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物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科，下面就是高中物理论文范文，欢迎大家阅读!
摘要 ：物理规律教学是使学生掌握物理科学理论的中心环节，是物理教学的核心之一。
本文结合笔者自身多年的物理教学经验，浅谈在物理教学中，如何搞好中学物理规律的教学。
关键词： 物理规律教学
物理规律反映了各物理概念之间的相互制约关系，反映在一定条件下一定物理过程的必然性。
它是中学物理基础知识最重要的内容，是物理知识结构体系的枢纽.所以，物理规律教学是使学生掌握物理科学理论的中心环节，是物理教学的核心之一。
怎样才能搞好规律教学呢?现结合本人多年的物理教学经历，浅谈以下几点看法：
一、创设发现问题、探索规律的物理环境
教师带领学生学习物理规律，首先需要引导学生在物理世界中发现问题。
因此，在教学的开始阶段，要应给学生创设一个便于发现问题的物理环境。
在中学阶段，主要是通过观察、实验发现问题，也可以从分析学生生活中熟知的典型事例中发现问题，有时也可以从对学生已有知识的分析展开中发现问题。
另一方面，创设的物理环境要有利于引导学生探索规律。
例如使学生获得探索物理规律必要的感性知识和数据;提供进一步思考问题的线索和依据;为研究问题提供必要的知识准备等等。
创设的物理环境还应有助于激发学生的学习兴趣和求知欲望.
二、带领学生探索物理规律
在学生有一定的需要和积极的准备状态下，教师要利用各种适宜的方法，如实验探索、理论推导等，向学生阐明概念和规律的形成过程，建立新旧知识的链接。
如在牛顿第二定律的教学中，让学生通过实验探索加速度与力的关系以及加速度与质量的关系，得出在质量一定的条件下加速度与外力成正比、在外力一定的条件下加速度与质量成反比的结论。
在此基础上，教师指导学生总结加速度、外力和质量的关系，归纳出牛顿第二定律。
这样学生对该规律的建立就有了一个清晰的过程，才能较深刻地理解物理规律、领悟其物理含义。
另一方面，向学生呈现物理规律内容时不但要准确，而且对一些关键字词应加以突出，给予适当的说明，以引导学生足够的注意和正确理解，并与其他类似的或易混淆的概念和规律进行比较，建立类比联系，加深对物理规律的理解。
三、要使学生深刻理解规律的物理意义
在规律的教学中，要引导学生深刻理解其物理意义，防止死记硬背。
物理规律的表达形式主要有两种：一种是文字语言，另一种是数学语言，即公式。
对物理规律的文字表述，必须在学生对有关问题进行分析、研究、并对它的本质有相当认识的基础上进行，切不可在学生毫无认识或认识不足的情况下“搬出来”，“灌”给学生，然后再逐字逐句解释和说明。
只有这样，学生才能真正理解它的含义。
例如，牛顿第一定律“一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持匀速直线运动状态或静止状态。”在理解时，要注意弄清定律的条件是“物体没有受到外力作用”，还要理解“或”这个字的含义。
“或”不是指物体有时保持匀速直线运动状态，有时保持静止状态，而是指如果物体原来是运动的，它就保持匀速直线运动状态;如果原来是静止的，它就保持静止状态。
对于用数学语言即公式表达的物理规律，应使学生从物理意义上去理解公式中所表示的物理量之间的数量关系，而不能从纯数学的角度加以理解。
如，对电场中同一点而言，不能说场强E与电场力F成正比，与电量q成反比，因为场强E由电场和电场中该点的位置决定。
四、要使学生明确物理规律的适用条件和范围
物理规律往往都是在一定的条件下建立或推导出来的，只能在一定的范围内使用.超越这个范围，物理规律则不成立，有时甚至会得出错误结论.这一点往往易被学生忽视，他们一遇到具体问题，就乱套乱用物理规律，得出错误结论.因此，在物理规律教学中，要使学生明确物理规律的适用条件和范围，正确地运用规律来研究和解决问题。
例如动量守恒定律，它的成立条件是，所研究的系统不受外力或者所受外力的合力为零，这属基准条件。
如果系统受到外力F外或合力F合不为零，其动量是不守恒的，但可能有两种情形：其一，系统中物体相互作用的内力F内远大于F外(或F合)，该系统的动量可看作是守恒的，其条件属近似条件;其二，选定直角坐标系后，将不在坐标轴上的外力各自沿x轴和y轴进行正交分解，若沿某一坐标轴(如x轴)的各个外力(含分力)的合力为零，则系统在该轴方向上的动量守恒，其条件属分动量守恒条件。
动量守恒定律是自然界普遍适用的基本定律之一，它适用于两个物体或多个物体组成的系统;它不但能解决低速运动问题，而且能解决高速运动问题;不但适用于宏观物体，而且适用于电子、质子、中子等微观粒子。
此外，无论是什么性质的相互作用，动量守恒定律都是适用的。
五、加强应用物理规律解决实际问题的训练和指导
物理规律来源于物理现象，反过来应用于实际问题，学习物理规律的目的就在于能够运用物理规律解决实际问题，同时，通过运用，还能检验学生对物理规律的掌握情况，加深对物理规律的理解。
在规律教学中，一方面要选择恰当的物理问题，有计划、有目标、由简到繁、循序渐进、反复多次地进行训练，使学生结合对实际问题的讨论，深化、活化对物理规律的理解，逐渐领会分析、处理和解决问题的思路和方法;另一方面，要引导和训练学生善于联系日常生活中的实际问题学习物理规律，经常用学过的规律科学地说明和解释有关的现象，通过训练，使学生逐步学会逻辑地说理和表达.对于运用物理规律分析和解决实际问题，要逐步训练学生运用分析、解决问题的思路和方法，使学生学会正确地运用数学解决物理问题。最后指出，由于物理规律的复杂性，必须注意规律教学的阶段性，使学生对规律的认识要有一个由浅入深，逐步深化、提高的过程。
只有这样，才能有效地指导学生掌握物理规律，培养学生的思维能力。
参考文献
1.人民教育出版社物理室。
全日制普通高级中学《物理教学大纲》2003
2.田世昆,胡卫平.物理思维论[M].南宁：广西教育出版社，1996.167.
3.南冲.中学物理教学研究[M].北京：海潮出版社，1993.09.
【摘要】 高考是关系到千家万户的大事，也是国家目前选拔人才的途径。认真学习和研究《教学大纲》和《考试说明》，按照教学规律科学的进行复习，及时的收集和处理信息，充分的调动学生的学习积极性，一定会取得好的成绩。
【关键词】 高考组织复习能力
为使高考复习能落到实处，使复习的过程更科学、复习的效率更高、有利于最大限度的提高学生的成绩，特提出以下几点建议：
1.强化基础知识的复习，加强学生对概念和规律的深入理解
在高中，对基本概念、基本规律的要求一贯是高考物理考查的主要内容和重点内容，主要考查考生在理解的基础上掌握基本概念、基本规律和基本方法，并要求深入理解概念和规律之间的内在联系。不少学生存在着这样的表现：概念，定义都知道，但一用就错，试卷上表现主要是选择题得分率低。这些都是基础较差，对物理概念和规律的理解不够有密切的关系。而近几年的各地高考试卷中的物理试题也都明确反映出重视基本概念、规律考查的特点。
对此，在复习中应该按照物理《教学大纲》和《考试说明》对学生五个方面的能力的加以严格要求，同时要让学生明白：理解能力是基础。只有理解能力提高了，其他能力才能较好的发展，而理解能力的前提是牢固的基础知识、扎实的基本技能和规范的基本方法，只有抓好基本知识、基本技能和基本方法的复习，对概念和规律的理解才能正确、深入、透彻。
2.加强学生的计算推理能力、论证表述能力、分析综合能力
高考物理试题度于推理能力的考查贯穿于各种题型中，从不同的角度、不同的层次，通过不同的题型、不同的情景设置来考查考生推理的逻辑性、严密性；对论证表述则重在考查能否准确地、简明地把推理过程表达出来，以此鉴别考生表述能力的高低。要克服学生思维推理过程不能严格合乎逻辑，对受力分析、运动过程分析不予重视，给解题带来盲目性；不会用物理语言表述物理过程或物理规律，使解题过程残缺不全；牛顿运动定律、动量、功能关系三条常用解题线索相互脱节，不能有机整合，使解题思路僵化、方法呆板、正确率低。
3.提高学生应用数学知识解决物理问题的能力
物理和数学是紧密联系的，数学为物理学的发展提供了强有力的工具，几乎所有的物理概念和物理规律，都是通过量化的方法用数学公式进行描述，应用数学处理物理问题的能力也是进入高校深造的考生应具有的能力，因此高考物理试题一直注重考查考生的应用数学处理物理问题的能力。
近年来，高考物理中的数学能力要求有明显的调整，主要表现在尽量回避繁杂的机械运算，而在考察方面，为此，我们一方面要求学生在平时学习中，能过一定数目的练习，掌握解决物理问题常用的数学规律及方法，在此基础上，引导学生逐步形成运用数学工具处理物理问题的基本思路，重点在于通过精讲精练使学生能熟练地将物理问题转化为数学问题。另外，要重视估算题的训练，复习时应注意引导学生逐渐掌握近似估算法，快速求出物理量的数量级。同时，提倡学生平时不用或少用计算器进行计算，因为在平时练习中，很多同学习惯于使用计算器，连非常简单的加减法都非用计算器不可，这样使得他们数学运算能力很差。
4.加强实验复习
实验是物理学的基础，实验能力在物理高考中一直占有相当重要的地位。物理高考力图通过在笔试的形式下考查学生的实验能力。
在教学中，一是要正确对待实验教材，实验复习时不应该机械地记忆教材中各个实验的目的、原理、器材、步骤、记录、结果等等，而应引导学生领悟教材中物理实验的设计思想、所运用的科学方法、规范的操作程序和合理的实验步骤。二是要引起学生对实验的有意注意，提供更多的动手动脑的机会，让他们主动地发现问题，解决问题。老师有意地改变实验条件、设置问题，激励学生努力寻找方法，解决问题。三是从培养学生的实验能力出发，让他们学会通过实验测量和有计划的实践活动去认识自然、发现自然规律、验证假想和猜测的方法，培养他们科学的思维方式、科学方法、实际操作技能和解决实际问题的能力。四是鼓励学生大胆创新，认识到实验教材提供的做法并不是一成不变，拘泥成规的，可以对课本中的实验做一些合理的变通，或补充一些模仿性实验，增加一些设计性实验，培养学生运用所学的知识、方法解决新问题的能力。
为使复习备考工作顺利进行，努力完成学校的工作任务，特提出以下几点措施：
1.认真钻研《高考大纲》、《教学大纲》及《课本》，充分提高“二纲一本”在高考中的作用，研究“二纲”，特别是去分析每年高考大纲之间的.细微的不同的地方，显得更加的重要，同时，也要建议学生常去翻物理课本，不可只顾按资料进行复习，却脱离了高考大纲的现象的发生。
2.高三教学应以人为本因为我们的授课对象是学生，是活生生的人，不是听课的机器，这就要求我们在教学中多点人性化，与学生之间多点交流，加强与学生的沟通，树立服务意识，不可高高之上，使教与学发生脱节。
3.要让学生明明白白的学习，让学生明白：“糊里糊涂作10道题，不如清清楚楚作1道题”。也就是说，在上课时要让学生明白，为什么要这么去作而不那样去作，为什么这样作是对的而那样作是错的，也就是时时要让学生明白一个“理”字，处处要讲“理”，在这一方面我的体会是我自己讲“理”的时候多，而让学生去讲“理”的时候少，以后在可能的情况下要让学生来讲讲“理”。
4.要让学生不可走入题海中，必要的题目是要做的，但一定要精选题目，讲前一定要求学生先做，作后再讲，讲后再留时间让学生消化吸收。
5.克服以教代学的现象，教得再好，没有学生的学（理解、消化、吸收），也是徒劳的，我们在高三复习中应该定位为一是指导学生进行知识的归纳和总结，补漏，建立知识网络，二是应有服务意识――帮助学生克服学习中遇到的困难和障碍。
6.要努力提高教学效率，效率的高低不是以你今天讲了多少个知识点，讲了多少道题为标准的，面是以你上课前定下的教学目标是不是在计划的时间内完成为标准的，说通俗一点，就是以这节课学生能过教师指导，真正学到的知识是多少为标准的。
7.狠抓基础内容及重点内容，高考的追求就是区分度，一套成功的试题是通过区分度来实现的，并不是由难度来实现的，而中等题目才是真正实现区分度的手段，因为易题都会，分不出好差，过难的题几乎没有几个人会，基本上也不会区分出好差，这一点一定要让学生知道，只有重视了基础，才能有效地完成中档难度的题，要防止学生钻牛角，老师要及时加以引导。
8.抓中等生要想在明年的高考中有突破，眼睛不能只盯着为数不多的几个好学生身上，要在尖子生吃饱吃好的情况下，重点兼顾中等生或有弱门课的学生，要想法提高他们的物理成绩，而提高他们成绩的方法中最好的方法就是要设法提高他们的学习物理的兴趣，让他们动起来，这样才是最为有效的，另外要多关心他们，多提问他们，在教学中采用灵活的方法，如分层布置作业，根据各班的实际灵活的采用不同的教学方法等，以提高他们的学习的积极性。
我们坚信，只要我们努力，按照教学规律科学的进行复习，及时的收集和处理信息，充分的调动学生的学习积极性，一定会取得好的成绩。
摘要：物理是一门历史悠久的自然学科。随着科技的发展，社会的进步，物理已渗入到人类生活的各个领域； 物理学存在于物理学家的身边；物理学也存在于同学们身边；在学习中，同学们要树立科学意识，大处着眼，小处着手，经历观察、思考、实践、创新等活动，逐步掌握科学的学习方法，训练科学的思维方式，不久你就会拥有科学家的头脑，为自己今后惊叹不已的发展，为今后美好的生活打下扎实的基础。 关键词：物理 渗入 人类生活 各个领域 存在 物理学家 同学们 身边 科学意识 科学学习方法 科学思维方式1物理学对人类文明的贡献:在人类在几百万年的历史长河中,文明社会数千年里程中只是缓慢地前进,到最近几个世纪却发生如此翻天覆地的变化呢 回顾300多年来从哥白尼开始,从牛顿力学到现代物理学发展,对照联合国大会关于国际物理年的决议,结论是很清楚的:物理学做出了重要的贡献,物理学的发展使人类认识了自然界,是物理学为技术的发展提供了理论基础和思想源泉,是物理学发展了现代人类文明.如果我们做一个简要的回顾: 是物理学推动了人类历史上两次工业革命. 1687年,牛顿奠定经典力学的基础 .1750年,蒸汽机,纺织机械发明.1804年,蒸汽火车出现在欧洲大陆.——以动力革命为推动的工业革命, 形成了规模化生产,铁路的发展形成了更大的市场.没有经典力学和热力学的发展,就不会有一代一代热机的改进和发展,不能创造出汽车,火车,飞机,不能有火箭和人造卫星以实现飞离地球,奔向太空探索的梦想. 1831年,法拉第"电磁感应"奠定了机械能转化为电能的基础:1840年,焦耳"能量守恒定律",揭示了各种不同形式之间转化的规律.形成了第二次工业革命.第二次产业革命本质上就是电力技术革命,是用大规模电气化生产替代以蒸汽机和内燃机为动力的规模工业化生产.没有电磁感应理论,就没有电力技术. 1895年,贝克内尔发现放射性,人们开始进入物质的分子,原子,原子核内部;1900年,普朗克提出量子论;1905年,爱因斯坦提出相对论力学,十年后又提出"广义相对论". 1944年,原子弹试验成功;1948年,维那,香农"信息论,控制论,系统论".——出现核武器,核发电,信息科学和自动化理论和应用,人类社会进入成熟工业化. 建立在物理学重要分支电子学基础上,1946年电子管计算机ENIAC诞生,数字技术出现;1948年,Bell Lab发明了二极管;1958年,第一块集成电路出现;1978年,微计算机8086出现;1995年,Internet开通.———信息技术经过50年的助跑,进入高增长的辉煌时期.由信息技术带动一系列高技术兴起,知识经济和经济全球化初见端倪.电子技术,激光技术,超导技术,微电子技术,信息技术,纳米技术等划时代技术革命,构筑起了雄伟,壮丽的现代科技大厦. 物理学的贡献还不止如此,物理学一些相邻较远的科学也产生了重大的影响."生命是什么" 生命科学的初期,是以观测,解剖,分析为主要手段的科学,物理学为生命科学提供了越来越精细的观测手段,直到进入分子水平.开始介入到生命的本质. "人类基因组"启动,借助了大量的分析,测量,计算工具都是物理学的成果.从生命科学的产生历史,当今的现实和今后的发展,无可争议地表明,离开物理学理论和实验方法,手段,离开物理学家直接投入和共同努力,生命科学的发展将遭遇不可克服的困难. 现代生态学,地理学,借助于物理学对地球看到更早,更高,更远,更精细.显微镜,光学和射电望远镜这些来源于光学,电子学原理的仪器已经成为常规观测手段.这是物理学方法对现代生态学,地理学,古人类学,历史学的重要贡献.而现代3S技术(Remote Sense System,Global Positioning System,Geography Information system)可以从空间对地球上的环境和生态的变化进行从厘米波段电磁波到X射线,红外,多波段的定量扫描和观测,使生态学,地理学,地质学进入了自己全新的辉煌时期. 物理学对近代技术的贡献也是直接的,没有量子力学的创立,就没有固体电子理论和半导体物理学,就不能创造出晶体管,集成电路,因而就没有现代信息技术.类似的例子还很多:"没有激光物理,就没有激光照排为基础的现代化出版业";"没有物理学,就没有电视,广播,网络"等. 建立在基因研究基础上的生命科学,本身就是物理学家和生物学家携手共同努力的伟大创举.现代医学的诸多诊治方法,如X光,B超,CT,核磁共振r射线,激光刀等都是直接应用现代物理学的成果. 物理学不断追求的前沿问题,带动人类不断前进和走向未来.已经形成一种不断追求真理的物理文化.已经成为我们人类不断发展向上的思想体系的一部分. 2生活中的物理:物理是一门历史悠久的自然学科.随着科技的发展,社会的进步,物理已渗入到人类生活的各个领域; 物理学存在于物理学家的身边;物理学也存在于同学们身边. 物理是一门历史悠久的自然学科,物理科学作为自然科学的重要分支,不仅对物质文明的进步和人类对自然界认识的深化起了重要的推动作用,而且对人类的思维发展也产生了不可或缺的影响.从亚里士多德时代的自然哲学,到牛顿时代的经典力学,直至现代物理中的相对论和量子力学等,都是物理学家科学素质,科学精神以及科学思维的有形体现.例如,光是找找汽车中的光学知识就有以下几点:1. 汽车驾驶室外面的观后镜是一个凸镜:利用凸镜对光线的发散作用和成正立,缩小,虚像的特点,使看到的实物小,观察范围更大,而保证行车安全. 2. 汽车头灯里的反射镜是一个凹镜:它是利用凹镜能把放在其焦点上的光源发出的光反射成为平行光射出的性质做成的.3. 汽车头灯总要装有横竖条纹的玻璃灯罩:汽车头灯由灯泡,反射镜和灯前玻璃罩组成.根据透镜和棱镜的知识,汽车头灯玻璃罩相当于一个透镜和棱镜的组合体.在夜晚行车时,司机不仅要看清前方路面的情况,还要还要看清路边持人,路标,岔路口等.透镜和棱镜对光线有折射作用,所以灯罩通过折射,根据实际需要将光分散到需要的方向上,使光均匀柔和地照亮汽车前进的道路和路边的景物,同时这种散光灯罩还能使一部分光微向上折射,以便照明路标和里程碑,从而确保行车安全.4. 轿车上装有茶色玻璃后,行人很难看清车中人的面孔:茶色玻璃能反射一部分光,还会吸收一部分光,这样透进车内的光线较弱.要看清乘客的面孔,必须要从面孔反射足够强的光透射到玻璃外面.由于车内光线较弱,没有足够的光透射出来,所以很难看清乘客的面孔.5. 除大型客车外,绝大多数汽车的前窗都是倾斜的:当汽车的前窗玻璃倾斜时,车内乘客经玻璃反射成的像在窗的前上方,而路上的行人是不可能出现在上方的空中的,这样就将车内乘客的像与路上行人分离开来,司机就不会出现错觉.大型客车较大,前窗离地面要比小汽车高得多,即使前窗竖直装,像是与窗同高的,而路上的行人不可能出现在这个高度,所以司机也不会将乘客在窗外的像与路上的行人相混淆.再如下面一个例子五香茶鸡蛋是人们爱吃的,尤其是趁热吃味道更美.细心的人会发现,鸡蛋刚从滚开的卤汁里取出来的时候,如果你急于剥壳吃蛋,就难免连壳带"肉"一起剥下来.要解决这个问题,有一个诀窍,就是把刚出锅的鸡蛋先放在凉水中浸一会,然后再剥,蛋壳就容易剥下来. 一般的物质(少数几种例外),都具有热胀冷缩的特性.可是,不同的物质受热或冷却的时候,伸缩的速度和幅度各不相同.一般说来,密度小的物质,要比密度大的物质容易发生伸缩,伸缩的幅度也大,传热快的物质,要比传热慢的物质容易伸缩.鸡蛋是硬的蛋壳和软的蛋白,蛋黄组成的,它们的伸缩情况是不一样的.在温度变化不大,或变化比较缓慢均匀的情况下,还显不出什么;一旦温度剧烈变化,蛋壳和蛋白的伸缩步调就不一致了.把煮得滚烫的鸡蛋立即浸入冷水里,蛋壳温度降低,很快收缩,而蛋白仍然是原来的温度,还没有收缩,这时就有一小部分蛋白被蛋壳压挤到蛋的空头处.随后蛋白又因为温度降低而逐渐收缩,而这时蛋壳的收缩已经很缓慢了,这样就使蛋白与蛋壳脱离开来,因此,剥起来就不会连壳带"肉"一起下来了. 明白了这个道理,对我们很有用处.凡需要经受较大温度变化的东西,如果它们是用两种不同材料合在一起做的,那么在选择材料的时候,就必须考虑它们的热膨胀性质,两者越接近越好.工程师在设计房屋和桥梁时,都广泛采用钢筋混凝土,就是因为钢材和混凝土的膨胀程度几乎完全一样,尽管春夏秋冬的温度不同,也不会产生有害的作用力,所以钢筋混凝土的建筑十分坚固. 这样的例子举不胜举,物理是一门实用性很强的科学,与工农业生产,日常生活有着极为密切的联系.物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象. 物理学存在于物理学家的身边.勤于观察的意大利物理学家伽利略,在比萨大教堂做礼拜时,悬挂在教堂半空中的铜吊灯的摆动引起了他极大的兴趣,后来反复观察,反复研究,发明了摆的等时性;勇于实践的美国物理学家富兰克林,为认清"天神发怒"的本质,在一个电闪雷鸣,风雨交加的日子,冒着生命危险,利用司空见惯的风筝将"上帝之火"请下凡,由此发明了避雷针. 身边的事物是取之不尽的,对与现实生活联系很紧密的物理学科来说,更是时时会用到的,用身边的事例去解释和总结 物理规律.只要时时留意,经常总结,就会不断发现有不少的物理知识.今天,人类所有的令人惊叹不已的科学技术成就,如克隆羊,因特网,核电站,航空技术等,无不是建立在早年的科学家们对身边琐事进行观察并研究的基础上的.在学习中,同学们要树立科学意识,大处着眼,小处着手,经历观察,思考,实践,创新等活动,逐步掌握科学的学习方法,训练科学的思维方式,不久你就会拥有科学家的头脑,为自己今后惊叹不已的发展,为今后美好的生活打下扎实的基础.参考文献：郭奕玲 ，沈慧君，《物理学史》，清华大学出版社 郭奕玲 等，《物理实验史话》，科学出版社
关于牛顿第二定律研究论文阅读人数：1337人页数：4页wscq11wwgx“The alteration of motion is ever proportional to the motive force impressed; and is made in the direction of the right line in which that force is impressed.” “动量的变化与冲量成同向正比”——艾萨克•牛顿运动是物质无时无刻都在做的，2百年前伟大的物理学家，数学家，哲学家艾萨克•牛顿博士就在《自然哲学之数学原理》中做了探究。今天就让我们追寻前辈的足迹来一探辛秘。关于牛顿第二定律研究论文 Newton's Second Law of Motion-Force and Acceleration一、概述牛顿第二运动定律（Newton's second law of motion）说明了物体的加速度与物体所受的合力成正比，并和物体的质量成反比。而物体加速度的方向与合力的方向相同。以物理学的观点来看，牛顿第二定律亦可以表述为“物体随时间变化之动量变化率和所受外力之和成正比”。即动量对时间的一阶导数等于外力之和。牛顿第二定律表明，物体的加速度与施加的合外力成正比，与物体的质量成反比，方向与合外力方向相同。这定律又称为“加速度定律”。以方程表达：，其中， F是合外力，是所有施加于物体的力的矢量和，m 是质量，a 是加速度。而数学上，牛顿第二定律通常表达为：这里实际上定义了质量为合外力与加速度的比率。这样定义的质量称为物体的惯性质量，是物体的固有属性，与外力无关。这样在数量上，施加于物体的合外力等于物体质量与加速度的乘积。国际标准制中，将力的单位定义为使得单位质量的物体得到单位加速度的所需[1]，这与惯性质量的定义相容。具体来说，力、加速度、质量的单位分别规定为牛顿（N）、米每二次方秒（m/s2），公斤（kg）。施加1牛顿的力于质量为1公斤的物体，可以使此物体的加速度为1m/s2。也就是说，合外力只能造成物体朝着同方向的加速度运动。假定物体的质量、初始速度与初始位置为已知量，则从施加于物体的合外力，可以应用第二定律计算出物体的运动轨迹。这是一个非常有用的方法。1/4二、牛顿论述牛顿试着解释冲量与动量之间的关系。假设施加于物体的冲量造成了物体的动量改变，则双倍的冲量会造成双倍的动量改变，三倍的冲量会造成三倍的动量改变，不论冲量是全部同时施加，还是一部分一部分慢慢地施加，所造成的动量改变都一样。牛顿又试着解释这动量改变与原先动量之间的关系。这动量改变必定与施加的冲量同方向。假设在冲量施加之前，物体已具有某动量，则这动量改变会与原先动量相加或相减，依它们是同方向还是反方向而定，假设动量改变与原先动量呈某角度，则最终动量是两者按著角度合成的结果。牛顿所使用的术语的涵意、他对于第二定律的认知、他想要第二定律如何被众学者认知、以及牛顿表述与现代表述之间的关系，科学历史学者对于这些论题都已经做过广泛地研究与讨论三、实验[实验目的]验证牛顿第二定律,即质量一定时,物体的加速度与合外力大小成正比;合外力一定时,物体加速度大小和质量成反比。[实验原理]①、保持车质量不变,改变车所受合外力大小（改变砂的质量）。用打点计时器打出纸带,求出加速度,用图象法验证物体运动的加速度是否正比于物体所受到的合外力。②、保持砂子质量不变,改变研究对象质量。利用打点计时器打出的纸带,求出运动物体加速度,用图象法验证物体的加速度是否反比于物体的质量。[实验器材]纸带和复写纸、小车、小桶、细绳、砂子、刻度尺、砝码、打点计时器、低压学生电源、天平(带有一套砝码)、附有定滑轮的长木板。[实验步骤]①、用天平测出车和桶的质量M和M'。在车上加砝码,在桶内放入适量砂,使桶和砂总质量远小于车和砝码总质量,记下砝码和砂的质量m和m'。 ②、安装好实验装置。③、平衡车和纸带受的摩擦力:在长木板不带定滑轮的一端下垫一块木板,反复移动木板位置,直到车在斜面上运动时可保持匀速直线运动,这时车拖着纸带运动时所受的阻力恰与车所受到的重力在斜面方向上的分量平衡。④、把细绳系在小车上,并绕过滑轮悬挂小桶。接通电源,放开小车,打点计时器在纸带上打下一系列点。取下纸带,在纸带上标上纸带号码。2/4 ⑤、保持车的质量不变,通过改变砂桶的质量而改变车所受到的牵引力,再做几次实验。⑥、在每条纸带上选取一段比较理想的部分,测量各计数点间的距离Sn,利用公式 Δs＝at2,算出各条纸带所对应的小车的加速度。⑦、根据实验结果画出车运动的a─F图线,如图线是过原点的倾斜直线,则证明物体运动的加速度a和合外力大小成正比。⑧、保持砂子和小桶的质量不变,在小车上加放砝码,重复上面的实验。⑨、根据实验结果画出小车运动时的a～图线,如果图线是过原点的的倾斜直线,则证明物体运动的加速度a和物体的质量大小成反比。[注意事项]①(M'＋m')取30～100克,(M＋m)大于1千克，满足 ②、平衡摩擦时,要让车拖着纸带运动,且打点计时器要打点。摩擦力一经平衡,当改变小车的质量或改变小桶的质量时,不需要重新平衡摩擦力。③、a─F图象不过坐标原点的原因和调节方法图线和横轴相交的原因是阻力大于下滑力,此时应该增大长木板的倾角B、图线和纵轴相交的原因是下滑力大于阻力,应该减小长木板的倾角。[实验思考题]1[ 1、3 ]在验证牛顿第二定律的实验中，平衡摩擦力时 不能将装砂子的小桶用细绳通过滑轮系在小车上小车后的纸带必须连好，但打点计时器可以不打点应使打点计时器打在纸带上的相邻点迹间的距离相等每次改变小车的质量，必须再次平衡摩擦力2[ A、C、D ]在做验证牛顿第二定律实验时应该使砂子和小桶的总质量远小于小车和砝码的总质量，以减小实验误差3/4 可用天平测得小桶和砂的总质量m1，小车和砝码的总质量m2,根据公式求出
自由落体运动2008-10-16 22:37自由落体运动 教学目的：1、使学生理解自由落体运动的内涵,并使学生能将匀变速直线运动的规律熟练应用于此. 2、使学生在了解不同物体的自由落体运动都有相同加速度的特点的基础上,对自由落体加速度有较深认识. 3、通过对自由落体运动的研究,培养学生运用理论与实验相结合的方法分析解决问题的能力. 教学重点和难点： 自由落体运动的理解. 教具： 1、面积等大的圆形纸片,金属片数张 2、抽气机、牛顿管等. 一、复习提问： 1、匀变速直线运动的特点是什么?它的规律又如何? 2、如何用实验方法来判断一个变速直线运动是匀变直线运动? 看运动物体是否在任意连续相等时间内们移差为恒量,（即Ds=at2） 二、新课教学 1、向学生指出物体自由下落运动是一种常见的运动,（可叫几位学生举例）接着演示粉笔的自由下落运动. 引导学生得出：物体自由下落运动是在重力作用下沿着竖直方向向下的直线运动. 2、下面,我们来看一个实验： 从同一高度同时释放纸片和金属片,可以看到金属片比纸片下落得快,由此我们似乎可以得到结论：物体下落的快慢是由它的重量大小决定的,物体越重,下落得越快. 学生们都能很快否定此结论.接着问,为什么说此结论不正确呢? 让学生讨论： 引导学生从理论和实验两方面来分析验证此观点： （1）理论分析： 根据上面的结论,一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大.假定大石头的下落速度为8,小石头的下落速度为4,当我们把两块石头拴在一起时,下落快的会被下落慢着而减慢.下落慢的会被下落快的拖着而加快.结果整个系统的下落速度应该小于8.可是两块石头拴在一起,加起来比大石头还要重,因此重物体比轻物体的下落速度要小.这样,就从重物体比轻物体下落得快的结论,推出一重物体比轻物体下落得慢的结论.使此结论陷入自相矛盾的境地,由此我们可以推断出重物体不会比轻物体下落得快. （2）实验验证： ①演示：将上面实验中的纸片揉成团,重做以上实验.（引导学生分析,很容易否定此观点）. ③牛顿管实验 通过上面的理论分析和实验验证,可得结论：物体下落快慢跟物体重量无关,通常看到的物体下落有快慢是由于空气阻力引起的. 2、自由落体运动 ①定义：物体只在重力作用下从静止开始下落的运动. ②条件：只受重力和静止开始（两者同时具备）. 3、自由落体运动是属于什么性质的运动? ①在相等的时间间隔里,小球下落的位移越来越大,表明小球的速度越来越在,表明小球的速度越来越大,即小球在做加速运动. ②让学生测量运动球在相邻位置的距离（按图片上的尺子测量）,并计算相邻的两个距离的差值,可以看出小球在连续相等时间内位移差在实验误差范围内相等,由此可证明自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动. 4、自由落体加速度 在同一地点,从同一高度同时自由下落的同物体,下落快慢相同,同时到达地面.又因为自由落体运动是匀变速直线运动,根据V=at或s=at2均可得到结论：做自由落体运动的不同物体具有相同的加速度. ①定义：在同一地点,做自由落体运动的物体均具有相同的加速度,这个加速度叫自由落体加速度,也叫重力加速度,通常用g表示. ②方向：竖直向下,它的标准什：g=9.8m/s2 ③经过对不同地区g值的精确测量,可以发现地球上不同地方g值不同. 三、应用 要想测量井口到井里水面的深度,以便能知道井里水的容量,该如何办呢? 让一石块从井口自由落下,在落下的同时开始计时,测出从井口一井底水面的运动过程所花费的时间,再根据s=gt2即可算出. 四、布置作业
伽利略用木板制成斜槽蒙上羊皮纸，用铜球从槽上滚下，他用大容器稳定地滴水并用天平称量的方法解决计时问题，测出铜球在斜槽上的位置与时刻，在这样的条件下，对物体沿不同角度的光滑斜面运动的规律进行了上百次的定量研究，得出结论：物体沿光滑斜面运动是匀变速直线运动，进而将斜面倾角趋于90时，推理得： 自由落体运动是初速为零的匀变速直线运动。 那伽利略为什么要研究自由落体呢？ 西方有句谚语：“对运动无知，也就对大自然无知。”运动是万物的根本特性。在这个问题上，自古以来，出现过种种不同的看法，形成了形形色色的自然观。在16世纪以前，亚里士多德的运动理论居统治地位。他把万物看成是由四种元素——土、水、空气及火组成，四种元素各有其自然位置，任何物体都有返回其自然位置而运动的性质。他把运动分成自然运动和强迫运动：重物下落是自然运动，天上星辰围绕地心作圆周运动，也是自然运动；而要让物体作强迫运动，必需有推动者，即有施力者。力一旦去除，运动即停止。既然重物下落是物体的自然属性，物体越重，趋向自然位置的倾向性也就越大，所以下落速度也越大。于是，从亚里士多德的教义出发，就必然得到物体下落速度与物体重量成正比的结论。 亚里士多德的理论基本上是错误的，但这一理论毕竟是从原始的直接经验引伸而来，有一定的合理成分，在历史上也起过进步作用，再加上被宗教利用，所以直到16世纪，仍被人们敬为圣贤之言，不可触犯。 正因为如此，批驳亚里士多德关于落体运动的错误理论，不仅是一个具体的运动学问题，也是涉及自然哲学的基础问题，是从亚里士多德的精神枷锁下解脱的一场思想革命的重要组成部分。伽利略在这场斗争中作出了非常重要的贡献。他认识到通过自由落体的研究打开的缺口，会导致一门广博的新科学出现。请读读他在《两门新科学》中核心的一章，即“第三天的谈话”，开头讲的一段话①： “我的目的，是要阐述一门崭新的科学，它研究的却是非常古老的课题。也许，在自然界中最古老的课题莫过于运动了。哲学家们写的关于这方面的书既不少，也不小，但是我从实验发现了某些值得注意的性质，到现在为止还未有人观察或演示过。也做过一些表面的观察，例如观察到下落重物的自然运动是连续加速的，但还从未有人宣布过，这一加速达到什么程度；据我所知，还没有一个人指出，一个从静止下落的物体在相等的时间间隔里，保持按从1开始的奇数的比数。…… “我考虑更重要的是，一门广博精深的科学已经启蒙，我在这方面的工作只是它的开始，那些比我更敏锐的人所用的方法和手段将会探索到各个遥远的角落。” 关于伽利略的比萨斜塔实验，传说纷纭。有人说，他这个落体实验对亚里士多德的理论是致命一击，由此批驳了亚里士多德的落体速度与重量成正比的说法，得出落体加速度与其重量无关的科学结论；有人说，他用大小相同而重量不等的两个球，得到同时落地的结果；甚至有人说他是用炮弹和枪弹做实验的。有人则过分宣扬伽利略的落体实验，说他是第一个做落体实验的人。 然而，伽利略在《两门新科学》中，并没有提到他在比萨斜塔做过实验。有关这个实验的说法大概来自他晚年的学生维维安尼（Viviani，1622—1703）在《伽利略传》中的一段不准确的回忆。这篇传记是在伽利略死后十几年即1657年出版的。其中有这样一段记述①： “使所有哲学家极不愉快的是，通过实验和完善的表演与论证，亚里士多德的许多结论被他（指伽利略）证明是错的，这些结论在他之前都被看成是神圣不可冒犯的。其中有一条，就是材料相同，重量不同的物体在同样的媒质中下落，其速率并不像亚里士多德所说的那样，与其重量成正比，而是以相等的速率运动。伽利略在其他教授和全体学生面前从比萨斜塔之顶反复地做了实验来证明这一点。” 在伽利略的落体运动定律的形成过程中，斜面实验起过重要作用。他在《两门新科学》中对这个实验描述得十分具体，写道②：“取长约12库比（1库比=45.7厘米）、宽约半库比，厚约三指的木板，在边缘上刻一条一指多宽的槽，槽非常平直，经过打磨，在直槽上贴羊皮纸，尽可能使之平滑，然后让一个非常圆的、硬的光滑黄铜球沿槽滚下，我们将木板的一头抬高一、二库比，使之略呈倾斜，再让铜球滚下，用下述方法记录滚下所需时间。我们不止一次重复这一实验，使两次观测的时间相差不致超过脉搏的十分之一。在完成这一步骤并确证其可靠性之后，就让铜球滚下全程的1/4，并测出下降时间，我们发现它刚好是滚下全程所需时间的一半。接着我们对其他距离进行实验，用滚下全程所用时间同滚下一半距离、三分之二距离、四分之三距离或任何部分距离所用时间进行比较。这样的实验重复了整整一百次，我们往往发现，经过的空间距离恒与所用时间的平方成正比例。这对于平面（也即铜球下滚的槽）的各种斜度都成立。我们也观测到，对于不同的斜度，下降的时间互相间的关系正如作者预计并证明过的比例一样。 “为了测量时间，我们把一只盛水的大容器置于高处，在容器底部焊上一根口径很细的管子，用小杯子收集每次下降时由细管流出的水，不管是全程还是全程的一部分，都可收集到。然后用极精密的天平称水的重量；这些水重之差和比值就给出时间之差和比值。精确度如此之高，以至于重复许多遍，结果都没有明显的差别。” 这个实验设计是安排得何等巧妙啊！许多年来，人们都确信伽利略就是按他所述的方案做的。在历史博物馆中甚至还陈列着据说是伽利略当年用过的斜槽和铜球。 但是，当人们重复伽利略上述实验时，却发现很难得到如此高的精确度。更不能使斜槽的倾斜度任意提高。有人证明，贴了羊皮纸的木槽，实验误差反而更大了。20世纪中叶，科学史专家库依雷（Koyré）提出一种见解，认为伽利略的斜面实验和他在书上描述的其它许多实验一样，都是虚构的，伽利略的运动定律源于逻辑推理和理想实验。这个意见对19世纪传统的看法无疑是一贴清醒剂。因为长期以来形成了一种认识，把实验的作用过于夸大了，好像什么基本定律，包括伽利略的运动定律都是从数据的积累中总结出来的。这种机械论的观点到了20世纪理所当然要受到怀疑论者批评。 然而，伽利略究竟有没有亲自做过斜面实验呢？他为什么会想到用斜面来代替落体？他是怎样做的斜面实验？这个实验在他的研究中起了什么作用？ 伽利略没有对自己的工作作过更详细的阐述。但是，他留下了大量手稿和许多著作。人们把他的资料编成了20卷文集，这是研究伽利略的宝贵史料。 从1591年伽利略的那本没有及时发表的小册子《论运动》中可以看出，伽利略很早就对斜面感兴趣了。他在那里主要研究斜面上物体的平衡问题，但也提过下列问题：①为什么物体在陡的平面上运动得更快？②不同的斜面上，运动之比如何？为了使问题更明确，他画了一张图（如图1－1）。他问道：为什么沿AB下落最快，沿BD快于BE，而慢于AB？沿AB比沿BD快多少？他的回答是①. “同样的重量用斜面提升比垂直提升可以少用力，这要看垂直提升与倾斜提升的比例。因此，同一重物垂直下落比沿斜面下降具有更大的力，这要看斜面下降的长度与垂直下落的长度成什么样的比例。” 既然力的大小与斜度成一定比例，落体运动的研究就可以用斜面来代替，按一定比例“冲淡”作用的力，“加长”运动的距离，这样可以比落体更有效地研究运动的规律。 人们从伽利略的手稿中找到了一些证据，证明他早年确曾做过斜面实验。其中有一页手稿画着一幅草图，两个小球正沿不同斜度的斜面向下运动，说明伽利略曾思考过斜面实验。另一页手稿（如图1－2）上记录有如下数据②： 第三列数字是伽利略根据测量数据计算所得。 经过查核，证明伽利略选取的长度单位是punti， 1 punti大约等于 29/30毫米，最大的距离为 2104 punti，相当于 2米。进一步研究，发现要能在2米长的斜面内取得8个相继时间内物体（也许是小球）通过的距离，角度必须限制在1.5°至2°之间。 从纸张的特点可以判定这页数据大约记于1604年。此时看来伽利略还没有确定时间平方关系，因为记录上的第一列数据1、4、9、16……64显然是后加上去的。第三列的数据有几个地方涂改，似乎是伽利略在实验之后对数据作了修正。这些判断有助于说明伽利略的时间平方关系并不是直接从实验得到，而是从别的渠道先有了设想，再用实验加以验证的。 伽利略在这个实验里测量时间的办法肯定也与《两门新科学》中他的描述不同，因为靠称量水重无法取相继的时间间隔。他可能是用乐器的节拍报时，因为他擅长琵琶。这个实验不需要知道时间的绝对值，根据节拍把小球挡住就可以了。
伽利略对自由落体 运动的研究 巧妙的推理 古代的学者们认为，物体下落的快慢是由它们的重量大小决定的，物体越重，下落得越快。生活在公元前4世纪的希腊哲学家亚里士多得最早阐述了这种看法。亚里士多得的论断影响深远，在其后两千多年的时间里，人们一直信奉他的学说。 但是这种从表面上的观察得出的结论实际上是错误的。伟大的物理学家伽利略用简单明了的科学推理，巧妙地揭示了亚里士多德的理论内部包含的矛盾。他在1638年写的《两种新科学的对话》一书中指出：根据亚里士多德的论断，一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大。假定大石头的下落速度为8，小石头的下落速度为4，当我们把两块石头拴在一起时，下落快的会被下落慢的拖着而减慢，下落慢的会被下落快的拖着而加快，结果整个系统的下落速度应该小于8。但是两块石头拴在一起，加起来比大石头还要重，因此重物体比轻物体的下落速度要小。这样，就从重物体比轻物体下落得快的假设，推出了重物体比轻物体下落得慢的结论。亚里士多德的理论陷入了自相矛盾的境地。伽利略由此推断重物体不会比轻物体下落得快。提出假说 伽利略认为，自由落体是一种最简单的变速运动。他设想，最简单的变速运动的速度应该是均匀变化的。但是，速度的变化怎样才算均匀呢？他考虑了两种可能：一种是速度的变化对时间来说是均匀的，即经过相等的时间，速度的变化相等；另一种是速度的变化对位移来说是均匀的，即经过相等的位移，速度的变化相等。伽利略假设第一种方式最简单，并把这种运动叫做匀变速运动。数学推理 在伽利略的时代，技术不够发达，通过直接测定瞬时速度来验证一个物体是否做匀变速运动，是不可能的，但是，伽利略应用数学推理得出结论：做初速度为零的匀变速运动的物体通过的位移与所用时间的方成正比，即s∝t²，这样，只要测出做变速运动的物体通过不同位移所用的时间，就可以验证这个物体是否在做匀变速运动。伽利略是怎样推出s∝t²的呢？他的思路大致如下：先由平均速度 得出s= t。他推断初速度为零、末速度为v的匀变速运动的平均速度 ，然后应用这个关系得出s= 。再应用a= 从上式消去v，就导出s＝ at2 ，即s∝t² 。实验验证 自由落体下落的时间太短，当时用实验直接验证自由落体是匀加速运动仍有困难，伽利略采用了间接验证的方法，他让一个铜球从阻力很小的斜面上滚下，做了上百次的实验，小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落时的加速度小得多，所以时间容易测量些。实验结果表明，光滑斜面的倾角保持不变， 从不同位置让小球滚下 （图2—27），小球通过的位移跟所用时间的平方之比是不变的即 ……由此证明了小球沿光滑斜面向下的运动是匀变速直线运动，换用不同质量的小球重复上述实验，位移跟所用时间的平方的比值仍不变，这说明不同质量的小球沿同一倾角的斜面所做的匀变速直线运动的情况是相同的。不断增加大斜面的倾角，重复上述实验，得出 的值随斜面倾角的增加而增大，这说明小球做匀变速运动的加速度随斜面倾角的增大而变大。合理外推 伽利略将上述结果做了合理的外推，把结论外推到斜面倾角增大到90°的情况，这时小球将自由下落，成为自由落体伽利略认为，这时小球仍然会保持匀变速运动的性质。这种从斜面运动到落体运动的外推，是很巧妙的。不过，用外推法得出的结论，并不一定都是正确的。现代物理研究中也常用外推法，但用这种方法得到的结论都要经过实验的验证才能得到承认。伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的科学方法，这就是抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法，这种方法对于后来的科学研究具有重大的启蒙作用，至今仍不失为重要的科学方法之一。有可能的话，你不妨重复一下伽利略做过的斜面实验。这里的关键是准确测量时间，你有什么好方法吗？今天，距离伽利略的时代已有三百多年了，伽利略无法直接用实验来证实的结论，我们已经可以直接用实验来证实了。伽利略小传伽利略于1564年（明嘉靖43年）生于意大利比萨，父母均系贵族，父亲研究音乐且长于数学，伽利略最初在比萨大学学医，但他喜欢数学，故未获医学学位，他25岁时受聘于比萨大学教数学，在此期间发现了落体定律。28岁时，受聘于帕多瓦大学为数学专家，后为终身教授。1610年迁往比萨，任比萨大学数学专家。因对哥白尼学说的信仰与支持，后来仅被允许在朋友和监护人的照顾下生活，法律上是宗教裁判所的囚犯。于牛顿出生的前一年1642年1月逝世。在他逝世后的350年，梵蒂冈教皇决定于1992年10月31日在教皇科学院发表讲话，结束伽利略这一案件，有杂志报导说，教皇这样做是为在科学和信仰间建立融洽关系奠定基础。伽利略的名著有《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，发表于1632年，简称“两大体系的对话”，有汉译本。此外还有《关于有关力学和位置运动的两种新科学的数学证明和谈话》（Discorsie Dimonstrazioni Matematiche Intorno a due Nuove Scienze Attenenti alla Mecanica＆I Movimenti Lo-cali）发表于1638年，英译本简称“两大新科学的对话”（Dialogue Concerning Two New Sciences）。伽利略有强烈追求真理的精神，其著作论证严谨，具有非凡的说服力；且如马赫（N·Mach，1838～1916）所说“伽利略并未仅仅停留在关于他的假设的哲学的逻辑的论证上，并将它与实验比较以进行检验。”伽利略在物理学发展中做出了划时代的贡献。他第一次引入加速概念，得出匀变速运动的公式，正确指出落体运动的规律并将抛体运动分解为水平匀速运动和落体运动。他发现了惯性定律。他强调机械不省功。他发明温度计，提出测光速的方法。在音程和振动的关系方面取得成绩，他发明用长管和两个透镜制成的望远镜，并用于观察月球上的山峰、木星及其卫星、太阳黑子及自转以及金星的盈亏，均支持哥白尼的学说。
加速度（Acceleration）是速度变化量与发生这一变化所用时间的比值（△V/△t），是描述物体速度改变快慢的物理量，通常用a表示，单位是m/s^2。加速度是矢量，它的方向是物体速度变化（量）的方向，与合外力的方向相同 加速度的因素是F和M 不是V和T 假如两辆汽车开始静止，均匀地加速后，达到10m/s的速度，A车花了10s，而B车只用了5s。它们的速度都从0m/s变为10m/s，速度改变了10m/s。所以它们的速度变化量是一样的.但是很明显，B车变化得更快一样。我们用加速度来描述这个现象：B车的加速度(a=v/t其中的v是速度变化量)＞ 加速度计构造的类型A车的加速度。 显然，当速度变化量一样的时候，花时间较少的B车，加速度更大。也就说B车的启动性能相对A车好一些。 因此，我们说，加速度是速度变化的快慢的标志。 当物体的加速度保持大小和方向不变时，物体就做匀变速运动。如自由落体运动，平抛运动等。 当物体的加速度方向与初速度方向在同一直线上时，物体就做直线运动。如竖直上抛运动。 比如当司机在直行时踩了一脚油门（即假定汽车所提供的牵引力F恒定），而方向盘保持不动时，汽车做的就是匀加速直线运动，此时，加速度与初速度在同一条直线上。 一个匀加速运动的质点，刚开始的速度是1米每秒，经过2秒钟以后，其速度变为3米每秒，那么这个质点的加速度的计算方法就是：用末速度减去初速度除以时间（2秒钟），就是1米每二次方秒（m／s^2）。表示的意思就是，这个质点每经过1秒，其速度就增加1米每秒。但需要注意的是，加速度是一个矢量，就是说，这个量不仅表示质点加速度的大小，还表示加速度的方向。 加速度是速度的变化量与发生这一变化所用的时间的比值，是矢量。 加速度的方向与速度方向的关系：加速度方向与速度变化量ΔV方向相同。 在直线运动中，如果速度增加，加速度的方向与速度相同； 如果速度减小，加速度的方向与速度相反。 不同物体运动时速度变化的快慢往往是不同的（请注意区分速度的大小和速度变化的快慢之间的差异）。 请注意：加速度与速度无必然联系，加速度很大时，速度可以很小，速度很大时，加速度也可以很小。例如：在地面上反复弹跳的皮球，在和地面接触的极短时间内，速度接近于零（或者说由向下的速度变为零再变为向上的速度），但是因为速度在很短的时间内作了极大的变化，因此加速度很大。又如，以高速直线匀速行驶的赛车，速度很大，但是由于是匀速行驶，速度的变化量是零，因此它的加速度也是零。 加速度为零时，物体静止或做匀速直线运动（相对于同一参考系）。任何复杂的运动都可以看作是无数的匀速直线运动和匀加速运动的合成。 加速度因参考系（参照物）选取的不同而不同，一般取地面为参考系。 当运动的方向与加速度的方向之间的夹角小于90°时，即做加速运动，加速度是正数；反之则为负数。 特别地，当运动的方向与加速度的方向之间的夹角恰好等于90°时，物体既不加速也不减速，而是匀速率的运动。如匀速圆周运动。 力是物体产生加速度的原因，物体受到外力的作用就产生加速度，或者说力是物体速度变化的原因。说明 当物体做加速运动（如自由落体运动）时 ，加速度为正值；当物体做减速运动（如竖直上抛运动）时，加速度为负值。向心加速度 向心加速度（匀速圆周运动中的加速度）的计算公式： a=rω^2=v^2/r 说明：a就是向心加速度，推导过程并不简单，但可以说仍在高 科里奥利加速度中生理解范围内，这里略去了。r是圆周运动的半径，v是速度（特指线速度）。ω（就是欧姆Ω的小写）是角速度。 这里有：v=ωr. 1.匀速圆周运动并不是真正的匀速运动，因为它的速度方向在不断的变化，所以说匀速圆周运动只是匀速率运动的一种。至于说为什么叫他匀速圆周运动呢？可能是大家说惯了不愿意换了吧。 2.匀速圆周运动的向心加速度总是指向圆心，即不改变速度的大小只是不断地辛勤的改变着速度的方向。重力加速度 地球表面附近的物体因受重力而产生的加速度叫做重力加速度，也叫自由落体加速度，用g表示。 重力加速度g的方向总是竖直向下的。在同一地区的同一高度，任何物体的重力加速度都是相同的。重力加速度的数值随海拔高度增大而减小。当物体距地面高度远远小于地球半径时，g变化不大。而离地面高度较大时，重力加速度g数值显著减小，此时不能认为g为常数。 距离地面同一高度的重力加速度，也会随着纬度的升高而变大。由于重力是万有引力的一个分力，万有引力的另一个分力提供了物体绕地轴作圆周运动所需要的向心力。物体所处的地理位置纬度越高，圆周运动轨道半径越小，需要的向心力也越小，重力将随之增大，重力加速度也变大。地理南北两极处的圆周运动轨道半径为0，需要的向心力也为0，重力等于万有引力，此时的重力加速度也达到最大。 由于g随纬度变化不大，因此国际上将在纬度45°的海平面精确测得物体的重力加速度g=9.80665m／s^2;作为重力加速度的标准值。在解决地球表面附近的问题中，通常将g作为常数，在一般计算中可以取g=9.80m／s^2;。理论分析及精确实验都表明，随纬度的提高，重力加速度g的数略有增大， 如赤道附近1g=9.780m／s^2， 广州1g=9.788m／s^2。 武汉1g=9.794m／s^2。 上海1g=9.794m／s^2。 东京1g=9.798m／s^2。 北京1g=9.801m／s^2。 纽约1g=9.803m／s^2。 莫斯科1g=9.816m／s^2。 北极地区1g=9.832m／s^2。 重力加速度g不同单位制之间的换算关系为： 重力加速度1g = 9.81m/s^2;= 981cm/s^2; = 32.18ft/s^2; 注：图为测量的一种重力加速度试验单 月球表面的重力加速度约为1.62 m/s²，约为地球重力的六分之一 几个有关加速度的公式 x=V0t+1/2at^2 x=(v末^2-v始^2）/2a v平均=（v始+v末)/2 v末=v0+at编辑本段加速度的量纲
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广深港客运专线越珠江方案研究广深港客运专线广州至深圳段起于新广州站,途径广州、东莞、深圳三市,止于深港分界点,线路长度116 km。全线设5个站,速度目标值按线下350 km /h、运营速度300 km /h考虑;其中,跨越珠江是本线的控制工程。1 越珠江工程建设环境111 自然环境广深港客运专线跨越珠江段位于珠江三角洲平原地区,地属冲积、冲积- 海积平原区,地形平坦开阔,地面相对高差< 610 m,地表水发育,河流、湖塘纵横;珠江河床宽约4 km,地势起伏较大,并有小虎岛、沙仔岛、海鸥岛等江中岛屿。112 城市发展规划珠江西岸属广州市南沙经济开发区与番禺区交界处。根据广州市规划,拟在南沙经济开发区管辖区域建设国际汽车产业园,距越江线位较近的区域主要为规划汽车零部件生产用地;同时,在沙仔岛上正在建设广州港南沙沙仔岛汽车混装码头工程及汽车物流贸易区。根据东莞市规划,珠江东岸规划有虎门港沙田港区(12个5万t级集装箱泊位) ,并有配套物流园区,该园区包括全封闭监管保税仓储区和普通物流区。目前5号、6号泊位码头已开工建设。113 航道及规划线路经过处珠江为出海航道,目前该航道段维护水深为- 1115 m,航道宽160 m,可乘潮进出5万t级船舶。该段航道规划水深- 1410 m,底宽200 m,可乘潮进出8万t级船舶。114 工程地质条件根据地质勘察成果,该段位于东莞盆地西翼,该盆地由白垩第三系地层组成。珠江越江段地层主要由第四系新近期人工填土层及种植土层;第四系冲洪积流塑～软塑的淤泥及淤泥层,饱和,松散～中密粉细砂、中粗砂及软塑状粉质黏土组成;区内基岩为上第三系(N1)泥质砂岩、泥岩。第四系固结程度差,工程性能较差,具有压缩性较高而强度较低的特点,工程特性具不均匀性;下伏基岩第三系(N1)泥质砂岩,在河床中间基岩埋深为22～28 m,呈全风化～弱风化,承载力特征值fk = 200～400 kPa,具有弱透水性。115 地震根据外业原位测试,依据《铁道工程抗震设计规范》(GBJ—111)的有关规定,本线路场地土的类型为软弱场地土,建筑场地类别为Ⅲ类,本线路的抗震设防烈度为7度,地震动峰值加速度为0110g。2 越珠江方案研究越珠江工程是本线的控制工程,根据地方规划、航道通航等级要求、工程地质条件、技术标准、线形、投资、施工工期和运营等因素,对越江位置进行综合论证,同时对越江形式(桥梁还是隧道方案)进行研究比选。211 桥梁方案结合广深港客运专线大的线路走向、沿线经济点分布、珠江两岸港口布局、通航要求、工程技术条件及投资等控制因素,主要研究了海鸥岛方案、沙仔岛方案(中穿虎门港沙田港区) 、南绕虎门港沙田港区方案、大岭山方案等4个珠江桥位方案。(1)大岭山方案:因为该线路与广州市城市规划不协调,对广州新沙港区有一定影响,穿过城镇较多,拆迁工程较大,地方政府反对,且与河流成87°夹角,投资成本比其他桥位方案高6 000万元以上。(2)南绕虎门港沙田港区方案:该线路虽然避开了虎门港沙田港区,但又从规划的鱼窝头镇中心工业区中间穿过,穿越南沙经济开发区国际汽车产业园,与地方规划相矛盾;线路同时穿南沙港小虎岛危险品港区,距粤海小虎油库仅为270 m,不满足安全要求;线路于珠江呈86°交角,投资比海鸥岛方案多3 000万元,没有多大优势。(3)沙仔岛方案(中穿虎门港沙田港区方案) :该线路顺直,线型较好,桥位处与珠江正交,应该说是一个比较好的桥位,但该方案最大的问题是,中穿规划的虎门港沙田港区,对虎门港造成极大的干扰,地方政府强烈反对;同时桥位穿越69号、71号锚地,对船泊通航生产有较大影响,航道部门反对该方案;与南沙经济开发区国际汽车产业园用地有一定冲突;而投资比沙仔岛方案仅省111亿元。(4)海鸥岛方案:该线路能较好地与城市规划适应,基本上行走于跨江高压走廊内,与珠江两岸的城市建设规划干扰小,与广州市地铁4号线的庆盛站换乘方便,并存在与规划的珠二环公路进行公铁合建的条件,线路基本从虎门港沙田港区北侧经过,对沙田港区影响小;投资适中,为5118亿元。通过综合比较,由于海鸥岛方案与珠江两岸的城市建设规划干扰小,投资适中,并存在与规划的珠二环公路进行公铁合建的条件,推荐为最佳桥位方案。结合珠江三角洲城际轨道交通线网规划(主要是广深城际线和小揽至虎门联络线工程)和珠二环高速公路,研究了双线铁路桥、双线公铁合建桥、四线公铁合建桥3个桥梁方案。研究结论认为:城际线走向及预留还是不预留尚不确定;小榄至虎门联络线研究建议联络线不与广深港客运专线共用桥位,原则上应按取直方案修建。若铁路桥仅为两线,而公路桥为双向8车道,桥面宽度相差太大,主次关系发生变化,结构上合建难度很大。根据通航论证初步结论,桥式方案设计研究了连续钢桁拱(孔跨: 132 m + 132 m + 408 m + 408 m + 132m + 132 m)和斜拉柔性拱组合主(孔跨: 132 m + 132 m+ 408 m + 408 m + 132 m + 132 m)两种桥式方案,主通航孔净高60 m。212 隧址方案影响隧址方案的边界条件主要为:位于珠江西岸的广州南沙经济开发区、广州港南沙沙仔岛码头、珠江河床最低高程、船舶抛锚锚地(影响深度) 、虎门港沙田港区码头及东莞沙田规划区等。依据线路与以上边界条件的相互关系,并结合线路最大限坡方案,设计中进行了3 个线位(贯通线位、大岭山线位及立沙线位) 、5个隧址(贯通方案、小取直方案、大取直方案及大岭山方案、立沙方案)的比较,由于大岭山方案和立沙方案在线路上存在诸多缺点,与地方规划冲突,且隧址本身与贯通方案相比,施工难度更大、造价更高,因此不予推荐。在贯通隧址方案附近进行海鸥岛方案、沙仔岛小取直方案、沙仔岛大取直方案比较。3个隧址方案相距不远,地质条件相近。(1)海鸥岛方案,基本采用最佳桥位的线位,珠江隧道长11 020 m,线路长度比沙仔岛大取直方案长598m,工程投资5318亿元。(2)沙仔岛小取直方案,线路较海鸥岛方案短248m,但两端车站较难设置,珠江隧道长10 965 m,比较范围工程投资5315亿元。(3)沙仔岛大取直方案,线路最为顺直,珠江隧道长10 800 m,比较范围工程投资5219亿元。经综合比较,虽然沙仔岛大取直方案隧道要下穿虎门港沙田港区5号、6号泊位,但隧道位于地面45 m以下,不影响港区工程;以隧道下穿沙田港物流园区,保证了该园区的整体性,东莞市支持该方案。同时,该方案线形顺直,珠江隧道大部分位于直线上;隧道短,工程投资最省。故推荐沙仔岛大取直方案为最佳隧址方案。对沉管法与盾构法隧道方案进行了综合分析比较,两种修建方法各有优缺点,在实施上均是可行的,都能满足高速列车运行要求,国际上也都有类似工程实例。但盾构法隧道方案施工对通航及航道规划无影响,对环境影响小,运营安全性高,造价低,因此推荐采用盾构法隧道方案。盾构法采用由两头向中间同时盾构掘进,可满足工期要求。另外,研究了20‰、30‰和35‰不同坡度隧址方案比选。虽然采用35‰坡度隧址方案,投资可减少213亿元,但该方案与南沙经济开发区国际汽车产业园用地及其码头有冲突;广深港是武广客运专线的延伸线,武广客运专线最大坡度仅20‰,若广深港采用大于20‰坡度,既与武广标准不一样,同时可能会影响到今后车辆选型。运用TTISIM动力学仿真软件,对高速列车以300 /200 km /h 速度匹配条件下, 30‰和35‰坡度隧址方案轮轨横向相互作用出现了异常振动,导致列车的部分安全性指标值超出了安全限值,且舒适性指标也接近了合格限值之边缘;而采用20‰坡度隧址方案,其所有安全性指标及舒适性指标均能满足高速行车要求,动力学性能指标良好。故放弃30‰和35‰坡度隧址方案。3 桥梁和隧道方案综合比选在选出最佳桥梁桥址方案和最佳隧道隧址方案的基础上,对最佳桥梁桥址方案和最佳隧道隧址方案进行多方面论证;广泛征求航道、港务、地方规划、交通、水利等相关部门的意见,对最佳桥梁桥址方案和最佳隧道隧址方案,从航道、河道、城市环境与规划、两岸港口码头规划、建桥和建隧技术、桥梁孔跨、桥式方案、隧道断面、结构形式、施工组织方案、两端铁路接线条件等方面,进行比较分析。
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生命科学仪器 Science Instruments
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专辑名称：工程科技II
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