。目前看来，在工业化领域，对太阳能的利用不是特别广泛，主要存在以下两种原因：一是太阳能发电的成本较高；二是太阳能的能量转化率较低。因此，对于太阳能的能量转化问题已逐渐成为热量与动力工程研究中的热点话题。

（2）燃料化学能及其转换过程

这种转换方式主要是利用燃料燃烧的过程中所产生的化学能转化为热能。但在整个能量转化的过程中，应该注意燃料的选取，以及能量转化时光能的产生，将燃料燃烧完全以免造成不必要的浪费。

（3）热能的转换

在现实生产过程中，可以通过各种动能和势能的转换来获取热能。将动能转化为热能主要利用发电机产生电能，再进一步将电能转变为热能；势能的转化是利用汽轮机和内燃机产生的机械能转化为热能的过程。利用动能和势能转变为热能是常用的能量转化方式，可以有效减少能量转化中的热量消耗。

2 热能与动力工程存在的问题及改进

现阶段，虽然热能与动力工程的发展已受到人们的关注，但是在发展过程中仍存在许多问题，我们需要从实践中逐渐探索问题的根本原因，并在今后的工作加以改正，从而促进热能与动力工程的正向发展。

2.1 重热现象问题及改进

重热现象是指在多级汽轮机内，上一级损失中的一小部分可以在以后各级中得到利用，这种情况下，后一级的进汽焓值会相对提升，而各级的理想焓值累计总和将会超过全机总压降范围之内的焓值。但是在实际的操作过程中由于外界因素的影响，发电机组所产生的热能并不会全部被利用，这时就需要调节好实际的重热系数，以保证热能的充分转化。但是并不是说重热系数越大越好，因为重热的利用会降低各级效率，只能回收热损失的一部分。因此，在实际的应用中，各电厂应该根据自身的实际情况选择合理的重热系数，以保证热能与动能的有效转化与利用。

2.2 节流调节过程中的问题及改进

实际工作中节流调节会存在以下几个问题：一是缺少调节级，在第一级可以全周进气；二是在变工况时，会存在一定的节流损失，因此经济性能相对较差。想要改进以上两个问题先要了解节流调节的适用条件。节流调节主要适用于较小容量的机组和带基本负荷的大机组，机组具有的级数越多，机组的数值会越小。因此，可以利用弗留格尔公式，计算出不同流量下各级级前的压力，从而得到各级之间的压差，进而确定好相应的功率效率及各零部件的受力情况等。同时，可以通过检查各机组在运行时所显示的压力值是否与弗留格尔公式的标准值一致的方式，来判断汽轮机是否正常工作，通过这种方式可以解决流通面积发生改变的问题。在实际工作中，由于节流调节存在一定的难度，所以这部分的问题相对较多，但是加强对这部分知识的学习，可以很好地避免由于节流调节过程出现问题而产生的故障，对热电厂的发展具有重要的现实意义。

2.3 调压调节存在的问题及改进

调压调节具有以下两个特点：第一，它能够合理地调节负载，保证各级机组的正常运转；二是在承担负载的过程中，可以有效减少资金的投入，起到节约成本的效果。但在实际操作过程中，当需要承担的负载超过一定程度时，滑压调节会产生较大的费用支出。同时，我们需要注意在非工作弧度时，动静轴在间隙中会出现停滞的现象，会导致大量蒸汽的产生，造成斥汽损失的后果。因此，在调压调节中要时刻注意到上述问题，随着信息化技术的不断发展，，我们应该针对以上问题引入相关的新技术和新方法，有效减少调压调节中产生的各项损失，从而达到更为理想的状态。

2.4 湿气损失问题及改进

湿汽损失是热能与动力工程中常见的问题，主要由以下几个原因导致的：第一，在能量转化的过程中，由于湿蒸汽膨胀而导致部分蒸汽发生凝结现象，形成大量的水珠，在此过程中湿气出现了部分的损失。第二，由于凝结后产生的水珠具有一定的阻碍作用，可以限制蒸汽的正常流动，导致蒸汽动能的浪费。第三，如果湿蒸汽的温度偏低，也会影响到动能的转化，从而形成一部分的浪费。因此，在实际工作中，首先，可以运用去湿设备或是增加中间再循环的设计，来避免湿气的不必要损失。其次，可以通过强化机组的抗冲蚀能力来降低损失。汽轮机在运行的过程中由于轴承的摩擦和主油泵的启动都会产生一定的能量消耗，所以在选用和安装的过程中，应该购置技术较为先进的汽轮机，不仅能够很好地节约能效，还可以更好地提升运行效率。

3 结束语

现代科学技术水平的提升，极大地促进了社会经济的进步与各行各业的发展，也对热能与动力工程提出更高的要求，虽然现阶段热能与动力工程的发展中仍存在很多问题，但是通过对各项问题的不断探索与改进，终会使能源利用实现利益最大化。

参考文献：

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2021高考物理必考知识点总结有哪些你知道吗?要学好任何一门课程，都要有适合自己的、良好的学习方法，只有这样才会得到事半功倍的学习效果。共同阅读2021高考物理必考知识点总结，请您阅读!

高考物理必考知识点总结Ⅰ、复习要点

一、整理知识体系

现行高中物理教材主要分：力、热、电、光、原子五个部分.综合复习中，既可以根据各部分的内容特点，分别整理出各自的体系或主要线索，也可以不受传统的五部分限制，重新归纳、整理。例如，高中物理主要内容可概括为四大单元(物理实验与物理学史单元除外)。

(一)力和运动

物体的运动变化(包括带电粒子在电场、磁场中的运动)与受力作用有关。其中力的种类计有：重力(包括万有引力)、弹力、摩擦力、浮力、电场力、磁场力(分安培力和洛舍兹力)以及分子力(包括表面张力)，核力等。每种力有不同的产生原因及其特征。物体的运动形式又可分为：平衡(包括静止、匀速直线运动、匀速转动)、匀变速运动(包括匀变速直线运动、平抛、斜抛)、匀速圆周运动、振动、波动等。每一种运动形式有不同的物理条件及基本规律(或特征)。力和运动的关系以五条重要规律为纽带联系起来。

(二)功和能

1.功重力功、弹力功、摩擦力功、浮力功、电场力功、磁场力功、分子力功、核力功。

2.能注意不同形式的能及能的转换与守恒。

3.功能关系做功的过程就是能从一种形式转化为另一种形式的过程。

功是能的转化的量度。

(三)物质结构

(四)应用技术的基础知识现行高中物理有关应用技术的基础知识有：声现象(乐音、噪声、共鸣等多、静电技术(静电平衡、静电屏蔽、电容储电等)、交流电应用(交流电产生、特征、规律、简单交流电路、三相交流电及其连接、变压器，远距离送电等)、无线电技术初步(电磁振荡产生、调制、发送、电谐振、检波、放大、整流等)、光路控制与成像(光的反射与折射定律、基本光学元件特性及常用光学仪器)、光谱与光谱分析、放射性及同位素、核反应堆等。经过这样的归纳、整理，全部高中物理知识可浓缩在几张小卡片纸上，便于领会和应用。

Ⅱ、归纳思维方式

分析问题最基本的思维方式有两种：综合法和分析法.

综合法是从已知量着手，根据题中给定的物理状态或物理过程。“顺流而下”，直到把待求量跟已知量的关系全部找出来为止。

分析法则“逆流上朔”。从题中所要求解的未知量开始。首先找出直接回答题目所求的定律或公式。在这些关系式电。除了待求的未知量外，还会包含着某些过渡性的未知量。然后再根据这些过渡性来知量与题中已知条件之间的关系，引用新的关系式，逐步上朔，直到把所有的未知量都能用已知量表示出来为止。有些问题(如静力平衡问题等)，它的物理过程并不能很明确地分成几个互相衔接的阶段或者各个过程中的未知量互相交织，互有牵连，此时常可以不分先后。只根据问题所描述的物理状态(或物理过程)的相互联系。列出用某个状态(或过程)有关的独立方程式，联立求解。原则上，任何一个题目都可以从这两种思维方式着手求解。值得注意的是，解决具体问题时，不必拘泥于刻板的程式，而是应该侧重于对问用中所描述的状态(或过程)的分析推理，着力找出解题的关键所在，并以此为突破口下手.同时应联合运用其他的思维技巧，如等效变换，对称性、反证法、假设法、类比、逻辑推理等。

Ⅲ、综合数学技巧

运用数学技巧，包含着极其丰富的内容。总体上要求能运用数学工具和语言，表述物理概念和规律;对物理问题进行推理、论证和变换;处理实验数据;导出球验证物理规律;进行准确的演算等。就解决某帧体的物理问回而言，要求能灵活地运用多种数学工具(如方程、此例、函数、图象、不等式、指数和对数、数列、极限、极值、数学归纳、三角、平面解析几何等)。综合复习中可全面概述其在物理中的典型应用，并侧重于比例、函数及其图象(包括识图、用图、作图)、以及运用数学递推方法从特解导出通解等。必须注意，运用数学仅是研究物理问题的一种有力的工具，侧重点还是应放在对问题中物理内容的分析上.对大多数能从物理本质上着手解决的问题，一般不必要求作严格的数学论证。

Ⅳ、检查知识缺陷

整理体系、抓住主线索后，还需做好检查知识缺陷的工作。应注意自觉看书，尤其不能疏忽那些应用性强、包含(或隐含)着物理内容的“知识角落”。如对某些实验的装置、原理的理解;某些自然现象的解释;物理原理在生产技术上的应用以及与高中物理有关的科技新动态和重要的物理学史实等.不少学生由于缺乏良好的学习习惯戏迷恋于复习资料中，往往会在这些方面失分。如以往考试中解释太阳光谱中暗线的形成);分光镜的结构;低压汞蒸汽光谱;三相变压器及超导现象;直线加速器;日光灯接法;电磁感应现象的发现者等。在综合复习中应予以足够的重视。

热学辅导

热学包括分子动理论、热和功、气体的性质几部分。

一、重要概念和规律

1.分子动理论

物质是由大量分子组成的;分子永不停息的做无规则运动;分子间存在相互作用的引力和斥力。说明：(1)阿伏伽德罗常量NA=6.02X1023摩-1。它是联系宏观量和微观量的桥梁，有很重要的意义;(2)布朗运动是指悬浮在液体(或气体)里的固体微粒的无规则运动，不是分子本身的运动。它是由于液体(或气体)分子无规则运动对固体微粒碰撞的不均匀所造成的。因此它间接反映了液体(或气体)分子的无序运动。

2.温度

温度是物体分子热运动的平均动能的标志。它是大量分子热运动的平均效果的反映，具有统计的意义，对个别分子而言，温度是没有意义的。任何物体，当它们的温度相同时，物体内分子的平均动能都相同。由于不同物体的分子质量不同，因而温度相同时不同物体分子的平均速度并不一定相同。

3.内能

定义物体里所有分子的动能和势能的总和。决定因素：物质数量(m).温度(T)、体积(V)。改变方式做功――通过宏观机械运动实现机械能与内能的转换;热传递――通过微观的分子运动实现物体与物体间或同一物体各部分间内能的转移。这两种方式对改变内能是等效的。定量关系E=W+Q(热力学第一定律)。

4.能量守恒定律

能量既不会凭空产生，也不会凭空消旯它产能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体。必须注意：不消耗任何能量，不断对外做功的机器(永动机)是不可能的。利用热机，要把从燃料的化学能转化成的内能，全部转化为机械能也是不可能的。

5.理想气体状态参量

理想气体始终遵循三个实验定律(玻意耳定律、查理定律、盖?吕萨克定律)的气体。描述一定质量理想气体在平衡态的状态参量为：温度气体分子平均动能的标志。体积气体分子所占据的空间。许多情况下等于容器的容积。压强大量气体分子无规则运动碰撞器壁所产生的。其大小等于单位时间内、器壁单位面积上所受气体分子碰撞的总冲量。内能气体分子无规则运动的动能.理想气体的内能仅与温度有关。

6.一定质量理想气体的实验定律

玻意耳定律：PV=恒量;查理定律：P/T=恒量;盖?吕萨克定律：V/T=恒量。

7.一定质量理想气体状态方程

PV/T=恒量

说明(1)一定质量理想气体的某个状态，对应于P一V(或P-T、V-T)图上的一个点，从一个状态变化到另一个状态，相当于从图上一个点过渡到另一个点，可以有许多种不同的方法。如从状态A变化到B，可以经过的过程许多不同的过程。为推导状态方程，可结合图象选用任意两个等值过程较为方便。(2)当气体质量发生变化或互有迁移(混合)时，可采用把变质量问题转化为定质量问题，利用密度公式、气态方程分态式等方法求解。

二、重要研究方法

1、微观统计平均

热学的研究对象是由大量分子组成的.其宏观特性都是大量分子集体行为的反映。不可能同时也无必要像力学中那样根据每个物体(每个分子)的受力情况，写出运动方程。热学中的状态参量和各种现象具有统计平均的意义。因此，当大量分子处于无序运动状态或作无序排列时，所表现出来的宏观特性――如气体分子对器壁的压强、非晶体的物理属性等都显示出均匀性。当大量分子作有序排列时，必显示出不均匀性，如晶体的各自异性等。研究热学现象时，必须充分领会这种统计平均观点。

2.物理图象

气体性质部分对图象的应用既是一特点，也是一个重要的方法。利用图象常可使物理过程得到直观、形象的反映，往往使对问题的求解更为简便。对物理图象的要求，不仅是识图、用图，而且还应变图一即作图象变换。如图P-V图变换成p-T图或V-T图等。

3.能的转化和守恒

各种不同形式的能可以互相转化，在转化过程中总量保持不变。这是自然界中的一条重要规律。也是指导我们分析研究各种物理现象时的一种极为重要的思想方法。在本讲中各部分都有广泛的渗透，应牢固把握。

三、基本解题思路

热学部分的习题主要集中在热功转换和气体性质两部分，基本解题思路可概括为四句话：

1.选取研究对象.它可以是由两个或几个物体组成的系统或全部气体和某一部分气体。

(状态变化时质量必须一定。)

2.确定状态参量.对功热转换问题，即找出相互作用前后的状态量，对气体即找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式。

3、认识变化过程.除题设条件已指明外，常需通过究对象跟周围环境的相互关系中确定。

4.列出相关方程.

光学辅导

光学包括两大部分内容：几何光学和物理光学.几何光学(又称光线光学)是以光的直线传播性质为基础，研究光在煤质中的传播规律及其应用的学科;物理光学是研究光的本性、光和物质的相互作用规律的学科.

一、重要概念和规律

(一)、几何光学基本概念和规律

1、基本规律

光源发光的物体.分两大类：点光源和扩展光源.点光源是一种理想模型，扩展光源可看成无数点光源的集合.光线――表示光传播方向的几何线.光束通过一定面积的一束光线.它是温过一定截面光线的集合.光速――光传播的速度。光在真空中速度最大。恒为C=3×108m/s。丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。实像――光源发出的光线经光学器件后，由实际光线形成的.虚像――光源发出的光线经光学器件后，由发实际光线的延长线形成的。本影――光直线传播时，物体后完全照射不到光的暗区.半影――光直线传播时，物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域.

2.基本规律

(1)光的直线传播规律先在同一种均匀介质中沿直线传播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。

(2)光的独立传播规律光在传播时虽屡屡相交，但互不扰乱，保持各自的规律继续传播。

(3)光的反射定律反射线、人射线、法线共面;反射线与人射线分布于法线两侧;反射角等于入射角。

(4)光的折射定律折射线、人射线、法织共面，折射线和入射线分居法线两侧;对确定的两种介质，入射

角(i)的正弦和折射角(r)的正弦之比是一个常数.介质的折射串n=sini/sinr=c/v。全反射条件①光从光密介质射向光疏介质;②入射角大于临界角A，sinA=1/n。

(5)光路可逆原理光线逆着反射线或折射线方向入射，将沿着原来的入射线方向反射或折射.

3.常用光学器件及其光学特性

(1)平面镜点光源发出的同心发散光束，经平面镜反射后，得到的也是同心发散光束.能在镜后形成等大的、正立的虚出，像与物对镜面对称。

(2)球面镜凹面镜有会聚光的作用，凸面镜有发散光的作用.

(3)棱镜光密煤质的棱镜放在光疏煤质的环境中，入射到棱镜侧面的光经棱镜后向底面偏折。隔着棱镜看到物体的像向项角偏移。棱镜的色散作用复色光通过三棱镜被分解成单色光的现象。

(4)透镜在光疏介质的环境中放置有光密介质的透镜时，凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用.透镜成像作图利用三条特殊光线。成像规律1/u+1/v=1/f。线放大率m=像长/物长=|v|/u。说明①成像公式的符号法则――凸透镜焦距f取正，凹透镜焦距f取负;实像像距v取正，虚像像距v取负。②线放大率与焦距和物距有关.

(5)平行透明板光线经平行透明板时发生平行移动(侧移).侧移的大小与入射角、透明板厚度、折射率有关。

4.简单光学仪器的成像原理和眼睛

(1)放大镜是凸透镜成像在。u

(2)照相机是凸透镜成像在u>2f时的应用.得到的是倒立缩小施实像。

(3)幻灯机是凸透镜成像在f

(4)显微镜由短焦距的凸透镜作物镜，长焦距的透镜作目镜所组成。物于物镜焦点外很靠近焦点处，经物镜成实像于目镜焦点内很靠近焦点处。再经物镜在同侧形成一放大虚像(通常位于明视距离处)。

(5)望远镜由长焦距的凸透镜作物镜，辕焦距的〕透镜作目镜所组成。极远处至物镜的光可看成平行光，经物镜成中间像(倒立、缩小、实像)于物镜焦点外很靠近焦点处，恰位于目镜焦点内，再经目镜成虚像于极远处(或明视距离处)。

(6)眼睛等效于一变焦距照相机，正常人明视距约25厘米。明视距离小子25厘米的近视眼患者需配戴凹透镜做镜片的眼镜;明视距离大于25厘米的远视25者需配戴凸透镜做镜片的眼镜。

(二)物理光学――人类对光本性的认识发展过程

(1)微粒说(牛顿)基本观点认为光像一群弹性小球的微粒。实验基础光的直线传播、光的反射现象。困难问题无法解释两种媒质界面同时发生的反射、折射现象以及光的独立传播规律等。

(2)波动说(惠更斯)基本观点认为光是某种振动激起的波(机械波)。实验基础光的干涉和衍射现象。

①个的干涉现象――杨氏双缝干涉实验

条件两束光频率相同、相差恒定。装置(略)。现象出现中央明条，两边等距分布的明暗相间条纹。解释屏上某处到双孔(双缝)的路程差是波长的整数倍(半个波长的偶数倍)时，两波同相叠加，振动加强，产生明条;两波反相叠加，振动相消，产生暗条。应用检查平面、测量厚度、增强光学镜头透射光强度(增透膜).

②光的衍射现象――单缝衍射(或圆孔衍射)

条件缝宽(或孔径)可与波长相比拟。装置(略)。现象出现中央最亮最宽的明条，两边不等距发表的明暗条纹(或明暗乡间的圆环)。困难问题难以解释光的直进、寻找不到传播介质。

(3)电磁说(麦克斯韦)基本观点认为光是一种电磁波。实验基础赫兹实验(证明电磁波具有跟光同样的性质和波速)。各种电磁波的产生机理无线电波自由电子的运动;红外线、可见光、紫外线原子外层电子受激发;x射线原子内层电子受激发;γ射线原子核受激发。可见光的光谱发射光谱――连续光谱、明线光谱;吸收光谱(特征光谱。困难问题无法解释光电效应现象。

(4)光子说(爱因斯坦)基本观点认为光由一份一份不连续的光子组成每份光子的能量E=hν。实验基础光电效应现象。装置(略)。现象①入射光照到光电子发射几乎是瞬时的;②入射光频率必须大于光阴极金属的极限频率ν。;

③当ν>v。时，光电流强度与入射光强度成正比;④光电子的最大初动能与入射光强无关，只随着人射光灯中的增大而增大。解释①光子能量可以被电子全部吸收.不需能量积累过程;②表面电子克服金属原子核引力逸出至少需做功(逸出功)hν。;③入射光强。单位时间内入射光子多，产生光电子多;④入射光子能量只与其频率有关，入射至金属表，除用于逸出功外。其余转化为光电子初动能。困难问题无法解释光的波动性。

(5)光的波粒二象性基本观点认为光是一种具有电磁本性的物质，既有波动性。又有粒子性。大量光子的运动规律显示波动性，个别光子的行为显示粒子性。实验基础微弱光线的干涉，X射线衍射.

二、重要研究方法

1.作图锋几何光学离不开光路图。

利用作图法可以直观地反映光线的传播，方便地确定像的位置、大小、倒正、虚实以及成像区域或观察范围等.把它与公式法结合起来，可以互相补充、互相验证。

2.光路追踪法用作图法研究光的传播和成像问题时，抓住物点上发出的某条光线为研究对象。

不断追踪下去的方法.尤其适合于研究组合光具成多重保的情况。

3.光路可逆法在几何光学中，一所有的光路都是可逆的，利用光路可逆原理在作图和计算上往在都会带来方便。

实验辅导

物理学是一门以实验为基础的科学。近年来对学生物理知识的各种全面测试中(如高考等)也非常重视对学生实验能力的考查。因此，物理实验的`复习是整个总复习中不可缺少的一个重要组成部分.

一、实验的基本类型和要求

中学物理学生实验大体可以分为四范其要求如下：

1.基本仪器的使用除了初中已接触过的常用仪器(如天平秤、弹簧秤、压强计、气压计、温度计、安培计、伏特计等)外.高中又学习了打点计时器、螺旋测微器、游标卡尺、万用电表等，要求了解仪器的基本结构，熟悉各主要部件的名称，懂得工作(测量)原理，掌握合理的操作方法，会正确读数，明确使用注意事项等.

2.基本物理量的测量初中物理中巴学过长度、时间、质量、力、温度、电流强度、电压等物理量的测量，高中物理进一步学习了对微小长度和极短时间、加速度(包括g)、速度、电阻和电阻率、电动势、折射率、焦距等物理量的测量。

要求明确被测物理量的含义，懂得具体的测量原理。掌握正确的实验方法(包括了解实验仪器、器材的规格性能、会安装和调试实验装置、能选择合理的实验步骤，正确进行数据测量以及能分析和排除实验中出现的常见故障等)，妥善处理实验数据并得出结果。

3.验证物理规律计有验证共点力合成的平行四边形定则、有固定转动轴物体的平衡条件、牛顿第二定律、机械能守恒定律、玻意耳定律等。

其要求与物理量的测量相同，着重注意分析实验误差，并能有效地采取相应措施尽量减少实验误差，提高准确度。

4.观察、研究物理现象，组装仪器如研究平抛运动、弹性碰撞、描绘等势线、研究电磁感应现象、变压器的作用、观察光的衍射现象。

把电流计改装为伏特计等.其中，对观察型实验，只要求会正确使用仪器，显示出(或观察到)物理现象，并通过直觉的观察定性了解影响该现象的有关因素。对研究型实验(包括组装仪器)，要求不仅能使用仪器，掌握正确的实验研究方法，把有关现象的物理内客反映出来;或把有关参数测量出来，还能够通过具体的测量作进一步的定量研一究或实验设计。

二、实验的设计思想

在中学物理实验中涉及的主要设计思想为：

1.垒积放大法把某些物理量(有时往在是难以直接测量的测量的微小量)累积后测量，或把它们放大后显示出来的一种方法。

如通过若干次全振动的时间测出单摆的振动周期;把员杨螺杆的微小进退.通过周长较大的可动到度盘显示出来(螺旋测微器)等。

2.平衡法根据物理系统内普遍存在的对立的、矛盾的双方使系统偏离平衡的物理因素，列出对应的平衡方程式，从而找出影响平衡的一种方法如用天平测质量、验证有固定转动因乎衔条件、验证玻意耳定律等。

3.控制法在多因素的物理现象中，可以先控制某些量不变，依次研究某一个因素对现象产生影响的一种方法。

如牛顿第二定律实验。可以先保持质量一定，研究加速度与力的关系等。

4.转换法用某些容易直接测量，(或显示)的量(或现象)代替不容易直接测(或显示)的量(或现象)。

或者根据研究对象在一定条件下可以有相同的效果作间接的观察、测量。如把流逝的时间转换成振针周期性的振动;把对电流、电压、电阻的测量转换成对指针偏角的测量;用从等高处抛出的两球的水平位移代替它们的速度等。

5.留迹法把瞬息即逝的(位置、轨迹、图象等)记录下来的一种方法。

如通过纸带上打出的小点记录小车的位置Z用描述法画出平抛物体的运动轨迹;用示波器显示变化的波形等。

三、实验验数据处理

数据处理是对原始实验记录的科学加工。通过数据处理，往往可以从一堆表面上难以觉察的、似乎毫无联系的数据中找出内在的规律，在中学物现中只要求掌握数据处理的最简单的方法.

1.列表法把被测物理量分类列表表示出来。

通常需说明记录表的要求(或称为标题)、主要内容等。表中对各物理量的排列月惯上先原始记录数据，后计算果。列表法可大体反映某些因素对结果的影响效果或变化趋势，常用作其他数据处理方法的一种辅助手段。

2.算术平均值法把待测物理量的若干次测且值相加后除以测量次数。

必须注意，求取算术平均值时，应按原测量仪器的准确度决定保留有效数字的位数。通常可先计算比直接测量值多一位，然后再四会五入。

3.图象法把实验测得的量按自变量和应变量的函数关系在坐标平面上用图象直观地显示出来.根据实验数据在坐标纸上画出图象时。

最基本的要求是：

(1)两坐标轴要选取恰当的分度

(2)要有足够多的描点数目

(3)画出的图象应尽是穿过较多的描点在图象呈曲线的情况下，可先根据大多数描点的分布位置(个别特殊位置的奇异点可舍去)，画出穿过尽可能多的点的草图，然后连成光滑的曲线，避免画成拆线形状。

四、实验误差分析

测量值与待测量真实值之差，称为测量误差。主要来源于仪器(如性能和结构的不完善)、环境(如温度、湿度、外磁场的影响等)、实验方法(如实验方法粗糙、实验理论不完善等)、人为因素(如观测者个人的生理、心理习惯、不同观察者的反应快慢不一等)四方面。在中学物理中只要求定性分析实验误差的主要原因，了解绝对误差和相对误差的概念。

高考物理必须掌握的16种题型技巧01.直线运动问题

题型概述：直线运动问题是高考的热点，可以单独考查，也可以与其他知识综合考查。单独考查若出现在选择题中，则重在考查基本概念，且常与图像结合;在计算题中常出现在第一个小题，难度为中等，常见形式为单体多过程问题和追及相遇问题。

思维模板

解图像类问题关键在于将图像与物理过程对应起来，通过图像的坐标轴、关键点、斜率、面积等信息，对运动过程进行分析，从而解决问题;对单体多过程问题和追及相遇问题应按顺序逐步分析，再根据前后过程之间、两个物体之间的联系列出相应的方程，从而分析求解，前后过程的联系主要是速度关系，两个物体间的联系主要是位移关系。

02.物体的动态平衡问题

题型概述：物体的动态平衡问题是指物体始终处于平衡状态，但受力不断发生变化的问题。物体的动态平衡问题一般是三个力作用下的平衡问题，但有时也可将分析三力平衡的方法推广到四个力作用下的动态平衡问题。

思维模板

(1) 解析法：解决此类问题可以根据平衡条件列出方程，由所列方程分析受力变化;

(2) 图解法：根据平衡条件画出力的合成或分解图，根据图像分析力的变化。

03.运动的合成与分解问题

题型概述：运动的合成与分解问题常见的模型有两类。一是绳(杆)末端速度分解的问题，二是小船过河的问题，两类问题的关键都在于速度的合成与分解。

思维模板

(1)在绳(杆)末端速度分解问题中，要注意物体的实际速度一定是合速度，分解时两个分速度的方向应取绳(杆)的方向和垂直绳(杆)的方向;如果有两个物体通过绳(杆)相连，则两个物体沿绳(杆)方向速度相等。

(2)小船过河时，同时参与两个运动，一是小船相对于水的运动，二是小船随着水一起运动，分析时可以用平行四边形定则，也可以用正交分解法，有些问题可以用解析法分析，有些问题则需要用图解法分析。

04.抛体运动问题

题型概述：抛体运动包括平抛运动和斜抛运动，不管是平抛运动还是斜抛运动，研究方法都是采用正交分解法，一般是将速度分解到水平和竖直两个方向上.

思维模板

(1)平抛运动物体在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速直线运动，其位移满足x=v0t，y=gt2/2，速度满足vx=v0，vy=gt;

(2)斜抛运动物体在竖直方向上做上抛(或下抛)运动，在水平方向做匀速直线运动，在两个方向上分别列相应的运动方程求解。

05.圆周运动问题

题型概述：圆周运动问题按照受力情况可分为水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动，按其运动性质可分为匀速圆周运动和变速圆周运动。水平面内的圆周运动多为匀速圆周运动，竖直面内的圆周运动一般为变速圆周运动.对水平面内的圆周运动重在考查向心力的供求关系及临界问题，而竖直面内的圆周运动则重在考查最高点的受力情况。

思维模板

(1)对圆周运动，应先分析物体是否做匀速圆周运动，若是，则物体所受的合外力等于向心力，由F合=mv2/r=mrω2列方程求解即可;若物体的运动不是匀速圆周运动，则应将物体所受的力进行正交分解，物体在指向圆心方向上的合力等于向心力。

(2)竖直面内的圆周运动可以分为三个模型：

①绳模型：只能对物体提供指向圆心的弹力，能通过最高点的临界态为重力等于向心力;

②杆模型：可以提供指向圆心或背离圆心的力，能通过最高点的临界态是速度为零;

③外轨模型：只能提供背离圆心方向的力，物体在最高点时，若v

06.牛顿运动定律综合应用问题

题型概述：牛顿运动定律是高考重点考查的内容，每年在高考中都会出现，牛顿运动定律可将力学与运动学结合起来，与直线运动的综合应用问题常见的模型有连接体、传送带等，一般为多过程问题，也可以考查临界问题、周期性问题等内容，综合性较强.天体运动类题目是牛顿运动定律与万有引力定律及圆周运动的综合性题目，近几年来考查频率极高。

思维模板

以牛顿第二定律为桥梁，将力和运动联系起来，可以根据力来分析运动情况，也可以根据运动情况来分析力.对于多过程问题一般应根据物体的受力一步一步分析物体的运动情况，直到求出结果或找出规律。对天体运动类问题，应紧抓两个公式：

GMm/r2=mv2/r=mrω2=mr4π2/T2 ①

GMm/R2=mg ②

对于做圆周运动的星体(包括双星、三星系统)，可根据公式①分析;对于变轨类问题，则应根据向心力的供求关系分析轨道的变化，再根据轨道的变化分析其他各物理量的变化。

07.机车的启动问题

题型概述：机车的启动方式常考查的有两种情况，一种是以恒定功率启动，一种是以恒定加速度启动，不管是哪一种启动方式，都是采用瞬时功率的公式P=Fv和牛顿第二定律的公式F-f=ma来分析。

思维模板

机车以额定功率启动.机车的启动过程如图所示，由于功率P=Fv恒定，由公式P=Fv和F-f=ma知，随着速度v的增大，牵引力F必将减小，因此加速度a也必将减小，机车做加速度不断减小的加速运动，直到F=f，a=0，这时速度v达到最大值vm=P额定/F=P额定/f。

这种加速过程发动机做的功只能用W=Pt计算，不能用W=Fs计算(因为F为变力)。

08.以能量为核心综合应用问题

题型概述：以能量为核心的综合应用问题一般分四类：

第一类为单体机械能守恒问题，

第二类为多体系统机械能守恒问题，

第三类为单体动能定理问题，

第四类为多体系统功能关系(能量守恒)问题。

多体系统的组成模式：

两个或多个叠放在一起的物体，用细线或轻杆等相连的两个或多个物体，直接接触的两个或多个物体。

思维模板

能量问题的解题工具一般有动能定理，能量守恒定律，机械能守恒定律。

(1)动能定理使用方法简单，只要选定物体和过程，直接列出方程即可，动能定理适用于所有过程;

(2)能量守恒定律同样适用于所有过程，分析时只要分析出哪些能量减少，哪些能量增加，根据减少的能量等于增加的能量列方程即可;

(3)机械能守恒定律只是能量守恒定律的一种特殊形式，但在力学中也非常重要.很多题目都可以用两种甚至三种方法求解，可根据题目情况灵活选取。

09.力学实验中速度的测量问题

题型概述：速度的测量是很多力学实验的基础，通过速度的测量可研究加速度、动能等物理量的变化规律，因此在研究匀变速直线运动、验证牛顿运动定律、探究动能定理、验证机械能守恒等实验中都要进行速度的测量。

速度的测量一般有两种方法：

一种是通过打点计时器、频闪照片等方式获得几段连续相等时间内的位移从而研究速度;另一种是通过光电门等工具来测量速度。

思维模板

用第一种方法求速度和加速度通常要用到匀变速直线运动中的两个重要推论：

①vt/2=v平均=(v0+v)/2，

②Δx=aT2，为了尽量减小误差，求加速度时还要用到逐差法.用光电门测速度时测出挡光片通过光电门所用的时间，求出该段时间内的平均速度，则认为等于该点的瞬时速度，即：v=d/Δt。

10.电容器问题

题型概述：电容器是一种重要的电学元件，在实际中有着广泛的应用，是历年高考常考的知识点之一，常以选择题形式出现，难度不大，主要考查电容器的电容概念的理解、平行板电容器电容的决定因素及电容器的动态分析三个方面。

思维模板

(1)电容的概念：电容是用比值(C=Q/U)定义的一个物理量，表示电容器容纳电荷的多少，对任何电容器都适用.对于一个确定的电容器，其电容也是确定的(由电容器本身的介质特性及几何尺寸决定)，与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。

(2)平行板电容器的电容：平行板电容器的电容由两极板正对面积、两极板间距离、介质的相对介电常数决定，满足C=εS/(4πkd)

(3)电容器的动态分析：关键在于弄清哪些是变量，哪些是不变量，抓住三个公式[C=Q/U、C=εS/(4πkd)及E=U/d]并分析清楚两种情况：一是电容器所带电荷量Q保持不变(充电后断开电源)，二是两极板间的电压U保持不变(始终与电源相连)。

11.带电粒子在电场中的运动问题

题型概述：带电粒子在电场中的运动问题本质上是一个综合了电场力、电势能的力学问题，研究方法与质点动力学一样，同样遵循运动的合成与分解、牛顿运动定律、功能关系等力学规律，高考中既有选择题，也有综合性较强的计算题。

思维模板(1)处理带电粒子在电场中的运动问题应从两种思路着手

①动力学思路：重视带电粒子的受力分析和运动过程分析，然后运用牛顿第二定律并结合运动学规律求出位移、速度等物理量。

②功能思路：根据电场力及其他作用力对带电粒子做功引起的能量变化或根据全过程的功能关系，确定粒子的运动情况(使用中优先选择)。

(2)处理带电粒子在电场中的运动问题应注意是否考虑粒子的重力

①质子、α粒子、电子、离子等微观粒子一般不计重力;

②液滴、尘埃、小球等宏观带电粒子一般考虑重力;

③特殊情况要视具体情况，根据题中的隐含条件判断。

(3)处理带电粒子在电场中的运动问题应注意画好粒子运动轨迹示意图，在画图的基础上运用几何知识寻找关系往往是解题的突破口。

12.带电粒子在磁场中的运动问题

题型概述：带电粒子在磁场中的运动问题在历年高考试题中考查较多，命题形式有较简单的选择题，也有综合性较强的计算题且难度较大，常见的命题形式有三种：

(1)突出对在洛伦兹力作用下带电粒子做圆周运动的运动学量(半径、速度、时间、周期等)的考查;

(2)突出对概念的深层次理解及与力学问题综合方法的考查，以对思维能力和综合能力的考查为主;

(3)突出本部分知识在实际生活中的应用的考查，以对思维能力和理论联系实际能力的考查为主.

思维模板

在处理此类运动问题时，着重把握“一找圆心，二找半径(R=mv/Bq)，三找周期(T=2πm/Bq)或时间”的分析方法。

(1)圆心的确定：因为洛伦兹力f指向圆心，根据fv，画出粒子运动轨迹中任意两点(一般是射入和射出磁场的两点)的f的方向，沿两个洛伦兹力f作出其延长线的交点即为圆心.另外，圆心位置必定在圆中任一根弦的中垂线上(如图所示)。

(2)半径的确定和计算：利用平面几何关系，求出该圆的半径(或运动圆弧对应的圆心角)，并注意利用一个重要的几何特点，即粒子速度的偏向角(φ)等于圆心角(α)，并等于弦AB与切线的夹角(弦切角θ)的2倍(如图所示)，即?φ=α=2θ

(3)运动时间的确定：t=φT/2π或t=s/v,其中φ为偏向角，T为周期，s为轨迹的弧长，v为线速度。

13.带电粒子在复合场中的运动问题

题型概述：带电粒子在复合场中的运动是高考的热点和重点之一，主要有下面所述的三种情况：

(1)带电粒子在组合场中的运动：在匀强电场中，若初速度与电场线平行，做匀变速直线运动;若初速度与电场线垂直，则做类平抛运动;带电粒子垂直进入匀强磁场中，在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。

(2)带电粒子在叠加场中的运动：在叠加场中所受合力为0时做匀速直线运动或静止;当合外力与运动方向在一直线上时做变速直线运动;当合外力充当向心力时做匀速圆周运动。

(3)带电粒子在变化电场或磁场中的运动：变化的电场或磁场往往具有周期性，同时受力也有其特殊性，常常其中两个力平衡，如电场力与重力平衡，粒子在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动。

思维模板

分析带电粒子在复合场中的运动，应仔细分析物体的运动过程、受力情况，注意电场力、重力与洛伦兹力间大小和方向的关系及它们的特点(重力、电场力做功与路径无关，洛伦兹力永远不做功)，然后运用规律求解，主要有两条思路：

(1)力和运动的关系：根据带电粒子的受力情况，运用牛顿第二定律并结合运动学规律求解。

(2)功能关系：根据场力及其他外力对带电粒子做功的能量变化或全过程中的功能关系解决问题。

14.以电路为核心的综合应用问题

题型概述：该题型是高考的重点和热点，高考对本题型的考查主要体现在闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、电学实验等方面.主要涉及电路动态问题、电源功率问题、用电器的伏安特性曲线或电源的U-I图像、电源电动势和内阻的测量、电表的读数、滑动变阻器的分压和限流接法选择、电流表的内外接法选择等。

思维模板

(1)电路的动态分析是根据闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律及串并联电路的性质，分析电路中某一电阻变化而引起整个电路中各部分电流、电压和功率的变化情况，即有R分R总I总U端I分、U分

(2)电路故障分析是指对短路和断路故障的分析，短路的特点是有电流通过，但电压为零，而断路的特点是电压不为零，但电流为零，常根据短路及断路特点用仪器进行检测，也可将整个电路分成若干部分，逐一假设某部分电路发生某种故障，运用闭合电路或部分电路欧姆定律进行推理。

(3)导体的伏安特性曲线反映的是导体的电压U与电流I的变化规律，若电阻不变，电流与电压成线性关系，若电阻随温度发生变化，电流与电压成非线性关系，此时曲线某点的切线斜率与该点对应的电阻值一般不相等。

电源的外特性曲线(由闭合电路欧姆定律得U=E-Ir，画出的路端电压U与干路电流I的关系图线)的纵截距表示电源的电动势，斜率的绝对值表示电源的内阻。

15.以电磁感应为核心的综合应用问题

题型概述：此题型主要涉及四种综合问题

(1)动力学问题：力和运动的关系问题，其联系桥梁是磁场对感应电流的安培力。

(2)电路问题：电磁感应中切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源,这样，电磁感应的电路问题就涉及电路的分析与计算。

(3)图像问题：一般可分为两类：

一是由给定的电磁感应过程选出或画出相应的物理量的函数图像;

二是由给定的有关物理图像分析电磁感应过程，确定相关物理量。

(4)能量问题：电磁感应的过程是能量的转化与守恒的过程，产生感应电流的过程是外力做功，把机械能或其他形式的能转化为电能的过程;感应电流在电路中受到安培力作用或通过电阻发热把电能转化为机械能或电阻的内能等。

思维模板

解决这四种问题的基本思路如下：

(1)动力学问题：根据法拉第电磁感应定律求出感应电动势，然后由闭合电路欧姆定律求出感应电流，根据楞次定律或右手定则判断感应电流的方向，进而求出安培力的大小和方向，再分析研究导体的受力情况，最后根据牛顿第二定律或运动学公式列出动力学方程或平衡方程求解。

(2)电路问题：明确电磁感应中的等效电路，根据法拉第电磁感应定律和楞次定律求出感应电动势的大小和方向，最后运用闭合电路欧姆定律、部分电路欧姆定律、串并联电路的规律求解路端电压、电功率等。

(3)图像问题：综合运用法拉第电磁感应定律、楞次定律、左手定则、右手定则、安培定则等规律来分析相关物理量间的函数关系，确定其大小和方向及在坐标系中的范围，同时注意斜率的物理意义。

(4)能量问题：应抓住能量守恒这一基本规律，分析清楚有哪些力做功，明确有哪些形式的能量参与了相互转化，然后借助于动能定理、能量守恒定律等规律求解。

16.电学实验中电阻的测量问题

题型概述：该题型是高考实验的重中之重，每年必有命题，可以说高考每年所考的电学实验都会涉及电阻的测量.针对此部分的高考命题可以是测量某一定值电阻，也可以是测量电流表或电压表的内阻，还可以是测量电源的内阻等。

思维模板

测量的原理是部分电路欧姆定律、闭合电路欧姆定律;常用方法有欧姆表法、伏安法、等效替代法、半偏法等。

高三物理必背知识点整理1.动量和冲量

(1)动量:运动物体的质量和速度的乘积叫做动量，即p=mv.是矢量，方向与v的方向相同.两个动量相同必须是大小相等，方向一致.

(2)冲量:力和力的作用时间的乘积叫做该力的冲量，即I=Ft.冲量也是矢量，它的方向由力的方向决定.

2.动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.表达式:Ft=p′-p或Ft=mv′-mv

(1)上述公式是一矢量式，运用它分析问题时要特别注意冲量、动量及动量变化量的方向.

(2)公式中的F是研究对象所受的包括重力在内的所有外力的合力.

(3)动量定理的研究对象可以是单个物体，也可以是物体系统.对物体系统，只需分析系统受的外力，不必考虑系统内力.系统内力的作用不改变整个系统的总动量.

(4)动量定理不仅适用于恒定的力，也适用于随时间变化的力.对于变力，动量定理中的力F应当理解为变力在作用时间内的平均值.

3.动量守恒定律:一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变.

表达式:m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′

(1)动量守恒定律成立的条件

①系统不受外力或系统所受外力的合力为零.

②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计.

③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变.

(2)动量守恒的速度具有“四性”:①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性.

4.爆炸与碰撞

(1)爆炸、碰撞类问题的共同特点是物体间的相互作用突然发生，作用时间很短，作用力很大，且远大于系统受的外力，故可用动量守恒定律来处理.

(2)在爆炸过程中，有其他形式的能转化为动能，系统的动能爆炸后会增加，在碰撞过程中，系统的总动能不可能增加，一般有所减少而转化为内能.

(3)由于爆炸、碰撞类问题作用时间很短，作用过程中物体的位移很小，一般可忽略不计，可以把作用过程作为一个理想化过程简化处理.即作用后还从作用前瞬间的位置以新的动量开始运动.

篇10

【关键词】林业机械；故障；措施

0.前言

林业机械是用于营林（包括造林、育林和护林）、木材切削和林业起重输送的机械。广义的林业机械还包括木材加工机械、人造板机械和林产化工设备等综合利用机械。林业机械大多是在移动情况下进行露天作业，因受自然条件的影响而具有一定的区域性。营林机械包括种子采集和处理、林地清理、整地、育苗、中幼林抚育和林木保护等作业用的机械。其中常用的有采种机、割灌机、挖坑机、筑床机、插条机、植树机等。林业机械在林业生产中发挥着重要的作用，因而采取措施预防林业机械故障的发生，对林业机械的可持续发展具有重要的意义。

1.林业机械产生故障的原因及特点

1.1产生机械故障的原因

故障是林业机械可靠性与维修研究的前提条件。所谓机械故障，是指机械设备因偏离其设计状态而丧失部分或全部功能的现象。机械故障产生的原因，林业机械在其使用及设备运行中，会受到周围因素（包括机械使用的外部环境、执行操作的工作人员、设备故障的维修人员）、机械内部结构能量、潜伏能量（铸件的内应力和装配内应力）等各种能量的作用和影响，当这些以热能、机械能、化学能形式而存在的能量达到一定数值时，将导致有害过程的出现，首先引起如摩擦引发损伤等的机械零部件初始性能和状态的变化，再次引起如尺寸公差等的机械零部件结构参数的改变，最终引起如速度变化等的机械结构参数的改变。几种常见的机械故障，机械故障在使用过程中由于受到各种有害作用，首先导致其各种零部件出现损伤，而影响或改变机械的输出参数。机械故障有很多，比如松动、脱落等的松脱型故障；变质、疲劳、老化、异常磨损、剥落等的退化型故障；压痕、变形、拉伤、开裂、断裂、龟裂、烧蚀、腐蚀等的损坏型故障；堵塞、漏水、漏气、渗油等的堵塞与渗漏型故障；过热、性能衰退、功能失效等的性能衰退或功能失效型故障模式；间隙过大或过小、压力过高或过低、行程失调、干涩等失调型故障。

1.2林业机械故障的特点

林业机械故障有多样性、多变性的特点。由于引发机械故障的原因不同，致使机械故障的类型也是多种多样的，而这些故障类型又可同时作用于某一零部件，即同一零部件往往存在多种故障机理、产生多种故障模式。同时，由于这些故障机理的表现形式、存在程度各不相同，致使在林业生产过程中机械产生故障等级又会相互转化、改变。故障的潜在性、分散性，当机械在使用中所出现的损伤发展到使零部件结构参数超出允许值，但机械功能输出参数未超出允许值时，即出现了潜在故障。机械故障的潜在性可通过清洁、、紧固、调整等维修手段来减缓或消除损伤的发展。故障的渐发性、耗损性，林业机械的退化型故障或者功能失效型故障，其发展都是随着时间的增加，伴随着能量与质量的逐步变化而发生的，这些故障属于局部的、不完全的，且是缓慢变化的，虽然通过简单的维修即可使机器正常工作，但某些性能不可能恢复到使用前的状态，因此，应将某些零部件更新换代，并在以后的使用中注意机械的运作时间。林业机械无论是出现了潜在故障，还是功能故障，甚至是处于极限技术状态，都会产生一定的影响，轻则减少机械的使用寿命，或者影响生产的成本（涉及维修费用）和质量；重则会造成人员伤亡，因此，必须对其进行及时的检测与维修或者是更新。

2.预防林业机械故障的措施

加强对林业机械故障的预防，减少有害物质的入侵，在林业机械使用过程中，要尽力减少有害因素的影响。一要减少如土壤、灰尘等非金属物质以及金属屑、磨损产物等的影响；二要避免如雨水、空气中的化学成分等通过机械零部件的缝隙、对外通道等进入机械内部而腐蚀零部件。定期做好机械的，良好的可降低零件的磨损速度，还能保持其适宜的工作温度和正常的工作间隙。剂的使用要科学、合理：一要根据季节和环境的不同，以及机械结构的不同选择不同类别、不同牌号的剂；二要注意剂的质量和数量，使用效果不佳时一定要及时更换，数量不足时要及时补充。保证正常的工作载荷，机械零部件的磨损程度是随着时间、负荷的增加而增加的。因此，一方面，要保证机械的力所能及，避免在超过其所能承受的最大负荷下工作，并保证机械负荷的均匀增加；另一方面，要保证机械中各个零部件的温度在工作中处于各自正常的范围，防止高温下运转和低温下超负荷。加强林业机械的维修，故障分析，鉴于机械故障产生的原因各不相同，因此在维修中要高度重视故障的分析工作，准确地确定故障的性质、产生的原因及故障机理的识别，以便更好地采取有效措施予以改进和解决。故障分析涉及结构分析、系统分析、测试分析，以及有关疲劳、磨损、腐蚀等各学科的知识。在此过程中，首先要对机械使用的现场进行调查，收集如环境、时间、摄像、操作规范、以往维修报告等相关资料，对故障零件进行初步检查、鉴别；其次，通过对故障零部件或设备的各种试验检查及理论分析，确定故障所产生的原因及其机理；再次，将初步检查、试验检查、理论分析中所获得的全部资料，所得出的全部测试数据及调查记录，予以集中整理，进行综合分析，最终得出结论。进行有效的维修，维修是排除或消除故障隐患，恢复林业机械技术性能，延长机械使用寿命的有效手段。一旦机械发生故障，无论大小，都必须对其进行及时处理，这样才能减少引发更大故障的可能性。对于林业机械故障的处置，一要按照相关维修保养规程，并根据维修工作人员的多年实际经验，采用先进的仪器和科学的方法对机械故障进行合理的保养与维修；二要根据实际情况，灵活运用各种修理方法，如零件修理法、零件换用或替代修理法，以及零件弃置法等，并不断研究和探索新的维修方法。定期检测，故障维修好后并不代表“万事大吉”，还需在其运行中进行适当的检查，以便及时发现问题。对林业机械的检查应实行点检、定检、巡检制度。点检即由机械操作人员在机械运行前、中、后对设备进行监护，发现异常现象，及时采取相应的措施予以解决；定检即由专门的技术人员和设备维修人员对机械进行细致、全面的检测，制定设备技术性能状况；巡检即由富有多年工作经验的管理人员及深厚机械知识的技术人员和维修人员对机械设备进行重点监控，根据具体情况提出有价值的改进意见。