退休老教师讲物理【初二上】

【扩展知识】形形色色的长度单位

长度的国际单位是“米”，用小写英文字母m表示。常用的单位还有：千米、分米、厘米、毫米、微米、纳米等。可是你们知道吗？除了以“米”为基础的这一套单位外，生活中还有很多其它的长度单位在被使用着。

同学们该知道，我们国家传统的长度单位是：寸、尺、丈，度量路程的单位是：里，也被称为市制。如“丈二和尚摸不着头脑”，“飞流直下三千尺”，“寸有所长，尺有所短”，这些都用到了中国传统的长度单位“寸”、“尺”、“丈”。

1丈=10尺=100寸=3.333米； 1里=0.5千米=0.5公里

西方一些国家用的又是另一套体系，称为英制：英寸、英尺、英里。我们在学习西方技术的时候，连这些西方的长度单位一起也引进了进来，现在生活中很多地方我们仍在使用。比如：55寸电视机，指的就是电视机屏幕的对角线长度为55英寸。又比如：26女式自行车，是指车轮的直径为26英寸。

1英寸=2.54厘米=0.762寸； 1英尺=12英寸=0.9144尺

在航海中，有一套自己独特的度量距离的单位：海里。它等于地球椭圆子午线上纬度1分所对应的弧长。这个单位需要有一定的地理知识才好理解。子午线也叫经线，是连接南极和北极的圆弧。一圈是360度，所以1度是一周的1/360，而1分就是一度的1/60。由于地球子午圈不是一个圆形，而是一个椭圆，因此不同的地方纬度1分所对应的弧长也不完全一样。正因如此，海里与米之间的换算关系并不是固定的，在不同的地方有不同的换算比率。比如：在中国，规定1海里为1.852千米；在更北方的俄罗斯，他们规定1海里为1.85578千米。

1海里=1.852千米（中国标准）=3.704里=1.151英里

天文学中会使用更大的单位：光年，意思是光走一年的路程，用于度量宇宙空间。请注意，不要把光年误认为是时间的单位喽。

1光年= 9.46E15米

生活中还会接触到一种很常用的长度单位：鞋码。不同国家在不同的时期对鞋码的定义，可谓五花八门。常见的有“欧码（英文EUR）”、“美码（US）”、“英码（UK）”。中国也有定义鞋码的国家标准，最新的标准是1998年出台的，它以毫米为单位标示出适合穿这双鞋的脚的长和宽。但是，日常我们说得较多的还是1998年前的旧鞋码。旧鞋码与新鞋码之间的换算关系为：

新鞋码×0.2-10=旧鞋码

比如：新鞋码235对应的就是我们常说的旧鞋码37码的鞋。

【小结一下】 

【思考题】 

物理老师讲物理，我们下一讲再见！

【备课手稿】 

【第1.03讲】描述运动的诀窍

前两讲我们学习了“时间”和“长度”这两个物理量，今天开始，我们就来学习机械运动了。

运动有很多种，按照由简单到复杂的顺序，有：机械运动，电、磁等物理运动，中和、分解等化学运动，生长、繁衍等生命运动，邦交、战争等社会运动。

机械运动指的是宏观物体位置随时间的改变。宇宙中一切物体都在不停地发生位置的改变，大到天体，小到尘埃。机械运动是自然界中最普遍、最简单、最基本的运动。尽管是这样，要想对某个物体的运动状态作出肯定的回答，还真的要掌握一定的诀窍才行。因此，这一讲我们就来聊聊描述运动的诀窍。

先来看两个例子。

例1：请参看课程文稿中的图1，摩托车上的骑手问后座的乘客：“我动了吗？” 答：“没动。”可是在后面追着跑的人却说：“跑的真快！”。同学们想想，一个说没动，一个说跑得真快，究竟谁说的对呢？

▲图1：车上和车下的人对运动的判断完全不同

要想说清上面的问题，有一个诀窍是看以哪个物体为标准。物理学就把这个被选作标准的物体叫做参照物。在这个例子中，跟在后面追的人说骑手跑得快，他是以路面为参照物。而坐在车上的人则是以车为参照物。这样他们说的都是对的。因为以路面为参照物，车相对于路面位置在飞速的变化，当然是“真快”。以车为参照物，车上的人稳稳地坐在那儿一动不动。由此看来，判断物体运动状态的诀窍是先选定参照物，然后看研究对象相对于参照物的位置是否发生变化。

例2：在小说《镜花缘》中，宝云问奶公家乡有什么趣闻，奶公说：“前几天刮了一阵大风，把咱家的一口井忽然吹到‘墙外’去了。” 有可能吗？这该怎么解释呢？

同学们也可以自己试着说说这个例子。这里水井移动了，当然是选墙为参照物，之前井在围墙之内，大风一吹，围墙被吹倒了，而且倒在了水井的另一边，自然水井就“跑”到墙的外边去了。

有的同学可能要问，选参照物有没有诀窍？原则上参照物是可以任意选取的，既可选静止的物体，也可选运动的物体。诀窍是一旦被选作参照物，就把它看做是不动的。还有一个诀窍，就是要尽量选那些对研究问题方便的物体为参照物，这是大前提。保证大前提下，优先考虑静止的物体。一般不选被研究的物体自身为参照物。让我们再举一例。

例3：柯腾和沈佳宜通过手机聊天。柯腾说：“今天怎么一丝风都没有，好难受。看，树叶一动不动。”沈佳宜却义正辞严的反驳：“乱讲啦，我的头发都飘起来了啦，谁说没风？”

同学们想想，这该如何解释？到底有没有风？柯腾是以静止的地面或静止的树为参照物，并且他可能是静止的或是在很慢的走动，所以他的感觉是没有风。而沈佳宜有可能是坐在单车上兜风，她以自己为参照物，把她自己看作不动的，结果空气就相对于她迎面吹来，速度大小和她运动的速度一样。你说，头发还能不飘吗？

关于风的这个相对运动原理，在科技上还有更重要的应用，那就是风洞。为了研究飞机、高铁、子弹等物体高速运行过程中与空气的相互作用，可以不必让飞机高速航行，而是在风洞中让空气向飞机高速飞来，效果是一样的，为空气动力学研究提供了条件。因此各国航空航天技术的竞争，其中也包括风洞技术的竞争。

▲图2：位于中国绵阳的风洞，亚洲最大的低速风洞

回头来想想，同一片空气，描述的运动状态却不一样。这说明选取不同的参照物对同一物体的运动状态作出判断，得到的结论可能是不相同的。要说明物体是运动的还是静止的，必须指名参照物。如果没有选定参照物，我们是无法确定物体是运动的还是静止的。所以，运动和静止都是相对的，是相对参照物而言的。

提醒同学们注意一点，自然界中一切物体都在运动，没有绝对静止的物体。运动是绝对的，静止是相对的。

【练习题】 

有一首歌叫《月亮走我也走》：“月亮走，我也走，我送阿哥到村口……” 其中，“月亮走”是以什么为参照物？“我也走”又是以什么为参照物？

【小结一下】 

这一讲，我们讲到，机械运动是相对运动，描述运动的诀窍就在于选择参照物。而选择参照物也有一些诀窍：1、被选为参照物的物体，就被看作是不动的。2、要尽量选择对研究问题更方便的物体作为参照物，在此前提下，一般优先考虑静止的物体。3、一般不选被研究的物体自身为参照物。

【思考题】 

1. 如果说有人徒手抓住飞行中的子弹，你相信吗？可以上网查查看，确有其事哦。

2. 现代飞机的速度已经可以达到甚至超过声音“飞行”的速度，那有没有可能使飞机上的人与声音保持相对静止呢？如果可能，想象一下会出现怎样的现象。 

好，物理老师讲物理，今天就到这里，下一讲再见！

【备课手稿】 

【第1.04讲】快慢背后的道理

同学们好！之前我们已经掌握了描述运动的诀窍，现在，我们就可以深入探究运动得快慢了。

运动有快有慢，这是显而易见的，快慢背后有什么更深的道理吗？

让我们先来看看生活中是怎么比较运动快慢的。通常有两种方法：①时间相同，比路程，路程长的运动得快；②路程相同，比时间，时间少的运动得快。

下面我们一起思考一个例子：赛跑时，裁判员和观众各是用什么方法比较快慢的？

裁判员站在终点计时，哪个时间少，哪个就跑得快，裁判员用的是上述第二种方法，路程相同比时间。观众则不同，他们站在跑道旁，看到哪个跑在最前面就是哪个跑得快。因为时间都相同，跑在前面的路程长，所以跑得快。观众用的是第一种方法，时间相同比路程。

生活中的事情不都是这样简单，往往是运动的路程不相同，所花的时间也不相同。如此又该如何比较快慢呢？

不着急，物理学帮我们解决了，物理学的解决方法是：

把路程除以时间，这样就得到了平均每秒通过的路程，或平均每小时通过的路程。其实质是单位时间内通过的路程，单位时间内通过的路程越长，运动就越快，反之就越慢。

请问这是另一种新方法吗？仔细想想，这种方法其实就是上述两种方法中的一种，并不是什么新方法。因为都是单位时间内通过的路程，单位时间，相等不相等？相等。哦，其实就是时间相同比路程。

物理学就把单位时间内通过的路程，用来表示运动的快慢，并且取个名称叫做速度。大家都知道，速度用英文字母小写的v表示，路程用s表示，时间用t表示，v=s/t。注意，我们不能简单的说“速度与路程成正比”，也不能说“速度与时间成反比”。帆船尽管走过千山万水，速度却很慢，子弹走过的路程比较短，但子弹依然比帆船快得多。不过，路程与时间是有关的，速度v一定时，路程s与时间t成正比。考试中常拿这种模糊的表述来混淆概念。

有个同学张亮，很爱思考，他向我提出个问题：为什么一定要选择“时间相同比路程”的方法来定义速度呢？有没有用另一种方法“路程相同比时间”来定义速度的呢？

答案是：有。有了解马拉松运动的人，就会知道，跑马拉松经常提到一个词叫“配速”，一般入门选手的配速约5~7.5分钟。配速完整的单位是：min/km，表示跑1km需要用多少分钟，也就是单位路程所需要的时间。这就是用“路程相同比时间”的方法来定义的跑步速度。其实只要能准确的描述运动的快慢，用哪种方法都可以，取决于哪种方法更方便，当然也受约定俗成的因素影响。

接下来我们再来看看，国际单位制中速度的单位是怎么得来的？因为速度等于路程与时间之比，所以速度的单位是路程的单位和时间的单位之比。国际单位制中，路程的单位是m，时间的单位是s，速度的单位是“m/s”。速度还有一个常用单位，是 “km/h”。不要盲目的说，km/h比m/s大，因为单位不统一，无法比较。统一以后，1m/s=3.6km/h，这个换算关系，不用死记，死记硬背容易忘。告诉你一个方法，很好理解：

可见km/h这个看起来貌似比较“大”的单位，其实是个更小的单位，1km/h还不如1m/s快。大家只要记住这个结论与直觉相反，考试时也就不容易错了。

顺便告诉同学们，我们人类在提高运动速度方面，一直在不断的探索，包括人本身的运动速度，车，飞机，子弹，导弹，运行速度都在不断的提高，并且创造了一个又一个奇迹。但是反过来，有时候速度变慢也很有意思。光在不同介质中的传播速度是不相同的，假如能找到一种介质，它能降低光速，使光的传播速度减慢到1厘米/年。那么光通过10cm厚的这种介质，就要用10年的时间。在这种介质一侧发生的事情，传播到另一侧需要10年。也就是说，位于另一侧的人10年后才能看到这件事的发生。那这种介质，就能够帮助我们留住历史的记忆了。很有意思吧？

同学们还可以上网或查阅有关资料，了解一下谁是自然界中跑得最快的动物？将他的速度与这一讲文稿所附扩展资料《人类创造的极限速度》中的速度比比看。

【小结一下】 

这一讲，你懂得了快慢背后的道理。生活中比较快慢的方法有两种：①时间相同，比路程；②路程相同，比时间。

物理学中选择了第一种方法来定义速度，即单位时间内通过的路程，v=s/t。生活中，也有使用第二种方法来定义速度的例子，比如马拉松中的配速。

特别提醒大家注意，不能说速度与路程成正比，也不能说速度与时间成反比。

常用的速度单位有m/s和km/h，1m/s=3.6km/h。相比而言m/s是更大的速度单位，这与我们通常的直觉正好相反。

【思考题】 

速度能不能是负数？或者说，现实中会存在负的速度吗？如果你认为不能，有什么理由；如果你认为能，那负的速度又表示什么含义呢？ 

这一讲就到这里，物理老师讲物理，我们下一讲再见！

【扩展资料】 

人类创造的极限速度

1. 步行。人类步行的速度约4~7km/h。竞走比赛的世界纪录，是2002年爱沙尼亚选手 吉兰·奥苏利文在都柏林创造的5公里竞走20分02秒60，平均速度约15km/h。

2. 跑步。百米赛跑的世界纪录是9.58秒，由来自牙买加的飞人 博尔特于2009年在柏林田径世锦赛的决赛上创造。他的速度约37.6km/h。

3. 自行车。在不借助外部动力的情况下，自行车是能使人类运动最快的工具。根据国际自行车联盟（UCI）的数据，1996年，英国车手 博德曼在1小时的时间里骑行了56.375公里。由于规则限制，至今仍无人超越这一速度56.375km/h。不考虑比赛规则限制，人类设计的风阻更小的流线型自行车，这种自行车要躺着骑，最高速已经达到了92.432km/h。

▲图1：流线型躺车世界纪录

4. 汽车。F1赛车最快圈速纪录，是2004年法拉利车队的车手舒马赫创造的，平均时速达到了208.976km/h。美国宇航局（NASA）还造过一台超高速的汽车，使用了军方火箭飞机、航天器以及核弹的零部件，叫做“音速之风陆地极速车”，速度达到了惊人的3218km/h。比一般的飞机都要快！

▲图2：音速之风陆地极速车

5. 飞机。民航飞机的巡航速度一般为700~1000 km/h。目前已知最快的飞机是美国宇航局（NASA）开发的X-43A试验机，速度可达9.8马赫，相当于12000km/h。绕地球一周只需3个多小时。

6. 子弹。步枪子弹的速度约可达到3600km/h。

7. 光速。真空中的光速被认为是物质运动速度的上限：3E8 m/s。

【备课手稿】 

【第1.05讲】变与不变的速度

同学们好！今天我们接着讲机械运动。

机械运动不光有快慢，其实物体在运动时，快慢、方向都会不断地变化。对机械运动进行分类，按方向分可分为直线运动和曲线运动。直线运动又分为匀速直线运动和变速直线运动。变速直线运动和曲线运动统称变速运动。变速运动包括运动快慢的变化，或运动方向的变化，或运动的快慢和方向同时变化。

▲图1：机械运动的分类

下面我们首先来探究匀速直线运动。

顾名思义，匀速直线运动就是物体沿直线快慢不变的运动。它有两个特点，一是运动的路线是直线，也就是方向始终不变；二是快慢不变，也就是在任何相等的时间内通过的路程相等。匀速直线运动是最简单的也是最理想的机械运动。因为自然界中真正的匀速直线运动很难找到。它是机械运动的理想模型，把匀速直线运动弄清楚了，再探究其它的机械运动就有基础了。

请同学们思考一个问题，

问：一列车在平直的轨道上每一秒钟通过的路程都相等，这个列车是在做匀速直线运动吗？

回答是：不一定。为什么呢？因为虽然每一秒之间相比路程是相等的，但在这一秒钟内，车的速度变化了没有？不知道。判断是否匀速运动一定要注意是在任何相等的时间内通过的路程都相等。

由速度公式变形可得s=vt，因为速度v不变，所以路程s与时间t成正比。s=vt是一个正比例函数式，请大家看课程文稿中的图2，其中甲图是s-t图像，是典型的正比例函数图。

▲图2：匀速直线运动的s-t图像和v-t图像

乙图是v-t图像，速度v不随时间t的变化而变化，是一个常量，因此图像是与时间轴平行的一条直线。很显然，一段时间内物体运动的路程刚好是阴影部分的面积。长方形面积=长×宽，这里长=v，宽=t，面积也就是vt，而vt=s，所以面积的大小刚好就是时间t内经过的路程。

下面我们来探究变速运动。

变速运动比匀速运动复杂得多，因为有快慢的变化和方向的变化，物体在某一点或某一时刻的速度，并不等于下一点或下一时刻的速度。所以要了解变速运动的快慢只能是一段时间内或一段路程内运动的平均快慢。时间段不同或路程段不同，平均快慢程度一般也不同。平均快慢用平均速度表示，计算公式仍然是v=s/t。s是某段路程，t是通过这段路程所用的时间，v表示这段路程或这段时间的平均速度。这两点一定要明白，否则，求出的平均速度是错的。还要注意一点，平均速度只是做变速运动的物体运动快慢的粗略表示，求平均速度一定要指明是求哪段时间或哪段路程的平均速度。路程段和时间段相对应，并且是这段路程中所用的全部时间，包括停留的时间都算在内。

我们通过一个例题来理解刚才说的要点（2017年黄石市调考），

例题：小东在百米赛跑中第1s内的路程是3m，第2s内的路程是5m，第3s内的路程是7m。则他的平均速度（  请选择  ）。

A. 前2s内的平均速度为5m/s

B. 后2s内的平均速度为6m/s

C. 3s内的平均速度为7m/s

D. 最后1s内的平均速度为5m/s

看看，是不是时间段不同或路程段不同，平均速度就不同？

瞬时速度的概念，我认为同学们有必要了解，有助于更完整的理解速度。所谓瞬时速度就是运动物体在某一瞬间的速度。比如交警为判断车辆是否超速，测量车辆通过某一地点时的速度；网球比赛中分析运动员发球时的球速；还有，自由落体落地时的速度，等等，都是说的瞬时速度。平均速度反映的是物体在一段运动过程中的运动快慢，是对过程的描述，是一段；而瞬时速度反映的是物体在运动过程中的某一时刻或者经过某一位置时的运动快慢，是对一个状态的描述，是一点。

【小结一下】 

1. 匀速直线运动有两个特点，一是运动的路线是直线，也就是方向始终不变；二是快慢不变，也就是在任何相等的时间内通过的路程相等。尤其要注意“任何”二字。

2. 变速运动可以用平均速度和瞬时速度两个概念来描述。平均速度反映的是物体在一段运动过程中的运动快慢，是对过程的描述，是一段；而瞬时速度反映的是物体在运动过程中的某一时刻或者经过某一位置时的运动快慢，是对一个状态的描述，是一点。

3. 讨论平均速度要注意，路程段和时间段一定要相对应，并且是这段路程中所用的全部时间，包括停留的时间都算在内。

【思考题】 

今天就讲到这里， 下次再见！

【备课手稿】 

【第0.01讲】物理是个啥？

大家好！我是物理老师卢耀兴，教了30来年的物理。现在你们还不认识我，没关系，慢慢就熟悉了。这堂《物理老师讲物理》，将以答疑的方式讲解物理知识点，作为课堂内容的补充和加深，我争取把物理讲的有趣一点。

这堂课我们聊聊：物理是个啥？

中学从初二开始就多一门课——物理学。那么我要问，中学生为什么要学物理呢？因为物理学是一门科学，学好了物理就是学好了一门科学。许多同学不是理想当一名科学家吗？那就从学物理开始吧。

什么是物理呢？查阅词典可知：

“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。作为自然科学的带头学科，物理学研究大至宇宙、小至基本粒子等一切物质最本质的运动形式和规律，因此成为其他各自然科学学科的研究基础。它的理论结构充分地运用数学作为自己的工作语言，以实验作为检验理论正确性的唯一标准。”

说了半天，似乎觉得有些不好懂。不要急，再往下听。简单地说，“物理”就是物质运动、变化的一些道理，把这些道理整明白了，我们就学好了物理。

比如照镜子，这是一件再平常不过的事情，每个人都照过镜子吧？回想一下，有谁在照镜子时想过其中的一些道理？好像没有吧。初二的物理课就要学习这些道理。当你到商场去选购镜子时，琳琅满目，应有尽有。有方的，有圆的，还有椭圆的……。可不知你注意了没有，式样再多，可有一样是不变的，那就是一律都是平面的。那非平面的镜子有没有呢？当然有，只是你没有注意到。因为那不是家里常用的，只有平面镜才是家里常用的穿衣镜。为什么呢？这里面就有许多的道理，而这些道理就是所谓的“物理”。把这些道理整明白了，这部分物理就学到手了。

怎么样，听到这里是不是明白了许多？再想想，并不是太难懂吧？其实学物理还是蛮有趣的。

【小结一下】 

自初二开始将要学习的物理，通俗的理解就是物质运动、变化的一些道理。它与我们的生活息息相关，它并不可怕，有时还很有趣。

【思考题】 

除了镜子，你还可以举出一两个生活中的物理规律的例子吗？

物理老师讲物理，我们下一讲再见！欢迎大家给我留言。

【备课手稿】