物理力学知识点总结

物理力学知识点总结（精选6篇）

物理力学知识点总结 第1篇

初中物理力学知识点总结

一、力知识归纳

1．什么是力：力是物体对物体的作用。

2．物体间力的作用是相互的。(一个物体对别的物体施力时，也同时受到后者对它的力)。

3．力的作用效果：力可以改变物体的运动状态，还可以改变物体的形状。（物体形状或体积的改变，叫做形变。）

4．力的单位是：牛顿(简称：牛)，符合是N。1牛顿大约是你拿起两个鸡蛋所用的力。

5．实验室测力的工具是：弹簧测力计。

6．弹簧测力计的原理：在弹性限度内，弹簧的伸长与受到的拉力成正比。7．弹簧测力计的用法：(1)要检查指针是否指在零刻度，如果不是，则要调零；(2)认清最小刻度和测量范围；(3)轻拉秤钩几次，看每次松手后，指针是否回到零刻度，(4)测量时弹簧测力计内弹簧的轴线与所测力的方向一致；⑸观察读数时，视线必须与刻度盘垂直。（6）测量力时不能超过弹簧测力计的量程。8．力的三要素是：力的大小、方向、作用点，叫做力的三要素，它们都能影响力的作用效果。

9．力的示意图就是用一根带箭头的线段来表示力。具体的画法是：(1)用线段的起点表示力的作用点；

(2)延力的方向画一条带箭头的线段，箭头的方向表示力的方向；

(3)若在同一个图中有几个力，则力越大，线段应越长。有时也可以在力的示意图标出力的大小，10．重力：地面附近物体由于地球吸引而受到的力叫重力。重力的方向总是竖直向下的。物体由于地球的吸引而受到的力叫重力。重力的施力物体是地心。重力的方向总是竖直向下。物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比，计算公式是：G=mg，g为比例系数，重力大小约为9.8N/kg，重力随着纬度大小改变而改变，表示质量为1kg的物体受到的重力为9.8N。重力作用在物体上的作用点叫重心。11.重力的计算公式：G=mg，（式中g是重力与质量的比值：g=9.8 牛顿/千克，在粗略计算时也可取g=10牛顿/千克）；重力跟质量成正比。12．重垂线是根据重力的方向总是竖直向下的原理制成。

重锤线是利用重力的方向总是竖直向下的原理制造的仪器

与重锤线平行的线或面都是竖直的，与重锤线垂直的线或面都是水平的。在生产和生活中，我们常用重锤线来检验一条直线是否竖直或一个平面是否水平还可以检查楼房是否竖直。

在生活中在房屋的木条是否与地面平行等等。

重锤线证明重力方向是竖直向下的和地球上存在万有引力。13．重心：重力在物体上的作用点叫重心。

14．摩擦力：两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时，就会在接触面是产生一种阻碍相对运动的力，这种力就叫摩擦力。

15．滑动摩擦力的大小跟接触面的粗糙程度和压力大小 有关系。压力越大、接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。

16．增大有益摩擦的方法：增大压力和使接触面粗糙些。

减小有害摩擦的方法：(1)使接触面光滑和减小压 力；(2)用滚动代替滑动；(3)加润滑油；(4)利用气垫。（5）让物体之间脱离接触（如磁悬浮列车）。

静摩擦力和滑动摩擦力：

静摩擦力大小在0 到最大静摩擦力之间，随着外力的变化而变化 与接触面相切，总与相对运动趋势相反 滑动摩擦力大小与压力成正比，f=Fμ

17.弹力：物体在力的作用下发生的形状或体积改变叫做形变。在外力停止作用后，能够恢复原状的形变叫做弹性形变。发生形变的物体，由于要恢复原状，要对跟它接触的物体产生力的作用。这种作用叫弹力。即，在弹性限度范围之内，物体对使物体发生形变的施力物产生的力叫弹力。接触力按其性质可归纳为弹力和摩擦力，它们本质上都是由电磁力引起的。弹力是接触力，弹力只能存在于物体的相互接触处，但相互接触的物体之间，并不一定有弹力的作用。因为弹力的产生不仅要接触，还要有相互作用。弹力产生在直接接触而发生弹性形变的物体

之间。通常所说的压力、支持力、拉力都是弹力。弹力的方向总是与物体形变的方向相反。压力或支持力的方向总是垂直于支持面而指向被压或被支持的物体。产生条件：接触并产生弹性形变。方向：弹力的方向与物体形变方向相反。

①轻绳的弹力方向沿绳指向绳收缩的方向。

②压力、支持力的方向总跟接触的面垂直，面与面接触，点与面接触，都是垂直于面；点与点的接触要找两接触点的公切面，弹力垂直于这个公切面指向被支持物。

③二力杆件（即只有杆的两端受力，中间不受力（包括杆本身的重力也忽略不计），叫二力杆件），弹力必沿杆的方向。一般杆件，受力较为复杂，应根据具体条件分析。

④杆：弹力方向是任意的，由它所受外力和运动状态决定。

18.同一直线上二力的合成：

合力：如果一个力产生的效果跟几个力共同作用产生的效果相同，这个力就叫做那几个力的合力．

注意：1.“几个力”必须是同时作用在同一个物体上的力． 2.合力并不是物体受到的又一个力．

3.合力的实质是“等效力”，它可以代替那几个力． 同向和反向。

二、力和运动知识归纳

1．牛顿第一定律：一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态。(牛顿第一定律是在经验事实的基础上，通过进一步的推理而概括出来的，因而不能用实验来证明这一定律)。

2．惯性：物体保持运动状态不变的性质叫惯性。牛顿第一定律也叫做惯性定律。

物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质，称为惯性。惯性是物体的一种固有属性，表现为物体对其运动状态变化的一种阻抗程度，质量是对物体惯性大小的量度。当作用在物体上的外力为零时，惯性表现为物体保持其运动状态不变，即保持静止或匀速直线运动；当作用在物体上的外力不为零时，惯性表现为外力改变物体运动状态的难易程度。在同样的外力作用下，加速度较小的物体惯性较大，加速度较大的物体惯性较小。所以物体的惯性，在任何时候（受外力作用或不受外力作用），任何情况下（静止或运动），都不会改变，更不会消失。

在物理学里，惯性（inertia）是物体抵抗其运动状态被改变的性质。物体的惯性可以用其质量来衡量，质量越大，惯性也越大。

3．物体平衡状态：物体受到几个力作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说这几个力平衡。当物体在两个力的作用下处于平衡状态时，就叫做二力平衡。

4．二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反、并且在同一直线上，则这两个力二力平衡时合力为零。

5． 物体在不受力或受到平衡力作用下都会保持静止状态或匀速直线运动状态。

三、压强和浮力知识归纳

1．压力：垂直作用在物体表面上的力叫压力。2．压强：物体单位面积上受到的压力叫压强。

3．压强公式：P=F/S，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米2，压力F单位是：牛；受力面积S单位是：米2 4．增大压强方法 :(1)S不变，F↑;(2)F不变，S↓

(3)

同时把F↑，S↓。而减小压强方法则相反。

5．液体压强产生的原因：是由于液体受到重力。

6． 液体压强特点：(1)液体对容器底和壁都有压强，(2)液体内部向各个方向都有压强；(3)液体的压强随深度增加而增大，在同一深度，液体向各个方向的压强相等；(4)不同液体的压强还跟密度有关系。

7．* 液体压强计算公式：，（ρ是液体密度，单位是千克/米3；g=9.8牛/千克；h是深度，指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离，单位是米。）8．根据液体压强公式：可得，液体的压强与液体的密度和深度有关，而与液体的体积和质量无关。

帕斯卡定律（不可压缩静止流体中任一点受外力产生压力增值后，此压力增值瞬时间传至静止流体各点。）只能用于液体中，由于液体的流动性，封闭容器中的静止流体的某一部分发生的压强变化，将大小不变地向各个方向传递。压强等于作用压力除以受力面积。根据帕斯卡定律，在水力系统中的一个活塞上施加一定的压强，必将在另一个活塞上产生相同的压强增量。如果第二个活塞的面积是第一个活塞的面积的10倍，那么作用于第二个活塞上的力

将增大至第一个活塞的10倍，而两个活塞上的压强相等。可用公式表示为：

即：，也即：

9． 证明大气压强存在的实验是马德堡半球实验。

10．大气压强产生的原因：空气受到重力作用而产生的，大气压强随高度的增大而减小。

11．测定大气压强值的实验是：托里拆利实验。

托里拆利实验：

1．一只手握住玻璃管中部，在管内灌满水银，排出空气，用另一只手指紧紧堵住玻璃管开口端并把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里，待开口端全部浸入水银槽内时放开手指，将管子竖直固定，当管内水银液面停止下降时，读出此时水银液柱与水槽中水平液面的竖直高度差，约为760mm。

2．逐渐倾斜玻璃管，发现管内水银柱的竖直高度不变。

3．继续倾斜玻璃管，当倾斜到一定程度，管内充满水银，说明管内确实没有空气，而管外液面上受到的大气压强，正是大气压强支持着管内760mm高的汞柱，也就是大气压跟760mm高的汞柱产生的压强相等。

4．用内径不同的玻璃管和长短不同的玻璃管重做这个实验（或同时做，把它们并列在一起对比），可以发现水银柱的竖直高度不变。说明大气压强与玻璃管的粗细、长短无关。（控制变量法）

5．将长玻璃管一端用橡皮塞塞紧封闭，往管中注满红色水，用手指堵住另一端，把玻璃管倒插在水中，松开手指。观察现象并提问学生：“如把顶端橡皮塞拔去，在外部大气压强作用下，水柱会不会从管顶喷出？”然后演示验证，从而消除一些片面认识，加深理解。6．通常人们把高760毫米的汞柱所产生的压强，作为1个标准大气压，符号为1atm（atm为压强的非法定单位），1atm的值约为1.013×10^5Pa 12．测定大气压的仪器是：气压计，常见气压计有水银气压计和无液气压计（金属盒气压计）。

13． 标准大气压：把等于760毫米水银柱的大气压。1标准大气压=760毫米汞柱=1.013×105帕=10.34米水柱。

14．沸点与气压关系：一切液体的沸点，都是气压减小时降低，气压增大时升高。15.流体压强大小与流速关系：在流体中流速越大地方，压强越小；流速越小的地方，压强越大。

连通器：

几个底部互相连通的容器，注入同一种液体，在液体不流动时连通器内各容器的液面总是保

持在同一水平面上。连通器的原理可用液体压强来解释。若在U形玻璃管中装有同一种液体，在连通器的底部正中设想有一个小液片AB。假如液体是静止不流动的。左管中之液体对液片AB向右侧的压强，一定等于右管中之液体对液片AB向左侧的压强。因为连通器内装的是同一种液体，左右两个液柱的密度相同，根据液体压强的公式P=ρgh可知，只有当两边液柱的高度相等时，两边液柱对液片AB的压强才能相等。所以，在液体不流动的情况下，连通器各容器中的液面应保持相平。

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初中物理经典易错题

100例－力和运动

１．在湖中划船时，使船前进的的动力是（）

A.桨划水的推力 B.水直接对船的推力 C.人对船的推力 D.水对桨的推力 2.踢到空中的足球,受到哪些力的作用()A受到脚的作用力和重力 B受到重力的作用C只受到脚的作有力 D没有受到任何力的作用 3.一辆汽车分别以6米/秒和4米/秒的速度运动时，它的惯性大小：（）A.一样大； B.速度为4米/秒时大；C.速度为6米/秒时大； D.无法比较 4.站在匀速行驶的汽车里的乘客受到几个力的作用()A.1个 B.2 个 C.3个 D.4个

5．甲、乙两个同学沿相反的方向拉测力计，各用力200牛.则测力计的示数为（）A、100牛 B、200牛 C、0牛 D、400牛

6.一物体受到两个力的作用,这两个力三要素完全相同,那么这两个力()A 一定是平衡力 B 一定不是平衡力 C 可能是平衡力 D 无法判断

7.体育课上，小明匀速爬杆小刚匀速爬绳。有关他们受到的摩擦力下面说法正确的是（）A、因为爬杆时手握杆的压力大，所以小明受到的摩擦力一定大 B、因为绳子粗糙，所以小刚受到的摩擦力一定大 C、小明和小刚受到的摩擦力一定相等 D、若小明的体重大，则他受到的摩擦力一定大

8.如图所示，物体A在水平力F的作用下，静止在竖直墙壁上．当水平力减小为F／2时，物体A恰好沿竖直墙壁匀速下滑．此时物体A所受摩擦力的大小（）

A．减小为原来的1／2 B．和原来一样

C．增大为原来的2倍 D．无法判断 9．蹦极游戏是将一根有弹性的绳子一端系在身上，另一端固定在高处，从高处跳下，a是弹性绳自然下垂的位置，C点是游戏者所到达的最低点，游戏者从离开跳台到最低点的过程中，物体速度是如何变化的?_______________ 10.A、B两物体叠放在水平桌面上，在如图所示的三种情况下：①甲图中两物体均处于静止状态；②乙图中水平恒力F作用在B物体上，使A、B一起以2m/s的速度做匀速直线运动；③丙图中水平恒力F作用在B物体上，使A、B一起以20m/s的速度做匀速直线运动。比较上述三种情况下物体A在水平方向的受力情况，以下说法正确的是（）

A、三种情况下，A在水平方向都不受力B三种情况下，A在水平方向都受力且受力相同 C、①中A在水平方向不受力，②、③中A在水平方向都受力但受力不同 D、①中A在水平方向不受力，②、③中A在水平方向都受力但受力相同

11．饮料厂生产的饮料装瓶后，要在自动化生产线上用传送带传送。如图所示，一瓶饮料与传送带一起水平向左匀速运动，不计空气阻力。请在图中画出饮料瓶受力的示意图。

(图中的A点表示重心)

答案及分析

１．可能错误Ａ．生活经验，用桨划船船才能前进,不划桨船将不动.所以选A 答案正确：Ｄ

B、C不可能，这一点很清楚

本题应从题目的叙述分析入手，“使船前进的动力”这句话是题目的关键。从语句中，我们要体会到的是船桨受到力了，船桨是受力物体。正是因为船桨受力力了，所以才会使船前进。A选项：桨划水的力，力作用于水上，水是受力物体，应是水在动。所以不选A D选项：当桨划水的时，由于力的作用是相互的，水对桨也有力，水对桨的力作用在桨上，相当于作用船上，所以可以使船前进。故选Ｄ 2.可能错误:选A 受到生活经验的影响,而忽视了“空中”这一重要条件

正确答案:B 因为球在空中了,在空中的球脚是没有作用力的,只受重力了.3.D

4.B

5.正确答案B

分析：不可是Ｃ，弹簧称受到了拉力，一定有示数．弹簧称受到的相反方向的两个力，运算时只能是相减而不能相加，所以不可能是Ｄ．＂各用＂了２００Ｎ有力不能显示１００Ｎ，所以也不能是Ａ．

注意弹簧称使用时处于静止．一定受到一对平衡力，这两个力大小是相等的方向是相反的．但显示数值时只显示一个力的大小，所以选Ｂ．

6.B

7.C

8.B

9.先增大后减小分析见<蹦极---力、速度大小变化、动能变化的关系的典型实例>一文 10.A １1.受力如图

物理力学知识点总结 第2篇

强相互作用力乃是让强子们结合在一块的作用力，人们认为其作用机制乃是核子间相互交换介子而产生的。

而其实，强子们之间的相互作用实际上乃是夸克团体与夸克团体之间的相互作用，而夸克团体之间的相互作用则必然乃夸克与夸克之间相互作用的剩余。而夸克之间的相互作用我们已知它是未饱和游空子重合体之间相互作用的延伸，这才是真正的强相互作用之作用机制。

大约地说，当夸克们结合成为强子时，其结构已经较为严密完整，可是，如果强子之间发生了强烈的撞击作用，那么各强子原来的结构则定会遭到破坏，因此，各强子中的大小夸克们则自然会重新产生相互的作用而结合在一块;这，正就是强相互作用的现象。

而说到底，强相互作用的实质乃是由于未饱和游空子重合体之中心体因其综合循环体的未饱和而通过静空子中间体渗透出中心极性而与别的未饱和游空子重合体之外层循环体产生相互吸引，并且自身的循环体同理也受到对方中心体吸引，因而它们之间则产生了强烈的相互作用从而形成了各种层次的联合构成体，而强相互作用则乃是其中一个层次上的联合相互作用而已。

第二节 电磁相互作用力的实质

电磁相互作用力乃是带电荷粒子或具有磁矩粒子通过电磁场传递着相互之间的作用。

电场和磁场的实质我们在前面已经了解：电场乃是游空子循环体的循环变化在周围静空子的中间体中引起极性感应激荡并传递开去。而磁场则是电场因电源的运动而呈现出不同的状态而已。并且我们还知道，电场和磁场实际上也是一种电磁波，不过乃是频率及高的电磁波。

而电磁波能够对许多东西产生作用并使之发生结构状态的改变(如光照能使物体升温、无线电波能在导线中推动电子而形成电流等等)，这是因为任何有质的东西皆由游空子所构成，而任何游空子皆处在静空子之中并与静空子共用中间体;于是，电磁波━━即静空子中间体的极性感应激荡自然会影响游空子从而或多或少地影响了游空子构成体的整体状态。所以，电磁作用的范围其实是很广的。

那么带电荷体与带电荷体之间的相互作用具体是怎样进行的呢?

电荷无非分为正负两种，我们先说异种电荷，即正负电荷之间的相互作用吧。

正负电荷乃是通过各自所产生的电场来进行相互作用的。那么首先请问：既然异种电荷是相互吸引的，可为什么却不常看到正负电荷直接接触进行相互作用并结合在一起呢?

正因为，据我们所知电荷的实质乃是物质基元游空子的循环体或游空子重合体外层的循环体在循环时对外表现出来的极性激荡。这激荡造成周围静空子中间体的极性感应激荡即是所谓的电场。而正负电荷的区别则不过是循环体循环方向的左右旋不同而已。那正负电荷的电场，则乃区别于极性激荡的相位刚好相反。总之，正负电荷皆起源于同一极性体(即游空子循环体)，其区别只是极性体循环的方向相反而已。于是既然如此，当正负电荷直接接触时，实际上则是相同的极性体在接触;而相同的极性体是相互排斥的，因此正负电荷不能够靠在一起直接进行着相互间的吸引作用而只能通过电磁波来进行着彼此间的作用。

这个问题正好又从另一个角度来说明我们这理论之正确与完善。

那么，正负电荷应是如何通过电场来产生相互作用的呢?

由于，电荷所形成的电场实际上乃是电荷激发空间体而产生的那极高频电磁波，而发射电磁波的东西则必然会受到周围空间体(即静空子群)对它的反作用力，那发射极高频电磁波的电荷体所受的反作用力则当然会更加明显。只是，因为电荷体乃是向各个方位同时激发电磁波的，因此电荷体所受的各个方向的反作用力则相互抵消。

可是，当空间里同时有正负电荷时，虽然正负电荷所形成的电场之感应激荡相位相反，但由于在它们俩之间其激荡传播的方向亦相反，故其相位反而是相同的。于是，在它们之间的两端，正负电荷激荡周围每一个静空子时都得到对方传过来的激荡波的帮助，因此，在它们之间的这两边，静空子群对它们俩的反作用力自然会减少许多，于是两个带电荷体便会被自己另一边的较强的静空子反作用力推向对方而表现出异性电荷相吸引的特性。

而如果空间里同时放置的是同种的电荷，那么由于同种电荷所形成的电场之感应激荡的相位是相同的，但由于它们俩之间激荡的方向相反，故相位变成了相反，于是在它们之间的这边激荡静空子反而会受到额外的阻力，因此它们之间的这两端静空子对它们俩的反作用力则比双方另一边静空子对它们的反作用力更大，两个带电荷体便会被推斥开而表现出同种电荷相斥的特性来。

当然，空间里的电荷靠得越近，则各自激荡静空子时受到对方帮助或阻碍的程度则越强;反之，则越弱。

由于，磁场和电场只是外表形式上的不同而已，它们并没有什么本质上的区别。所以，磁性体与磁性体之间的相互作用原理与上述那电荷之间相互作用的原理是一个样的，而电荷在磁场中与磁场的相互作用，其原理在本质上也与上述的原理相同。因此，我们在这里便不需要去讨论那些细节性的问题了。

总之，电磁相互作用之实质乃是由于各带电体之电场的交叉作用而使空间基元静空子对带电体各个方位的电磁场激发产生不同的反作用，于是带电体各个方位在空间体不平衡的反作用力的作用下，产生了带有方向性的力的作用。

电磁相互作用力的实质我们已经清楚，接下来我们要谈的是弱相互作用力的问题。

第三节 弱相互作用力的实质

弱相互作用，主要表现在粒子的衰变过程。

弱相互作用的实质是什么呢?

我们论述过，在宇宙的大循环中，所有的物质基元“游空子”皆随着大循环的进程而缓慢地增加了内部循环的速度。而这速度的增加乃是因为游空子与所经过的一个个静空子产生相互作用的结果，于是，如果是单个独立的游空子，那么它所受到的静空子的作用力便会由于乃是1：1相互作用的关系而显得比较强;如果是重合游空子，则由于相互作用乃是一个静空子同时与多个游空子的相互作用，故其中的每一个游空子所受到的静空子的作用力便会比较弱，于是其内部循环速率的增加自然会更加缓慢。

总之，随着时间的推移，宇宙中所有游空子的内部循环都会缓慢地逐渐加快，而单个独立的游空子与重合游空子中的游空子则乃是其加快的速度有所不同而已;并且，游空子重合体所含的游空子数越多，则它里面的每一个游空子的内循环加速便越慢。

那么，这现象对于各种粒子的结构是否会造成影响呢?

因为各种粒子皆由游空子所构成，所以游空子内部循环的加速当然多少会影响各粒子的内部结构。可是，由于各粒子原本已有一套完整的内部循环系统，于是如果要让整个系统产生结构上的变化，那么游空子的内循环速度当然需要加速到一定的程度，所以，各粒子中那游空子内部缓慢的循环加速，并不能够在每一个时刻都使粒子产生结构上的变化。而如果要实现这结构上的变化，那当然得需要循环加速的不断积累。而这积累过程的长或短，当然取决于各粒子内部的结构情况(包括各游空子原有内部循环的快慢)。

我们知道，电子乃是饱和的游空子重合体，因此电子的内循环加速自然会非常的缓慢，而这，正是电子寿命很久远的根本原因。

当放射性物质之原子核内的各游空子之内部循环随着宇宙大循环的进程(也即是随着时间的推移)被加速到一定的程度时，本来就较不稳定的大原子核的结构(大家知道，原子核的增大是有着极限的，一般情况原子核越大则越不稳定)则容易受到一定的破坏，于是核内的一些游空子重合体便会脱离出来而合成新的小粒子跑了出去，并伴随着静空子的受激而产生γ射线，而那变故后的原子核则重新形成一个新的结构形式从而完成了一次衰变的过程。于是，由于放射作用的消耗，原子核中各游空子的内循环则会慢了下来，回到本来的状态并开始走向新的衰变过程。而这，正就是弱相互作用的实质。

归根结底，弱相互作用乃是物质基元“游空子”与众多的空间基元“静空子”因为经过不断的相互作用而导致游空子内部循环加速到一定的程度而最后导致物质结构的变化。也正因为如此，所以粒子的衰变只取决于时间的进程而与其他的种.种因素(如化学作用和物理作用)统统无关。

好，接下来我们要谈的乃是万有引力之问题了。

第四节 万有引力的实质

万有引力，乃任何有质体(即有质量之物)之间的相互吸引力。那么，这力是如何产生的?其实质又是什么呢?

对于较小的粒子来说，万有引力作用并不明显;但对于较大的物体，其作用则是很明显的。我们这世界上的所谓重量，便源于万有引力。

现在，就让我们用已经知晓的物质与时空的知识去认识万有引力的实质吧。

我们已经知道，宇宙中所有的物质皆由游空子或游空子重合体所构成;而所有的游空子及游空子重合体，在其循环体之中那极性最弱之处，其中心体的负空体极性则会很容易地渗透了出来。并且，随着循环体的循环变化，这渗透出来的中心体极性在每一个方位上则会产生相应的强弱变化;于是周围的静空子中间体便会受此影响而产生出了极性感应激荡。结果，这静空子的感应极性激荡则一个传感一个地传播开去，形成了感应极性激荡之“场”，这“场”不过是一份份空间基元的感应极性激荡罢了。

这就是说：任何物质，其四周围的空间都会产生中心体极性之感应激荡。虽然，这由渗透出来的极性所引起的激荡较弱，但如果质量增大，则由于叠加效应，便会有所加强。

由于静空子中间体的极性感应激荡实际上只能是感应正空体在起主导的作用，因而与感应源起相互作用的则只能是静空子中间体中的感应正空体;因此，游空子循环体(属于正空体极性)与被感应的静空子的相互作用则乃是相排斥的作用(符合了电磁作用之原理)，而游空子中心体(属于负空体极性)与被感应的静空子的相互作用则应该是相互吸引的。于是，当有质体与有质体处在空间里的时候，不管它们是否为带电体(非带电体乃有质体自身循环体所激发的两种电场相互抵消，故循环体没有与空间产生相互作用力)，它们周围那中心体极性渗透而形成的感应激荡则皆存在着;而在它们之间，由于双方那感应激荡的方向相反，因而感应激荡起来更加困难，因此在它们之间双方受到的被感应静空子的反作用力更大，而这反作用力由于乃是吸引的，所以双方则呈现相互吸引的现象━━这正是万有引力作用之实质及过程。

如果撇开感应激荡源与空间体的作用机制，我们可以看到，构成万有引力场的这中心体极性感应激荡与构成电荷之电场的循环体极性感应激荡并没有本质的不同。由于，形成万有引力场的中心体极性乃是以吸引的方式开始感应静空子之中间体的，而形成负电荷之电场的循环体则乃是以排斥的方式开始感应静空子之中间体的;因而两者所形成的极性感应激荡之相位则刚好相反。而我们在前面已知，正负电荷之电场的区别乃是其极性感应之相位的相反而已;因此，从激荡波的本身来看，万有引力之场等同于非常微弱的正电荷之电场。

人们应记得，牛顿之万有引力计算公式与库仑之电荷相互作用力计算公式是何其的相象，其中的缘故，正乃上述之道理。

至于万有引力与有质体之质量及距离的关系，则比较容易理解：质量大，则有质体之中心体的数量多，于是静空子之极性感应激荡由于叠加的效应则越强，于是万有引力作用越强烈;而有质体之间的距离加大了，则由于感应极性激荡随着向外的传递因会受到静空子之循环体及中心体等的干扰而将逐渐地变弱，因此两物之万有引力的作用则会随之而变弱。

终于，宇宙中最基本的四种自然力的作用本质我们都已清楚。于是，我们现在便可以对它们进行概括和统一了。

第五节 四种自然作用力的统一

总之，自然界的四种基本相互作用力，皆源于物质基元游空子与空间基元静空子之间或物质基元与物质基元再加上空间基元三者之间的相互作用。而它们之间的所有的相互作用，说到底乃是两种空间状态“正空体”与“负空体”的相互作用。而这两种“密度”不同、相对于中间态呈对偶正负极性的空间体之相互作用,则最终来源于宇宙的最根本的规则：即━━平衡趋势。而正是这 “平衡趋势”，导致了正负空体的极性吸引;而正空体与正空体、负空体与负空体之间的相互排斥，则乃是因为逆“平衡趋势”所导致。因此，最后我们可以得出结论：自然界的强相互作用力、电磁相互作用力、弱相互作用力、万有引力，全皆起源于“平衡趋势”之作用及逆“平衡趋势”之作用。宇宙正是在“平衡趋势”与逆 “平衡趋势”的双重作用下，不断地进行着循环变化的过程。所以，她是永恒的、并且是美丽的。

宇宙的四种自然作用力在这里终于得到了终极高度的统一。就这一结果，却已是多少物理学家多年来的梦想。

电磁相互作用(electromagnetic interaction)

物理力学知识点总结 第3篇

一、经典力学的产生背景以及发展历程

牛顿在十七世纪提出了三大运动定律以及万有引力定律, 为经典力学的诞生, 奠定了坚实的理论基础。要想顺利解决机械运动过程中遇到的问题, 就要借助微积分方法, 按照牛顿的三大运动定律以及万有引力定律来展开分析。但倘若遇到比较复杂的运动问题, 仅仅应用牛顿应用定律是无法顺利解决这些问题的。此时人们就开始以牛顿运动定律为基础, 衍生出新的定理或者推论, 用以解决复杂的运动问题, 确保解答方法的多样性。因此在经典力学中, 人们开始以力的累积效应为出发点, 提出了能量、动量等多个概念, 继而发现了动量守恒、机械能守恒等定律。这些定律的发现促使经典力学体系逐渐完善起来。十八世纪, 拉格朗日编著了《分析力学》一书, 文中所提到的最小作用原理, 被社会大众所接受。

二、普通物理力学与理论力学课程的衔接

普通物理力学与理论力学具有相同点:它们都将机械运动过程中所遵循的基本规律、推论以及应用作为研究对象, 运动学、动力学以及静力学也成为其中的重要组成部分。运动学中曾对物体的位置变动与时间的关系展开描述, 还分析了物体在运动过程中的具体特征。动力学则详细分析与研究了物体运动状态发生变化的原因。在动力学中第一类问题是指:在物体所受其他物体作用的条件下, 判断物体的实际运动情况;在动力学中第二类问题是指:明确运动情况, 分析物体所受其他物体的作用。静力学中所研究的内容, 就是物体处于平衡状态的时候, 受到其他物体作用应该满足的相关条件。

普通物理力学与理论力学这两门课程, 最初就将牛顿运动定律作为基础, 然后在此基础上展开分析, 归纳出科学的方法, 最后建立起完整的课程体系, 以自然界中不同形式的机械运动为研究中心, 所以普通物理力学、理论力学从研究对象、基本方法这两方面来看, 没有实质性的区别。但这两门课程从具体研究内容方面来讲, 还是存在着一定的区别。例如, 牛顿体系力学是普通物理力学的主要内容, 体系力学中包括了质点运动学以及刚体力学等。牛顿力学体系以及分析力学是理论力学的组成部分。我们可能会认为:牛顿体系力学存在着一定的重复理论, 其实不然。在理论力学中, 学生不仅要了解机械运动的基本概念、基本规律等, 还要掌握处理力学的基本方法, 培养自身的抽象思维能力以及解决实际问题的能力。

三、普通物理力学与理论力学教学上的衔接

(一) 教学目的上的衔接

在普通物理力学教学过程中, 学生要掌握经典力学的基本理念以及规律, 了解处理力学问题时需要用到的方法, 为学生以后的学习奠定坚实的基础。在整个教学过程中, 教师要加强对学生思维变化情况的重视程度, 促使学生更容易学习抽象的理论知识。在理论力学教学过程中, 教师要注意引导学生建立新模型、新理论, 借助新的方法解决难题。此外, 教师还需要重视培养学生分析问题、解决问题的能力, 确保课程教学目标能够顺利实现。

(二) 教学内容上的衔接

通常情况下, 高校会在第一学期开设普通物理力学这门学科, 在教学过程中教师要衔接好教学内容, 让学生了解到高中力学与普通物理力学中存在的区别。在内容得到良好衔接的情形下, 整个教学活动才能顺利展开。

(三) 难度要求上的衔接

在开展理论力学教学活动的过程中, 教师要想让学生快速、准确掌握力学知识, 就应该在知识点难度较大的地方适当增加台阶, 帮助学生理解相关理论知识。在普通物理力学教学过程中, 教师对于非惯性系及惯性力做了如下处理:将当成惯性加速度, 定义为:, 其中为在惯性系中质量为m的质点的加速度, 然而为在非惯性系中质点的加速度。通过公式得出不同非惯性系中的惯性力。比如:当老师要分析角动量L与角速度w的关系, 可以带领学生计算刚体定轴转动, 让学生了解到轴承此时承受的是反作用力, 利用矢量的叉积得到了角动量L与角速度w的关系, 具体关系如下图所示:

在此公式中, 将i、j、k轴作为刚体的三个惯量主轴, 其中I1, I2, I3的分量式分别为主转动惯量, 具体公式如下:

推理式教学方法的运用, 有利于加深学生对知识的理解程度, 提高学生的认识能力。

结束语

在普通物理教学过程中, 教师要引导学生转变自身的观念, 努力提高学生的数学素养。同时教师要引导发现其中存在的问题, 针对这些问题提出合适的解决方案, 便于学生掌握普通物理教学中的理论知识。

参考文献

巧用物理力学知识分析生活实例 第4篇

摘 要：本文运用中学物理力学知识分析4个常见生活实例，采用生活与知识相结合的方式，提升中学生学习物理力学知识的兴趣，有效解决中学物理教学过程中出现的力学知识点抽象、不易被中学生掌握的难题。

关键词：物理 力学 生活 实例

在生活中，力是我们熟知的一个名词，认识力并掌握力的相关知识，是中学物理力学知识教学目标之一。上海科学技术出版社、广东教育出版社联合出版的《物理》（八年级下册）一书，着重讲述力的相互作用、力的三要素、重力、摩擦力等知识。根据《初中物理课程标准》中课程基本理念，我们的物理教学要贴近学生生活，激发并保持学生学习物理知识的兴趣，使学生在学习和探索中掌握物理学的基础知识与基本技能。为了拓宽学生的知识面，阐述4个生活中力的应用实例，帮助学生了解力的特点和力的用途，进一步巩固学习效果，并激发学生学习物理的兴趣。

一、人走路时力的作用

在一条平坦的马路上，一个健康的人可以迈开大步向前走，走路并不难，人只要有气力，抬起腿，迈开步伐，不就能向前走了吗？而事实上，问题并不那么简单。请同学试一个动作：挺直身体，背贴着墙站立着。把任意一只脚抬起来，向前迈步，只要身体一直贴着墙壁，这只脚是迈不出去的。如果抬起的脚向前迈出一步，那么，回望一下，身体已经离开了墙壁。这说明，身体向前移动了。当身体向前移动时，一定借助了一种外力。换句话说，正是这种外力推着人前进。如果这种外力偏小，走路就会很困难。例如，在光滑的冰面上，人们通常不敢迈大步，而只能加倍小心地挪动双脚前进，所以，推着人前进的力正是后脚蹬地的力。

下面运用物理知识中的作用力和反作用力进行分析。人用后脚蹬地时，后脚给了地面一个力，这个力的方向向后，同时，地面也给了人身体一个力，这个力的方向向前，正是这个方向向前的力把人向前推了一下。后脚蹬地面时，人给地面一个方向向后的力，这里把它称为作用力F；同时，地面给人身体一个方向向前的力，这是与作用力相对应的反作用力，它表现为摩擦力f。通常，作用力和反作用力是一对相互作用力，它们大小相等，即F=f，并且方向相反，所以，人在平坦路面上走时会觉得很轻松。如果人行走在冰面上，假设像在平坦路面上走路那样用力向后蹬地，而由于冰面很光滑，人受到冰面给的摩擦力比蹬地的力小很多。这两个力不平衡，人就会摔跤。

二、自行车身上的力学知识

自行车是生活中常用的交通工具，在它的“身上”运用了许多力学知识。

测量长度的应用。在测量弯曲道路的长度时，可采用滚轮法进行测量。比如，一辆普通自行车的车轮半径r约为0.35米，车轮沿路面滚动一圈，历经长度为半径r乘以两倍的圆周率，即约为2.20米，然后，让自行车在道路上持续滚动，记录车轮滚过的圈数n，则弯曲道路的长度为n乘以2.20米。目前广为使用的自行车里程计就采用了这种方法计算自行车行驶路程。

减小摩擦与增大摩擦的应用。为了减小摩擦阻力，自行车的很多部件（如前轴、后轴等）都采用滚动代替滑动的方式。如果将润滑剂加至这些部件，可以进一步减小摩擦阻力，使人们在骑自行车时觉得很轻便。为了增大摩擦，自行车外表很多部位刻有凹凸不平的花纹，如自行车的轮胎、自行车塑料把手套和闸把套等。此外，将滑动摩擦代替滚动摩擦，也是增大摩擦的一种方法。如在刹车时，手用力握紧车闸把，增大刹车皮对钢圈的压力，制止车轮滚动，车轮不再滚动，而在地面上滑动，摩擦力大大增加了，故自行车可以很快停下来。

惯性定律的运用。飞速行驶的自行车，在遇到突发情况时，如果只刹住前轮，后轮会跳起来，这是什么原因？前轮因突然受到阻力而停止运动。因为后轮和车上的人没有受到阻力，根据惯性定律，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，所以，后轮和人要继续向前运动。因此，后轮会跳起来，并继续向前移动一段距离。

由此，学生应切记：在自行车快速行驶时，切忌单独使用前闸刹车，不然容易导致翻车！

三、水槽下水管弯曲的“秘密”

水槽下方大多都是弯曲形的下水管，再接入排水道，看似浪费材料，实际上这样做的目的是为了更好地排放污水，给我们一个清洁的环境，其中利用了物理学中的连通器原理，即连通器内装入同种液体，当液体静止时，容器中的液面总保持相平。

弯曲形状的下水管就是一个简单的连通器。当水管A处没有水流入时，连通器A、B两处的液面在同一水平面，A管底部压强P2等于B管底部压强P1，下水管A、B两处之间U形管内液体不流动，这就避免排水道里污水的异味渗出；当水流入A处时，A处液面会高于B处液面，A管底部压强大于B管底部压强，即P2>P1，在液体内出现的这个压强差使水流动，脏水排走。

四、吊扇的受力分析

吊扇是一种生活中常见的电器，它通常是固定安装在天花板上，所以称为吊扇。吊扇可以调节房内的空气流动，夏季使用能产生很好的消暑效果。当吊扇静止时，吊扇受到竖杆（用来悬挂吊扇）对吊扇的拉力F和吊扇自身的重力G。根据物体平衡状态特点，有F=G。那么，当吊扇工作起来以后吊扇的竖杆是否因受力增大而使吊扇掉下来，这个问题学生往往容易产生疑惑。通过对吊扇进行受力分析，可以解决这一问题，得到的答案是否定的，具体情况可作如下分析。

当吊扇转动起来，扇叶向下推动空气，这个推力为F空，根据“物体间力的作用是相互的”可知：同一时刻，空气也对扇叶施加了一个向上的力F'空。经过受力分析可知，吊扇受到3个在竖直方向上的力，即：重力G（方向为竖直向下）、竖杆施加的拉力F'（方向为竖直向上）和空气施加的力F'空（方向为竖直向上）。当吊扇平稳旋转时，在竖直方向上有F'+F'空=G，则吊扇处于平衡状态。通过对吊扇前后平衡状态的对比分析，可以知道：吊扇旋转时受到竖杆的拉力F'比静止的时候受到的拉力F小。因此，当吊扇转动起来以后，我们根本不必担心它是否会掉下来。

物理源于生活，教学应贴近于生活、联系于生活、应用于生活、升华于生活。世事洞明皆学问，生活中蕴含着丰富的物理知识，教师应引导学生在日常生活中深入观察、勤于思考、勇于探究。让学生结合自己所学，学以致用。既帮助学生养成良好的思维习惯，又能获得物理知识的内涵，体验成功的喜悦，激发进一步深入学习、探究未知知识领域的兴趣，感受物理学科独特魅力的一面。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.《义务教育物理课程标准》（2011年版）[M].北京：北京师范大学出版社，2012.

[2]华东地区初中物理教材编写组.《物理》（八年级下册）[M].上海/广州：上海科学技术出版社/广东教育出版社，2013.

[3]华东地区初中物理教材编写组.《物理》（八年级上册）[M].上海/广州：上海科学技术出版社/广东教育出版社，2013.

[4]戴树鸿.用电子表作自行车里程计[J].家庭电子，1994，12：9.（作者单位：江西省体育运动学校）

高中物理力学知识点总结与归纳 第5篇

1．力的作用、分类及图示

⑴力是物体对物体的作用，其特点有一下三点：①成对出现，力不能离开物体而独立存在；②力能改变物体的运动状态（产生加速度）和引起形变；③力是矢量，力的大小、方向、作用点是力的三要素。

⑵力的分类：①按力的性质分类；②按力的效果分类。

⑶力的图示：画图的几个关键点①作用点，即物体的受力点；②力的方向，在线的末端用箭头标出；③选定标度，并按大小结合标度分段。

2．重力

⑴产生：①由于地球吸引而产生（但不等于万有引力）。②方向竖直向下。③作用点在重心。

⑵大小：①G=mg，在地球上不同地点g不同。②重力的大小可用弹簧秤测出。

⑶重心：①质量分布均匀的有规则形状物体的重心，在它的几何中心。②质量分布不均匀或不规则形状物体的重心，除与物体的形状有关外，还与质量的分布有关。③重心可用悬挂法测定。④物体的重心不一定在物体上。

3．弹力

⑴产生：①物体直接接触且产生弹性形变时产生。②压力或支持力的方向垂直于支持面而指向被压或被支持的物体；③绳的拉力方向沿着绳而指向绳收缩的方向。

有接触的物体间不一定有弹力，弹力是否存在可用假设法判断，即假设弹力存在，通过分析物体的合力和运动状态判断。

⑵胡克定律：在弹性限度内，F=KX，X－是弹簧的伸长量或缩短量。

4．摩擦力

⑴静摩擦力：①物接触、相互挤压（即存在弹力）、有相对运动趋势且相对静止时产生。②方向与接触面相切，且与相对运动趋势方向相反。③除最大静摩擦力外，静摩擦力没有一定的计算式，只能根据物体的运动状态按力的平衡或F=ma方法求。

判断它的方向可采用“假设法”，即如无静摩擦力时物体发生怎样的相对运动。

⑵滑动摩擦力：①物接触、相互挤压且在粗糙面上有相对运动时产生。②方向与接触面相切且与相对运动方向相反（不一定与物的运动方向相反）②大小f=μFN。（FN不一定等于重力）。

滑动摩擦力阻碍物体间的相对运动，但不一定阻碍物体的运动。

摩擦力既可能起动力作用，也可能起阻力作用。

5．力的合成与分解

⑴合成与分解：①合力与分力的效果相同，可以根据需要互相替代。①力的合成和分解遵循平行四边形法则，平行四边形法则对任何矢量的合成都适用，力的合成与分解也可用正交分解法。③两固定力只能合成一个合力，一个力可分解成无数对分力，但力的分解要根据实际情况决定。

⑵合力与分力关系：①两分力与合力F1 +F2 ≥F≥F1 －F2，但合力不一定大于某一分力。②对于三个分力与合力的关系，它们同向时为最大合力，但最小合力则要考虑其中两力的合力与第三个力的关系，例如3N、4N、5N三个力，其最大合力F＝3＋4＋5＝12N，但最小合力不是等于三者之差，而是等于0。

6．在共点力作用下物体的平衡

⑴物体所处状态：①此时物体所受合力=0。②物处于静止或匀速运动状态，即平衡状态。

⑵两平衡力与作用反作用力：①平衡力作用在同一物体上，其效果可互相抵消，它们不一定是同一性质的力；②作用与反作用力分别作用在两不同的物体上，其效果不能互相抵消（其效果要结合各个物体的其他受力情况分析），但必是同一性质的力。

7．物体的受力分析

⑴确定研究对象：①隔离法：研究对象只选一个物体。②整体法：研究对象是几个物体组成的系统。③应用整体法一般要求这几个物体的运动加速度相同，包括系统中各物体均处于平衡状态（当加速度不同时，也可应用）。

⑵作力的示意图（力图）：

热力学及统计物理第二章知识总结 第6篇

热力学函数中的物态方程、内能和熵是基本热力学函数，不仅因为它们对应热力学状态描述第零定律、第一定律和第二定律，而且其它热力学函数也可以由这三个基本热力学函数导出。

焓：自由能：

吉布斯函数：

下面我们由热力学的基本方程(1)即内能的全微分表达式推导焓、自由能和吉布斯函数的全微分

 焓、自由能和吉布斯函数的全微分

o

焓的全微分

由焓的定义式，求微分，得，将（1）式代入上式得o 自由能的全微分

(2)由得

(3)o 吉布斯函数的全微分

(4)从方程（1）（2）（3）（4）我们容易写出内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分dU，dH，dF，和dG独立变量分别是S，V；S，P；T，V和T，P 所以函数U（S，V），H（S，P），F（T，V），G（T，P）就是我们在§2.5将要讲到的特性函数。下面从这几个函数和它们的全微分方程来推出麦氏关系。

二、热力学（Maxwell）关系(麦克斯韦或麦氏)(1)U（S，V）

利用全微分性质（5）

用（1）式相比得（6）

再利用求偏导数的次序可以交换的性质，即

（6）式得（2）H（S，P）

（7）

同（2）式相比有

由得（8）

（3）F（T，V）

同（3）式相比

（9）

（4）G（T，P）

同（4）式相比有

（10）

（7），（8），（9），（10）式给出了热力学量的偏导数之间的关系，称为麦克斯韦（J.C.Maxwell）关系，简称麦氏关系。它是热力学参量偏导数之间的关系，利用麦氏关系，可以从以知的热力学量推导出系统的全部热力学量，可以将不能直接测量的物理量表示出来。例如，只要知道物态方程，就可以利用（9），（10）式求出熵的变化，即可求出熵函数。

§2.2麦氏关系的简单应用

证明

1.求

选T,V为独立变量，则内能U（T,V）的全微分为

（1）

熵函数S(T,V)的全微分为(2)又有热力学基本方程由(2)代入(3)式得

(3)

(4)(4)相比可得(5)(6)由定容热容量的定义得

(7)2.求

选T、P为独立参量，焓的全微分为

（8）

焓的全微分方程为（9）

以T、P为自变量时熵S（T、P）的全微分表达式为

(10)将(10)代入(9)得(11)(8)式和(11)式相比较得(12)

(13)

(14)3求

由(7)(14)式得(15)把熵S看作T,V的函数,再把V看成T,P的函数,即对上式求全微分得

∴代入（15）式得

由麦氏关系得即得证

（16）

4、P，V，T三个变量之间存在偏导数关系

而

可证

（17）

§2.3气体的节流过程和绝热膨胀过程

气体的节流过程(节流膨胀)和绝热膨胀是获得低温的两种常用方法,我们利用热力学函数来分析这两种过程的性质

一,气体的节流(焦耳---汤姆逊效应)

1、定义：如图所示

有一由绝热材料制成的管子,中间用一多孔塞(节流阀)隔开,塞子一边维持较高的压强P,另一边维持较低的压强P,在压力的作用下,气体由高压的一边经过多孔塞流向低压的一边。由于多孔塞对气流的巨大的阻力，气体的宏观流速极小，因而对应的动能可以略去。我们把气体在绝热条件下，气体由稳定的高压经过多孔塞流到稳定的低压一侧的过程称为气体的节流过程。

2、特点：

  它是不可逆的，这是显然的，因为气体通过多孔塞时，要克服阻力作功，这种功转变成热。

初态与末态等焓，证明如下

开始在多孔塞左边取一定量的气体，压强为其压强、体积、内能分别为外界对这部分气体所作的功是一定律有

，，体积为，内能为.气体通过多孔塞后，，气体在节流过程前后，内能增加为，因为过程是绝热的，根据热力学第移项后得

根据焓的定义式得（1）

焓是一个状态量，可见节流前后气体的焓不发生变化，但对于气体在过程中所经历的非平衡态焓是没有定义的。这儿指的是初态和终态气体的焓相等。

 J-Th效应

实验表明：气体经节流后，其温度可能升高，也可能降低，也可能不变，我们称在节流过程中温度随压强改变的现象为焦耳—汤姆逊效应。这个效应用焦汤系数

来表示，它的定义为（2）

上式的右方表示在等焓过程中温度随压强的改变，应当注意的是在节流过程中气体的压强总是降低的（dp<0）,因而 1）当时，表明节流后气体的温度降低了，气体节流后变化了，称为正效应；

2）时，即在节流后气体变热了，叫做负效应；

3）时，气体经节流后温度不变，叫做零效应；

一种气体节流后温度如何变化与状态方程及气体节流前后的状态有关。

3，与态式的关系

取T，P为状态参量，状态函数焓可表为H=H（T，P）。应用数学公式，其偏导数间应存在下述关系：

及定量热容量

得

（3）

又由体胀系数定义代入上式得

（3）（4）给出了焦—汤系数与物态方程及热容量的关系 将1mol理想气体物态方程代入（3）得

∴

说明理想气体在节流过程前后温度不变，理想气体没有焦—汤效应。

 J—Th图

（3）式右边的参量是可以由实验测量的，我们可以画出T—P曲线，如图是的J—Th图，图中实验代表等焓线，可由实验直接测定，等函数的斜线转换温度，虚线处等函数的斜线，使的温度称为焦汤效应的，的曲线称为转换曲线，如图所示虚线即表示转换曲线。虚线左边节流过程降温（正效应），虚线右边流的降温效应使气体降温而液化。

二、气体的绝热膨胀，节流过程升温（负效应）。所以可以利用节另一种使气体降温的有效方法是使气体作准静态的（可逆）绝热膨胀（等熵膨胀），因为绝热过程所以,所以准静态绝热过程系统的熵不变。分析绝热膨胀过程中气体的温度随压强的变化关系，取T，P为状态参量，状态函数熵可表为S=S（T，P）。其全微分方程

由，和麦氏关系

代入上式得（5）

上式右方总是正的，所以，这表示气体在绝热膨胀中随着压强的减小，它的温度总是降低的，也就是气体绝热膨胀变冷了。

§2,4基本热力学函数的确定

我们通过热力学第一和第二定律，态函数的全微分特性及Maxwell关系，导出热力学函数的微积分方程表达式，并通过此函数给出内能和熵的直接测量参数的表达式，即可认为这个热力学函数可被测定了。

1、以T,V为状态参量，基本热力学函数的测定

物态方程为（1）

内能的全微分为

(2)沿一条任意的积分路线求积分，可得

（3）

（3）式既内能的积分表达式。以Ｔ，Ｖ为变量熵的全微分为

（４）

求线积分得此即熵的积分表达式

（５）

由（３），（５）式可知，如果测得物质的和物质方程即可求得内能函数和熵函数．

２、以Ｔ，Ｐ为状态参量，基本热力学函数的确定

物态方程为（６）

以Ｔ，Ｐ为独立参量时，先求Ｈ是很方便的焓的全微分为

（7）求线积分得此即焓的积分表达式

（8）

由即可求得内能

熵的全微分为（9）

上式求线积分，得此即熵的积分表达式。

（10）

由式（8）（10）可知，只要测得物质的和物态方程，就可以求得物质的焓，内能和熵。

同样方法，利用态函数的全微分特性，热力学定律的微分表达式及Maxwell关系，可求得所有热力学函数的表达式。通过这些表达式，利用直接测得的物理量和物态方程，可完全地确定热力学函数。

3、举例，求Van(范)氏气体系统的内能U和熵S 解：范氏气体的物态方程为

得

由麦氏关系得

§2.5特性函数

一、特性函数

1、定义

特性函数：适当选择独立变量（称为自然变量）之后，只要知道一个热力学函数，就可以通过求偏导数求得均匀系统的全部热力学函数，从而把均匀系统的平衡性质完全确定。这个热力学函数称为特性（征）函数。

内能U作为S，V的函数，焓H作为S,P的函数，自由能F做为T,V的函数，吉布斯函数G作为T，P的函数都是特性函数。在应用上最重要的特性函数是自由能F和吉布斯函数G，相应的独立变量分别是T,V和T,P，下面分别说明之。

2、已知自由能F(T,V)以T,V为独立参量，（1）

全微分方程：（2）

可以求得系统的熵及压强为（3）

求出的压强P是以T,V为参量的函数，实际上就是物态方程。

由自由能的定义式，得

内能（4）

称为吉布斯—亥姆霍兹（H.Helmholtz）第一方程。

3、已知吉布斯函数G（T,P）

以T,P为独立参量（5）

G的全微分方程为（6）

可以求系统的熵和体积，（7）

由吉布斯函数定义式得

内能（8）

又（9）

（10）

自由能和焓也可以由吉布斯函数G(T,P)求得 其中（10）称为吉布斯—亥姆霍兹第二方程。

二、求表面系统的热力学函数

表面张力是在液体表面发生的现象，液体表面是液体与其它相的分界面实际上是很薄的一层，其中性质在与表面垂直的方向上有急剧的变化。在理论处理上把这一薄层理想化，作为一个几何面而假设在分界面两方的两相都是均匀的，假设使液相的质量包括全部质量，因此表面作为一个单独相时不包括有液相的质量。

把表面当作一个相时，它有面积A，内能U，熵S，表面张力系数，已知在等温的条件下，使液体表面积增大dA，表面张力的功与自由能的减少有如下关系：

实验表明：表面张力系数则（1）

仅与温度有关，与表面积大小无关，积分上式并取积分常数为0，即表面张力系数等于单位面积的自由能。

写出表面系统的基本方程（自由能的全微分）

（2）

由此得（3）

其中S为表面系统的熵，由于只是温度的函数，所以上式中的就可写为。所以

（4）

由自由能的定义式得

（5）

由（1）（4）（5）可以看出，只要知道了表面张力系数，就能得到表面系统所有的热力学量，在这个意义上，我们说代表了表面系统的特性。

§2.6平衡辐射的热力学

一、平衡辐射

1、定义：

在光学中已经讲过，温度高于0K的任何物体都以电磁波的形式向外辐射能量。对于给定的物体而言，在单位时间内电磁辐射能量的多少以及辐射能量按波长的分布等，都取决于物体的温度，因此，这种辐射就称为热辐射。物体作热辐射的同时还吸收外界物体的辐射能，如果物体对电磁波的辐射和吸收达到平衡则称为平衡辐射。

2、空腔辐射 假设有一个封闭的空腔，腔壁保持恒定的温度T，由于腔壁不断发射和吸收辐射能，经过一定的时间后，空腔内的电磁辐射场将与腔壁达到平衡，形成平衡，形成平衡辐射场或空腔辐射，具有共同的温度T。

应用热力学第二定律能够证明：腔内电磁辐射的能量（内能）密度和能量密度按频率的分布只取决于温度，与空腔的其它性质（材料、形状等）无关。用反证法证明：

证明：我们考察用不同材料制成的形状不同的两个空腔A和B，它们有共同的温度，如图所示：

如果能量密度的分布与空腔的材料和形状有关，我们可以假设A的能量密度大于B，这时用细管把A,B连通起来，并在A,B与细管连接处插入一个滤光片，只允许圆频率为

到范围内的电磁波（辐射）通过，能量将从A辐射到B而使A降温，B升温，这样就使温度相同的两个空腔A,B自发地出现了温度差。于是就可以设计一个热机工作于A,B之间，对外作功，两相连的空腔相当于单一热源的热机，这就违背了热力学第二定律的开氏表述（不可能从单一热源吸热使之完全变成有用的功而不引起其它变化）。

所以假设不正确，即证得空腔辐射的能量按频率的分布只可能是温度的函数，而与腔壁的材料和形状无关，3、平衡辐射的热力学函数

由经典电磁理论得知辐射压强P与辐射能量密度u的关系为：

（1）

将空腔辐射看作热力学系统，我们选温度T和体积V为状态参量。由于空腔辐射的能量密度u仅是温度T的函数，则辐射场的总能量U(T,V)(2)能量U实际上就是平衡辐射场的内能。下面我们讨论它是温度T的函数关系，并找出其它的热力学函数。

利用内能的全微分式和麦氏关系得

（3）由（1）式得（4）

由（2）式得（5）

将（1）（4）（5）代入（3）式得

分离变量得

积分，得

（6）

可以看出，空腔辐射的能量密度u与绝对温度T的四次方成正比。代入（2）式得平衡辐射场的内能为

（7）

由将（1）（6）（7）式代入

积分得 当V=0时，就没有辐射场了得

∴熵的表达式为（8）

（9）

（10）

在统计物理学部分将会看到，G=0的结果是与光子不守恒相联系的。

在可逆绝热过程中，平衡辐射场的熵不变，所以由（8）式得平衡辐射场的绝热方程为（11）

我们在理论上已推出能量密度

二、黑体辐射，有u就有全部的热力学函数。

我们无法利用实验直接测量能量密度u,但是可以测量绝对黑体发射出来的辐射通量密度，通过来求得u的值。

1、绝对黑体

绝对黑体：如果一个物体在任何温度下都能把投射到上面的任何频率的电磁波全部吸收，这个物体称为绝对黑体。黑体.swf 自然界中没有真正的黑体，但可以制造具有绝对黑体的装置。

如果是一人造黑体，空腔开有小孔，通过小孔射入空腔的电磁波，需要经过腔壁多次反射才有可能从小孔射出。由于每一次反射腔壁都要吸收一部分电磁波。经过多次反射后从小孔射出的电磁波将全部被空腔所吸收。因此可以把带有小孔的空腔看作一个绝对黑体。这个空腔中的电磁辐射也称为黑体辐射。

2、辐射通量密度.单位时间通过单位面积向一侧辐射的总能量，称为辐射通量密度。由电动力学可知辐射通量密度与辐射能量密度之间的关系为

（12）

将理论得到的代入(12)式得(13)

称为斯特藩常量，通过黑体的辐射通量密度测出(13)式称为斯特藩——玻耳兹曼定律。

§2.7 磁介质的热力学

一、磁介质的全微分方程

忽略磁介质的体积变化功外，类似定义

二次偏导次序不变

二、热容量

(麦氏关系)（1）

由，得

（2）

定义：磁介质的热容量为（3）

将（1）（3）式代入上式得

假设磁介质遵从居里定律，则

（4）

表明：等式右边大于零，所以绝热条件下减少磁场这个效应称为绝热去磁致冷，也是获得低温的方法。

三、有体积变化功时的磁介质全微分方程