量子物理学 -
《量子物理学》量子物理学是人们研究的理论，也有人称为研究量子现象的物理学。由于宏观物体是由微观世界建构而成的，因此量子物理学不仅是研究微观世界结构的，而且在深入研究宏观物体的微结构和特殊的物理性质中也发挥着巨大作用。我们把科学家们在研究、、、基本粒子时所观察到的关于微观世界的系列特殊的物理现象称为量子现象。 量子世界除了其线度极其微小之外（10-10～10-15m量级），另一个主要特征是它们所涉及的许多宏观世界所对应的物理量往往不能取连续变化的值，（如：、动量、能量、角动量、自旋），甚至取值不确定。许多实验事实表明，量子世界满足的物理规律不再是经典的，而是量子物理学。
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量子物理学是在20世纪初，物理学家们在研究微观世界（原子、分子、原子核…）的结构和运动规律的过程中，逐步建立起来的。 量子概念是1900年普朗克首先提出的，期间，经过、、、海森柏、薛定谔、狄拉克、等许多物理大师的创新努力，到20世纪30年代，初步建立了一套完整的量子力学理论。
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量子物理学创立者马克斯·普朗克尽管量子力学是为描述远离我们的日常生活经验的抽象原子世界而创立的，但它对日常生活的影响无比巨大。没有量子力学作为工具，就不可能有、生物、以及其他每一个关键学科的引人入胜的进展。没有量子力学就没有全球经济可言，因为作为量子力学的产物的电子学革命将我们带入了计算机时代。同时，光子学的革命也将我们带入信息时代。量子物理的杰作改变了我们的世界，科学革命为这个世界带来了的福音，也带来了潜在的威胁。 独特地位：量子理论是科学史上能最精确地被实验检验的理论，是科学史上最成功的理论。量子力学深深地困扰了它的创立者，然而，直到它本质上被表述成通用形式的今天，一些科学界的精英们尽管承认它强大的威力，却仍然对它的基础和基本阐释不满意。 （MaxPlanck）提出量子概念100多年了，在他关于的经典论文中，普朗克假定振动系统的总能量不能连续改变，而是以不连续的能量子形式从一个值跳到另一个值。能量子的概念太激进了，普朗克后来将它搁置下来。随后，爱因斯坦在1905年（这一年对他来说是非凡的一年）认识到的潜在意义。不过量子的观念太离奇了，后来几乎没有根本性的进展。现代量子理论的创立则是崭新的一代物理学家花了20多年时间建立的。
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量子物理实际上包含两个方面。一个是原子层次的物质理论：，正是它我们才能理解和操纵物质世界；另一个是量子场论，它在科学中起到一个完全不同的作用。 旧量子论量子革命的导火线不是对物质的研究，而是辐射问题。具体的挑战是理解黑体（即某种热的物体）辐射的光谱。烤过火的人都很熟悉这样一种现象：热的发光，越热发出的光越明亮。光谱的范围很广，当温度升高时，光谱的峰值从红线向黄线移动，然后又向蓝线移动（这些不是我们能直接看见的）。结合热力学和的概念似乎可以对的形状作出解释，不过所有的尝试均以失败告终。然而，普朗克假定振动电子辐射的光的能量是量子化的，从而得到一个表达式，与实验符合得相当完美。但是他也充分认识到，理论本身是很荒唐的，就像他后来所说的那样：“量子化只不过是一个走投无路的做法”。 普朗克将他的量子假设应用到辐射体表面振子的能量上，如果没有新秀阿尔伯特·爱因斯坦（AlbertEinstein），量子物理恐怕要至此结束。1905年，他毫不犹豫的断定：如果振子的能量是的，那么产生的电磁场的能量也应该是量子化的。尽管麦克斯韦理论以及一个多世纪的权威性实验都表明光具有波动性，爱因斯坦的理论还是蕴含了光的粒子性行为。随后十多年的光电效应实验显示仅当光的能量到达一些离散的量值时才能被吸收，这些能量就像是被一个个粒子携带着一样。光的波粒二象性取决于你观察问题的着眼点，这是始终贯穿于量子物理且令人头痛的实例之一，它成为接下来20年中理论上的难题。 原子难题促成了通往量子理论的第一步，物质悖论则促成了第二步。众所周知，原子包含正负两种电荷的粒子，异号电荷相互吸引。根据电磁理论，正负电荷彼此将螺旋式的靠近，辐射出光谱范围宽广的光，直到原子坍塌为止。 接着，尼尔斯·玻尔（NielsBohr）迈出了决定性的一步。1913年，玻尔提出了一个激进的假设：原子中的电子只能处于包含基态在内的定态上，电子在两个定态之间跃迁而改变它的能量，同时辐射出一定波长的光，光的波长取决于定态之间的能量差。结合已知的定律和这一离奇的假设，玻尔扫清了原子稳定性的问题。玻尔的理论充满了矛盾，但是为氢原子光谱提供了定量的描述。他认识到他的模型的成功之处和缺陷。凭借惊人的预见力，他聚集了一批物理学家创立了新的物理学。一代年轻的物理学家花了12年时间终于实现了他的梦想。 开始时，发展玻尔量子论（习惯上称为旧量子论）的尝试遭受了一次又一次的失败。接着一系列的进展完全改变了思想的进程。
发展史1923年路易·德布罗意（LouisdeBroglie）在他的论文中提出光的粒子行为与粒子的波动行为应该是对应存在的。他将粒子的波长和动量联系起来：动量越大，波长越短。这是一个引人入胜的想法，但没有人知道粒子的波动性意味着什么，也不知道它与原子结构有何联系。然而德布罗意的假设是一个重要的前奏，很多事情就要发生了。 1924年，出现了又一个前奏。萨地扬德拉·N·玻色（SatyendraN.Bose）提出了一种全新的方法来解释普朗克辐射定律。他把光看作一种无（静）的粒子（现称为光子）组成的气体，这种气体不遵循经典的玻耳兹曼统计规律，而遵循一种建立在粒子不可区分的性质（即全同性）上的一种新的统计理论。爱因斯坦立即将玻色的推理应用于实际的有质量的气体从而得到一种描述气体中粒子数关于能量的分布规律，即著名的玻色-爱因斯坦分布。然而，在通常情况下新老理论将预测到原子气体相同的行为。爱因斯坦在这方面再无兴趣，因此这些结果也被搁置了10多年。然而，它的关键思想——粒子的全同性，是极其重要的。 沃尔夫刚·泡利（WolfgangPauli）提出了不相容原理，为周期表奠定了理论基础。 韦纳·海森堡（WernerHeisenberg）、马克斯·玻恩（MaxBorn）和帕斯库尔·约当（PascualJordan）提出了量子力学的第一个版本，矩阵力学。人们终于放弃了通过系统的方法整理可观察的光谱线来理解原子中电子的运动这一历史目标。 埃尔温·薛定谔（ErwinSchrodinger）提出了量子力学的第二种形式，。在波动力学中，体系的状态用薛定谔方程的解——波函数来描述。矩阵力学和波动力学貌似矛盾，实质上是等价的。 电子被证明遵循一种新的统计规律，费米-狄拉克统计。人们进一步认识到所有的粒子要么遵循费米-狄拉克统计，要么遵循玻色-爱因斯坦统计，这两类粒子的基本属性很不相同。 海森堡阐明测不准原理。 保尔·A·M·狄拉克（PaulA.M.Dirac）提出了相对论性的波动方程用来描述，解释了电子的自旋并且预测了反物质。 狄拉克提出电磁场的量子描述，建立了量子场论的基础。 玻尔提出互补原理（一个哲学原理），试图解释量子理论中一些明显的矛盾，特别是波粒二象性。 量子理论的主要创立者都是年轻人。1925年，泡利25岁，海森堡和恩里克·费米（EnricoFermi）24岁，狄拉克和约当23岁。薛定谔是一个者，36岁。玻恩和玻尔年龄稍大一些，值得一提的是他们的贡献大多是阐释性的。爱因斯坦的反应反衬出量子力学这一智力成果深刻而激进的属性：他拒绝自己发明的导致量子理论的许多关键的观念，他关于玻色-爱因斯坦统计的论文是他对理论物理的最后一项贡献，也是对物理学的最后一项重要贡献。 创立量子力学需要新一代物理学家并不令人惊讶，开尔文爵士在祝贺玻尔1913年关于氢原子的论文的一封书信中表述了其中的原因。他说，玻尔的论文中有很多真理是他所不能理解的。开尔文认为基本的新物理学必将出自无拘无束的头脑。 1928年，革命结束，量子力学的基础本质上已经建立好了。后来，AbrahamPais以轶事的方式记录了这场以狂热的节奏发生的革命。其中有一段是这样的：1925年，SamuelGoudsmit和GeorgeUhlenbeck就提出了电子自旋的概念，对此深表怀疑。10月玻尔乘火车前往的莱顿参加亨德里克·A·洛伦兹（HendrikA.Lorentz）的50岁生日庆典，泡利在德国的汉堡碰到玻尔并探询玻尔对电子自旋可能性的看法；玻尔用他那著名的低调评价的语言回答说，自旋这一提议是“非常，非常有趣的”。后来，爱因斯坦和PaulEhrenfest在莱顿碰到了玻尔并讨论了自旋。玻尔说明了自己的反对意见，但是爱因斯坦展示了自旋的一种方式并使玻尔成为自旋的支持者。在玻尔的返程中，遇到了更多的讨论者。当火车经过德国的哥挺根时，海森堡和约当接站并询问他的意见，泡利也特意从汉堡格赶到柏林接站。玻尔告诉他们自旋的发现是一重大进步。（按：看到欧洲科学家之间坦诚而热烈的交流，我们会得到什么启示吗？） 量子力学的创建触发了科学的淘金热。早期的成果有：1927年海森堡得到了氦原子薛定谔方程的近似解，建立了原子结构理论的基础；JohnSlater，DouglasRaynerHartree，和VladimirFock随后又提出了原子结构的一般计算技巧；FritzLondon和WalterHeitler解决了氢分子的结构，在此基础上，LinusPauling建立了理论化学；ArnoldSommerfeld和泡利建立了金属电子理论的基础，FelixBloch创立了能带结构理论；海森堡解释了铁磁性的起因。1928年GeorgeGamow解释了α放射性衰变的随机本性之谜，他表明α衰变是由量子力学的隧道效应引起的。随后几年中，HansBethe建立了的基础并解释了的能量来源。随着这些进展，原子物理、分子物理、固体物理和核物理进入了现代物理的时代。
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&伴随着这些进展，围绕量子力学的阐释和正确性发生了许多争论。玻尔和海森堡是倡导者的重要成员，他们信奉新理论，爱因斯坦和薛定谔则对新理论不满意。 基本描述：。系统的行为用薛定谔方程描述，方程的解称为波函数。系统的完整信息用它的波函数表述，通过波函数可以计算任意可观察量的可能值。在空间给定体积内找到一个电子的概率正比于波函数幅值的平方，因此，粒子的位置分布在波函数所在的体积内。粒子的动量依赖于波函数的斜率，波函数越陡，动量越大。斜率是变化的，因此动量也是分布的。这样，有必要放弃位移和速度能确定到任意精度的经典图象，而采纳一种模糊的概率图象，这也是量子力学的核心。 对于同样一些系统进行同样精心的测量不一定产生同一结果，相反，结果分散在波函数描述的范围内，因此，电子特定的位置和动量没有意义。这可由测不准原理表述如下：要使粒子位置测得精确，波函数必须是尖峰型的，然而，尖峰必有很陡的斜率，因此动量就分布在很大的范围内；相反，若动量有很小的分布，波函数的斜率必很小，因而波函数分布于大范围内，这样粒子的位置就更加不确定了。 波的干涉：波相加还是相减取决于它们的相位，振幅同相时相加，反相时相减。当波沿着几条路径从波源到达接收器，比如光的双缝干涉，一般会产生干涉图样。粒子遵循波动方程，必有类似的行为，如电子衍射。至此，类推似乎是合理的，除非要考察波的本性。波通常认为是媒质中的一种扰动，然而量子力学中没有媒质，从某中意义上说根本就没有波，波函数本质上只是我们对系统信息的一种陈述。 对称性和全同性：氦原子由两个电子围绕一个核运动而构成。的波函数描述了每一个电子的位置，然而没有办法区分哪个电子究竟是哪个电子，因此，电子交换后看不出体系有何变化，也就是说在给定位置找到电子的概率不变。由于概率依赖于波函数的幅值的平方，因而粒子交换后体系的波函数与原始波函数的关系只可能是下面的一种：要么与原波函数相同，要么改变符号，即乘以-1。到底取谁呢？ 量子力学令人惊诧的一个发现是电子的波函数对于电子交换变号。其结果是戏剧性的，两个电子处于相同的量子态，其波函数相反，因此总波函数为零，也就是说两个电子处于同一状态的概率为0，此即泡利不相容原理。所有半整数自旋的粒子(包括电子)都遵循这一原理，并称为费米子。自旋为整数的粒子(包括光子)的波函数对于交换不变号，称为玻色子。电子是费米子，因而在原子中分层排列；光由玻色子组成，所以激光光线呈现超强度的光束(本质上是一个量子态)。最近，气体原子被冷却到量子状态而形成玻色-爱因斯坦凝聚，这时体系可发射超强物质束，形成原子激光。 这一观念仅对全同适用，因为不同粒子交换后波函数显然不同。因此仅当粒子体系是全同粒子时才显示出玻色子或费米子的行为。同样的粒子是绝对相同的，这是量子力学最神秘的侧面之一，量子场论的成就将对此作出解释。
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爱因斯坦在20年代中期创立量子力学的狂热年代里，也在进行着另一场革命，量子物理的另一个分支——量子场论的基础正在建立。不像量子力学的创立那样如般一挥而就，量子场论的创立经历了一段曲折的历史，一直延续到今天。尽管量子场论是困难的，但它的预测精度是所有物理学科中最为精确的，同时，它也为一些重要的理论领域的探索提供了范例。 激发提出量子场论的问题是电子从激发态跃迁到基态时原子怎样辐射光。1916年，爱因斯坦研究了这一过程，并称其为自发辐射，但他无法计算自发辐射系数。解决这个问题需要发展电磁场(即光)的相对论量子理论。量子力学是解释物质的理论，而量子场论正如其名，是研究场的理论，不仅是电磁场，还有后来发现的其它场。 1925年，玻恩，海森堡和约当发表了光的量子场论的初步想法，但关键的一步是年轻且本不知名的物理学家狄拉克于1926年独自提出的场论。狄拉克的理论有很多缺陷：难以克服的计算复杂性，预测出无限大量，并且显然和对应原理矛盾。 40年代晚期，量子场论出现了新的进展，理查德·费曼(RichardFeynman)，(JulianSchwinger)和朝永振一郎(SinitiroTomonaga)提出了量子(缩写为QED)。他们通过重整化的办法回避无穷大量，其本质是通过减掉一个无穷大量来得到有限的结果。由于方程复杂，无法找到精确解，所以通常用级数来得到近似解，不过级数项越来越难算。虽然级数项依次减小，但是总结果在某项后开始增大，以至于近似过程失败。尽管存在这一危险，QED仍被列入物理学史上最成功的理论之一，用它预测电子和磁场的作用强度与实验可靠值仅差2/1,000,000,000,000。 尽管QED取得了超凡的成功，它仍然充满谜团。对于虚空空间(真空)，理论似乎提供了荒谬的看法，它表明真空不空，它到处充斥着小的电磁涨落。这些小的涨落是解释自发辐射的关键，并且，它们使原子能量和诸如电子等粒子的性质产生可测量的变化。虽然QED是古怪的，但其有效性是为许多已有的最精确的实验所证实的。 对于我们周围的低能世界，已足够精确，但对于高能世界，相对论效应作用显著，需要更全面的处理办法，量子场论的创立调和了量子力学和狭义相对论的矛盾。
量子场论的杰出作用体现在它解释了与本质相关的一些最深刻的问题。它解释了为什么存在玻色子和这两类基本粒子，它们的性质与内禀自旋有何关系；它能描述粒子(包括光子，电子，正电子即反电子)是怎样产生和湮灭的；它解释了量子力学中神秘的全同性，全同粒子是绝对相同的是因为它们来自于相同的基本场；它不仅解释了电子，还解释了μ子，τ子及其反粒子等轻子。 QED是一个关于轻子的理论，它不能描述被称为强子的复杂粒子，它们包括、和大量的介子。对于强子，提出了一个比QED更一般的理论，称为(QCD)。QED和QCD之间存在很多类似：电子是原子的组成要素，夸克是强子的组成要素；在QED中，光子是传递带电粒子之间作用的媒介，在QCD中，胶子是传递夸克之间作用的媒介。尽管QED和QCD之间存在很多对应点，它们仍有重大的区别。与轻子和光子不同，夸克和胶子永远被幽禁在强子内部，它们不能被解放出来孤立存在。 QED和QCD构成了大统一的标准模型的基石。标准模型成功地解释了现今所有的粒子实验，然而许多物理学家认为它是不完备的，因为粒子的质量，电荷以及其它属性的数据还要来自实验；一个理想的理论应该能给出这一切。 21世纪，寻求对物质终极本性的理解成为重大科研的焦点，使人不自觉地想起创造量子力学那段狂热的奇迹般的日子，其成果的影响将更加深远。现在必须努力寻求引力的量子描述，半个世纪的努力表明，QED的杰作——的量子化程序对于引力场失效。问题是严重的，因为如果广义相对论和量子力学都成立的话，它们对于同一事件必须提供本质上相容的描述。在我们周围世界中不会有任何矛盾，因为引力相对于电力来说是如此之弱以至于其量子效应可以忽略，经典描述足够完美；但对于黑洞这样引力非常强的体系，我们没有可靠的办法预测其量子行为。 一个世纪以前，我们所理解的物理世界是经验性的；20世纪，量子力学给我们提供了一个物质和场的理论，它改变了我们的世界；21世纪，量子力学将继续为所有的科学提供基本的观念和重要的工具。我们作这样自信的预测是因为量子力学为我们周围的世界提供了精确的完整的理论；然而，物理学与1900年的物理学有很大的共同点：它仍旧保留了基本的经验性，我们不能彻底预测组成物质的基本要素的属性，仍然需要测量它们。 超弦理论是唯一被认为可以解释这一谜团的理论，它是量子场论的推广，通过有长度的物体取代诸如电子的点状物体来消除所有的无穷大量。无论结果何如，从的黎明时期就开始的对自然的终极理解之梦将继续成为新知识的推动力。从现在开始的一个世纪，不断地追寻这个梦，其结果将使我们所有的想象成为现实。
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整体生成论特征
两个高速金原子核相撞后产生的粒子系统论被认为是现代整体论，但它遇了整体悖论的困难，而这种困难根源于系统论的构成论特征。如何克服这一困难？量子物理学的进展示给我们的启示是，把整体论建立在生成论的基础上，发展一种整体生成论或者生成整体论。 生成论和构成论是理解“变化”的两种不同的观念，前者主张变化是“产生”和“消灭”或者“转化”，而后者则主张变化是不变的要素之结合和分离。构成论的确使现代科学获得了巨大的成功，但在量子物理学的发展过程中越来越困难。 量子现象的非定域特征，在量子力学建立的过程中有过激烈的争论， EPR 把争论推进到高峰。虽然量子力学的非定域（即整体性的一种表现）观念迄今还没有取得完全共识，但人们不得不承认量子世界的生成论特征。 发射的电子，它不是作为原子核的结构要素存在着的，而是在过程中产生的。原子或分子发射的光子，它不是作为原子或分子的结构存在着的，而是过程中产生的。基本粒子碰撞的现象，难以用构成论的观念理解，而容易用生成论的转化观念理解。 量子场论是一种具有构成论特征的数学理论，因为它的基本精神是描述粒子的产生和湮灭。夸克模型建立的思路也是生成论的，因为它是根据粒子碰撞现象的整体表现推测强子的内部结构要素及其行为的，与气体分子运动论的构成论思路正好相反。 对量子物理学的这种整体生成论或生成整体论的特征，玻尔、海森伯和派斯等量子物理学的贡献者已明确意识到，但大多数物理学家却是远没有自觉到量子物理所蕴涵的这种新观念，也没有思想深邃的哲学家系统地研究这种科学思想的新动。
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意味着什么？波函数到底是什么？测量是什么意思？这些问题在早期都激烈争论过。直到1930年，玻尔和他的同事或多或少地提出了量子力学的标准阐释，即哥本哈根阐释；其关键要点是通过玻尔的互补原理对物质和事件进行概率描述，调和物质波粒二象性的矛盾。爱因斯坦不接受量子理论，他一直就量子力学的基本原理同玻尔争论，直至1955年去世。 关于量子力学争论的焦点是：究竟是波函数包含了体系的所有信息，还是有隐含的因素(隐变量)决定了特定测量的结果。60年代中期约翰·S·贝尔(JohnS.Bell)证明，如果存在隐变量，那么实验观察到的应该在一个特定的界限之下，此即贝尔不等式。多数小组的实验结果与贝尔不等式相悖，他们的数据断然否定了隐变量存在的可能性。这样，大多数科学家对量子力学的正确性不再怀疑了。 然而，由于量子理论神奇的魔力，它的本质仍然吸引着人们的注意力。量子体系的古怪性质起因于所谓的纠缠态，简单说来，量子体系(如)不仅能处于一系列的定态，也可以处于它们的叠加态。测量处于叠加态原子的某种性质(如能量)，一般说来，有时得到这一个值，有时得到另一个值。至此还没有出现任何古怪。 但是可以构造处于纠缠态的双原子体系，使得两个原子共有相同的性质。当这两个原子分开后，一个原子的信息被另一个共享(或者说是纠缠)。这一行为只有量子力学的语言才能解释。这个效应太不可思议以至于只有少数活跃的理论和实验机构在集中精力研究它，论题并不限于原理的研究，而是纠缠态的用途；纠缠态已经应用于量子信息系统，也成为量子计算机的基础。
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&20世纪物理学的发展表明，量子物理是人们认识和理解微观世界的基础。量子物理和相对论的成就使得物理学从经典物理学发展到现代物理学，奠定了现代自然科学的主要基础。 当然，随着和其它的进一步发展，人们认识的逐步深化，量子物理学也会进一步地丰富和发展。至今为止、量子力学的某些基本观念和哲学意义，科学家们仍然继续争论不休，这是一门科学在走向成熟过程中的一个必经的阶段。
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保存二维码可印刷到宣传品力学综合计算题分类例析综观历年各省市中考题，不难发现，力学计算大多以综合题的形式出现，单独用一个知识点只对某一个物理量（如密度、压强等）进行求解的力学计算题已很少见了，绝大部分力学的计算题都有一定的综合性。综合题的优点是：一方面能考查学生分析、理解和推理的思维能力，另一方面考查学生综合运用知识的能力和知识迁移能力。这完全符合新课程标准的要求和目标，所以这种题型在今后的中考中仍将占有很重要的位置。本专题从以下几个方面对这类计算题进行分析探究。以指导同学们解题时抓住要点，一举突破。一.思路和方法1.读懂题意或图示，明确已知量和所求量。有些新题型会出现一些新名词或概念，有的已知条件比较隐蔽，应该努力挖掘出对解题有用的信息。2.分析研究对象所处的状态或物理过程，找出已知量和未知量之间的联系。为了帮助分析，通常对研究对象进行受力分析并画出受力图，确定哪些力构成平衡力，根据平衡条件建立平衡方程式，这是很关键的一步。3.明确题目所描述的对象和过程涉及到哪些知识点，选择适当的公式或规律进行计算。①求压强时可用，两个公式进行求解。但后一个公式一般用来求解液体压强，只有竖直放置的柱体对支承面产生压强，才能用来解。②计算浮力的方法有很多：（1）阿基米德原理；（2）弹簧测力计测浮力（G与F分别为物体在空气中称和在液体中称时弹簧测力计的示数）；（3）平衡法：物体处于漂浮或悬浮；（4）压力差法：。根据已知条件和研究对象所处的状态选择适当的公式求浮力。③求滑轮组的机械效率也有两个公式：和。当滑轮组竖直提升物体时就用前者，当滑轮组水平拉物体时就用后者。4.验证计算结果对答案进行检验，看过程有无错误，看结果是否符合实际。&二.热点问题归类热点一：密度、压强和浮力的综合。例1.某电梯公寓楼约40m，完成此建筑物需要浇铸钢筋混凝土，还需要使用其他建筑材料，混凝土密度为，取。求：（1）已知自来水的密度为，若要从地面向楼顶提供自来水，加压设备至少需要给施加多大的压强？（不考虑大气压强）（2）测量表明，该楼的地基所承受的压强不得超过，若地基与地面的接触面积为，则此大楼另外添加的装饰材料、各种设备等物资及进入大楼的人员的总质量不得超过多少？解析：这是一道密度和压强的综合题，根据公式。（1）小题立即解决。（2）小题中要求质量，则可以先求出最大重力，然后求出最大质量，最后减去已有的质量即可，具体解法如下：（1）（2）设混凝土、其他建筑材料和其余部分的质量分别为m1、m2和m3，总重量为G当m3最大时，G最大，大楼对地基的压力F最大，地基所承受的压强达到最大值。所以所以&例2.去年南京市对大明湖进行了首次换水清淤，换水后大明湖水清澈见底，鱼儿欢畅。爱湖小分队的同学准备利用自己掌握的科学知识对湖水水质进行监测。他们通过调查，了解到大明湖周边主要污染源很容易导致湖水密度变大，而密度达到的水域就不适宜湖里鱼类生存，他们就想到做一个简易的密度计来监控湖水密度。为此找来一根长为1.2m粗细均匀的木条，在底端嵌入适量重物，使其能直立漂浮水中，做好相应的标记后就可以监测湖水的密度了，测量得该简易密度计的总质量为0.5kg。（g取10N/kg）（1）先将该木条放入足够深的清水中，测得木条露出水面0.2m，在水面处画上白线，请计算此时木条底端受到的水的压强及木条受到的浮力。（2）请通过计算说明应在木条的什么位置画上表示污水密度达到时的红线，以监测湖水密度是否超标。解析：此题是一道运用知识解决实际问题的好题，综合的知识有压强、浮力和二力平衡等。（1）木条底端受到水的压强可直接用来求；又因木条处于漂浮状态，故可用二力平衡法求浮力。由于木条处于漂浮状态，所以：（2）此题实际上是求木条浸入污水的深度h，要求深度必先求，因为，可通过浮力算出。又因木条的横截面积S未知，深度h似乎无法求出，但我们要善于利用（1）小题的条件，找到两者的相同之处，即在清水中和污水中都处于漂浮状态，两者受到的浮力相等，所以，即，所以：&热点二：速度、功率和效率的综合例3.如图1所示，物体重20N，在拉力F的作用下，以0.5m/s的速度沿水平方向匀速运动，物体与地面的摩擦力是物重的0.2倍，求：（1）不记滑轮、绳重和滑轮组的摩擦，拉力的大小及拉力的功率。（2）若拉力为2.5N，该滑轮组的机械效率。图1解析：在不计摩擦的情况下，可直接用滑轮组省力公式求拉力，不过不是，而应该是（是物体A与地面的摩擦）。因为对物体的拉力不是等于物体的重量，而是等于地面对物体的摩擦力。相应地，求这种水平装置的滑轮组的机械效率的计算公式也应该是，而不是。拉力的功率可进行如下推导：（1）拉力的大小：拉力的功率：（2）&热点三：压强或浮力与杠杆类相结合的综合题例4.图2是小明设计的一个用水槽来储存二次用水的冲厕装置。带有浮球的横杆AB（B为浮球的中心）能绕O点转动，倒“T”形阀门C底部为厚度不计的橡胶片，上部为不计粗细的直杆，进水口的横截面积为4cm2，浮球的体积为100cm3，OB是OA长度的6倍，AB杆左端压在阀门C上，阀门C堵住进水口时，AB杆水平，浮球顶部和溢水口相平，不考虑阀门C、横杆AB及浮球受到的重力。（）求：（1）浮球浸没时，浮球受到的浮力多大？A端受力多大？（2）为了防止水从溢水口溢出，水槽中的水面与溢水口的高度差不能超过多少？图2解析：本题又是一道力学综合题，描述的物理情境较为复杂，所以分析审题是关键，尤其是要把这个装置的结构示意图看懂，搞清楚它的工作过程和原理，解题过程如下：（1）当球全部浸没水中时：横杆B端受力等于浮球所受浮力，即：运用杠杆平衡条件：，因为所以A端受力为：（2）水恰能从溢水口流出时水槽中的水面距溢水口的高度差是允许的最大值。此时，浮球全部浸没，阀门C受到水槽中的水向上的压力和水箱中水向下的压力及浮球浸没时杠杆A端对阀门C向下的压力相互平衡，即：& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &①设水槽中的水面距阀门C底部橡胶片的高度为H，溢水口到阀门C底部橡胶片的高度为h，则：& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &②& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & ③把②③式代入①中，有整理得：&
不懈的求索　重要的发现
　　欧姆定律揭示了电路中电流遵循的基本“交通规则”，是最重要的电学规律之一．欧姆是怎样发现这一规律的呢？
　　欧姆把电流与水流、热传递进行类比，提出电位差(就是电压)是形成电流的原因，它类似于高度差、温度差在形成水流、热传递过程中所起的作用．他从中受到启发，猜测电流与电压成正比．但在设计实验检验自己的猜测时，他遇到了很大的困难．在那个年代，科学上还没有电压、电流、电阻的明确概念，更没有精确测量它们的仪器，甚至连能够提供稳定电压的电源都找不到．最初，欧姆试图用电流的热效应来测定电流，但没有成功．后来欧姆利用电流可以使磁针偏转的现象，制成了能精确测量电流强弱的仪器．当时所用的伏打电池电压不稳，他设计利用了“温差电池”．经过艰苦不懈的努力，欧姆测量出了大量精确的数据．分析这些数据，他发现他的猜测与实验结果相符合．1827年，欧姆发表了《伽伐尼电路的数学论述》，提出了今天所称的欧姆定律．
　　欧姆定律发表初期，许多物理学家不能正确理解评价这一发现．但是，“青山遮不住，毕竟东流去”，随着电路研究工作的进展，人们逐渐认识到欧姆定律的重要性．为纪念欧姆在电学领域的巨大贡献，人们以他的姓氏命名电阻的单位．
(1)你认为欧姆的哪些科学精神值得你学习？其中你感悟最深的一点是什么？
(2)归纳一下，欧姆的科学探究的过程经历了哪些主要环节？
人教版第十六章 &热和能&复习提纲&&　　一、分子热运动&　　1．物质是由分子组成的。分子若看成球型，其直径以10-10m来度量。&　　2．一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。&　　①扩散：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。&　　②扩散现象说明：A、分子之间有间隙。B、分子在做不停的无规则的运动。&　　③课本中的装置下面放二氧化氮这样做的目的是：防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结果。实验现象：两瓶气体混合在一起颜色变得均匀，结论：气体分子在不停地运动。&　　④固、液、气都可扩散，扩散速度与温度有关。&　　⑤分子运动与物体运动要区分开：扩散、蒸发等是分子运动的结果，而飞扬的灰尘，液、气体对流是物体运动的结果。&　　3．分子间有相互作用的引力和斥力。&　　①当分子间的距离ｄ＝分子间平衡距离r，引力＝斥力。&　　②ｄ＜ｒ时，引力＜斥力，斥力起主要作用，固体和液体很难被压缩是因为：分子之间的斥力起主要作用。&　　③ｄ＞ｒ时，引力＞斥力，引力起主要作用。固体很难被拉断，钢笔写字，胶水粘东西都是因为分子之间引力起主要作用。&　　④当ｄ＞10ｒ时，分子之间作用力十分微弱，可忽略不计。&　　破镜不能重圆的原因是：镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围，镜子不能因分子间作用力而结合在一起。&　　二、内能&　　1．内能：物体内部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。&　　2．物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。&　　3．影响物体内能大小的因素：①温度：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大；②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大；③材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同；④存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。&　　4．内能与机械能不同：&　　机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关。&　　内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。&　　5．热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。&　　温度越高扩散越快。温度越高，分子无规则运动的速度越大。&　　三、内能的改变&　　1．内能改变的外部表现：&　　物体温度升高（降低）──物体内能增大（减小）。&　　物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）──内能改变。&　　反过来，不能说内能改变必然导致温度变化。（因为内能的变化有多种因素决定）&　　2．改变内能的方法：做功和热传递。&　　A、做功改变物体的内能：&　　①做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。&　　②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化。&　　③如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。（Ｗ＝△Ｅ）&　　④解释事例：图15．2-5甲看到棉花燃烧起来了，这是因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花燃点使棉花燃烧。钻木取火：使木头相互摩擦，人对木头做功，使它的内能增加，温度升高，达到木头的燃点而燃烧。图15．2-5乙看到当塞子跳起来时，容器中出现了雾，这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气液化凝成小水滴。&　　B、热传递可以改变物体的内能。&　　①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。&　　②热传递的条件是有温度差，传递方式是：传导、对流和辐射。热传递传递的是内能（热量），而不是温度。&　　③热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少。&　　④热传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。&　　C、做功和热传递改变内能的区别：由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。&　　D、温度、热量、内能的区别：&　&　　四、热量&　　1．比热容：⑴定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃时吸收（放出）的热量。&　　⑵物理意义：表示物体吸热或放热的本领的物理量。&　　⑶比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。&　　⑷水的比热容为4．2×103J（kg·℃）表示：1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4．2×103J。&　　⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。&　　2．计算公式：Ｑ吸＝Ｃm（t－t0），Ｑ放＝Ｃm（t0－t）。&　3．热平衡方程：不计热损失Ｑ吸＝Ｑ放。&　　五、内能的利用、热机&　　（一）内能的获得──燃料的燃烧&　　燃料燃烧：化学能转化为内能。&　　（二）热值&　　1．定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。&　　2．单位：J/kg。&　　3．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燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。&　　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，与燃料的形态、质量、体积等均无关。&　　3．公式：Q＝mq（q为热值）。　　实际中，常利用Q吸＝Q放即cm（t-t0）=ηqm′联合解题。&　　4．酒精的热值是3．0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3．0×107J。&　　煤气的热值是3．9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3．9×107J。&　　5．火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。&　　6．炉子的效率：&　　①定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。&　　②公式：η=Q有效/Q总=cm（t-t0）/qm′。&　　（三）内能的利用&　　1．内能的利用方式：&　　⑴利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。&　　⑵利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。&　　2．热机：定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。&　　能的转化：内能转化为机械能。&　　蒸气机──内燃机──喷气式发动机。&　　3．内燃机：将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。&　　4．内燃机大概的工作过程：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、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。&　　5．热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。&　　公式：η=W有用/Q总=W有用/qm。　　提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；机件间保持良好的润滑、减小摩擦。&　　6．汽油机和柴油机的比较：&&汽油机柴油机不同点构造：顶部有一个火花塞顶部有一个喷油嘴吸气冲程吸入汽油与空气的混合气体吸入空气点燃方式点燃式压燃式效率低高应用小型汽车、摩托车载重汽车、大型拖拉机相同点冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。&　　六、能量守恒定律&　　1．自然界存在着多种形式的能量。尽管各种能量我们还没有系统地学习，但在日常生活中我们也有所了解，如跟电现象相联系的电能，跟光现象有关的光能，跟原子核的变化有关的核能，跟化学反应有关的化学能等。&　　2．在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移（列举学生所熟悉的事例，说明各种形式的能的转化和转移）。在热传递过程中，高温物体的内能转移到低温物体。运动的甲钢球碰击静止的乙钢球，甲球的机械能转移到乙球。在这种转移的过程中能量形式没有变。&　　3．在自然界中能量的转化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯，由于摩擦而使机械能转化为内能；在气体膨胀做功的现象中，内能转化为机械能；在水力发电中，水的机械能转化为电能；在火力发电厂，燃料燃烧释放的化学能，转化成电能；在核电站，核能转化为电能；电流通过电热器时，电能转化为内能；电流通过电动机，电能转化为机械能。&　　4．能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。&　　能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。
人教版第十六章 &热和能&复习提纲&&　　一、分子热运动&　　1．物质是由分子组成的。分子若看成球型，其直径以10-10m来度量。&　　2．一切物体的分子都在不停地做无规则的运动。&　　①扩散：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。&　　②扩散现象说明：A、分子之间有间隙。B、分子在做不停的无规则的运动。&　　③课本中的装置下面放二氧化氮这样做的目的是：防止二氧化氮扩散被误认为是重力作用的结果。实验现象：两瓶气体混合在一起颜色变得均匀，结论：气体分子在不停地运动。&　　④固、液、气都可扩散，扩散速度与温度有关。&　　⑤分子运动与物体运动要区分开：扩散、蒸发等是分子运动的结果，而飞扬的灰尘，液、气体对流是物体运动的结果。&　　3．分子间有相互作用的引力和斥力。&　　①当分子间的距离ｄ＝分子间平衡距离r，引力＝斥力。&　　②ｄ＜ｒ时，引力＜斥力，斥力起主要作用，固体和液体很难被压缩是因为：分子之间的斥力起主要作用。&　　③ｄ＞ｒ时，引力＞斥力，引力起主要作用。固体很难被拉断，钢笔写字，胶水粘东西都是因为分子之间引力起主要作用。&　　④当ｄ＞10ｒ时，分子之间作用力十分微弱，可忽略不计。&　　破镜不能重圆的原因是：镜块间的距离远大于分子之间的作用力的作用范围，镜子不能因分子间作用力而结合在一起。&　　二、内能&　　1．内能：物体内部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。&　　2．物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。&　　3．影响物体内能大小的因素：①温度：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大；②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大；③材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同；④存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。&　　4．内能与机械能不同：&　　机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关。&　　内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。&　　5．热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。&　　温度越高扩散越快。温度越高，分子无规则运动的速度越大。&　　三、内能的改变&　　1．内能改变的外部表现：&　　物体温度升高（降低）──物体内能增大（减小）。&　　物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）──内能改变。&　　反过来，不能说内能改变必然导致温度变化。（因为内能的变化有多种因素决定）&　　2．改变内能的方法：做功和热传递。&　　A、做功改变物体的内能：&　　①做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。&　　②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化。&　　③如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。（Ｗ＝△Ｅ）&　　④解释事例：图15．2-5甲看到棉花燃烧起来了，这是因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花燃点使棉花燃烧。钻木取火：使木头相互摩擦，人对木头做功，使它的内能增加，温度升高，达到木头的燃点而燃烧。图15．2-5乙看到当塞子跳起来时，容器中出现了雾，这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气液化凝成小水滴。&　　B、热传递可以改变物体的内能。&　　①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。&　　②热传递的条件是有温度差，传递方式是：传导、对流和辐射。热传递传递的是内能（热量），而不是温度。&　　③热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少。&　　④热传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。&　　C、做功和热传递改变内能的区别：由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。&　　D、温度、热量、内能的区别：&　&　　四、热量&　　1．比热容：⑴定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃时吸收（放出）的热量。&　　⑵物理意义：表示物体吸热或放热的本领的物理量。&　　⑶比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。&　　⑷水的比热容为4．2×103J（kg·℃）表示：1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4．2×103J。&　　⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大。&　　2．计算公式：Ｑ吸＝Ｃm（t－t0），Ｑ放＝Ｃm（t0－t）。&　3．热平衡方程：不计热损失Ｑ吸＝Ｑ放。&　　五、内能的利用、热机&　　（一）内能的获得──燃料的燃烧&　　燃料燃烧：化学能转化为内能。&　　（二）热值&　　1．定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。&　　2．单位：J/kg。&　　3．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燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。&　　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，与燃料的形态、质量、体积等均无关。&　　3．公式：Q＝mq（q为热值）。　　实际中，常利用Q吸＝Q放即cm（t-t0）=ηqm′联合解题。&　　4．酒精的热值是3．0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3．0×107J。&　　煤气的热值是3．9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3．9×107J。&　　5．火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。&　　6．炉子的效率：&　　①定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。&　　②公式：η=Q有效/Q总=cm（t-t0）/qm′。&　　（三）内能的利用&　　1．内能的利用方式：&　　⑴利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。&　　⑵利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。&　　2．热机：定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。&　　能的转化：内能转化为机械能。&　　蒸气机──内燃机──喷气式发动机。&　　3．内燃机：将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。&　　4．内燃机大概的工作过程：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、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。&　　5．热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。&　　公式：η=W有用/Q总=W有用/qm。　　提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；机件间保持良好的润滑、减小摩擦。&　　6．汽油机和柴油机的比较：&&汽油机柴油机不同点构造：顶部有一个火花塞顶部有一个喷油嘴吸气冲程吸入汽油与空气的混合气体吸入空气点燃方式点燃式压燃式效率低高应用小型汽车、摩托车载重汽车、大型拖拉机相同点冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。&　　六、能量守恒定律&　　1．自然界存在着多种形式的能量。尽管各种能量我们还没有系统地学习，但在日常生活中我们也有所了解，如跟电现象相联系的电能，跟光现象有关的光能，跟原子核的变化有关的核能，跟化学反应有关的化学能等。&　　2．在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移（列举学生所熟悉的事例，说明各种形式的能的转化和转移）。在热传递过程中，高温物体的内能转移到低温物体。运动的甲钢球碰击静止的乙钢球，甲球的机械能转移到乙球。在这种转移的过程中能量形式没有变。&　　3．在自然界中能量的转化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯，由于摩擦而使机械能转化为内能；在气体膨胀做功的现象中，内能转化为机械能；在水力发电中，水的机械能转化为电能；在火力发电厂，燃料燃烧释放的化学能，转化成电能；在核电站，核能转化为电能；电流通过电热器时，电能转化为内能；电流通过电动机，电能转化为机械能。&　　4．能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。&　　能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。