致同学们


同学们： 欢迎你们开始学习物理。
　　这套初中物理教科书共有两册，本书是第一册。教科书是学习的重 要依据。为了帮助你们用好教科书，下面介绍一下本书编写上的一些特 点。
　　每章开头都有两三个问题，它们的作用主要是提示这一章讲述的主 要内容。
许多节的开头有个大问号，问号后面通过故事、现象或实验提出问 题，这些问题或者能激发你们的学习兴趣，或者能启发你们进一步思考。 每节中都有加了花边的小标题。这些小标题可以帮助你们抓住本节
的中心内容。 许多节的最后有“想想议议”，如果能予以认真地思考、讨论，将
会使你们加深理解，活跃思维，并提高表述能力。 有些节的标题上就写着“实验： ”这是要求同学们自己动手做
的。许多节的课文里还列出了一些实验，这些实验可以由同学们自己做， 也可以由教师做，同学们观察。
　　有些节里安排了小字排印、并用花边框了起来的内容，主要是在学 习方法上给予提示，或者提供些有益的或有趣的信息。
　　每章后面都有供课外阅读的“阅读材料”和课外自己动手做的“小 实验”，前者有助于扩展知识，后者有助于提高动手能力。
　　各章最后的“学到了什么”是这一章的小结，是供总结、复习这一 章用的。
　　书中有大量插图，它们是教学内容的必要组成部分，有些插图形象 生动地说明课文的内容，有些插图本身包含了重要的物理知识，应认真 阅读。
祝同学们在学习中不断取得成功。
编著者

引言


1．物理有趣吗？
2．物理有用吗？
3．学习物理要特别注意什么？
物理研究什么
　　图 0—1 中的那些现象你想过吗？物理研究的就是这类关于力的、热 的、光的、电的现象，找出它们发生的原因，研究怎样利用它们来为人 类服务。
物理是有趣的
　　面对着多种多样、千变万化的物理现象，从幼年起，我们就怀有好 奇心和神秘感，觉得一个个物理现象是一个个谜，总想把它们解开。在 这些谜中，有许多是初中物理研究的对象，将在以后的学习过程中得到 答案。物理课不是仅仅简单地向我们揭穿谜底，而是将引导我们像科学 家那样去研究、探索这些物理现象．这样，我们在物理课上，不但由于 解开长期困惑我们的谜而欢欣，还能使我们初步体验科学家们的研究方 法，领略他们获得研究成果时的喜悦．
　　物理课研究的现象，除了有许多我们熟悉但不理解的以外，还有许 多我们没有见过也没有想过的，例如下面几个实验中的现象，先猜一猜， 然后做做看。
实验
1.把鸡蛋放在硬纸片上（图 0—2），把硬纸片突然弹出去。
2．把刚刚从火焰上拿开、水已停止沸腾的烧瓶塞好，倒过来（图 0
—3）．向瓶底浇冷水．
3．先用放大镜看自己的指纹，再用放大镜看窗外的物体（图 0—4）．
4．将下端散开的塑料捆扎绳，用清洁干燥的手自上而下地捋几次（图
0—5）· 这些出乎意料的现象包含着重要的物理知识，学了物理，就会知道
它们是怎么回事了．
物理是有用的
　　自行车、缝纫机为什么要经常加润滑油？洗衣机、电风扇为什么应 该用三脚插头？照明电路出了毛病，灯泡不亮，故障发生在哪里 要 懂得这些事情，要更好地使用现代生活中日益普及的机械、电器，都需 要懂得物理知说工农业生产中的内燃机、电动机、播种机、收割机，交 通运输业中的火车、汽车、轮船、飞机，现代尖端技术中的人造卫星、 核能发电、光纤通信、电脑，都是在物理研究的基础上发展起来的，要 懂得它们的道理，更好地利用它们，也都需要物理知识．
物理知识对于学好化学、地理、生物等课程，也是必不可少的基础．

所以，物理是一门很有用的课程． 物理研究工作对我国社会主义现代化建设做出了重要贡献，使我国
在发射和回收人造卫星，制造原子弹、氢弹等尖端技术方面，取得了卓 越的成就，成为世界上掌握这些先进技术的少数国家之一．
怎样学好物理
　　重视观察和实验 物理是一门以观察、实验为基础的科学．人们的 许多物理知识是通过观察和实验认真地加以总结和思索得来的．在物理 课的学习过程中，要观察许多现象，观察教师做的实验，还要自己动手 做实验．在观察的时候，要有明确的观察目的，要注意发现引起变化的 原因和条件．在实验的时候，要有严肃认真、实事求是的科学态度，要 按规则操作，仔细观察，如实记录，根据记录进行分析，得出结论；还 必须注意安全，爱护仪器．
　　勤于思考，着重理解 观察、实验、看书、听课都要多动脑子，勤 于思考．对物理知识不应满足于会背诵定义或条文，要力求理解，知道 它是根据哪些物理事实，经过怎样的分析和思考得来的，了解它同有关 知识的联系，知道它的意义和应用．
　　重视应用知识 学习的目的在于应用．要特别注意教科书和教师运 用知识解决问题的思路和方法，努力应用学过的知识去解释简单的现 象、进行简单的计算、分析解决简单的实际问题。
注意了以上几点，才能学好物理知识．

第一章 测量的初步知识




1．为什么要测量？
2．怎样正确使用刻度尺？
3．怎样正确记录测量结果？


一、长度的测量 误差


　　图 1—1 中的帽沿直径和帽子高度哪个更长？图 1—2 中中心的两个 圆哪个的面积大？先看看，再用尺量。我们的视觉总可靠吗？
　　请一位同学看着表的秒针，自己闭上眼睛，估计闭了 1 分钟时睁开。 我们对时间的感觉总可靠吗？
测 量
　　在观察、实验和日常生活中，少不了比较距离的远近、物体的轻重、 时间的长短、温度的高低 靠我们的感觉器官去判断，很难精确，而且 有时会出错。所以，要作出准确的判断，要得到精确的数据，必须用测 量仪器来测量。
　　尺、秤、钟表、温度计等是我们熟悉的测量工具或仪器。它们都有 刻度，测量时需要正确使用它们，正确记录测量结果。
　　长度测量是最基本的测量，最常用的工具是刻度尺。学会使用刻度 尺，有助于我们学会使用其他测量仪器和了解测量的初步知识。
长度的单位
　　测量任何物理量都必须首先规定它的单位。长度的单位就是我们在 小学数学中已经学过的米。我们走两步的距离大约是 1 米（图 1—3）。 课桌的高度约 0.75 米（图 1—4）。我们这个年龄多数同学的身高在 1.5～
1.6 米之间。 比米大的单位有千米，比米小的单位有分米、厘米、毫米、微米等。
它们同米的关系是：
1 千米=1000 米=103 米，
1 分米=0.1 米=10-1 米，
1 厘米=0.01 米=10-2 米，
1 毫米=0.001 米=10-3 米，
1 微米=0.000 001 米=10-6 米。
正确使用刻度尺
　　使用刻度尺之前，要先对它认真观察。观察你使用的刻度尺，回答 下面的问题：
1．它的零刻线在哪里？是否磨损了？

2．它的量程，也就是它一次能测出的最大长度，是多少？
3．它的最小刻度值是多少？
图 1—5、1—6、1—7 能帮助我们学会正确使用刻度尺的方法。
■
　　在日常生活中测长度并不要求很精确。通常是根据所测长度末端靠 近的刻线来读取数值的。例如图 1—5 甲中所测长度取 28 毫米。在物理 实验中测长度往往要求更精确些，这就要估读到最小刻度值的下一位。 例如图 1—5 甲中所测长度就要取作 27．8 毫米。这最末一位数 8 虽然是 估读的，并不准确，但它对我们还是有用的。它告诉我们木块的长度在
27 毫米到 28 毫米之间更接近 28 毫米。所以这三位数字 2、7 和 8 都属于 有效数字。假如取作 27．85 毫米，由于第三位数 8 已不准确，这第四位
数 5 就没有意义了，所以它是无效数字，是不应该读取的。
正确记录测量结果
　　如果你看到一份测量记录上写着某本书的厚度是 5，你能知道书的厚 度吗？
　　测量结果是由数字和单位组成的。只写了数字未标明单位的记录是 无用的，而忘记写单位是初学物理者最容易犯的错误之一。
　　初中代数第一册中讲过：一个近似数，四舍五入到哪一位，就说这 个数精确到哪一位。这时从左边第一个不是零的数字起，到精确到的数 位止，所有的数字，都叫做这个数的有效数字。在物理测量中，由仪器 测得的，从左边第一个不是零的数字起，包括最后一位是估测出来的数 字，都叫做有效数字。这两种有效数字的说法，都是说有效数字的最末 一位是不准确的，有误差的。
误 差
　　即使估读到最小刻度值的下一位，由于眼睛不可能估得非常准，测 得的数值和真实值之间也必然存在差异，这个差异叫做误差。同一个长 度，多测量几次，由于其中几次的估测可能偏大些，另外几次的估测可 能偏小些，所以它们的平均值会更接近真实值，误差较小。
　　多次测量求平均值可以减小误差，但不能消灭误差。再加上测量仪 器不可能制造得绝对准确，环境的温度、湿度对测量仪器有影响等原因， 所以任何测量结果都有误差。误差只能尽量减小，而不能消除。
　　误差不是错误。错误是由于不遵守测量仪器的使用规则，或读取、 记录测量结果时粗心等原因造成的，是不该发生的，是能消除的。
想想议议
　　根据图 1—5、1—6、1—7，用自己的话把正确使用刻度尺（包括读 取数值）的规则归纳成几条。


练 习

1．把下列用指数表示的长度改用普通整数表示：
1．852×103 米= 米；2．99792458×108 米= 米。
2．变换单位：
3.6 千米= 米= 分米= 厘米；
72 米= 千米= 厘米= 毫米；
0.025 米= 分米= 厘米= 毫米；
57 厘米= 米= 分米= 毫米；
32 毫米= 米= 厘米= 微米。
　　3．同一长度的五次测量记录是：17.82 厘米、17.83 厘米、17.81 厘米、17.28 厘米、17.81 厘米。这五次测量记录中有一次错了，哪个数 值是错的？
　　


二、实验：用刻度尺测长度


　　〔目的〕练习正确使用刻度尺测长度和记录测量结果；练习估测到 最小刻度值的下一位。
〔器材〕刻度尺，三角板（2 块），铅笔，作业本， 物理课本，硬币，细铜丝（或细铁丝，约 30 厘米长）。
〔步骤〕
　　1．观察你使用的刻度尺，并将上节中三个问题的答案填在下行的横 线上：
零刻线是否磨损： ；量程： ；最小刻度值：。
2．测作业本和物理课本的长、宽，将结果填入下表。


作业本长 作业本宽 课本长 课本宽

3．把细铜丝在铅笔上紧密排绕若干圈（图 1—8），测出这个线圈的
总长度，算出细铜丝的直径。把这些数据填入下表。
线圈长度 线圈圈数 铜丝直径

4．怎样利用刻度尺和三角板测出硬币的直径？画图表示出你的测量
方法，将硬币的面值和直径填在下行的横线上。 硬币面值： ；硬币直径： 。
■



阅读材料：国际单位制


　　要测量长度，首先要规定长度的单位。长期以来，各国都有不同的 长度单位。例如，过去我国用市尺作长度单位，英、美等国用英尺作长 度单位。这给国际交流带来不便。1960 年国际计量大会通过了一套单位 制，称为国际单位制，推荐各国采用。目前世界上大多数国家和地区已 决定采用国际单位制。我国规定的法定计量单位也是以国际单位制为基 础的。


国际单位制词头 词头名称 倍数
兆 106=1 000 000
千 103=1000
分 10-1=0.1
厘 10-2=0.01
毫 10-3=0.001
微 10-6=0.000 001


在国际单位制中，长度的单位是米。米这个单位来源于法国。1791
年，法国决定把通过巴黎的子午线长度的■规定为 1 米。后来根据测量
1
年，法国决定把通过巴黎的子午线长度的 40 000 000 规定为1米。后来根
据测量结果把这个长度用铂铱合金制成了标准米原器，保存在巴黎国际 计量局里，作为米的标准。
随着科学技术的发展，1983 年国际计量大会决定用光速来定义米：
1
米等于光在真空中 秒时间间隔内所经路径的长度。
299 792 458
　　国际单位制中还规定了其他物理量的单位，我们将在以后陆续学 习。
一些距离和长度


原子的半径 0.5～3×10-10 米 最薄的金箔的厚度 9.1×10-8 米 链球菌的半径 3～5×10-7 米 人头发的直径（约）7×10-5 米 一张纸的厚度（约）0.7～1×10-4 米 我国铁道的标准轨距 1.435 米 南京长江大桥铁路桥全长 6772 米
■

珠穆朗玛峰高度 8848.13 米 地球的半径 6.4×106 米 万里长城全长 6.7×106 米 地球到月球的距离 3.8×108 米 太阳的半径 7×108 米 银河系的半径 6×1019 米


小实验：用自制的卷尺测身高


　　用宽约 1 厘米的牛皮纸条，自制量程为 2 米、最小刻度值为 1 厘米 的卷尺。用这个卷尺测家里某个人（或某个同学）的身高；起床后和临 睡前各测一次，你会发现什么？


习 题
　　1．测出自己拇指指甲的宽度、中指的长度、一■（图 1—7）的长度、 手臂（从腋窝到中指尖）的长度。
　　2．测出自己正常走 20 步的距离。算出自己正常走路时每两步的平 均距离。
3．一名粗心学生的测量记录中忘记了写单位，请你替他补上： 一支新铅笔的长度：0.175
一本外文字典的厚度：3.5 一枚壹角硬币的厚度：2.4
　　4．怎样用刻度尺测乒乓球的直径？写出你需要的辅助器材，画出你 的测量方法。


学到了什么


1．使用刻度尺前要注意观察它的零刻线、量程和最小刻度值。
　　2．用刻度尺测量时，尺要沿着所测长度，不利用磨损的零刻线，读 数时视线要
与尺面垂直。在精确测量时，要估读到最小刻度值的下一位。
3．测量结果由数字和单位组成。

第二章 简单的运动


1．怎样判定物体是运动的还是静止的？
2．什么运动最简单？
3．怎样表示运动的快慢？


一、机械运动
■？
　　《趣味物理学》这本书里提到：第一次世界大战期间，一名法国飞 行员在 2000 米高空飞行的时候，发现脸旁有一个小东西。飞行员以为是 一只小昆虫，敏捷地把它一把抓了过来。令他吃惊的是，抓到的竟是一 颗德国子弹。这名法国飞行员怎么会有这么大的本领呢？什么情况下我 们也能顺手抓住一颗飞行的子弹呢？
■
什么是机械运动
　　“运动”是个多义词。这里要学习的“运动”，指的是物体位置的 变化。为了含义明确，物理学里把物体位置的变化叫机械运动。
　　机械运动是宇宙中最普遍的现象。飞舞的流萤、奔驰的骏马、刺破 夜空的流星、角逐在绿茵场上的足球健儿，都在做机械运动。平时认为 不动的房屋、桥梁、树木、山岭，都跟随地球自转，同时绕太阳公转， 整个太阳系，以至整个银河系，也都在不停地做机械运动。
■
运动和静止的相对性
　　静坐在汽车里的乘客（图 2—3），司机机说他静坐没动，路旁的孩 子们赞叹他前进得真快。一个说他静止，一个说他运动，谁说得对？两 个人说得都有道理。司机是以车厢作标准，看到乘客的位置没改变。孩 子们是以路面作标准，看到乘客的位置迅速改变。可见，说物体在运动 还是静止，要看是以另外的哪个物体作标准。这个被选作标准的物体叫 参照物。
■
　　同一个物体是运动还是静止，取决于所选的参照物。这就是运动和 静止的相对性。
　　以同样快慢、向同一方向前进的卡车和联合收割机，选地面为参照 物，它们都在运动；选它们中的任何一个为参照物，另一个是静止的—
—相对静止。 研究地面上物体的运动，常选地面或固定在地面上的物体为参照
物；在这种情况下，参照物可以略去不提。 现在大家来讨论一下：法国飞行员为什么能顺手抓住一颗飞行的子

弹？
匀速直线运动
　　快慢不变、经过路线是直线的运动，叫做匀速直线运动。有不少运 动可以近似地看作是匀速直线运动（图 2—5）。匀速直线运动是最简单 的机械运动，而物理学里研究问题总是从最简单的情况着手。
■
想想议议
　　我国自 1984 年 4 月 8 日发射第一颗地球同步通信卫星（图 2—6）以 来，已经陆续发射了多颗这类通信卫星。这类卫星虽然绕地心转动，但 是地球上的人却觉得它在空中静止不动。为什么？它绕地心转动一周需 要多少小时？
练 习
1．地球上的房屋，如果以太阳作参照物，则它是 的。
　　2．小船在河里顺流而下，船上坐着一个人，河岸上有树。相对于树 来说，人是 的，小船是 的。相对于船来说，人是 的，树是
的。
　　3．在平直轨道上行驶的一列火车中，放在车厢小桌上的苹果相对于 下列哪个物体是运动的？
A．这列火车的机车； B．坐在车厢椅子上的乘客； C．在旁边走过的列车员； D.关着的车门。
答：[ ]
　　4．坐在逆水行驶的船中的乘客，我们说他静止是以下列哪个物体为 参照物？
A．河岸上的树； B．船舱； C．迎面驶来的船； D．河水。
答：[ ]



二、速度和平均速度


■？ 同时起程的步行人和骑车人，我们是怎样看出他们的快慢的？ 同是百米运动员，我们是怎样比较他们的快慢的？
　　如果把我们的百米短跑同万米冠军的长跑比一比，要知道谁快谁 慢，应该怎么办？
■
速 度
一切事物发展变化的快慢都可以用速度这个词来表示，如植物的生 长速度，经济的增长速度，等等。物理学里，速度用来表示物体运动的
快慢。
　　小学数学课里学过，速度的大小等于每小时（或每秒、每分）内通 过的路程。实际上，这个说法只对匀速直线运动正确。秒、分、小时， 物理学里都叫做单位时间。所以
　　在匀速直线运动中，速度等于运动物体在单位时间内通过的路 程。
算出物体的速度，就可以比较它们的快慢了。
速度的计算
　　有三件玩具，汽车、机车、拖拉机各一件，要比较它们的快慢，可 以先测出每件玩具做匀速直线运动的时间和它在这段时间内通过的路 程，填入下表，然后再分别算出每件玩具 1 秒内通过的路程。
■
　　用时间去除这段时间内物体通过的路程，就可以求出匀速直线运动 的速度。
　　　路程
速度 = 时间
通常用 v 表示速度，s 表示路程，t 表示时间，速度的公式就是
s
v =
t
上表最右一栏就是求出的三件玩具的速度。
速度的单位
　　如果路程的单位用米，时间的单位用秒，从上表右栏可以看出，速 度的单位就是米/秒，其中的“/”表示除的意思，读作“每”，所以“米
/秒”就读作“米每秒”。交通运输中常用“千米/时”作速度的单位。 “千米/时”应该怎样读？
一列火车的速度是 72 千米/时，这表示它的快慢程度是每小时行驶
72 千米。相当于每秒行驶多少米呢？某人跑步的速度是 4 米/秒，这表示

他的快慢程度是每秒钟跑 4 米。相当于每小时跑多少千米呢？


72 千米 / 时 = 72 ×

1000米
3600秒

1
= 72 × 米 / 秒
3.6

=20 米/秒
1 千米
4米 / 秒 = 4× 1000 = 4×3.6千米 / 时
1
3600时
=14.4 千米/时。
=14.4 千米/时。
平均速度
　　常见的运动物体的速度是变化的，这种运动叫变速运动。例如，从 乌鲁木齐开往上海的火车，有时快，有时慢，有时还停在中间站上。
变速运动比匀速运动复杂，在不要求很精确，只作粗略研究的情况
下，也可以用v = s 求它的速度。不过这时求出的速度v，表示的是物体
t
在通过路程 s 中的平均快慢程度，应该叫平均速度。 日常所说的速度，多数情况下指的是平均速度。
〔例题〕一架飞机在 2 小时内飞行了 1440 千米，它的速度是多少米
/秒？
已知：s=1440 千米=1440000 米，t=2 时=7200 秒。 求：v。


解：v =

s 1 440 000米
t = 7200秒


= 200米 / 秒。

答：这架飞机的速度是 200 米／秒。


想想议议
s
v = 是用单位时间内通过的路程来表示运动快慢的。能不能用通过
t
单位路程所用的时间 t 来表示运动的快慢？假如可以，哪个表示方法好
s
一些？
练 习
　　1．将图 2—7 中人步行、自行车、正常运行的客车、高速公路上的 小汽车、正常飞行的大型喷气客机的速度换算为以“千米/时”为单位。
　　2．1992 年在巴塞罗那奥运会上，我国选手杨文意在女子 50 米自由 泳决赛中荣获冠军，还以 24 秒 79 的优异成绩刷新了她自己保持的 24 秒
98 的世界纪录。假如她以 25 秒游完全程，她的平均速度是多少米/秒？ 是多少千米/时？
3．北京到天津的铁路线长 137 千米，一列快车约用 1.5 小时从北京

到达天津。求这列车的平均速度是多少千米/时，是多少米/秒。



三、实验：测平均速度


〔目的〕练习用刻度尺和表测平均速度。
　　〔器材〕斜面，小车（或小球），刻度尺，手表（或停表），金属 片。
〔步骤〕
　　1．使斜面保持很小的坡度，把小车放在斜面顶端，金属片放在斜面 底端，测出小车将通过的路程 s1（图 2—8）。把 s1 和以后测得的数值填 入下页表中。
■
路程 运动时间 平均速度 s1=
s2= t1=
t2 v1=
v2= s3=s1-s2 t3=t1-t2 v3=

2．测小车从斜面顶端滑下到撞击金属片的时间 t1。在正式测 t1 以
前应该先练习几次，熟练以后，t1 会测得准些。
3．根据测得的 s1、t1 算出小车通过斜面全程的平均速度 v1。
4．将金属片移至 s1 的中点，测出小车从斜面顶端滑过斜面上半段路
程 s2 所用的时间 t2，算出小车通过上半段路程的平均速度 v2。
5．求出小车通过下半段路程 s3 所用的时间 t3 和平均速度 v3。
想想议议
　　在物理学里说到某一物体的平均速度是多少的时候，为什么要指明 是在哪段路程内的平均速度？
　　


四、路程和时间的计算


　　〔例题一〕 已经测出自己正常步行时的平均速度是 1.2 米／秒。 从家门到校门要走 15 分钟。那么上学要走的路程大约是多少米？
从基本公式v = s 变形得到公式s = vt，可以用来计算路程。
t
计算以前要把时间改用秒作单位。
已知：v=1.2 米/秒，t=15 分=15×60 秒=900 秒。 求：s。
解：由v = s 可得
t
s=vt=1.2 米/秒×900 秒=1080 米。 答：上学要走的路程大约是 1080 米。
　　〔例题二〕 郑州到上海的铁路线长约 1000 千米（图 2—9）。从郑 州开往上海的快车，要运行 16 小时到达上海。已知南京、郑州间的铁路 线长约 700 千米。假设快车在郑州、南京间的平均速度跟郑州、上海间 的相等，那么从郑州开出的快车大约经过多长时间到达南京？
　　先根据郑州、上海间的铁路线长 s′和运行时间 t′，求出快车的平 均速度 v，再根据 v 和南京、郑州间的铁路线长 s，利用从基本公式
　　
s
s = 变形得来的公式t =
t

s ，求出从郑州到达南京需要的时间。
v

画一幅图 2—10 那样的示意图，将有助于我们分析和解答问题。 已知：s′=1000 千米，t′=16 时，s=700 千米。
求：t。


解：v =

s ' 1000千米
t ' = 16时


= 62.5千米 / 时，

s 700千米
t = = = 62.5千米 / 小时，
v 16小时
答：大约经过 11.2 小时到达南京。


想想议议
　　在上面两道例题中，根据平均速度算出的路程、时间，为什么只是 “大约”值，而不是精确值？


练 习
　　1．猎豹是动物界的短跑冠军，速度可达 28 米/秒。它 5 分钟能跑多 远？
2．1965 年，一名科学家在一只灰面鸫（dōng）身上装了一个微型发

报机后放飞，测出这只鸟飞行的平均速度约 80．5 千米/时，连续飞行了
43 小时才落下，它飞行的路程是多长？3．张明的家到学校的路程是 1500 米，他骑自行车的平均速度是 15 千米/时，他骑车上学路上要花几小时？ 合多少分？
　　4．上海和南京相距约 300 千米，如果修一条高速公路，并且规定汽 车的速度为 120 千米/时，那么汽车要跑完这条公路需用几小时？


阅读材料：谁快？谁慢？你知道吗？


　　“慢得像只蜗牛”，这话很有道理，因为蜗牛爬行的速度只有 1.5 毫米/秒，它拼命地快爬，要越过这页书也得 2 分钟。毛虫也不比蜗牛快， 但是变成蝴蝶，它飞的速度能达到 5 米/秒。
　　大一些的动物，有的也很慢。像产于南美大陆的出了名的懒汉—— 树懒，是一种体长约 70 厘米的哺乳动物。它一生的大部分时间把自己倒 挂在树上。当它下决心要运动的时候，它的最好成绩不过 0.2 米/秒，要 从足球场的这个球门跑到那个球门起码要 8 分钟，而好的足球运动员只
要 11 秒。 海洋中的动物，最快的要算旗鱼、箭鱼了，它们都有尖尖的嘴，细
长、光滑的身躯，游动起来受到水的阻力小，速度能达到 28 米/秒，跟 陆上的猎豹差不多。
　　空气的阻力比水的阻力小，在空气里飞翔的鸟类能比水中游动的鱼 类更快。凶猛的鹰、鹫捕捉猎物时的速度接近 45 米/秒。小巧的雨燕， 从嘴到尾只有 15 厘米，它的速度可以达到 48 米/秒。
　　跟其他动物相比，我们人类的速度不能算快。1991 年世界田径锦标 赛上，男子百米冠军，美国的著名短跑运动员刘易斯的成绩是 9.86 秒， 创造了新的世界纪录，他在这 100 米内的平均速度是 10.14 米/秒。但是， 靠了智慧，我们的速度能比最快的雨燕还要快几倍、几十倍、几百倍。 远程大型客机的速度约 250 米/秒，高速歼击机的速度能超过 700 米/秒。
■
小实验：测自己的步行速度


　　学校操场上跑道的长度是已经知道的。利用这条跑■道和手表，测 定自己散步时、正常步行时、竞走时的平均速度。
　　测出自己从家门正常步行到校门所用的时间，根据这个时间和正常 步行时的平均速度，求出上学要走的路大约有多远。
习 题
　　1．两个同学并肩走在林荫路上。相对于 ，两个人都在运动， 相对于 ，每个人都可以说自己是静止的。
　　
　　2．当我们静坐在教室里的时候，相对于 ，我们是静止的，相 对于 ，我们是运动的。
　　3．正在操场上练习正步走的学生，当他左脚着地右腿前跨时，他身 体的哪一部分相对于篮球架是静止的？
　　4．举两个实例，说明描述一个物体是运动还是静止，因为所选择的 参照物不同而不同。5．一种军用喷气式飞机的速度是 2500 千米/时，普 通炮弹飞离炮口的速度是 1000 米/秒，这两个速度哪个大？
　　6．如果火车钢轨每根长 12.5 米我，在 45 秒内听到车轮和钢轨接头 处的撞击声 75 次，火车的速度是多少千米/时？（这是坐火车时测车速 的简便方法）
　　7．汽车司机坐位前面安装着速度计，它可以指出汽车的行驶速度。 如果速度计的指针如图 2-12 所示，汽车用这个速度行驶，经过 45 分钟 能行驶多远？
　　8．向月球发射的无线电波到达月球并返回地面共需 2.56 秒。无线 电波的传播速度是 3×108 米/秒，求月球跟地球间的距离。
　　9．光在真空中的速度是 3×108 米/秒。太阳距地球 1.5×1011 米， 太阳发出的光到达地球需要多长时间？
　　10．你懂得图 2-13 中的两个交通标志牌的含义吗？在遵守交通规则 的前提下，从看到这两个标志牌的地方到达西大桥，匀速行驶的汽车最 快要几分钟？
11．某人要骑自行车去相距 5 千米的地方上课，他骑自行车的速度
是 5 米/秒，为了不迟到，他至少要提前几分钟动身？
　　12．一列火车长 200 米，以 15 米/秒的速度通过 1.6 千米的大桥。 求这列火车通过大桥用的时间。
■
　　13．南京长江大桥，下层铁路桥全长 6772 米，其中江面的正桥长 1577 米。一列长 300 米的火车通过江面正桥用了 2 分钟，这列火车以这个速 度行驶，通过整个铁路桥要多长时间？


学到了什么


1．物体位置的变化叫做机械运动。 判断物体是静止还是运动以及在怎样运动，要看选哪个物体作参照
物。通常选地面为参照物。
2．匀速直线运动是最简单的机械运动。物理学里研究问题总是从最 简单的情况着手。速度变化的运动叫变速运动。




我 国铁路钢轨的标准长度有 12.5 米和 25 米两种。

3．速度是表示运动快慢的物理量。
在匀速直线运动中v = s ；在变速运动中利用这个公式求出的是平均
t
速度。

第三章 声现象


1．声音是怎样发生的？
2．声音靠什么传播？
3．为什么会有各种各样、千差万别的声音？
4．什么是噪声？噪声有什么危害？


一、声音的发生和传播


■？ 我们有两只耳朵，能听到各种各样的声音。听老师讲课可以获得各
种知识，听电台广播可以知道天下大事。声音是我们了解周围事物的重 要渠道。那么，声音是怎样发生的？它是怎么传到我们耳朵里的？
　　我们用实验研究声音是怎样发生的。实验时注意观察物体发声和不 发声时有什么不同。
实验
1．敲响音叉，用悬吊着的泡沫塑料球接触发声的叉股。
2．拨动张紧的橡皮筋。
3．用手指摸着颈前喉头部分，同时发出声音。 发声体在振动 一切正在发声的物体都在振动；振动停止，发声也停止。
　　人说话、唱歌时的发声靠的是声带的振动。婉转的鸟鸣声靠的是气 管和支气管交界处鸣膜的振动。清脆的蟋蟀叫声靠的是左右翅摩擦发出 的振动。
振动物体靠什么把振动传给我们的耳朵引起听觉呢？
实验
　　敲响右边的音叉，左边完全相同的音叉也会发声，并且把泡沫塑料 球弹起（图 3—2）。
■
声音靠介质传播
　　图 3—2 中两个音叉之间只有空气。正如平静的水池中投入的石块会 激起向四周传播的水波（图 3—3），振动的音叉（或其他发声体）也会 在空气中激起向周围传播的声波，只是我们看得见水波，看不见声波。 声波传到我们的耳朵，会引起鼓膜振动，产生听觉（图 3—4）。
　　通常我们听到的声音是靠空气传来的。实际上，液体也能够传播声 音。将要上钩的鱼，会被岸上的说话声或脚步声吓跑，表明水能够传声。 鱼也能被它们喜欢的声音吸引；渔民可以利用电子发声器把鱼吸引到网 里。“土电话”表明固体也能够传声。
　　
　　声音能靠一切气体、液体、固体物质作媒介传播出去，这些作为传 播媒介的物质常简称为介质。真空不能传声。月球上没有空气，所以， 登上月球的宇航员们即使相距很近也只能靠无线电话交谈，因为无线电 波在真空中也能传播。
声音在固体、液体中比在空气中传播得快。 一些物质中的声速（米/秒） 空气（15℃）340
空气（25℃）346 软木 500 煤油（25℃）1324 蒸馏水（25℃）1497 海水（25℃）1531
铜 3810 大理石 3810
枫木（顺纤维）4110 铝 5000
铁、钢 5200
回 声
　　对着山崖、高墙喊话，声音会被山崖、墙壁反射回来，再传入耳朵， 就听到了回声。如果回声到达人耳比原声晚 0.1 秒以上，人耳能把回声 跟原声区分开；如果不到 0.1 秒，回声和原声混在一起，使原声加强。 在屋子里谈话比在旷野里听起来响亮，就是这个缘故。
利用回声可以测定海底的深度、冰山的距离、敌方潜水艇的远近。
想想议议
　　利用回声测定海底的深度需要先知道什么？需要测出什么？然后利 用什么公式计算？
■
练习
　　1．声音是由发声体的 而产生的。物体的 停止，发声也就 停止。
2．声音要靠 传播。 不能传声。
3．声音在 15℃空气中的传播速度是 米/秒，合 千米/时。
　　4．声音在金属中比在液体中传播得 ；在液体中比在空气中传播 得 。
　　5．要能区别自己的拍手声和高墙反射回来的回声，你至少要离高墙 多远？
■



二、音调、响度和音色


　　声音，千差万别，多种多样。有悦耳动听、使人愉快的乐音（像钢 琴家的演奏声、歌唱家的唱歌声）；有嘈杂刺耳、令人烦躁的噪声（像 刹车时的摩擦声、劈木柴的破裂声）。同是乐音，有的调子高，有的调 子低，有的声音大，有的声音小，这是什么缘故呢？
　　既然声音是由振动着的物体发出的，声音的差别必然跟物体振动情 况有关系。我们先注意观察音调——人们感觉到的声音的高低跟振动快 慢的关系。
实验
1．拿一张硬纸片，让它在木梳齿上划过，一次快些，一次慢些（图
3—8）。
■
2．先拨动张紧的细橡皮筋，再拨动张紧的粗橡皮筋（图 3—9）。
音调
实验表明，纸片、橡皮筋振动得越快，音调越高。
物体在 1 秒内振动的次数叫频率。物体振动得越快，频率越大。 所以，音调跟发声体振动的频率有关系。频率越大，音调越高；频
率越小，音调越低。
■
　　钢琴中央 C 的频率是每秒 261.6 次过。人发出的声音的频率，大约是 从每秒 85 次到 1100 次。男低音歌唱家可以低到每秒 65 次，而女高音歌 唱家可以高达每秒 1180 次。
　　人对高音和低音的听觉有一定的限度，大多数人能够听到的声音的 频率范围，大约是每秒 20 次到 20000 次。狗、猫能够听到的频率范围分 别是每秒 15～50000 次和 60～65000 次。它们能听到人听不到的高频率 的声音。所以常有这种情况：对某些高频率的声音人不能觉察，狗、猫 却竖起耳朵警觉地谛听。
■
实验
　　1．先轻敲音叉，再稍重敲音叉，比较这两次听到的声音大小有什么 不同，叉股振动的幅度有什么不同。
2．先轻轻拨动张紧的橡皮筋，再稍用力拨动张紧的橡皮筋，注意这 两次听到的声音大小有什么不同，橡皮筋振动的幅度有什么不同。
响度




过 去规定中央 C 的频率是每秒 256 次。

　　物体在振动时偏离原来位置的最大距离叫振幅。实验表明，音叉叉 股、橡皮筋的振幅越大，人们听到的声音越大。
　　所以，人耳感觉到的声音的大小——响度，跟发声体的振幅有关系。 振幅越大，响度越大；振幅越小，响度越小。
　　响度还跟距离发声体的远近有关系。声音是从发声体向四面八方传 播的，越到远处越分散，所以人们距发声体越远，听到的声音越小。如 果能想办法减小声音的分散，就可以使声音响度更大些。图 3—12 中是 一些常见的增大响度的方法，你能说出他们用的办法吗？
音 色
　　胡琴、钢琴、吉他、笛子等乐器发出的声音，即使音调、响度都相 同，我们也可以分辨出来，可见乐音除了音调和响度这两个特征外，还 另外有一个特征；这第三个特征叫做音色，我们能够分辨出各种不同乐 器的声音，就是由于它们的音色不同。人的声音的音色也因人而异，所 以我们闭着眼也听得出是哪位熟人在讲话。
　　同一个人的音色会随着年龄的增长，以及饮食、起居、健康、训练 等因素而变化。我国许多著名的戏剧家、歌唱家，数十年如一日，不畏 酷暑严寒，坚持每天清晨锻炼嗓子，年过花甲还能保持年青时期那样优 美动听的音色。
　　不同发声体发出的音色为什么不同，也是可以用物理道理来解释 的。由于同学们的准备知识不够，在这里就不讲了。
想想议议
　　一名男低音歌手正在放声歌唱，为他轻声伴唱的是位女高音。他们 谁的音调高？谁的响度大？
■



三、噪声的危害和控制


　　噪声污染，跟水污染、大气污染、固体废物污染一起，是当代社会 的四大污染，四大公害。在一些地区，一些单位，噪声成为危害人们身 心健康的主要公害。噪声是哪里来的？究竟有哪些危害？用什么办法来 减弱噪声呢？
■
噪声的来源
　　从物理学角度看，噪声是指发声体做无规则的杂乱无章的振动时发 出的声音。但是从环境保护的角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和 工作的声音，以及对人们要听的声音起干扰作用的声音，都属于噪声。 从这个角度看，噪声的来源是非常多的。例如，在家里，几名同学聚在 一起旁若无人地高声说话、放声大笑、引吭高歌，或者开大收音机、录 音机或电视机的音量，都会干扰家里人和邻居的生活，成为令人厌烦的 噪声来源。
　　在工厂里，发动机的运转声，通风机吸气或排气声，材料的锯割、 冲压、切削声??使得一些工厂成为噪声污染非常严重的单位。
　　在公路上，噪声的主要来源是来往机动车辆的鸣叫声、发动机振动 声和排气声，以及车身的振动声。这里的“罪魁”是拖拉机和重型卡车， 其次是摩托车。
　　人类发明的最吵人的机器要算喷气式飞机了，这类飞机的起飞和降 落，是机场附近居民最恼人的噪声来源。
噪声的等级和危害
人们用分贝来划分声音的等级。0 分贝是人们刚刚能听到的最弱声—
—听觉下限，10 分贝相当于微风吹落树叶的沙沙声。下页表及图 3—13 给出了一些声音的分贝数和人的感觉。
　　30～40 分贝是较理想的安静环境。超过 50 分贝就会影响睡眠和休 息。70 分贝以上会干扰谈话，影响工作效率。长期生活在 90 分贝以上的 噪声环境，会严重影响听力和引起神经衰弱、头疼、血压升高等疾病。 如果突然暴露在高达 150 分贝的噪声环境中，听觉器官会发生急剧外伤， 引起鼓膜破裂出血，双耳完全失去听力。
　　为了保护听力，应控制噪声不超过 90 分贝；为了保证工作和学习， 应控制噪声不超过 70 分贝；为了保证休息和睡眠，应控制噪声不超过 50 分贝。
■
怎样减弱噪声
减弱噪声的途径有三条：20 分贝

在声源处减弱。例如，改造噪声大的机器或换用噪声小的机器，做
个外罩把噪声源罩起来，在内燃机排气管上加消声器（图 3—14）。
■
在传播过程中减弱。例如，使装有噪声源的厂房门窗背向居民区，
来减弱传向居民区的噪声；在马路和住宅间设立屏障或植树造林，使传 来的噪声被反射或部分吸收而减弱。
在人耳处减弱。例如，可以戴上防噪声耳塞，或者在耳孔中塞一小
团棉花。
想想议议
　　我们教室里令人心烦的噪声有哪些？来源在哪里？用什么办法可以 减弱这些噪声？
■
不是老天爷显灵 是建筑师的杰作


　　驰名中外的北京天坛，是明清两代皇帝祈谷、祈雨、祈天的地方， 其中有三处建筑有非常美妙的声音现象：回音壁、三音石、圜丘。
　　圜丘在天坛公园的南部，始建于明嘉靖九年（1530），是座分成三 层的圆形平台（参看彩图），每层周边都有汉白玉栏杆，每个栏杆和栏 板都有精雕细刻的云龙图案，每层平台的台面都由光滑的石板铺成。第 三层台面高出地面约 5 米，半径约 11.5 米，中心是一块圆形大理石，俗 称天心石或太极石。当你站在天心石上说话或唱歌时，你会觉得声音特 别宏亮。但是站在天心石以外的人听起来，却没有这种感觉，站在天心 石以外说唱，也没有这种感觉。
　　传说，皇帝每年都要到这里来祈祷上天，跪在圜丘的天心石上祷告： “苍天保佑，五谷丰登。”当他听到远比自己平时说话大得多的声音时， 认为是老天爷显灵，觉得自己的虔诚感动了老天爷。
　　其实，这不过是建筑师利用声音反射造成的音响效果。圜丘第三层 台面实际并不平，台面中心略高（图 3—15），四周微微向下倾斜。当有 人在台中心喊叫一声，传向四周的声音，有一部分被四周的石栏板反射， 射到稍有倾斜的台面后又反射到台中心。因为圜丘第三层半径仅 11.5 米，从发声到回声返回中心仅 0.07 秒，所以回声跟原来的声音混在一起， 分辨不开，只觉得声音格外响亮，还使人觉得似乎有声音从地下传来。
　　关于回音壁、三音石的声学特性，同学们可在课外读物《物理世界 第一册》中找到介绍。


小实验：真空不能传声

　　照图 3—16 甲那样，把小铃铛拴在线上，线的上端穿出橡皮塞。照 图乙那样，把橡皮塞塞到烧瓶上，然后摇动烧瓶，记住小铃铛通过空气 传出的铃声有多么响。
　　取下橡皮塞，向烧瓶中倒少许水，给烧瓶加热，待烧瓶中水沸腾， 大量水蒸气涌出赶出部分空气，停止加热，并迅速照图乙那样塞紧橡皮 塞。冷却一会儿，待烧瓶中水蒸气大部分凝结，瓶中气体稀薄时再摇动 烧瓶，把这时听到的铃声同瓶中充满空气时的铃声比较，可以得出什么 结论？
■
习 题
1．锣发声的时候，用手按住锣面，锣声就消失了。为什么？
　　2．北宋时代的沈括，在他的著作《梦溪笔谈》中记载着：行军宿营， 士兵枕着牛皮制的箭筒睡在地上，能及早听到夜袭的敌人的马蹄声。
沈括的这段记载有什么科学道理吗？
　　3．甲同学把耳朵贴在长铁管的一端，乙同学在长铁管的另一端敲一 下这根铁管，甲同学听到了两下响声。这是什么缘故？
　　4．用牙轻轻咬住铅笔上端，用手指轻敲铅笔下端（图 3—17），注 意听这个敲击声。然后张开嘴使牙不接触铅笔，而保持铅笔位置不变， 手指用与前同样的力轻敲铅笔下端。比较这两次听到的敲击声。这个实 验能说明什么问题？
　　5．站在百米赛跑终点的计时员，如果他听到起跑的枪声才开始计 时，那么他开始计时的时间将比实际的起跑时间晚多少？设当时气温为
15℃。
6．把恰好没在海面下的钟敲响。钟声传到海底，再反射回海面，共 经过 2.5 秒。求海的深度。设海水中的平均声速为 1500 米/秒。


学到了什么


1．听到声音的条件： 发声体————————→介质——————→百朵
　　（振动发声）（声音在介质中以声波形式传播）（接收到声波引起 听觉）
? ?音调——跟发声体的频率有关系
? ?
?乐音——三个特征?响度——跟发声体的振幅、声源与听者的

?
2．声音?

? 距离有关系

? ?在声源处减弱
? ?
?噪声——减弱途径?在传播过程中减弱
? ?在耳朵处减弱



第四章 热现象




1．怎样使用温度计？
2．物质存在的状态有几种？ 它们是怎样相互转化的？


一、温度计


　　物体的冷热程度叫温度。温度跟人类的关系太密切了。我们穿的衣 服，要根据气温的变化来增减。我们吃的粮食，只能在适宜的气温下生 长。人一旦生了病，医生要测量体温作为诊断的重要依据??
温度的高低可以凭感觉来判断，但往往不可靠。
实验
　　照图 4—1 那样，先把两手分别插入热水和冷水中，过一会儿，把左 手插入温水中，说出你左手的感觉，然后再把右手插入温水中，说出你 右手的感觉。
■
实验用温度计
　　要准确地判断或测量温度需要使用温度计。家庭和物理实验室常用 的温度计，是利用水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩来测量温度的。 找一支实验室常用的温度计来仔细观察。你能描述它的构造吗？知道它 上面的字母 C 是什么意思吗？知道它能测量的最高温度、最低温度是多 少吗？知道它的最小刻度值是多少吗？
摄氏温度
　　温度计上的字母 C 表示采用摄氏温度，它是这样规定的：把冰水混 合物的温度规定为 0 度，把沸水的温度规定为 100 度在，0 度和 100 度之 间分成 100 等分，每一等分是摄氏温度的一个单位，叫做 1 摄氏度。摄 氏度用符号℃来表示。例如，人的正常体温（口腔温）是“37℃”，读 作“37 摄氏度”；北京一月份的平均气温是“-4.7℃”，读作“零下 4.7 摄氏度”或“负 4.7 摄氏度”。
热力学温度
宇宙中温度的下限大约是-273℃，这个温度叫绝对零度。在地球上 要使温度降低到接近绝对零度需要极复杂的技术。由于存在温度的下限




在 第十一章“大气压强”中将学到水的沸点在标准大气压下才是 100℃。通常情况下的大气压比标准大气
压低，水的沸点也低于 100℃。

——绝对零度，科学家们提出以绝对零度为起点的温度，叫热力学温 度。
　　国际单位制中采用热力学温度，这种温度的单位名称叫开尔文，简 称开，符号是 K。热力学温度 T 和摄氏温度 t 的关系是：
T=t+273K。准
体温计
　　测体温用的医用温度计——体温计里装的液体是水银。由于人体温 度的变化范围是 35℃到 42℃，所以它的刻度范围通常也是 35℃到 42℃； 每一小格是 0.1℃。体温计盛水银的玻璃泡上方有一段做得非常细的缩 口，测体温时水银膨胀能通过缩口升到上面玻璃管里，读体温计时体温 计离开人体，水银变冷收缩，水银柱来不及退回玻璃泡，就在缩口处断 开，仍然指示原来的温度。所以体温计离开人体后还能表示人体的温度。 要使已经升上去的水银再回到玻璃泡里，可以拿着体温计用力向下甩（不 是体温计的普通温度计不能甩）。
想想议议
　　家庭用的寒暑表的刻度值是从多少摄氏度到多少摄氏度？它的刻度 范围为什么这样？为什么与实验用温度计不同？
练 习
　　1．摄氏温度是这样规定的：把 的温度规定为 0 度，把 的 温度规定为 100 度，它的单位叫 。
　　2．下面是从一条新闻报导中摘出的一句话，如果这句话中有不恰当 之处，请把它改正过来：
　　“到目前为止，人类在实验室里获得的最高温度为摄氏 25000 万 度。”
■
3．图 4—2 中实验用温度计和体温计的最小刻度值分别是
℃、 ℃。
4．图 4—4 中甲、乙、丙、丁各温度计的最小刻度值是 1℃，它们的 读数分别是： 、 、 。

















准 确的关系是 T=t+273.15K。



二、实验：用温度计测水的温度


在使用温度计以前，应该：
1．观察它的量程——能测量的温度范围。如果估计待测的温度超出
它能测的最高温度，或低于它能测的最低温度，就要换用一只量程合适 的温度计，否则温度计里的液体可能将温度计胀破，或者测不出温度值。
2．认清它的最小刻度值，以便用它测量时可以迅速读出温度值。
在用温度计测液体温度时，正确的方法是：
1．温度计的玻璃泡全部浸入被测的液体中，不要碰到容器底或容器
壁。
2．温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍候一会儿，待温度计的示数稳
定后再读数。
3．读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计中液柱的上
表面相平。
〔目的〕 学习使用温度计；练习估测温度。
〔器材〕 温度计，暖瓶中的热开水，杯子。
〔步骤〕
1．倒一杯热开水，用温度计测出它的温度。
　　2．让开水冷却到你的手指可以插进去但觉得烫的程度，估计这时水 的温度，再用温度计实际测量。把这次及以后每次的估计值和实测值都 记在后面的表格里。
　　3．继续让水冷却，到手指伸进去觉得热的程度；到手指伸进去觉得 不冷不热的程度；每次都事先估计水的温度，然后用温度计实际测量。
■
热开水的温度： 气温：


手指的感觉 估测温度 实测温度 烫
热
不冷不热


练 习
　　1．使用温度计以前，如果没有观察它的量程，可能出现什么问题？ 如果没有先认清它的最小刻度值，测量时会有什么不便？
　　2．用温度计测液体的温度时，温度计的玻璃泡为什么不要碰容器底 或容器壁？读取温度数值时，为什么不能将温度计从液体中取出来？
　　3．图 4—2 中，实验用温度计、体温计、家庭用的寒暑表能测量的 最高温度、最低温度各是多少℃？
　　


三、熔化和凝固


　　黑龙江省北部一月份的平均气温在负 30℃以下，漠河镇的最低气温 达到过负 52.3℃。在这样冷的地区测气温应该用水银温度计还是用酒精 温度计呢？根据什么来选择呢？
■
状态变化
　　固体、液体、气体是物质存在的三种状态。例如，固态的冰会随着 温度升高而变为液态的水、气态的水蒸气；水蒸气会随着温度降低而变 成水、冰。这种状态变化的现象是很普遍的。通常是固态的铝、铜、铁 等金属，在很高的温度时也会变为液态、气态。通常是气态的氧气、氮 气、氢气等，在很低的温度时也会变为液态、固态。
物质从固态变成液态叫做熔化，从液态变成固态叫做凝固。
■
实验
　　用图 4—7 所示的装置观察熔化现象。同时观察海波（或冰）、松香 的熔化。注意观察状态变化过程，并且每隔半或 1 分钟记录一次温度， 直到全部熔化后再过几分钟为止。
■
　　照图 4—8 那样，在方格纸上画一根横轴表示时间，画一根纵轴表示 温度，标出各个时刻所记录的物质的温度，然后用平滑曲线把这些点连 接起来，得到熔化图象。
■
熔点和凝固点
　　图 4—8 甲表示海波的熔化图象。结合实验中观察到的状态和温度变 化，可以看到，在加热过程中，图象中 AB 段表示固态物质温度逐渐升高；
BC 段表示熔化过程，在这个过程中虽然继续加热，但是温度不变；直到 物质全部熔化为液态，温度才继续上升，这是 CD 段所表示的。
　　图 4—8 乙表示松香的熔化图象。加热过程中，固态松香先变软，然 后逐渐变稀，到 C 点全部成为液态，整个过程温度不断上升，没有一定 的熔化温度。
■
　　固体分晶体和非晶体两类。海波、冰、石英、水晶、食盐、明矾、 萘、各种金属都是晶体。松香、玻璃、蜂蜡、沥青都是非晶体。
晶体和非晶体的一个重要区别，就是晶体都有一定的熔化温度，叫
做熔点，非晶体没有一定的熔点。
从实验得到，液体在冷却中凝固成晶体的图象如图 4—9 甲所示，它

表明晶体有一定的凝固温度，叫做凝固点，而且同一种物质的凝固点跟 它的熔点相同。液体在冷却中凝固成非晶体的图象如图 4—9 乙所示，它 随着温度降低，逐渐变稠、变黏、变硬，最后成为固体。非晶体没有一 定的凝固点。
几种物质的熔点（℃，在标准大气压下）





钨 3410
纯铁 1535 钢 1515 灰铸铁 1177 铜 1083 金 1064

铝 660
铅 328 锡 232 萘 80.5 海波 48 冰 0

固态水银 -38.8
固态甲苯 -95 固态酒精 -117 固态氮 -210 固态氧 -218 固态氢 -259



■
　　从熔点表上查出水银和酒精的熔点，应该能够回答这节开头的问题 了。
熔化吸热凝固放热
　　晶体在熔化过程中虽然温度不变，但是必须继续加热，熔化过程才 能完成，这表明晶体在熔化过程中要吸热。反过来，液体在凝固成晶体 的过程中要放热，但是温度不变。非晶体在熔化或凝固过程中也要吸热 或放热，但是温度改变。
　　北方冬天菜窖里放几桶水，可以利用水凝固时放的热使窖内温度不 致太低，菜不致冻坏。
想想议议
　　在图 4—9 甲晶体凝固图象中，EF、FG、GH 各段分别表示温度怎样变 化和物质处于什么状态？
■
练 习
1．固体分 和 两类，它们的一个重要区别是 。
2．物质从 态变成 态的现象叫做凝固，物质凝固时要
热。物质从 态变成 态的现象叫做熔化，物质熔化时要 热。
　　3．热总是从温度高的物体传给温度低的物体。如果两个物体温度相 同，它们之间就没有热传递。把一块 0℃的冰投入 0℃的水里（周围气温 也是 0℃），过了一段时间，下面的说法哪个正确？
A．有些冰熔化成水使水增多； B．有些水凝固成冰使冰增多； C．冰和水的数量都没变； D．以上三种情况都可能发生。

答：[ ]



四、蒸发


■？ 夏天，游泳后刚从水中上岸会感到冷，如果有风，甚至会冷得打颤，
为什么？ 液态和气态可以相互转化。物质从液态变为气态叫做汽化；从气态
变为液态叫做液化。蒸发和沸腾是汽化的两种方式。 洒了水的地面、倒上酒精的碟子会变干，是由于水、酒精蒸发，变
成了气体。蒸发是液体在任何温度下都能发生的、并且只在液体表面发 生的汽化现象。
影响蒸发快慢的因素
　　同样湿的衣服，晾在阳光下干得快，晾在树荫下干得慢。这表明液 体的温度越高，蒸发得越快。
　　同样多的水，倒在碟子里干得快，装在瓶子里干得慢。这表明液体 的表面积越大，蒸发得越快。
　　同样湿的衣服挂在有风的地方干得快，挂在没有风的地方干得慢。 这表明液体表面上的空气流动得越快，蒸发得越快。
可见，要加快液体的蒸发，可以提高液体的温度，增大液体的表面
积和加快液体表面上的空气流动；而要减慢蒸发，应该采取相反的措施。
　　水是人类的宝贵资源，在干旱地区尤其珍贵。我国的一些山区、半 山区和北方一些缺水的平原地区采用的喷灌技术，利用管道代替沟渠输 水，好处之一就是减少输水过程中的渗漏和蒸发，同普通地面灌溉相比， 喷灌可节省约 50％的水。
蒸发吸热
　　在胳膊上擦一些酒精，随着酒精的蒸发，会感到擦酒精处凉，这是 因为液体在蒸发过程中吸热。夏天在地上洒水感到凉快，是利用水蒸发 吸热来降低气温。人们在盛暑天气大汗淋漓，是靠汗的蒸发吸热，保持 体温不致升高。而没有汗腺的狗，酷暑时不能靠身体出汗来散热，只得 伸长舌头，大口大口喘气，靠加快呼吸，增加蒸发量来散热了。
■
练 习
1．物质从 态变成 态的现象叫汽化。
　　2.蒸发是发生在 的汽化现象，它是在 温度下都可以发生 的。
3．要减慢液体的蒸发，可以 。
　　4．为了确定风向，可以把手臂浸入水中，然后向上举起，手臂的哪 一面感到凉，风就是从哪一面吹来的。试说明理由。
　　


五、实验：观察水的沸腾


〔目的〕观察沸腾现象和水沸腾时的温度情况。
　　〔器材〕烧杯，水，温度计，铁架台，石棉网，酒精灯，火柴，中 心有孔的纸板，钟表（可以全班共用 1 只）。
〔步骤〕
　　1．把水倒在烧杯里。照图 4—14 那样，把烧杯放在铁架台的石棉网 上，杯上盖上纸板，把温度计穿过纸板孔插入水中。
2．用酒精灯给盛了水的烧杯加热。注意观察温度计的示数。
　　3．当水温升到 90℃左右时，每隔 1 或 2 分钟记录 1 次水的温度，直 到水沸腾后 5 分钟左右为止。注意观察水的沸腾现象，并且把记录的温 度填在下面的表格里。


时间（分） 0 1 2 3 4 5 6 ??
温度（℃）


4．在方格纸上，以时间为横轴，温度为纵轴，根据记录作出水的沸
腾图象。从沸腾图象得出水的沸腾温度是多少摄氏度？
沸 腾
　　从上面的实验看到，沸腾的时候水中发生剧烈的汽化现象，形成大 量的汽泡，上升，变大，到水面破裂开来，里面的水蒸气散发到空气中。 在水沸腾的过程中，虽然继续对它加热，它却保持一定的温度不变。
　　所以，沸腾是在一定温度下在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽 化现象；液体在沸腾过程中要吸热。液体沸腾时的温度叫做沸点。不同 液体的沸点不同。
　　绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯；用完酒精灯必须用灯帽盖 灭；不要碰倒酒精灯，万一洒出的酒精在桌上燃烧起来，不要惊慌，应 立刻用湿抹布扑盖。
酒精灯外焰部分温度最高，应该用它的外焰部分加热。 几种液体的沸点（℃，在标准大气压下）





液态铁 2750
液态铅 1740 水银 357 亚麻仁油 287

甲苯 111
水 100 酒精 78.5 液态氨 -33.5

液态氧 -183
液态氮 -196 液态氢 -253 液态氦 -268.9



■
想想议议

蒸发和沸腾这两种汽化方式有哪些相同点？有哪些不同点？
练 习
　　1.沸腾是液体 同时发生的汽化现象。沸腾是在 温度下发生 的。液体在沸腾过程中要 热。
　　2．液体 叫做沸点。在标准大气压下液态氦、水、水银、液态铁 的沸点分别是 。
　　


　　　　　　　　　　　　　　　　　　　六、液化


降低温度气体液化
　　小学自然和初中一年级的地理课本中都讲过，温度降低，大气中的 水蒸气会凝结成小水珠，形成降水。这是大自然中的液化现象。这样的 液化现象在日常生活中也经常看到。例如，掀开沸水锅的锅盖，可以看 到有水从锅盖上滴下，这些水是沸水的蒸气遇到比较冷的锅盖凝结成 的；北方的冬天，可以看到户外的人不断地呼出“白气”，这是呼出的 水蒸气遇到冷空气凝结成的“雾状物”；戴眼镜的人从寒冷的室外进入 温暖的室内，镜片会蒙上一层小水珠，这是室内的水蒸气遇到冷镜片凝 结成的。
实验表明，所有的气体，在温度降到足够低的时候都可以液化。
实 验
　　取一支大的注射器。拉动活塞使注射器里吸进一些乙醚。取下针头， 用橡皮帽把注射器的小孔堵住。向外拉活塞，到一定程度时，注射器里 的液态乙醚消失，全部变为乙醚蒸气。然后推活塞，压缩乙醚蒸气体积， 注意观察有没有液体出现。
压缩体积气体液化
　　从实验可以看出，当乙醚蒸气被压缩到一定程度的时候，注射器内 会有液态乙醚出现。这表明用压缩体积的办法可以使气体液化。
　　现在许多地方使用的液化石油气，就是在普通温度下用压缩体积的 办法，把石油气液化装在钢罐里的。气体打火机用的丁烷气体，也是用 压缩体积的办法使它成为液态，贮存在打火机里的。
　　但是，有的气体单靠压缩不能使它液化，必须使它温度降低到一定 温度以下，才能设法使它液化。例如氮气必须低于-147℃才能用压缩的 办法液化。这就促使物理学家研究获得低温的技术。
　　随着低温技术的进展，到 19 世纪末，一些通常情况下是气态的物质， 除氦气以外，都被液化了，到 20 世纪初，氦气也被液化了。
　　将气体液化的最大好处是使它的体积缩小，便于贮存和运输。我国 向国际市场提供的发射人造卫星用的长征 3 号运载火箭的第三级，要用 氢作燃料，用氧作助燃剂，这些氧和氢都是以液体状态装在火箭里的。
液化放热
　　液体汽化的时候要吸热，跟这相反，气体液化的时候要放热。烧水、 做饭的时候，被 100℃的水蒸气烫伤往往会伤得很厉害，就不只是因为水 蒸气的温度高，还因为水蒸气液化时放热的缘故。
■
练 习

1．物质从 态变成 态的现象叫液化。
2．液化的方法有两种，一是 ，二是 。
　　3．夏天，打开冰棒的包装纸，常常会看到冰棒在冒“白气”。这些 “白气”是冰棒熔化后蒸发的水蒸气，还是周围空气中水蒸气液化而成 的小水滴？