生活中的物理

ZMXXX995 2014-05-20

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生活中的物理

(一）关于白炽灯

1、构造：

（1）为什么用钨做灯丝？因为钨的电阻率大、熔点高。

（2）灯丝为什么做成螺旋状？为了减少热量损失，提高灯丝温度。

（3）为什么额定电压相同，额定功率不同的灯泡灯丝粗细不同？

2、原理：

（1）白炽灯根据什么原理工作的？根据电流的热效应。

（2）白炽灯的亮度有什么决定？由灯泡的实际功率决定，实际功率越大越亮。

（3）白炽灯发光时的能量是怎样转化的？电能转化为内能和光能。

3、使用：

（1）用久的白炽灯泡内壁为什么会发黑？构成灯丝的金属钨先升华后凝华附着在灯内。

（2）用久的白炽灯为什么没有新买时的亮？因为灯丝升华后变细，电阻变大，功率变小.。

（3）白炽灯灯丝烧断后重新搭上，为什么会变亮？

（4）晚上用电高峰时，教室内电灯较暗，深夜时，电灯较亮，这是为什么？

（5）某灯不亮，用测电笔接触灯头两接线柱，氖管都亮，为什么？进户的零线断了

（8）甲灯标有“220V 45W”，乙灯标有“220V 100W”，两灯并联哪个灯更亮？串联呢？

(二）关于自行车

1、自行车上的力学知识。

2、减小与增大摩擦。

车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为减小摩擦，人们常在这些部位加润滑剂。

多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎，车把手塑料套，蹬板套、闸把套等。变滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时，

3．压强知识的应用

(1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。

(2)座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车不易感到疲劳。

4．简单机械知识的应用

自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省力或省距离，还使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与转轴等。

5．功、机械能的知识运用

(1)根据功的原理：省力必定费距离。因此人们在上坡时，常骑“S形”路线就是这个道理。

(2)动能和重力势能的相互转化。

如骑车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，就容易上去些，这里是动能转化为势能。而骑车下坡，不用蹬，车速也越来越快，此为势能转化为动能。

6．惯性的运用

快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到阻力而突然停止运动，但车上的人和后轮没有受到阻力，由于惯性，人和后轮要保持继续向前的运动状态，所以后轮会跳起来。

切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！

2、自行车上的气压知识。

自行车内胎充气：早期的各种轮子都是木轮、铁轮，颠簸不已。现代自行车使用充气内胎主要是使胎内的压强增大，可以起到缓冲的作用，同时可以减小自行车前进的阻力。

气门芯的作用：充气内胎上的气门芯，起着单向阀门的作用，只让气体进入，不让气体外漏，方便进气，保证充气内胎的密封。

3、自行车上光学知识。

自行车上的红色尾灯，不能自行发光，但是到了晚上却可以提醒司机注意，因为自行车的尾灯是由很多蜂窝状的“小室”构成的，而每一个“小室”是由三个约成90度的反射面组成的。这样在晚上时，当后面汽车的灯光射到自行车尾灯上，就会产生反射光，由于红色醒目，就可以引起司机的注意。

三）汽车上的物理知识

㈠、力学方面

1、汽车的底盘质量都较大，这样可以降低汽车的重心，增加汽车行驶时的稳度。

2、汽车的车身设计成流线型，是为了减小汽车行驶时受到的阻力

3、汽车前进的动力——地面对主动轮的摩擦力（主动轮与从动轮与地面的摩擦力的方向相反）

4、汽车在平直路面匀速前进时——牵引力与阻力互相平衡，汽车所受重力与地面的支持力平衡

5、汽车拐弯时：①司机要打方向盘——力是改变物体运动状态的原因；②乘客会向拐弯的反方向倾倒——由于乘客具有惯性

6、汽车急刹车（减速）时，①司机踩刹车——力是改变物体运动状态的原因；②乘客会向车行方向倾倒――惯性 ;③司机用较小的力就能刹住车――杠杆原理；④用力踩刹车——增大压力来增大摩擦；⑤急刹车时，车轮与地面的摩擦由滚动变摩擦成滑动摩擦

7、不同用途的汽车的车轮还存在大小和个数的差异——这与汽车对路面的压强大小相关

8、汽车的座椅都设计得既宽且大，这样就减小了对坐车人的压强，使人乘坐舒服

9、汽车快速行驶时，车的尾部会形成一个低气压区，这是我们常常能在运动的汽车尾部看到卷扬的尘土形成原因

10、交通管理部门要求：①小汽车的司机和前排乘客必须系好安全带——这样可以防止惯性的危害；②严禁车辆超载——不仅仅减小车辆对路面的破坏，还有减小摩擦、惯性等；③严禁车辆超速——防止急刹车时，因反应距离和制动距离过长而造成车祸

11、简单机械的应用：①方向盘、车轮、开窗摇柄等都是轮轴，②调速杆，自动开关门装置是杠杆

12、汽车爬坡时要调为低速：由P=Fv，功率一定时，降低速度，可增大牵引力

13、关于速度路程，时间的计算问题；参照物与运动状态的描述问题

14、认识限速，里程，禁鸣等标志牌，了解其含义

㈡、声学方面

1、汽车喇叭发声要响，发动机的声音要尽量消除（发动机上装配消音器）――这是在声源处减弱噪声

2、为减轻车辆行驶时的噪声对道旁居民的影响，在道旁设置屏障或植树――可以在传播过程中减弱噪声

3、喇叭发声：电能――机械能

㈢、热学方面

1、汽车发动机常用柴油机或汽油机——它们是内燃机——利用内能来做功

2、发动机外装有水套，用循环流动的水帮助发动机散热——水的比热容大

3、冬天，为防冻坏水箱，入夜时要排尽水箱中的水――防止热胀冷缩的危害

4、小汽车的后窗玻璃板中嵌有一道道的电热丝——它可以防止车内形成的雾气附着于玻璃上并凝结

5、刚坐进汽车或有汽车从你身旁驶过时，会闻到浓浓的汽油味——扩散现象

6、空调车车窗玻璃设计成双层的――防止传热

7、环保汽车使用气体燃料，可减小对大气的污染

㈣、电学方面

1、汽车的发动机常用低压电动机起动：电动机是根据磁场对电流的作用的道理制成的，工作时把电能转化为机械能。

2、汽车电动机（电机）常用车载电瓶（蓄电池）供电，汽车运行过程中可以利用的车轮带动车载发电机发电，给蓄电池充电。给蓄电池充电时，电能转化为化学能储存起来，此时蓄电池是用电器；用蓄电池给电动机供电时，化学能转化为电能，此时蓄电池才是电源

3、车载蓄电池还被用来为汽车上配装的空调、电扇、收录机、CD机及各种用途的电灯供电，方便地电能转化为机械能、声能、光能等等

4、油罐车的尾部通常要挂一条铁链直达路面，这样做有利于使运输过程中因颠簸而产生的电荷迅速传到大地上，避免因静电放电而带来灾难

5、车灯发光：电能――光能

㈤、光学方面

1、汽车旁的观后镜，交*路口的观察镜用的都是凸面镜，可以开阔视野

2、汽车在夜间行驶时，车内一般不开灯，这样可防止车内乘客在司机前的挡风玻璃上成像，干扰司机正确判断

3、汽车前的挡风玻璃通常都不直立（底盘高大的车除外），这是因为挡风玻璃相当于平面镜车内物体易通过它成像于司机面前，影响司机的判断

4、汽车尾灯灯罩：角反射器可将射来的光线返回，保证后面车辆安全

5、汽车头灯：凹面镜反射原理，近距光灯丝在焦点附近，远距光灯丝在焦点上

四）厨房中的物理知识

㈠、与电学知识有关的现象

1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能

2、排气扇（抽油烟机）利用电能转化为机械能，利用空气对流进行空气变换。

3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头，插入三孔插座，防止用电器漏电和触电事故的发生。

4、微波炉加热均匀，热效率高，卫生无污染。加热原理是利用电能转化为电磁能，再将电磁能转化为内能。

5、厨房中的电灯，利用电流的热效应工作，将电能转化为内能和光能。

6、厨房的炉灶（蜂窝煤灶，液化气灶，煤灶，柴灶）是将化学能转化为内能，即燃料燃烧放出热量。

㈡、与力学知识有关的现象

1、电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器，水面总是相平的。

2、菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积，增大压强。

3、菜刀的刀刃有油，为的是在切菜时，使接触面光滑，减小摩擦。

4、菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹，使接触面粗糙，增大摩擦。

5、火铲送煤时，是利用煤的惯性将煤送入火炉。

6、往保温瓶里倒开水，根据声音知水量高低。由于水量增多，空气柱的长度减小，振动频率增大，音调升高。

7、磨菜刀时要不断浇水，是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加，温度升高，刀口硬度变小，刀口不利；浇水是利用热传递使菜刀内能减小，温度降低，不会升至过高。

㈢、与热学知识有关的现象

⑴与热学中的热膨胀和热传递有关的现象

1、使用炉灶烧水或炒菜，要使锅底放在火苗的外焰，不要让锅底压住火头，可使锅的温度升高快，是因为火苗的外焰温度高。

2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成，是因为木料是热的不良导体，在烹任过程中不烫手。

3、炉灶上方安装排风扇，是为了加快空气对流，使厨房油烟及时排出去，避免污染空间。

4、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体，烫砂锅放在湿地上时，砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢，砂锅内外收缩不均匀，故易破裂。

5、往保温瓶灌开水时，不灌满能更好地保温。因为未灌满时，瓶口有一层空气，是热的不良导体，能更好地防止热量散失。

6、炒菜主要是利用热传导方式传热，煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的。

7、冬季从保温瓶里倒出一些开水，盖紧瓶塞时，常会看到瓶塞马上跳一下。这是因为随着开水倒出，进入一些冷空气，瓶塞塞紧后，进入的冷空气受热很快膨胀，压强增大，从而推开瓶塞。

8、冬季刚出锅的热汤，看到汤面没有热气，好像汤不烫，但喝起来却很烫，是因为汤面上有一层油阻碍了汤内热量散失（水分蒸发）。

9、冬天或气温很低时，往玻璃杯中倒入沸水，应当先用少量的沸水预热一下杯子，以防止玻璃杯内外温差过大，内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力，致使杯破裂。

10、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿，容易剥壳。因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷会收缩，但它们收缩的程度不一样，从而使两者脱离。

⑵与物体状态变化有关的现象

1、液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的；使用时，通过减压阀，液化气的压强降低，由液态变为气态，进入灶中燃烧。

2、用焊锡的铁壶烧水，壶烧不坏，若不装水，把它放在火上一会儿就烧坏了。这是因为水的沸点在1标准大气压下是100℃，锡的熔点是232℃，装水烧时，只要水不干，壶的温度不会明显超过100℃，达不到锡的熔点，更达不到铁的熔点，故壶烧不坏。若不装水在火上烧，不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点，焊锡熔化，壶就烧坏了。

3、烧水或煮食物时，喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为水蒸气变成同温度的热水、热汤时要放出大量的热量（液化热）。

4、用砂锅煮食物，食物煮好后，让砂锅离开火炉，食物将在锅内继续沸腾一会儿。这是因为砂锅离开火炉时，砂锅底的温度高于100℃，而锅内食物为100℃，离开火炉后，锅内食物能从锅底吸收热量，继续沸腾，直到锅底的温度降为100℃为止。

5、用高压锅煮食物熟得快些。主要是增大了锅内气压，提高了水的沸点，即提高了煮食物的温度。

6、夏天自来水管壁大量“出汗”，常是下雨的征兆。自来水管“出汗”并不是管内的水渗漏，而是自来水管大都埋在地下，水的温度较低，空气中的水蒸气接触水管，就会放出热量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”，说明空气中水蒸气含量较高，湿度较大，这正是下雨的前兆。

7、煮食物并不是火越旺越快。因为水沸腾后温度不变，即使再加大火力，也不能提高水温，结果只能加快水的汽化，使锅内水蒸发变干，浪费燃料。正确方法是用大火把锅内水烧开后，用小火保持水沸腾就行了。

8、冬天水壶里的水烧开后，在离壶嘴一定距离才能看见“白气”，而紧靠壶嘴的地方看不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高，壶嘴出来的水蒸气不能液化，而距壶嘴一定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴，即“白气”。

9、油炸食物时，溅入水滴会听到“叭、叭”的响声，并溅出油来。这是因为水的沸点比油低，水的密度比油大，溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾，产生的气泡上升到油面破裂而发出响声。

10、当锅烧得温度较高时，洒点水在锅内，就发出“吱、吱”的声音，并冒出大量的“白气”。这是因为水先迅速汽化后又液化，并发出“吱、吱”的响声。

11、当汤煮沸要溢出锅时，迅速向锅内加冷水或扬（舀）起汤，可使汤的温度降至沸点以下。加冷水，冷水温度低于沸腾的汤的温度，混合后，冷水吸热，汤放热。把汤扬起的过程中，由于空气比汤温度低，汤放出热，温度降低，倒入锅内后，它又从沸汤中吸热，使锅中汤温度降低。

⑶与热学中的分子热运动有关的现象

1、腌菜往往要半月才会变咸，而炒菜时加盐几分钟就变咸了，这是因为温度越高，盐的离子运动越快的缘故。

2、长期堆煤的墙角处，若用小刀从墙上刮去一薄层，可看见里面呈黑色，这是因为分子永不停息地做无规则的运动，在长期堆煤的墙角处，由于煤分子扩散到墙内，所以刮去一层，仍可看到里面呈黑色。

五）载人飞船工程中的物理知识

1. 声学：

（1）在太空中没有空气，声音不能传播，宇航员与地面联系是通过电磁波来实现的。

（2）在返回舱内有空气，空气能传声，宇航员能正常对话，能听到机器工作时的噪音，所以睡觉时要戴专用耳塞，这是通过“在人耳处减弱”的途径减弱噪声的。

2. 光学：

⑴在太空中看地球是一个蔚蓝色的星球，这是由于地球不是光源，同月亮一样反射太阳光形成的效果。在太空中看太阳，就只能看到黑暗太空中一个地别明亮的光球，周围却一片暗淡，这是因为太空中没有空气等物质散射光线。

⑵为了在黑暗中拍摄清晰返回地面的过程，采用了红外线拍摄，因为返回舱与空气剧烈摩擦后温度很高，发出的红外线很明显。

3. 热学：

（1）能量转换：火箭上升段时，燃料的化学能转化为火箭的机械能和热能，且动能和重力势能不断增加；返回舱返回时机械能由于“摩擦生热”不断转化成热能，且动能和重力势能都在减小；飞船进入椭圆轨道后，在由近地点飞向远地点的过程中，飞船的动能不断减小，重力势能不断增加。

（2）火箭发射时，周围冒出大量的“白气”，这是因为火箭喷出的高温、高压的燃气能将附近所有物体熔化，为了避免这种破坏，科学家在发射台下设计了一个巨大的水池，利用水的比热容较大，不易升温，且水汽化时要吸收大量的热量，防止损坏发射台。

（3）返回舱返回时，由于与空气剧烈摩擦产生大量的热，为了防止烧坏船体，科学家在设计和制造时，除了选用耐高温的材料外，还在飞船外面覆盖了一层特殊的物质，这种物质在发生熔化、汽化和升华时会吸收大量的热，使返回舱的温度不致升得过高，保护了飞船和宇航员的安全。

4. 电学：

（1）“神舟”飞船进入太空后会展开巨大的太阳能电池帆板，在面向太阳时将光能转化为电能供设备使用，同时储存一部分在蓄电池中（电能转化为化学能）；在没有阳光时，蓄电池放电供设备使用，将化学能转化为电能。

（2）天地间的通话是靠电磁波来实现的。我们看到宇航员与家人通话时略有延迟，是由于电磁波在天地间往返的路程较长（通过布置在各地的测控站间传递）引起的。

5. 力学：

（1）在太空失重状态下，不能够使用的仪器有：天平、弹簧测力计测动（测拉力可以）、压强计、密度计等，但温度计、刻度尺、放大镜、电流表和电压表等仍能使用。在失重状态下浮力、液体压强将消失，在水中吹气泡，气泡将既不上升、也不下降。不能以正常方式喝水，只能通过塑料袋挤进口中……

（2）宇航员在太空漫步应穿上专用的宇航服，因为在太空没有空气，没有大气压，有强烈的紫外线辐射和易受太空垃圾的撞击等不适合人类生存的因素。

（3）火箭上升段，推力大于阻力和重力，做加速运动。返回舱返回时阻力大于重力，做减速运动。

六）身边的物理现象

1、挂在壁墙上的石英钟，当电池的电能耗尽而停止走动时，其秒针往往停在刻度盘上“9”的位置。这是由于秒针在“9”位置处受到重力矩的阻碍作用最大。

2、有时自来水管在邻近的水龙头放水时，偶尔发生阵阵的响声。这是由于水从水龙头冲出时引起水管共振的缘故.

3、对着电视画面拍照，应关闭照相机闪光灯和室内照明灯，这样照出的照片画面更清晰。因为闪光灯和照明灯在电视屏上的反射光会干扰电视画面的透射光．

4、冰冻的猪肉在水中比在同温度的空气中解冻得快。烧烫的铁钉放入水中比在同温度的空气中冷却得快。装有滚烫的开水的杯子浸入水中比在同温度的空气中冷却得快。这些现象都表明：水的热传递性比空气好，

5、锅内盛有冷水时，锅底外表面附着的水滴在火焰上较长时间才能被烧干，且直到烧干也不沸腾，这是由于水滴、锅和锅内的水三者保持热传导，温度大致相同，只要锅内的水未沸腾，水滴也不会沸腾，水滴在火焰上靠蒸发而渐渐地被烧干，

6、走样的镜子，人距镜越远越走样．因为镜里的像是由镜后镀银面的反射形成的，镀银面不平或玻璃厚薄不均匀都会产生走样。走样的镜子，人距镜越远，由光放大原理，镀银面的反射光到达的位置偏离正常位置就越大，镜子就越走样．

7、天然气炉的喷气嘴侧面有几个与外界相通的小孔，但天然气不会从侧面小孔喷出，只从喷口喷出.这是由于喷嘴处天然气的气流速度大，根据流体力学原理，流速大，压强小，气流表面压强小于侧面孔外的大气压强，所以天然气不会以喷管侧面小孔喷出。

8、将气球吹大后，用手捏住吹口，然后突然放手，气球内气流喷出，气球因反冲而运动。可以看见气球运动的路线曲折多变。这有两个原因：一是吹大的气球各处厚薄不均匀，张力不均匀，使气球放气时各处收缩不均匀而摆动，从而运动方向不断变化；二是气球在收缩过程中形状不断变化，因而在运动过程中气球表面处的气流速度也在不断变化，根据流体力学原理，流速大，压强小，所以气球表面处受空气的压力也在不断变化，气球因此而摆动，从而运动方向就不断变化。

9、吊扇在正常转动时悬挂点受的拉力比未转动时要小，转速越大，拉力减小越多．这是因为吊扇转动时空气对吊扇叶片有向上的反作用力．转速越大，此反作用力越大．

10、电炉“燃烧”是电能转化为内能，不需要氧气，氧气能使电炉丝氧化而缩短其使用寿命。

11、从高处落下的薄纸片，即使无风，纸片下落的路线也曲折多变。这是由于纸片各部分凸凹不同，形状备异，因而在下落过程中，其表面各处的气流速度不同，根据流体力学原理，流速大，压强小，致使纸片上各处受空气作用力不均匀，且随纸片运动情况的变化而变化，所以纸片不断翻滚，曲折下落。

12、利用身边的物品进行物理实验，这种做法本身就是一种创新，请你用常见的易拉罐（满罐、空罐均可）作为主要实验器材，并添加一些其它器材，设计几个物理实验（力、热、声、光、电学均可）

七）水

1、力学研究与水密切相关

水是无色、无味透明的液体，密度是1．0×103千克/米3。

（1）如果已知水的体积可计算它的质量和重力，这对于计算水所产生的浮力、压强等。

（2）利用水可以计算容器的容积，根据排水法可以测量不规则物体的体积。

（3）人的密度跟水差不多，根据人的质量可以计算出人的体积。

（4）由于海水中含盐，所以它的密度大于纯水的密度，轮船在海洋和河流中航行时，船体排开水的体积有变化。

（5）水的压强随深度的增加而增大，所以拦河坝设计成下宽上窄的形状。