原標題:【物理漫畫】22個初中物理專題趣味圖解
長度和時間的測量
在古代還沒有發明尺的時候,人們用一些簡單的工具來測量長度。比如隨身帶一根繩子,需要的時候就用它來比較長矮;古英國時期人們以“腳長”為單位來測量長度,直到今天,英語中的“尺(foot)”還有“腳“的意思。
秦始皇統一六國后,秦國的地圖一下子變大了好幾倍。然而,各種問題也隨之而來。計量工具的不統一給國家的治理、人民的生活帶來了很大的麻煩。
你現在知道“尺有所短,寸有所長”的道理了吧!于是,秦始皇大手一揮,統一了度量衡。其中的“度”,指的就是尺子。
與長度測量的發展史一樣,人們對時間的計量也經過了漫長的發展和演變過程。
聲現象
聲音無處不在,大到天崩地裂的轟鳴聲,小到甜睡時的呼吸聲。不管什么聲音,其實都是由物體的振動產生的。
聲音是善良的小可愛,為了方便我們聽到,聲音可以在很多物質中傳播,比如空氣、大地、水……
當然,聲音也不是毫無原則的,比如,聲音就絕不踏入真空一步!
了解了聲音產生和傳播的一些基本情況后,我們就來看下聲音的三個特征吧,它們分別是音調、響度和音色。
物態變化
古時候,人們沒有溫度計這種高大上的玩意兒,只能特別粗暴地形容天氣,不是冷就是熱……
中國古人聰明一點,會把水裝到瓶子里,一到冬天天冷了,水就會結冰;等到天氣轉暖,冰又會熔化成水,這東西叫“冰瓶”。
后來,意大利的科學家伽利略利用熱脹冷縮的原理發明了最早的溫度計。
1724年,德國人華倫海特制定了華氏溫標,把純水的冰點溫度定為32度,把標準大氣壓下水的沸點溫度定為212度,中間分為180等份,每一等份代表1度,這就是華氏溫標。
后來,又有一個叫攝爾修斯的瑞典科學家也搞了一個溫度標準。當時他把水沸騰的溫度定為0度,水的冰點定為100度。
后來大家覺得這個設定太反人類了,就給調了個順序,這就是我們現在看到的攝氏溫度了。
世界上的各種物質,大體上可以分為三種狀態:固態、液態、氣態。隨著溫度等條件的變化,物質可以在不同的狀態間相互轉化,這種物質在不同狀態間的轉化就叫做物態變化。以水為例:
光現象
對于光,相信大家都不陌生。我們的勞動人民向來是最勤勞勇敢、充滿智慧的,對于光的利用當然也不例外,比如大家都知道的鑿壁偷光……
光在同種均勻的透明介質中沿直線傳播。
由于光在空氣中沿直線傳播,而光又是“無孔不入“的,當光遇到的小孔非常小時,你就沒辦法“鑿壁偷光”了,這個時候,你“偷“到的可能是一個“電燈泡”。
如果給阿基米德一個支點,他可以撬動整個地球;如果給天上的狗狗一個合適的時間點,那它就可以吞下整個太陽!沒錯啦,這就是“天狗食日”,也叫日食。
光也并不總是一往無前的,當遇到不透明的物質時,它就會被無情地“遣返”回來,這就是光的反射。
光滑的表面如同嚴厲的軍官,光線遇到后整整齊齊地返回。
粗糙的表面紀律渙散,光線遇到后也變得散漫。
透鏡及其應用
什么是透鏡呢?顧名思義,光能透過的鏡子嘛!那么凸透鏡就是“肚子大”的透鏡,凹透鏡就是“肚子癟“的透鏡了。
接下來,就讓我們看看“吃貨小分隊”和“健身達人小分隊”各有什么本領吧。
凸透鏡是個熱心腸,
可以幫助光線寶寶們會聚在一起
凹透鏡比較“個性“,
喜歡勸光線寶寶們“各奔前程”
俗話說的好,是金子總會發光的!是透鏡,也總是有用滴!于是,各懷絕技的透鏡被廣泛應用于古今中外、各行各業、方方面面……
晉代科學家張華著的《博物志》一書中說:“削冰命圓,舉以向日,以艾承其影,則得火。
據葉夢得在《石林燕話》卷十中的記載:“歐陽文忠近視,常時讀書甚艱,惟使人讀而聽之。
1610年,伽利略用他自制的望遠鏡仰望星空,這一望不要緊,他發現了一個天大的秘密:原來地球不是宇宙的中心!當然,他的這個觀測結果也順便為哥白尼洗刷了冤屈!
質量和密度
“質量”這個詞呢,想必大家并不陌生,比如以下場景:
物理學中的質量只與物體含有物質的多少有關,與物體的形狀、狀態、位置無關。
不管是歲月靜好的小鐵球、摔成兩半的小鐵球、偷跑到B612行星上的小鐵球,還是被烤成鐵水的小鐵球,含有的物質的多少都沒變,所以小鐵球的質量始終不變。
提到質量,就不得不提密度,關于密度,那就講一個很有意思的小故事吧!
相傳敘拉古赫農王讓工匠為他重金打造了一頂王冠,可是國王疑心病又重,怕工匠私吞黃金,所以檢驗這頂王冠的任務就交給了阿基米德。阿基米德苦思冥想無果,于是決定先洗個澡再說吧!就在他坐進澡盆的一剎那,靈光一閃,一條妙計便涌上心頭……
力
提到力學,這事兒要從幾百年前聊起,在那之前,西方的大師們正在研究一個看似簡單的問題——物體為啥會動?比如:
后來,有個頑皮的蘋果,湊巧砸在了牛頓的頭上,牛頓并沒有立馬“消滅”掉這個蘋果,而是進行了仔細的研究;再后來,虐人最狠的學科——經典物理學就誕生了!那么,牛頓是怎么解釋這個問題的呢?
力是什么呢?用教科書的話說,力就是物體對物體的作用。力不能脫離物體而存在;一個物體是施力物體的同時也是受力物體。比如說,你打了小基一巴掌,但同時,小基也“打”了你一巴掌。
最后,咱就來講講力的三個要素吧!它們分別是力的大小、方向、作用點,翻譯成中文就是:
這三個要素中有任何一個不同,兩個力就是不同的力哦!
運動和力
通過前面的學習,我們知道了力可以使物體運動,那么,沒有力物體就不會運動了嗎?根據自己在地球上生活的多年經臉,你的回答可能是“是的”。一直到幾百年前人們也都是這么想的,然而到了伽利略這里,事情就開始變得不一樣了……
后來,牛頓將伽利略、笛卡爾等人的思想進行了總結,得出了牛頓第一定律,也叫慣性定律,意恩就是,世間萬物都有一個共性,那就是——懶!
什么是慣性呢?簡單來說,就是:一切物體都具有保持原來運動狀態不變的性質,比如原來靜止的物體,不受力時,你想讓它運動起來很難。
而一旦它運動起來后,你再想讓它停下,也很難!
壓強
壓強是什么?神話傳說中,嫦娥偷吃仙藥飛到了廣寒宮,孫悟空深入海底“拿“走了金箍棒。然而事實上,由于大氣壓和水壓的存在,不管是“上天”還是“下海”,你都會被“撐“或者“壓”得粉碎……
雖然“上天“這件事離我們普通人有點遠,但下水還是可以的。那么問題來了,怎樣才能判斷出水的壓強是否在你的承受范圍內呢?這里,需要用到以下計算公式。
隨著科技的發展,人類已經突破重重“壓強“的障礙,做到了神話傳說里才能做的事情。1969年,人類首次登上月球;2012年,我國的"蛟龍號”載人潛水器最大潛水深度已經達到7062米。
浮力
目前為止,我們已經學了各種各樣的力??鬃釉唬骸皽毓识拢梢詾閹熞??!笨资ト苏f的有理,那我們先來回顧一下這些力。
那就先來認識下這位新來的“浮力“吧!什么是浮力呢?我們知道,液體內部向各個方向都有壓強,且越深的地方壓強越大。因此,如果把小白扔進死海,小白會受到來自四面八方的海水對他的壓力,最終,向上頂的戰勝了向下壓的,小白成功浮起。向上頂的和向下壓的壓力之差就是浮力。
但如果是被扔進鄱陽湖,可就沒那么幸運了。雖然小白仍舊受到向上的浮力,但可惜浮力太小,支撐不了小白的體重,不會游泳的小白就只能一點一點地沉向水底……
浮力除了可以救命以外,還有很多其他的用途,比如稱個象啦、撈個鐵牛啦、鑒別個王冠啦……
功和機械能
數九寒天,查平湖迎來了轟轟烈烈的冬捕。吃貨小向也興高采烈地去買了一大捆剛捕撈上來的大魚,在冰面上歡快地拉著走了300米。
上岸后,手中的魚突然變得“沉重“起來,小白“哼嚇哼嚇“地又前進了300米,累到開始懷疑人生,想象中的香煎魚腩、紅燒魚尾、魚頭湯、魚肉餃子、椒鹽炸魚排……也突然沒那么香了。
上面兩個情景中,雖然小白拉著一捆同樣的魚走了同樣的距離,但一個輕輕松松,一個卻累到自閉。為什么會這樣呢?因為小白花的力氣不同,做的功也不同。為了衡量做功的多少,我們就要用到功的公式。
那么,你只要花費了力氣,就一定能做功嗎?事實上,并不是這樣,從下就是典型的不做功的三種情況。
小白背書包的力與運動方向垂直,
因此對節包沒有做功。
簡單機械
不營是多強壯的人類,身體的力量總是有限的,所以自古以來人們就熱衷于發明各種機械來幫助人們工作。
對于阿基米德來說,機械則有著更大的作用。他說:“給我一個支點,我可以撬動整個地球!”于是,說干就干。他使勁向下按壓杠桿的一端(姑且認為他確實找到了這根杠桿),以光速向下奔跑了100年,終于將地球向上翹起了一根頭發絲直徑的距離……
使用機械雖然很方便,但總是會消耗額外的功。為了衡量機械工作的效率,于是有人就提出了機械效率的公式。
內能
世界上形形色色的物體有的在運動,有的靜止,但構成這些物體的分子或原子卻時時刻刻都在運動著,樂此不疲!而且溫度越高,它們運動的熱情越高漲,動能也越大!
運動越激烈,也就是分子的動能越大,物體的溫度就越高。
分子除了有動能,還有勢能。勢能就是比較“矯情“的磨人精了,離得遠了不行,離得近了也不行。
因為不同物質的分子“脾氣”各不相同,當我們給等質量的不同物質加熱時,“熱情”的物質很快升溫,“慢熱”的物質就升溫緩慢啦!科學家引入“比熱容(用字母c表示)“這個概念來表示不同物質吸熱升溫的“脾氣”。
內能的利用
各種各樣的物質中蘊含的內能雖然相當豐富,但使用起來卻不那么方便。這個時候,在人類“偷懶”的本能驅使下,蒸汽機被發明出來了,從此人類就坐著蒸汽機邁入了新征程!蒸汽機的出現拉開
了第一次工業革命的序幕!
18世紀第一輛汽車問世,從此人類結束了“慢生活,跨入了“一日千里”的高速時代!
內能經過各種熱機雖然可以轉化為機械能,但任何機器都無法把能量完全轉化為機械能。這是因為在做功的過程中會有部分的能量轉化為內能,最后以熱量的形式散失。
為了衡量機器工作的效率,于是就有人提出了機械效率的公式。事實上,由于摩擦、機械自重等,任何機器的機械效率都小于1。
能量既不會憑空消滅,也不會憑空產生,它只會從一種形式轉化為其他形式,或者從一個物體轉移到其他物體,而在轉化和轉移的過程中,能量的總量保特不變。這就是能量守恒定律!
電流和電路
接下來,就是初中物理中最虐人的電學了,是不是瞬間感覺被十萬伏高壓擊中?那么,問題來了,電學到底是什么?
我們都知道,全屬可以導電,靠的就是金屬中大量“放蕩不羈愛自由”的電子,別看這些電子平時無所事事,到處亂竄,但電池“長官”一聲令下,它們就都乖乖排好隊齊步前進了。
把燈泡與電池相連,閉合開關后電池“長官”一聲令下,電子就開始定向移動,于是就形成了流。
關于電流的方向,就不得不插播一個很有意思的小故事了。
據說當年人們發現了世界上存在兩種電荷,于是就給它們分別起了名字:正電和負電,并規定了正電荷定向移動的方向為電流的方向。尷尬的是,后來發現電子帶的居然是之前定義的負電!
也就是說,之前的規定跟形成電流的實際情況相反。那么,怎么辦呢?這個問題大概著實讓當時的科學家們頭疼了一把!
于是定義就沒改,變成了今天這個樣子。
實際上:電子(負電荷)在做定向運動形成電流。
人為規定:正電荷的定向移動方向是電流方向。
電壓 電阻
人有了壓力,便會不斯前進。
電器一旦有了“壓力”,如同水有了抽水機,電子們便朝著一個方向奔流不息,這祥一來,光明有了,溫暖有了,活力有了……
電子們雖然都有一顆貪玩的心,但迫于家長們的壓力,也不得不束手束腳。比如老銅家的家教寬松些,銅的電阻就小些,老鐵家的家教嚴格些,鐵的電阻自然就大了。
最后,為了帶助可愛的小電子們找到更適合他們無憂無慮玩耍的地方,我們來仔細分辨下不同導體的電阻大小吧!
同種材料制成的導體電阻大小與其橫截面積大小和長度有關。
歐姆定律
被電學折磨了這么久,當你以為你“渡”過了電流,“走”過了“電路”,“扛”過了電壓,“翻越”了電阻,終于到達電學的坦途時,鐺鐺鐺鐺——歐姆來了,歐姆帶著他的歐姆定律款款地朝你走來了!
莫驚慌,我們還是先來回顧一下之前學到的東西。下面,敲黑板,劃重點!
電路三兄弟
他們哥兒幾個搭檔起來就是:
為了弄明白這哥兒仨之間“不可告人”的秘密,歐姆定律就閃亮登場了!有了它,什么電壓、電阻、電流的,千軍萬馬,不在話下!
電功率
消耗了多少電能,我們就說電流做了多少功,電功用W來表示,計算公式如下:
不同的用電器消耗同樣的電能,有的快,有的慢,表示消耗電能快慢的就是電功率P。
這里友情贈送一個電功率的公式:
因為用電器和導線都有電阻,電阻和電流互相不對付,一摩擦就生熱,生熱的多少可以用焦耳定律算出來!
生活用電
自從愛迪生發明了電燈泡,人們的生活就開始有了翻天覆地的變化……
除了電燈泡,后來各種各樣的家電,像電機機、電冰箱、洗衣機、空調、微波爐等也都出現了。如果這些電器火力全開,那電線就有點受不了。
不僅如此,電還是個暴牌氣,你一旦誤觸了不該碰的地方,那……
盡管如此,電還是給我們的生活帶來了很多方便。
電與磁
磁鐵周圍存在著磁場,磁場像極了龍卷風,緊緊包圍著磁鐵;越靠近磁鐵,磁場就越強哦!
磁鐵磁性最強的部分叫做磁極,靜止時,指南的磁極叫南極,指北的叫北極。同名磁極相互排斥,異名磁極相互吸引。
閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動,電路中就會產生感應電流。
反過來,如果將一根通電導線放到磁場中,那么導線將會在磁場的作用下“不由自主”地運動起來!
信息的傳遞
自古以來,人們就有傳遞信息的需求。遠古時候,人們用最原始的方式進行交談,雖然也挺方便,但就是有點費嗓子……
后來,人們有了更高級的交流方式,不僅能傳遞信息,還能順便救個命、調個皮……
諸葛亮被司馬懿圍困于平陽,放燈求救,最終脫險
周幽王峰火戲諸侯
現在,信息的傳遞更加方便、快捷、形式多樣。哪怕相隔千萬里,只要一個電話,我就可以知道你在何時何地做著什么事…
能源與可持續發展
能源是個大家族,天上地下、山間海底,都可以找到它們的蹤跡。
然而,地球上的能源是有限的,尤其像煤、石油、天然氣等化石能源,要經過億萬年的地質作用才能形成,用一點就少一點,這樣的能源叫做不可再生能源。對于這樣的能源,我們自然要節省著用,不然,幾十年后,我們的后代可能要騎看毛驢去上學了!
為了后代的小朋友們不用騎著毛驢去上學,我們不僅要節約使用不可再生能源。還要大力開發可再生能源。可再生能源就是像太陽能、風能、水能等可以源源不斷得到、持續供我們使用的能源!
文章內容來源于網絡,如有侵權請聯系。
免 責 聲 明 : 自 媒 體 綜 合 提 供 的 內 容 均 源 自 自 媒 體 , 版 權 歸 原 作 者 所 有 , 轉 載 請 聯 系 原 作 者 并 獲 許 可 。 文 章 觀 點 僅 代 表 作 者 本 人 , 不 代 表 環 球 物 理 立 場 。
環球物理
ID:huanqiuwuli
環球物理,以物理學習為主題,以傳播物理文化為己任。專業于物理,致力于物理!以激發學習者學習物理的興趣為目標,分享物理的智慧,學會用物理思維去思考問題,為大家展現一個有趣,豐富多彩的,神奇的物理。
責任編輯: