初高中物理知识衔接.docx
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初高中物理知识衔接
初高中物理衔接知识
第一章如何学习高中物理
一、什么是物理学
二、回顾初中物理
三、高中物理知识结构
四、高中物理和初中物理的主要梯度
（一）概念性阶梯：
1．从标量到矢量的阶梯。
2．速度的概念跨越的“台阶”
3．速度到加速度的阶梯。
（二）规律上的阶梯
（三）研究方法上的阶梯
1．从定性到定量。
2．从一维运动到二维运动。
3．引入平均值的方法。
五、如何学习高中物理
1、认真阅读教材，在预习和复习中学会自学
2、认真听讲，独立思考
3、做好实验，做好练习
第二章高中物理涉及到的数学知识
一、锐角三角函数
（一）锐角三角函数的定义
（二）锐角三角函数的主要性质
（三）0－90°之间的特殊角的各三角函数值：
二、正余弦定律
三、直线方程
四、一元二次函数
五、角的弧度制表示
1．弧度制——另一种度量角的单位制
2、角度制与弧度制的换算
六、例题分析
第三章对物理实验中的一些理论、方法、仪器总结归纳
一、误差
1.误差：
2.系统误差与偶然误差：
①系统误差②偶然误差
3.绝对误差与相对误差：
①绝对误差②相对误差
二、有效数字
1.有效数字
2.有效数字位数的判定方法
三、测量的错误与误差（以长度测量为例）
四、近似数与有效数字
五、几种常用的实验仪器
1．刻度尺
2．秒表
3．电压表与电流表
附录阅读资料
1.诺贝尔和诺贝尔奖
2.牛顿
3.爱因斯坦
4.法拉第
（阅读资料）自行车身上的力学知识
初高中物理衔接知识
第一章如何学习高中物理
一、什么是物理学：
物理学是研究物质结构和运动基本规律的一门学科。
可用十六个字形象描述：
宇宙之谜、粒子之微、万物之动、日用之繁。
宇宙之谜是研究宇宙的过去、现状、未来以及人类如何利用宇宙资源，著名的英国物理学家霍金是我们研究宇宙的代表人物。
粒子之微就是我们不紧紧要在宏观尺度上研究物质的运动，还要在我们看不到的微观世界研究物质的运动，比如现在提出的纳米技术，是在10－9m的尺度上研究物质运动。
万物之动说的是万事万物都在运动，运动是绝对的，静止是相对的。
日用之繁意思是物理与我们的生活密切相关。
物理学的两个重要特点：
1、物理是一门基础学科；
2、物理学是现代技术的重要基础并对推动社会发展有重要的作用。
二、回顾初中物理：
1、机械运动：
重点学习了匀速直线运动。
2、力：
包括重力、弹力、摩擦力，二力平衡条件，同一直线二力合成，牛顿第一定律也称为惯性定律。
3、密度
4、压强，包括液体内部压强，大气压强。
5、浮力
6、简单机械：
包括杠杆、滑轮、功、功率。
7、光：
包括光的直线传播、光的反射折射、凸透镜成像规律
8、热学：
包括温度、内能
9、电路的串联并联、电能、电功
10、磁场、磁场中的力、感应电流
11、能量和能
三、高中物理知识结构：
高中物理的主要内容可分为力学、热学、电学、光学、原子物理五个部分。
力学：
主要研究力和运动的关系。
重点学习牛顿运动定律和机械能。
比如说我们要研究游乐场中的“翻滚过山车”是什么原理。
再如，我们要研究要用多大速度把一个物体抛出地球去，能成为一颗人造卫星？
热学：
主要研究分子动理论和气体的热学性质。
电学：
主要研究电场、电路、磁场和电磁感应。
重点学习闭合电路欧姆定律和电磁感应定律。
初中电学假定电源两极电压是不变的；高中电学认为电源电极电压是变化的。
这说明高中物理比初中物理内容加深加宽，由定性分析变为更多的定量分析，学习迈上一个新的台阶，同学们要有克服困难的思想准备。
光学：
主要研究光的传播规律和光的本性。
原子物理：
主要研究原子和原子核的组成与变化。
四、高中物理和初中物理的主要梯度：
（一）概念性阶梯：
1．从标量到矢量的阶梯。
从标量到矢量的阶梯会使我们对物理量的认识上升到一个新的境界。
初中我们只会代数运算（加减乘除四则运算），仅能从数值上判断一个量的变化情况。
现在要求用矢量的运算法则，即要用平行四边形法则进行运算，判断矢量的变化时也不能只看数值上的变化，还要看方向是否变化。
2．速度的概念跨越的“台阶”。
初中定义速度为路程和时间的比值，只有大小没有方向。
而高中定义为位移和时间的比值，既有大小又有方向，速度是矢量。
初中学习的速度实际上是平均速率。
3．速度到加速度的阶梯。
从位移、时间到速度的建立是很自然的一个过程，我们容易跨过这个台阶。
从速度到加速度是对运动描述的第二个阶梯，面对这一阶梯我们必须经历一个由具体到抽象又由抽象到具体的过程。
首先遇到的困难在于对加速度意义的理解，开始时我们往往认为加速度就是增加出来的速度，这就把加速度和速度的改变量混淆起来。
更困难的是加速度的大小、方向和速度大小、方向以及速度变化量的大小方向之间关系的梳理，都是一个很陡的阶梯。
（二）规律上的阶梯
概念上的阶梯必然导致规律上的阶梯，规律上的阶梯主要表现在以下两个方面：
1．进入高中后，物理规律的数学表达式增多，理解难度加大，致使有的同学不解其意，遇到问题不知所措。
2．矢量被引入物理规律的数学表达式，由于它的全新处理方法使很多学生感到陌生，特别是正、负号和方向间的关系，如牛顿第二定律，动量定理的应用，解题时都要注意各量的矢量性。
（三）研究方法上的阶梯
1．从定性到定量。
初中物理中的内容基本上是对物理现象的定性说明和简单的定量描述，进入高中后要对物理现象进行模型化抽象和数学化描述。
2．从一维运动到二维运动。
初中只学习匀速直线运动，而在高中不仅要学习匀变速直线运动，还要学习二维的曲线运动，并在研究物理过程时引入坐标法，把平面上的曲线运动（如平抛运动）分解成两个方向上的直线运动来处理。
3．引入平均值的方法。
这个方法对于研究非均匀变化的物理量的规律是很重要的科学简化法，如变速运动的快慢、变力做的功、变力的冲量等。
当然，一旦跨越这个台阶就会对很多物理现象的理解带来很大的好处。
总之，从初中到高中，要求我们处理问题时能从个别到一般，由具体到抽象，由模仿到思辨，由形式到辩证逻辑……。
附：
高中物理常见的研究方法
高中物理常用的思维方法
观察与实验法
整体与隔离法
物理模型法
转换法
猜想与控制变量法
动态思维法
类比方法
极限分析法
数学图像法
五、如何学习高中物理：
勤奋得法
学物理物理学难学肯下功夫难化易
论方法方法论易论付诸实践易中难
1、认真阅读教材，在预习和复习中学会自学
自学能力是人的素质的重要组成部分。
很多科学家是自学成才的典范，他们大部分知识是经过自学获得的。
自学能力表现在自己会认真阅读、会独立思考、会查找资料，自己能解决一些疑难问题。
自学能力是一个人能获得知识、能理解与运用知识的基本保证。
同学们上高中要增强自学意识，学会自学，对学好高中各门学科都非常有利。
在预习中，对于第一次接触的概念、规律要认真分析。
对于物理概念的学习，有意识地注重三个方向的思考:
（1）为什么要引入这个概念?
有什么用?
反映什么问题?
（2）这个概念是怎么定义的?
表达式怎样写?
（3）是矢量，还是标量?
方向如何?
对于物理规律的教学也要注重三个方面的学习:
（1）它是怎么得到的?
（2）规律的内容是什么?
表达式怎样?
（3）表达式中各物理量的含义是什么?
条件是什么?
这样去学习新概念，新规律，可加深对知识的理解和掌握，同时也能改掉死记硬背的习惯，逐步掌握学习物理的正确方法。
2、认真听讲，独立思考
学好物理，上课要认真听讲，要在老师的引导下，积极思考问题，主动参与教学过程。
俗话说：
“师傅领进门，修行在自身。
”这个“修行”的功夫要下在“独立思考”上。
独立思考就是要善于发现问题和解决问题。
不会提问的学生，不是学习好的学生，但也不能一遇到问题就问，要先经过自己独立思考后不能解答、其关键的那一步没有想通再去问老师。
3、做好实验，做好练习
物理解题规范主要体现在：
思想方法的规范，解题过程的规范，物理语言和书写的规范。
高考明确要求计算题中“写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位”。
因此解题规范化训练要从高一抓起，重点抓好以下几点。
画受力分析图和运动过程图。
力学中有些习题，不画受力图，不知从何处着手，不能得出正确结果。
画出受力分析图，能使我们更好地理解题意，往往能达到事半功倍的效果，因此，画出正确的受力分析图是解决力学问题的快捷途径。
运动学中画出运动过程示意图，其作用也是不可替代的。
字母、符号的规范化书写，一些易混的字母从一开始就要求能正确书写。
如u、ν、μ、ρ、p，m与M等，一定要认真书写，不少同学m与M不分，结果使表达式变味了。
受力分析图中，力较多时，如要求用大写的F加下标来表示弹力，用小写的f加下标来表示摩擦力；用F与F’来表示一对弹力的作用力与反作用力；力F正交分解时的两个分力Fx、Fy，初、末速度ν0、νt，等等。
必要的文字说明。
“必要的文字说明”能使解题思路清楚明了，解答有根有据，流畅完美。
比如，有的同学在力学问题中，常不指明研究对象，一上来就是一些表达式，让人很难搞清楚这个表达式到底是指哪个物体的？
有的则是没有根据，即没有原始表达式，一上来就是代入一组数据，让人也不清楚这些数据为什么这样用；有的同学的一些表达式中没有字母的说明，如果不指明这些字母的意义也是让人摸不着头脑。
很显然，这些都是不符合要求的。
方程式和重要的演算步骤。
方程式是主要的得分依据，写出的方程式必须是能反映出所依据的物理规律的基本式，不能以变形式、结果式代替方程式。
同时方程式应该全部用字母、符号来表示，不能字母、符号和数据混合，数据式不能代替方程式。
演算过程要求比较简洁，不要求把大量的运算化简写到卷面上。
第二章高中物理涉及到的数学知识
一.锐角三角函数
（一）锐角三角函数的定义。
1．直角三角形的三条边：
如图所示，在直仍三角形ΔABC中，∠C是直角。
则AC、BC叫做直角边，AB叫做斜边。
∠A、∠B都是锐角。
对于∠A来说，AC叫做∠A的邻边，BC叫做∠A的对边。
2．锐角三角函数
初中几何课本中给出锐角三角函数的定义，是依据这样一个基本事实：
在直角三角形中，当锐角固定时，它的对边、邻边与斜边的比值是一个固定的值。
关于这点，我们看右图，图中的直角三角形AB1C1，AB2C2，AB3C3，…都有一个相等的锐角A，即锐角A取一个固定值。
如图所示，许许多多直角三角形中相等的那个锐角叠合在一起，并使一条直角边落在同一条直线上，那么斜边必然都落在另一条直线上。
不难看出：
B1C1∥B2C2∥B3C3∥…，
∵△AB1C1∽△AB2C2∽△AB3C3∽…，
因此，在这些直角三角形中，∠A的对边与斜边的比值是一个固定的值。
根据同样道理，由“相似形”知识可以知道，在这些直角三角形中，∠A的对边与邻边的比值，∠A的邻边与斜边的比值都分别是某个固定的值。
这样，在△ABC中，∠C为直角，我们把锐角A的对边与斜边的比叫做∠A的正弦，记作SinA；锐角A邻边与斜边的比叫做∠A的余弦，记作CosA；锐角A的对边与邻边的比叫做∠A的正切，记作tgA；锐角A的邻边与对边的比叫做∠A的余切，记作cotA，于是我们得到锐角A的四个锐角三角函数。
三角函数定义如下：
设∠A=α，并令AC=x，BC=y，AB=r，则α的四个三角函数值定义为：
∠A的正弦、余弦、正切、余切统称为三角函数（高中数学还将会学到其它的三角函数名称）。
（二）锐角三角函数的主要性质：
1.三角函数值只是一个比值，由角的大小唯一确定，与直角三角形的边长无关。
2．Sinα、Cosα、tanα、cotα均为正值。
3.当0<α<90°时，正弦与正切函数为增函数；余弦与余切函数为减函数
4.对于同一个角α，存在如下的关系：
①平方和关系：
②比值的关系：
③倒数关系：
5.若α、β互为余角，则有：
Sinα=Cosβ,Cosα=Sinβ,tanα=cotβ,cotα=tanβ
（三）0－90°之间的特殊角的各三角函数值：
高中物理计算中经常用到0、30°、37°、45°、53°、60°、90°的角的三角函数的值。
现把这些值列在下面的表格中，这些值都是要求记忆的。
其它角度的三角函数的值可以查数学用表或用计算器来算。
角度
00
300
370
450
530
600
900
sin
0
0.5
0.6
0.8
1
cos
1
0.8
0.6
0.5
0
tan
0
3/4
1
4/3
∞
cot
∞
4/3
1
3/7
0
表格中的370和530角同学们在初中很少遇到，但我们在高中物理中经常要用到它们。
其实这两个角也是大家很熟悉的，还记得“勾3股4弦必5”吧？
在这个直角三角形中，长为5的边所对的是直角，长为3的边所对的锐角就是370，长为4的边对的角就是530。
二、正余弦定律
五、角的弧度制表示
1．弧度制——另一种度量角的单位制
角的单位，除了我们熟知的“度、分、秒”以外，还可以用另一个单位——弧度。
它的单位是“弧度”，记作rad，读作弧度。
在一个圆中，圆心角的弧度值等于圆弧的长度除以圆的半径。
所以，当圆弧的长度等于圆的半径长度时，这段圆弧所对的圆心角称为1弧度的角。
如图：
∠AOB=1rad∠AOC=2rad
2、角度制与弧度制的换算
显然，一个平角是，对应的弧长就是一个“半圆”，如果这个圆的半径是R，那么这段弧长就是πR，所以，180°的角用弧度做单位就是180°=Rπ/R=π弧度πrad。
这个关系式可以作为角度与弧度的换算关系式。
由上述关系式可知：
今后在具体运算时，“弧度”二字和单位符号“rad”可以省略不写。
例如：
3表示3rad，sinπ表示πrad角的正弦。
一些特殊角的度数与弧度数的对应值应该记住。
你能自己推出30°、45°、60°、90°、120°、150°分别等于多少rad了吧！
六、例题分析
在物理中应用锐角的三角函数，要深刻理解锐角三角函数定义，一般说来注意以下三点方法就够用了：
（1）准确理解锐角三角函数定义。
要熟记每个锐角三角函数是怎样规定的，是角的哪条边与哪条边的比；在具体应用定义时，要注意分清图形中，哪条边是角的对边，哪条边是角的邻边，哪条边是斜边。
例1．求出图中sinD，tgE的值。
（2）角A的锐角三角函数值与三角形的大小，即边的长短无关。
根据这一点，我们在已知一个角的任意一个三角函数时，可以通过画直角三角形的办法来求出这个角的所有的三角函数的值，而不一定要知道这个角究竟是多少度的角。
例2：
已知A是锐角，tanA=0.75，求SinA、CosA的值。
分析与解答：
因为tanA=0.75，即∠A的对边与邻边的比值是0.75，我们把这个比值化为最简单的整数比即为3：
4，所以我们可以画一个直角三角形，（如图，各边的长度不一定要很准确）。
它的两条直角边的长分别是3和4，那么由勾股定理可得，
（3）熟记特殊角的三角函数的值。
例3.α为锐角，试比较sinα与cosα的大小。
分析与解答：
先分析比较特殊角的三角函数的值的特点。
可知
第三章对物理实验中的一些理论、方法、仪器总结归纳
一、误差
1.误差：
测量值与真实值的差异称为误差。
误差存在于一切测量之中，而且贯穿测量过程的始终。
2.系统误差与偶然误差：
从误差来源看，误差根据其性质分为系统误差和偶然误差。
①系统误差：
系统误差主要是由于实验原理不够完备、实验仪器精度不够或实验方法粗略而产生的。
系统误差的基本特点是：
实验结果对真实值偏差总是具有相同的倾向性，即总是偏大或偏小。
减小系统误差的方法有：
改善实验原理、提高实验仪器的测量精度、设计更精巧的实验方法。
②偶然误差：
偶然误差是由于各种偶然因素对实验者和实验仪器的影响而产生的。
偶然误差的特点是：
有时偏大，有时偏小，且偏大和偏小的机会相等。
减小偶然误差的方法有：
多次实验取平均值。
通常将足够多次数的测量结果的平均值取为该待测量的真实值。
3.绝对误差与相对误差：
从分析数据看，误差分为绝对误差和相对误差。
①绝对误差：
绝对误差是测量值与真实值之差，即绝对误差
，它反映测量值偏离真实值的大小（多少）。
②相对误差：
相对误差等于绝对误差
与真实值
之比。
常用百分数表示：
。
相对误差反映了实验结果的精确程度。
③对于两个测量值的评估，必须考虑其相对误差。
绝对误差大者，其相对误差不一定大。
二、有效数字
1.有效数字：
带有一位不可靠数字的近似数字叫做有效数字。
有效数字的最后一位是误差所在位。
2.有效数字位数的判定方法：
①从左往右数，从第一个不为零的数字起，数到右边最末一位估读数字止。
②有效数字的位数与小数点的位置无关，可以采用科学记数法来表示。
如
，有三位有效数字。
③以从左往右第一个不为零数字为标准，其左边的“0”不是有效数字，其右边的“0”是有效数字。
如0.0123是3位有效数字，0.01230是4位有效数字。
④作为有效数字的“0”，不可省略不写。
如不能将1.350cm写成1.35cm，因为它们的误差不相同。
前者精确到1/10mm，后者精确到mm。
三、测量的错误与误差（以长度测量为例）
测量的错误与误差是两个完全不同的概念。
错误是应该也可以避免的，而误差是绝对不可避免的，即无论你想什么法子都不可能没有误差，只是误差的大小不同而已。
1．测量的错误是人（测量者）造成的。
尺的放置和怎样读取结果是有一定规则的，按规则进行是正确的，不按规则进行就是错误的，测量的结果也是错误的。
按规则测量这是人能做到的事情，因此测量的错误是可以避免的。
2．任何一个被测物体都有自己一定的尺寸，即都有各自的真实长度值——真实值，我们用尺去测量得到的结果称为测量值，真实值是唯一的，而测量值可以是多个值，测量值与真实值之间的差异叫误差。
产生误差的原因是多方面的，主要关系到两大方面：
①与仪器（即尺）有关
②与测量者有关
事实上，我们所说的测量精确也好、准确也好，都是有误差的精确或准确，都是相对的精确或准确。
例如：
用最小分度值是厘米的尺来测量，误差不会超过1cm；用最小分度值是mm的尺来测量，误差不会超过1mm；用最小分度值是百分之一毫米的尺来测量，误差不会超过百分之一毫米，相对而言，最小分度值越小测量的误差也就越小。
3．减小误差的办法：
误差不可避免，但可以尽量减小误差。
例如选用制作精确的尺，估读认真细心些，在这样的基础上，还可以采取多次测量求平均值的方法来减小误差。
这从两个方面来达到。
①一般来说，同一把尺上不同部位的刻度间距不可能绝对均匀，可能会有轻微的不均匀现象。
多次测量时，应该尽量用尺的不同部位来测量，如果刻度有轻微的不均匀现象，就可能某几次测量结果偏大，而另外几次测量结果偏小，取所有测量结果的平均值，就可以使偏大偏小相互抵消一些，从而使误差相应地小些。
②因为测量需要估读，而估读可能偏大也可能偏小，在多次测量中，可能某几次估读偏大，而另外几次估读偏小，取平均值会使偏大偏小相互抵消一些，从而使误差相应地减少些。
计算平均值时有一个原则应该遵守：
原测量结果有效数字是几位，取其平均值的数，有效数字也取几位，若多，则四舍五入；若少，则补零。
四、近似数与有效数字
1．课本对近似数、有效数字的定义与说明。
利用四舍五入法取一个数的近似数时，四舍五入到哪一位，就说这个近似数精确到哪一位。
对于一个近似数，从左边第一个不是0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。
2．从上面说明与定义，结合数字，从下面几个方面帮助大家认识近似数与有效数字。
①数可以大致分为两类，即精确数和近似数。
如
（1）世界上只有一个地球。
（2）我校有26个班级，其中一班53人，其中出现的数据是精确的，叫做精确数。
再如：
（3）
（4）这本书的长度大约为14.72cm。
这些数据都是近似数，在这些近似数中，如
，3.1这两位数字是准确的，末尾数字“4”是估计的，不准确。
再如14.72中的1、4、7是准确的，而末尾数字“2”是估计的，不准确。
近似数大致有这两类，一类是“计算时”四舍五入得到的，如
，再一类是测量得到的，如这本书的长度大约为14.72cm。
②测量与记录结果
如测量长度、质量、时间等的数据，在记录时应带上单位。
如一位同学测数学课本宽为14.75cm。
倒数第二位“7”是十分位，所对应单位为刻度尺的最小刻度——mm；倒数第一位是百分位，估计值，体现出测量的精确程度，在使用工具测量时，测量记录结果可以估计到最小刻度后一位。
③有效数字的认识
如
（1）“1.235”这个数中有效数字为1、2、3、5。
（2）0.00120035000这个数中有效数字为1、2、0、0、3、5、0、0、0共九位，有效数字是这个数从左边第一位不为零的数字起，到这个数末位数字止的所有数字。
④精确数位的认识
给你一个数，四舍五入法，取近似数，从三个方面精确数位：
（1）精确到万位等，
（2）精确到万分位等，（3）保留几位有效数字。
例如我国人口第五次人口普查有1295330000人。
（1）精确到万位，写为129533万。
（2）保留三位有效数字写为
。
再如
。
（1）保留小数点后三位，写为0.014。
（2）精确到万分位，写为0.0136。
⑤两类特殊数的认识
第一类：
“阿拉伯数+汉字”。
如：
1.2万
第二类：
“科学记数法”表示的数。
如：
。
有些数在四舍五入取近似数时，需要精确到哪位时，就用上面的这两类。
如④中的两个例子。
⑥三组概念的比较与认识
第一组是“精确数”与“精确到哪位”。
“精确数”是一个数，它不是四舍五入得到的，它本身是一个准确的。
“精确到哪位”是数位，通过四舍五入法取近似数而到哪位。
如hand由4个字母组成，这4是精确数，如1.278精确到百分位写为1.28，通过四舍五入法得到，这个数是不准确的。
第二组是“精确到哪位”与“哪位准确”，我们已经明确了“精确到哪位”，而“哪位准确”是指四舍五入得到数的非末尾数字，都是准确的，只有末尾数字不准确，如1.278中1、2、7是准确的，末尾数字8不准确。
第三组是“精确数”与“近似数”，精确数的每个数位上的数都是准确的，与实际相符的数，而近似数是“四舍五入”得到的数。
五、几种常用的实验仪器
1．刻度尺
①刻度尺：
刻度尺又称米尺，常用米尺的最小分度为1mm，量程不等。
②注意事项
<1>米尺的刻度线要紧贴待测物，避免视差。
<2>测量起点不一定选在“0”刻度线，只要操作尽量简便即可。
<3>毫米以下的数值靠目测估读一位，估计至最小刻度值的1/10。
<4>测量精度要求较高时，要进行重复测量后取平均值。
2．秒表
①秒表的构造
<1>外壳按钮：
使指针启动、停止和回零。
<2>表盘刻度：
如图所示，长针是秒针指示大圆周的刻度，其最小分度一般是0.1s，秒针转一圈是30s；短针是分针，指示小圆圈的刻度，其最小分度值常见为0.5min。
②注意事项
<1>检查秒表零点是否准确。
如不准，应记下其读数，并对读数作修正。
<2>实验中切勿摔碰秒表，以免震坏。
<3>实验完毕，应让秒表继续走动，使发条完全放松。
<4>对秒表读数时一般不估读，因为机
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