物理（化工农医类）中职PPT完整全套教学课件

液体气体科技让生活更美好,物理让生活更有趣在物理学习中,培养创造性思维能力,提高科技创新能力

专题一液体、气体的性质及其应用中等职业公共基础课程《物理（化工农医类）》教学课件液体、气体的性质及其应用声波及其应用电学知识及其应用光学知识及其应用全套可编辑PPT课件第一节液体的压强第二节液体的表面性质第三节液体的流动性及其应用第四节理想气体状态方程第五节气体压强的应用第六节学生实验：测量气体的压强第一节液体的压强学习步骤：一、问题导入二、液体压强的特点三、液体压强的大小四、物理与技术教学目标：一、了解液体压强的概念。二、能用公式进行简单计算液体压强。三、知道常用的测量液体压强的方法。五、物理与环境六、物理与职业七、巩固提升1.1问题导入为什么深海潜水员要穿抗压潜水服？潜水员在水中是否受到水的压强？水的压强有哪些特点？下面我们通过本节课的学习，将会了解这方面的知识。

1.2液体压强的特点演示实验—探究液体内部压强的情况初中我们已经对液体的压强有了初步的认识，现在我们通过实验来了解液体压强有哪些特点。实验设备U形管压强计、大烧杯实验步骤1.把探头放进盛水的容器中，观察液体内部是否存在压强。保持探头在水中的深度不变，改变探头的方向，观察液体内部同一深度各方向的压强是否相等。1.2液体压强的特点2.增大探头在水中的深度，观察液体内部的压强与深度有什么关系。3.换用不同的液体（例如酒精、硫酸铜溶液），观察在深度相同时，液体内部的压强与液体密度的关系。1.2液体压强的特点通过以上实验可以得到以下结论:（1）液体内部存在压强。在同种液体内部的同一深度，液体向各个方向的压强都相等。（2）同种液体，深度越深，压强越大。（3）液体内部压强的大小还与液体的密度有关。在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。1.3液体压强的大小我们研究容器中静止液体内部的压强与液体深度、液体密度之间的定量关系。要想得到液面下某处的压强，可以设想这里有一个水平放置的“平面”。这个平面以上的液柱对平面的压力等于液柱所受的重力，所以计算出液柱所受的重力是解决问题的关键。。设液柱的高度为h，平面的面积为S。这个平面上方的液柱对平面的压力F=G=mg=ρVg=ρShg平面受到的压强p=F/S=ρgh所以，可得出液体压强的公式：p=ρgh其中ρ是液体的密度，g是重力加速度，一般取9.8N/kg，h是水面到测量位置的深度。1.3液体压强的大小例题有人说，“设想你在7km深的‘蛟龙’号载人潜水器中把一只脚伸到外面的水里，海水对你脚背压力的大小相当于1500个人所受的重力！”海水压力真有这么大吗？请通过估算加以说明。1.3液体压强的大小

解：因为是估算，海水的密度可以取ρ=1x103kg/m3，g取10N/kg。脚背宽度取8～10cm，脚背长度取12～15cm，则脚背面积为96～150c㎡，近似取S=130c㎡=1.3x10-2㎡。7km深处海水的压强p=ρgh=1x103kg/m3x10N/kgx7x103m=7x107Pa脚背受的压力为F=pS=7x107N/㎡x1.3x10-2㎡=9.1x105N一个成年人的质量约为60kg,所受的重力G=mg=60kgx10N/kg=6x102N假设脚背所受压力的大小相当于n个成年人所受的重力，则n=9.1x105N/6x102N≈1500个。估算结果表明，在深7km的海底，水对脚背的压力确实相当于1500个人所受的重力。1.4物理与技术我国的“蛟龙号”“奋斗者”号载人潜水器“蛟龙”号载人潜水器是我国首台自主设计、自主集成研制的作业型深海载人潜水器，最大下潜深度7000m级，是目前世界上下潜能力最强的作业型深海载人潜水器之一。“蛟龙”号可在占世界海洋面积99.8%的广阔海域中使用，对于我国开发利用深海资源有着重要意义。2020年11月10日，由我国自主研制的万米级全海深载人潜水器“奋斗者”号在西太平洋马里亚纳海沟完成了万米海试，下潜深度达到10909m，刷新了我国载人深潜新纪录，标志着我国在大深度载人深潜领域达到世界领先水平。在致“奋斗者”号全海深载人潜水器成功完成万米海试并胜利返航的贺信中指出，“奋斗者”号研制及海试的成功，标志着我国有了进入世界海洋最深处开展科学探索和研究的能力，体现了我国在海洋高技术领域的综合实力。1.5物理与环境三峡水电站三峡水电站即长江三峡水利枢纽工程，又称三峡工程。三峡水电站是目前世界上规模最大的水电站，也是中国有史以来建设的最大型工程项目。三峡水电站的功能有十多种，但主要有三大效益，即防洪、发电和航运，其中防洪被认为是三峡水电站最核心的效益。三峡水电站于1992年获得全国人民代表大会批准建设，1994年正式动工兴建，2003年6月1日下午开始蓄水发电，于2009年全部完工。三峡水电站大坝高程185m，蓄水高程175m，水库长2335m，安装32台单机容量为70万kW的水电机组。随着最后一台水电机组于2012年7月4日投产，三峡水电站装机容量达到2240万kW，成为全世界最大的水力发电站和清洁能源生产基地。1.6物理与职业职校走出的大国工匠——邓建军1988年，19岁的邓建军中专毕业后，被分配到常州一家公司做电工。邓建军给自己订下了强制学习计划，每晚必须看一个半小时的技术书籍和相关资料。几年下来，他读了200多册专业书籍，在获得大专学历后继续攻读本科。后来，他又用惊人的毅力跨越了英语和德语的障碍，将厂里1000多台（套）机器设备的“脾气”全部摸清，对可能出现的机电故障和对策烂熟于心。奋斗路上无终点，起初仅有中专文凭的邓建军，知识更新不歇劲、技术创新不停步，现已取得工程硕士学位，正从容统筹着企业技术研发、工艺创新等重要环节。“新一代知识型工人的杰出代表”邓建军先后荣获“全国劳动模范”“全国五一劳动奖章”“全国职工职业道德建设十佳标兵”“全国技术能手”“中华技能大奖”“中国纺织大工匠”等称号，2009年入选“100位新中国成立以来感动中国人物”。他在获评为大国工匠时发表如下感言：我从学徒工、一般工人到技师、高级技师，有一种不达目标决不放弃的精神，我要通过各种努力和实践，继续做好技术攻关、传技育徒工作。人生不一定要名牌大学毕业，但一定要把学习作为立身之本。不学习就很难找到自己期待的岗位，更难以实现职业生涯的发展。我要把自己的技能复制到更多的工友身上，带领出在关键制造环节能够挑大梁、担大任的工匠级操作工人群体。像邓建军这样的大国工匠给同学们树立了学习的榜样！1.7巩固提升1.液体压强有哪些特点？2.工程师为什么要把拦河坝设计成下宽上窄的形状？三峡水电站的水库大坝高185m，当水库水深为125m时，坝底受到的水的压强是多大？3.通过参观，认识化工生产、制药或医疗中测量液体压强的常用仪器，撰写调查小报告，并在课堂上交流。第二节液体的表面性质学习步骤：一、问题导入二、液体与气体间的表面张力三、物理与技术四、液体与固体间的浸润现象五、毛细现象六、气体栓塞七、巩固提升教学目标：通过探究与观察，了解液体表面张力现象；了解表面张力产生的原因。了解浸润和不浸润现象，知道毛细现象产生的原因，能用毛细管测定液体的表面张力系数。知道气体栓塞的成因及预防措施。2.1问题导入轻轻放下的硬币可以漂浮在水面上；夏天暴雨过后，会发现蜡质树叶上有许多近似球形的小水珠，轻轻触动树叶，树叶边上的小水珠轻轻坠落，而接近中心的小水珠则来回滚动，没有吸附在树叶表面；把水滴滴在光滑的桌面上，水滴没有收缩成球形而是在下落点周围展开；平静的水面上，一只只“大长腿”的小虫儿如履平地。这些现象背后存在着哪些规律？有什么奥秘？通过下面的学习，我们一起揭开这些现象的奥秘。

2.2液体与气体间的表面张力实验探究—探究液体的表面张力实验设备回形针若干、硬币1枚、大烧杯1个、清水1盆、洗洁精1瓶。实验步骤（1）将大烧杯装满清水后再加入一些洗洁精，取一个回形针，轻轻放入大烧杯水面上，你会观察到什么现象？观察水面有什么细微变化?再取几个回形针，用同样的方法放在大烧杯中的水面上，看看能最多放几个回形针。（2）取一大塑料盆清水，取一枚干燥的硬币，轻轻放置在水面上，你会观察到什么现象？2.2液体与气体间的表面张力通过实验发现，液体表面有一层“薄膜”，正是这层薄膜托起了钱币、回形针。仔细观察还会发现，这层薄膜还有收缩的趋势。液体与气体接触的表面有一个“薄层”，称为表面层。表面层中分子的分布比液体内部稀疏一些，分子间的距离略微大于分子间的平衡距离，分子间的作用力表现为引力。这种液体表面层各部分间的相互引力，称为表面张力。表面张力具有使液体表面绷紧的趋势，从而在液体表面处产生了一层具有引力的弹性“薄膜”。2.2液体与气体间的表面张力水表面的这种“薄膜”，可使硬币、回形针等轻小物体漂浮在水面上。正是由于液体表面张力的作用，才使液体表面总要收缩到最小表面积的趋势，所以我们常见各种液滴的外形表现为近似球形；在地球上，液滴外形呈现为椭球形，是因为受到重力的影响；在太空完全失重的环境下，液滴表现为标准的球形。2013年，我国航天员王亚平在“天宫一号”目标飞行器里进行了世界瞩目的太空授课，她演示的水球便是标准的球形，展示了失重环境下液体表面张力的特性。2.3物理与技术2013年6月20日上午10点，航天员王亚平在太空给地面的学生讲课。此次太空授课主要面向中小学生，共设计了4个实验，使学生了解微重力条件下物体运动的特点、液体表面张力的作用，用以加深对质量、重量以及牛顿定律等基本物理概念的理解。其中，“制作水膜与水球”是第4个实验，也是同学们最感兴趣、最神奇的实验。实验是这样进行的：把一个金属圈插入饮用水袋并抽出后，形成了一个水膜。这在地面上难以实现，因为重力会将水膜“拉得”四分五裂。那么，这个水膜结实吗？实验中，航天员轻晃金属圈，水膜并未破裂，而是甩出了一个小水滴。再往水膜表面贴上一片画有中国结图案的塑料片，水膜依然完好。更神奇的是：在第2个水膜上，用航天专用饮水袋不断注水，水膜很快长成一个晶莹剔透的大水球。水球内有连串的气泡，用针筒抽出气泡，水球却不受到任何破坏。最后，王亚平注入红色液体，红色慢慢扩散，水球变成了一枚美丽的“红宝石”。中国航天员王亚平的“太空授课”2.4液体与固体间的浸润现象观察实验——观察浸润和不浸润现象（1）用滴管在一张干净的塑料片上滴一滴清水，你能观察到什么现象？（2）用滴管在一张油纸上滴一滴清水，你又能观察到什么现象？2.4液体与固体间的浸润现象

由上面的实验可观察到，液体与固体接触时会发生两种不同的现象：在干净的塑料片上的水滴扩展形成薄层，附着在塑料上并把塑料浸湿。这种液体润湿某种固体并附着在该固体表面上的现象称为浸润。在油纸上的水滴没有散开浸湿或附着在油纸表面上，而是在油纸表面上来回滚动。这种液体不润湿某种固体也不附着在该固体表面上的现象称为不浸润。2.4液体与固体间的浸润现象

同样，水对玻璃是浸润的，把水装在玻璃管中，由于浸润现象，水会沿器壁向上扩展，水面呈凹面。水银不浸润玻璃，把水银装在玻璃管里，水银液面会沿器壁下移，导致玻璃管中的水银面呈凸面。2.4液体与固体间的浸润现象在日常生活中，浸润和不浸润都有着非常多的应用。例如，浴巾、毛巾等都是用能被水浸润的棉织物做成的；擦机器的棉纱也是用对油品浸润的织物做成的。当我们制作防水物品的时候，则多是选择对水不浸润的物品，如戴望舒的诗歌《雨巷》里那个姑娘撑着的油纸伞，就是用对水不浸润的刷了桐油的纸做成的。现在，油纸伞中的代表——分水油纸伞的传统制作技艺被誉为“中国民间伞艺的活化石”，也是油纸伞行业中唯一的“国家级非物质文化遗产”。浸润与不浸润的应用2.5毛细现象把不同内径的几种细玻璃管分别插入水和水银中。（1）把不同内径的细玻璃管插入水中，观察玻璃管内水面的形状及比较管内水面和水面的高度。（2）同样，把这些玻璃管再插入水银中，观察水银在玻璃管内的形状及比较管内水银面和水银面的高度。观察实验—观察毛细现象2.5毛细现象在实验中我们观察到，内径不同的细玻璃管插入水中，水面会呈凹面；玻璃管内水面会比水杯内的水面高一些，而且玻璃管越细，水面上升得就越高。把细玻璃管插入水银杯中时，水银面呈凸面，现象与插入水中的正好相反，管内水银面会比容器内水银面还低，管越细，水银面就越低。浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象，称为毛细现象。发生毛细现象的管称为毛细管。2.5毛细现象浸润液体与毛细管内壁接触时，液体会沿着管壁散开，表面张力的收缩作用会形成向上的作用力，从而呈凹形，对液体产生向上的提升效果；从而使管内液体上升，直到表面张力向上的提升作用力与管内上升的液柱本身的重力平衡时，管内液体就不再上升，会停在一定的高度上。不浸润液体在毛细管里下降是由于表面张力的收缩作用产生的，形成向下的作用力，从而形成了凸形。2.6气体栓塞液体在细管中流动时，若管内液体中混有气泡，液体流动将会受到阻碍，气泡数量过多时，可能造成管道堵塞、液体无法流动。这种现象称为气体栓塞。气体栓塞形成的主要原因来自管中气泡表面上液体的表面张力。对于人体，气体栓塞易发生在头颈、胸壁和肺的大静脉，一旦这些血管遭受创伤，外界空气就有可能快速进入血管。若在短时间内进入血管的空气量过多，由于心脏搏动，空气与血液可在右心房和右心室中混合形成泡沫状血液，这种泡沫状血液在心脏收缩时无法排出，易堵塞右心室和肺动脉干出口，严重时可导致血液循环中断而危及生命。如果是少量气体进入血管，虽不会形成泡沫状血液，但仍有可能形成气泡而阻塞局部细小血管。护士在为病人输液、输血时，必须排空管路中的气体，就是基于这个道理。临床中要时刻注意避免在人体血管中形成气体栓塞。以下几种情况较易形成气体栓塞，临床中应予以重视：心内直视手术、胸外科手术、胸膜腔穿刺、颈部血管手术、分娩等。一些需要注射空气的操作如人工气胸、气腹、空气造影等，也容易形成气体栓塞。另外，潜水员从深水中潜升，或用高压氧舱治疗病员，都应保证适当的缓冲时间。否则，高压时溶于血液中的过量气体，在正常压强下会迅速释放出来形成气泡，可能形成气体栓塞。2.7巩固提升1.将干燥的回形针平放在水面上，回形针会漂浮在水面上。分析回形针能漂浮在水面上的原因，思考可以让回形针更容易地漂浮在水面上的方法。进一步提高操作技能、质疑创新等物理学科核心素养。2.设计实验，观察比较肥皂水和清水的表面张力，分析其产生的原因，撰写实验报告。进一步提高实验观察、探究设计等物理学科核心素养。3.收集资料，认识农林生产或医疗中的毛细现象，撰写调查小报告，并在课堂上交流。第三节液体的流动性及其应用学习步骤：一、问题导入二、液体的黏滞性三、科学方法四、流体的流动五、伯努利方程及其应用六、实验探究教学目标：通过探究与观察，了解液体的黏滞性；建构理想流体模型。了解定常流动的概念，知道用流线、流管描述流体运动的方法。了解流体的连续性原理，能进行相关的简单计算。理解伯努利方程，能进行相关的简单计算，能列举其在化工、医药、农林等行业中的应用实例。七、操作与技能八、物理与生活九、物理与技术十、物理与社会十一、物理与职业十二、巩固提升3.1问题导入在日常生活中，我们发现各种液体会表现出不同的性质。比如：在一条河流中，有的地方的河水会平缓地流淌，而有的地方流得很湍急。为什么水的流速会如此不同？有的液体非常黏稠，有的液体不黏稠？输油管道中的石油流淌时和水在管道中流动时的情况是否相同呢？液体表现出的这些现象背后又隐藏着什么奥秘？

3.2液体的黏滞性流体是与固体相对应的一种物体形态，是液体和气体的总称。流体在管道内流动时，在某一断面处各点的流速是不相同的。靠近管壁的点流速为零，而越靠近管道中心的点流速越大。由于各点所在的流层的流速不等，各层流之间产生相对运动，在相邻的流层之间产生阻碍相对运动的内摩擦阻力。这个阻力叫作黏滞力，液体具有黏滞力的性质称为黏滞性。3.2液体的黏滞性影响液体黏滞性的因素（1）压强在低于100个大气压情况下，压强变化对液体黏滞性的影响很小，可忽略不计。在高压的作用下，气体与液体的黏滞性均随压力的升高而增大。（2）温度黏度是流体黏滞性的度量，受流体温度和压力的影响。其中压力的影响很小，通常只需考虑温度的影响。温度对液体和气体黏滞性的影响规律截然不同，温度升高时，液体的黏滞性降低。这是因为液体的黏滞性主要是由液体分子之间的内聚力引起的，温度升高，内聚力减弱，故黏滞性降低。温度升高时，气体的黏滞性增加。因为造成气体黏滞性的主要原因在于气体分子的热运动，温度越高，热运动越剧烈，所以黏滞性就越大。流体的黏度一般无法直接测量，往往是先测量与其有关的物理量，再通过相关方程进行计算得到。人们对黏度的测量早已开始，并且发展了许多相当成熟的方法，如传统的毛细管法、管流法、落球法、旋转法及振动法等。3.3科学方法物理模型物理模型的构建构建物理模型是物理学中常用的一种方法，它能把抽象复杂的物理问题简单化，突出主要问题，忽略次要问题，揭示事物的内在本质，在物理研究中有着重要的作用。我们以前学过的质点、点电荷，这里的理想流体，以及后面要学到的理想气体等，都是物理模型。物理学中所有的定律、原理都是对物理模型而言的。理想流体所谓理想流体，是指不考虑黏滞性的流体，即无黏滞性流体。理想流体实际上是不存在的，它只是一种简化的力学模型。3.4流体的流动流体（气体、液体）流动时，若流体中任何一点的压力、速度和密度等物理量都不随时间变化，则这种流动就称为定常流动，也可称为“稳态流动”或者“恒定流动”；反之，只要压力、速度和密度中任意一个物理量随时间而变化，流体就是做非定常流动或者说流体做时变流动。为了形象地描述流体的运动，采用流线和流管的方式表示流体的运动状态。流线上任意一点的切线方向表示流体的运动方向，每一点上都与速度矢量相切的曲线称为流线。流线是同一时刻不同流体质点所组成的曲线，它给出该时刻不同流体质点的速度方向，如图所示。3.4流体的流动在运动流体空间内作一微小的闭合曲线，通过该闭合曲线上各点的流线围成的细管，称为流管。由于通常情况下流线不会相交，流管内、外的流体都不会穿越管壁。我们也可以在过水断面上任意取一微小面积dA，并通过该面积周界的每一个点作一根流线，这样构成的封闭管状曲面就是流管。流管是流线的管状集合。3.4流体的流动连续性定理连续性定理是研究流体流经不同截面的通道时流速与通道截面积大小的关系，是描述流体流速与截面关系的定理。当流体连续不断而稳定地流过一个粗细不等的管子时，由于管中任何一部分的流体都不能中断或挤压起来，在同一时间内，流进任意切面的流体质量和从另一切面流出的流体质量应该相等。设想在稳定流动的液体中截取一个截面积很小的流管，在流管中我们取任意两个截面A、B，它们的面积分别为S1和S2。要求所有通过S1的流线都有相同的速度v1，通过S2的流线都有相同的速度v2，那么我们定义：在某一时间内，通过某一横截面上的液体体积和时间的比，叫作通过这个横截面的流量。根据质量守恒定理，可以推导出流体的连续性原理：S1v1=S2v23.4流体的流动连续性定理从这个关系式可得出：在同一流管内，流体的流速和它流经的截面积成反比，即截面积大的地方流速小，截面积小的地方流速大。如果所取流管中两处截面积相等，流体通过的速度也相同。例如，用软管给花浇水，将出水口捏小，水喷出的速度就会变大，水喷出的距离就会变远。这是因为水的流量不变，水的速度与截面积成反比，截面积变小，所以速度变大。3.5伯努利方程及其应用火车站的月台上都画有警戒线，乘客要站到警戒线以外。除了乘客与驶来的火车距离太近容易发生碰撞外，还有其他原因吗？为什么人距离火车近了会感觉有力把人向火车方向“吸”？这就跟我们下面要讲的伯努利原理有关。3.6实验探究探究伯努利原理实验设备：文丘里流量计、红色水、水泵。实验步骤：用水泵把红色水抽到文丘里流量计，观察文丘里流量计液面高度的变化。3.6实验探究通过实验可以发现，文丘里流量计收缩段大直径d1处的液面高于小直径d2处的液面高度，说明大直径d1处的压强大于小直径d2处的压强。根据质量守恒定律可知，大直径d1处水的流速小于小直径d2处水的流速，因此得到结论：液体流速越大，压强越小。在理想流体中，利用机械能守恒定律可以推导出伯努利方程：式中，p为流体中某点的压强，v为流体该点的流速，ρ为流体密度，g为重力加速度，h为该点所在高度，C是一个常量。等式左边第1项称为压力能，第2项称为势能，第3项称为动能。3.6实验探究

探究伯努利原理同样是用软管浇花，当把软管举高，会发现出水口水喷出的速度变小，这是因为软管的长度不变，所以沿程压力损失不变，在不考虑水管弯转处的局部压力损失下，出水口处的压力能不变，高度增大，也就是势能增大，所以根据伯努利方程，水的动能减小，也就是出水口水的速度变小。3.6实验探究

喷雾器是利用流速大处压强小的原理制成的。让空气从小孔迅速流出，小孔附近的压强小，容器里液面上方的空气压强大，液体就沿小孔下边的细管升上来。液体从细管的上口流出后，受空气流的冲击，被喷成雾状。汽油发动机的化油器与喷雾器的原理相同。化油器是向汽缸里供给燃料与空气混合物的装置，当汽缸里的活塞做吸气冲程时，空气被吸入管内，在流经管的狭窄部分时流速大、压强小，汽油从安装在狭窄部分的喷嘴流出，马上被喷成雾状，形成油气混合物，进入汽缸。3.6实验探究

C919飞机升力飞机为什么能够飞上天？因为机翼受到向上的升力。飞机机翼横截面的形状上下不对称，飞行时机翼周围空气的流线分布不均匀，机翼上方的流线密、流速大，下方的流线疏、流速小。由伯努利方程可知，机翼上方的压强小，下方的压强大。这样，空气就产生了作用在机翼上向上的升力。3.7操作与技能制作简易喷雾器用一个矿泉水瓶和两根吸管制作一个简易喷雾器。用力吹水平吸管时，竖直吸管上方的空气流速大，压强小，矿泉水瓶中的水在大气压强的作用下从管中喷出。3.8物理与生活血压计伯努利方程在生活中的应用有很多，血压计就是很典型的应用。血压计是测量血压的仪器。体循环动脉血压简称血压，是血液在血管内流动时作用于血管壁的压力，同时也是推动血液在血管内流动的动力。心室收缩，血液从心室流入动脉，此时血液对动脉的压力最高，称为收缩压。心室舒张，动脉血管弹性回缩，血液仍慢慢继续向前流动，但血压下降，此时的压力称为舒张压。把血管中流动的血液当作理想液体，根据伯努利方程可知，血液流速大的地方，血液对血管的压力小，血液流速小的地方，血液对血管的压力大。血压计就是测出这个压力变化，并通过转化模块将其转化为数字显示或汞柱指示。3.9物理与技术都江堰水利工程秦国蜀郡太守李冰和他的儿子吸取前人的治水经验，率领当地人民，主持修建了著名的都江堰水利工程。都江堰是防洪、灌溉、航运综合水利工程，整体规划是将岷江水流分成两条，其中一条水流引入成都平原，这样既可以分洪减灾，又可以引水灌田变害为利，主体工程包括鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道和宝瓶口进水口。都江堰的规划、设计和施工都具有比较高的科学性和创造性。都江堰工程通过内江进水口水位观察掌握进水流量，再用鱼嘴、宝瓶口的分水工程来调节水位，这样就能控制渠道进水流量。这说明早在两千多年前，我国的劳动人民已经掌握并且利用了在一定水头下通过一定流量的堰流原理。通过深淘滩，使河床保持一定的深度，有一定大小的过水断面，这样就可以保证汛期河床安全地通过比较大的洪水量，可见当时人们对流量和过水断面的关系已经有了一定的认识和应用。这种数量关系，正是现代流量公式的重要内涵。3.10物理与社会大国重器”C919大型客机2017年5月5日，我国自行研制的大型客机C919在上海完成首飞。C919是中国首款按照最新国际适航标准研制的干线民用飞机，最大载客量为190人。全机长约39m、高约12m、翼展近36m。C919的标准航程为4075km，可以胜任国内任意两个城市之间的飞行。C919的最大航程可达5555km，相当于从北京到新加坡的飞行距离。C919成功应用3D技术打印钛合金零件，减轻了机身自重；机头少了侧面两块挡风玻璃，流线更顺畅，能减小阻力；机身采用超临界机翼设计，比传统机翼减小5%的飞行阻力，同时应用铝锂合金材料，大大提高了飞机的寿命；航电系统则采用IMA综合处理平台，降低了机载系统成本；设计上，通过加宽客舱和座椅宽度、配备新的机载设备等，改善乘客的舒适性；选用新型发动机，满足噪声和污染物排放的要求。3.11物理与职业“航空手艺人”大国工匠胡双钱C919数百万个零部件中，80%是我国第一次设计生产，许多零件需要进行小批量的生产、试验与磨合。这就需要“航空手艺人”日复一日地精细打磨。37年，加工零件数十万个，无一个次品，这是一种怎样的体验？这无不体现了“大国工匠精神”！在C919制造商的钳工车间里，你一眼就能认出这个传奇的缔造者——高级钳工技师胡双钱。画线、钻孔、打磨……胡双钱头戴护目镜，身着蓝色工作衣，被淡金水染得微微发紫的双手紧握锉刀反复打磨——这个动作，他重复了37年。从20世纪80年代初刚进厂时那个看着“运10”起飞的懵懂青年，到如今参与C919大飞机制造的白发长者，胡双钱将自己的青春年华都献给了中国的民用飞机制造事业。3.12巩固提升1.影响液体黏度的因素主要有哪些？这些影响因素的变化对应着黏度怎样变化？2.流体在圆形管道中以恒定的流量流动，当圆形管道的截面直径突变为之前直径的两倍时，流速变为原来的多少？当圆形管道的截面直径突变为之前直径的一半时，流速变为原来的多少？3.分组讨论有关人体内血液流动的问题，练习用血压计测量心脏的收缩压和舒张压。4.参观都江堰水利工程或查阅相关资料，分析该工程随着季节变化自动调控水流量的原理。第四节理想气体状态方程学习步骤：一、问题导入二、理想气体三、气体状态参量四、实验探究五、理想气体状态方程六、物理与社会七、巩固提升教学目标：通过建构理想气体模型，了解理想气体的状态参量。通过实验，了解理想气体状态方程；能用其解释生产、生活中的相关现象。4.1问题导入在生产生活中，我们经常会遇到一些有关气体状态及变化的问题。例如，我们用打气筒给自行车胎打气，不一会儿我们就会发现打气筒的管壁温度升高；在非常热的天气里，高速行驶的汽车有时会突然爆胎。气体的压强、温度、体积这3个物理量之间有着怎样的关系？下面我们就来学习这方面的有关内容。

4.2理想气体理想气体是人们对实际气体简化而建立的一种理想模型。理想气体具有如下特点：分子本身不占有体积；分子间无相互作用力。从理想气体的特点可以看出，真正的理想气体是不存在的，因为分子虽然体积很小，但还是占有体积，分子间作用力是在任意时刻、任意距离情况下都存在的。在实际应用中，我们把温度不太低、压强不太高条件下的气体近似看作理想气体，而且温度越高、压强越低，越接近于理想气体。4.3气体状态参量在研究气体性质时，气体的体积V、温度T和压强p较易观察和测量，是大量气体分子集体运动的宏观表现，可以用来描述气体的状态，这些描述气体状态的物理量称为系统的状态参量。（1）气体的体积气体的体积通常就是气体容器的容积。气体具有流动性，它总能充满整个容器，因此，气体的体积就是指气体分子能够到达的容器空间。（2）气体的温度宏观上讲，温度是描述物体冷热程度的物理量；从微观方面看，温度是指物体内分子平均动能的标志。气体分子做的无规则运动越剧烈，分子平均动能越大，温度也就越高。同理，气体分子做的无规则运动越慢，分子平均动能越小，气体温度越低。4.3气体状态参量T=t+273.15K定量表示温度高低的方法，称为温标。人们常采用的温标有摄氏温标、热力学温标、华氏温标等。用摄氏温标表示的温度称为摄氏温度，用符号t表示，单位是摄氏度，符号为℃。热力学温标是这样规定的：把-273.15℃作为热力学温标的零度，称为绝对零度，它每一度的大小与摄氏温标相同。用这种温标表示的温度，称为热力学温度。符号用T表示，单位为开尔文，符号用K表示。热力学温度与摄氏温度的关系如上式。（3）气体的压强气体压强是由于大量气体分子对容器壁持续、无规则的撞击产生的。单位面积上大量气体分子对容器壁的压力，就是气体压强，简称气压。压强用p表示。在国际单位制中，压强的单位是帕斯卡，简称帕，符号是Pa。压强的单位还有千帕（kPa）和兆帕（MPa），它们和帕的换算关系分别是1kPa=103Pa1MPa=106Pa4.4实验探究探究一定质量的气体压强、温度和体积的关系实验设备气压计、温度计、活塞、玻璃管、水槽、热水、凉水、铁架台等。实验原理以封闭在玻璃管内的气体为研究对象，分别控制气体的温度、体积、压强不变，测出另外两个量的数值。通过分析，得出一定质量的气体压强、体积和温度之间的关系。

实验步骤（1）根据图片安装实验器材；（2）在保持气体压强不变的情况下，把玻璃管分别放入温度不同的水槽中，放置一会等玻璃管内的气体与水的温度平衡后，测量水的温度，即为玻璃管内气体的温度。改变水的温度，即改变气体的温度。测量多组数据，将其换算成SI单位（或统一单位）后填入表中，分析气体体积与温度之间的关系。4.4实验探究（3）在保持气体体积不变的情况下，把玻璃管分别放入温度不同的水槽中，改变水的温度，即改变气体的温度。测量多组数据，将其换算成SI单位（或统一单位）后填入表中，分析气体压强与温度之间的关系。（4）在保持气体温度不变的情况下，改变气体的体积，测量多组数据，将其换算成SI单位（或统一单位）后填入表中，分析气体压强与体积之间的关系。（5）用作图法，分析得出一定质量的气体压强、体积和温度之间的关系。4.5理想气体状态方程思考一定质量的气体压强、温度和体积的关系通过实验，我们可以得出以下结论：在密闭容器中的定量气体，在温度保持不变的条件下，压强与体积成反比关系；在密闭容器中的定量气体，在体积保持不变的条件下，压强与热力学温度成正比；在密闭容器中的定量气体，在压强保持不变的条件下，体积与热力学温度成正比。综合以上结论可得或式中，p为压强（Pa），V为气体体积（m3），T为温度（K），C是与气体种类和质量有关的常量。上式反映了一定质量的理想气体状态发生变化时压强、体积和温度所遵循的规律，称为理想气体状态方程，又称作理想气体定律、普适气体定律。它是描述理想气体在处于平衡态时压强、体积、温度间关系的状态方程。4.6物理与社会工业气体气体种类繁多，在工农业生产中有着广泛的应用。我们常见的液化石油气（图1-4-3）在常温常压下呈气态，就是一种典型的工业气体，主要用于工业制造方面。工业气体是整个工业的基础性资源，在国民经济当中有着重要的地位和作用，广泛应用于冶金、石油、化工、机械、电子、航空航天等诸多领域，在国防建设和医疗卫生领域也发挥着重要作用。如同水和电一样，有人形象地把工业气体比喻为工业的“血液”。2010年，我国工业气体市场规模达到410亿元，比2005年增长了67%，在全球市场的占比提高到10.6%；2015年，我国工业气体市场规模达到近1000亿元；2019年，我国工业气体市场规模达到1477亿元，在全球市场的占比提高到17%左右；2021年年末，我国工业气体市场规模有望达到近1600亿元。我国的工业气体以超乎寻常的速度飞速发展，一定程度上反映了我国经济的高速发展。4.7巩固提升1.冬季，将装有半瓶热水的暖水瓶放置一个夜晚，次日一早拔瓶口的软木塞时会觉得很紧，不易拔出。这是为什么？2.炎热的夏天，给汽车轮胎充气时，一般都不能充得太足；给自行车轮胎充气时，也不能充得太足。这是为什么呢？3.通过参观，了解化工生产和制药过程中常见气压计的工作原理，撰写调查小报告，并在课堂上交流。进一步发展实验观察、技术运用等物理学科核心素养。第五节气体压强的应用学习步骤：一、问题导入二、气体压强的概念三、道尔顿分压定律四、物理与生活五、物理与环境六、巩固提升教学目标：通过观察，了解大气压强、绝对压强、相对压强、正压、负压的概念；能列举医疗和防火救生中应用正压、负压的实例。了解道尔顿分压定律。5.1问题导入当你收听收看天气预报时，常听到“高气压”“低气压”等，这是怎么回事？我们知道气体压强都是正值，为什么还会听到有人说负压？绝对压强和相对压强之间有什么区别？下面我们来学习这方面的知识。

5.2气体压强的概念在初中阶段我们已经学习过大气压强，就是作用在单位面积上的大气压力，即等于单位面积上向上延伸到大气上缘的垂直空气柱所受的重力。气压大小与高度、温度等条件有关，一般随高度增大而减小。1个标准大气压等于760mm高的水银柱所受的重力，它相当于1cm2面积上承受1.0336Ｎ的大气压力。在粗略计算时，可以用105Pa表示1个标准大气压。绝对压强是以没有任何气体存在的绝对真空为零点计算的压强。大气压强就是以绝对真空为零点计算的压强。相对压强是以当时当地的大气压强为基准点计算的压强。相对压强按绝对压强与当时当地大气压强的相对大小，又可分为两种：正压和负压。5.2气体压强的概念正压和负压在物理学中，正压和负压分别叫表压强和真空压强（真空值），都是相对压强的一种，它们之间的关系如下：正压=表压强=绝对压强-标准大气压负压=真空压强（真空值）=标准大气压-绝对压强正压和负压一般指一个密闭容器内的压强状态。假设该密闭容器内的压强为p，当p＞1atm时，称该密闭容器内为正压；当p=1atm时，称该密闭容器内为常压；当p＜1atm时，称该密闭容器内为负压。正压就是指比常压（即常说的1个标准大气压）的气体压力大的气体状态。例如，给自行车或汽车轮胎打气时，打气筒的出气端产生的就是正压。负压是低于常压的气体压力状态。在工业上，如微型泵（如微型增压泵、微型气泵、微型抽气打气泵、微型气体循环泵等）选型中常要涉及正压。通常在负压脉动式清肺仪的治疗、负压病房等涉及负压。5.2气体压强的概念高气压和低气压高气压是指比周围的气压高的地点，其中气压最高的地点叫作“高气压中心”。北半球的高气压中心附近，风是以顺时针涡旋向外吹去，所以该部分的空气较为稀薄。为补充它，空气自上空降落，形成下降气流，通常都是好天气。某地区气压的高低是与周围比较而言的，其中气压最低的地方叫作“低气压中心”。四周压力较大地方的空气都会流到中心来，就像四周高山上的水都汇集到盆地中心去一样。北半球的低气压中心附近，风是向中心吹进，为逆时针旋涡，且吹进来的空气形成上升的气流，通常是天气不好。5.3道尔顿分压定律道尔顿定律道尔顿分压定律（也称道尔顿定律）描述的是理想气体的特性。这一经验定律是在1801年由约翰•道尔顿（JohnDalton）观察得到的。在任何容器内的气体混合物中，如果各组分之间不发生化学反应，则每一种气体都均匀地分布在整个容器内，它所产生的压强和它单独占据整个容器时所产生的压强相同。也就是说，一定量的气体在一定容积的容器中的压强仅与温度有关。例如，0℃时，1mol氧气在22.4L体积内的压强是101.3kPa。如果向容器内加入1mol氮气并保持容器体积不变，则氧气的压强还是101.3kPa，但容器内的总压强增大一倍。可见，1mol氮气在这种状态下产生的压强也是101.3kPa。道尔顿总结了这些实验事实，得出下列结论：某一气体在气体混合物中产生的分压等于在相同温度下它单独占据整个容器时所产生的压力，而气体混合物的总压强等于其中各气体分压之和。这就是气体的道尔顿分压定律。道尔顿分压定律只适用于理想气体混合物，实际气体并不严格遵从道尔顿分压定律，在高压情况下尤其如此。当压力很高时，分子所占的体积和分子之间的空隙具有可比性；同时，更短的分子间距离使分子间作用力增强，从而改变各组分的分压力。这两点在道尔顿分压定律中并没有体现。5.4物理与生活了解压强的这些概念，有助于解释压强在各种实际情况的应用。如在医疗中，可以在高压（超过常压）环境中呼吸纯氧或高浓度氧，以治疗缺氧性疾病和相关疾患，即高压氧治疗。高压氧舱是进行高压氧疗法的专用医疗设备，按加压的介质不同，分为空气加压舱和纯氧加压舱两种。高压氧舱通常由舱体、供排气（氧）系统、空调系统和控制系统等组成。加压介质为空气或医用氧气，空气加压最高工作压力不大于0.3MPa，氧气加压最高工作压力不大于0.2MPa。空气加压根据舱内治疗人数不同分为单人氧舱和多人氧舱。氧气加压舱进舱人数为1人，通常分为成人医用氧舱和婴幼儿（含新生儿）医用氧舱。高压氧舱5.4物理与生活中医的“拔罐疗法”也是气体压强的应用，在我国已有2000多年的历史，是我国古代劳动人民智慧的结晶，现已经成为中医重要的外治法之一。此法能使施治部位充血，从而产生疗效。此法在民间很常见，多与针刺配合使用，主要用于治疗风湿痛、腰背肌肉劳损、头痛、腹痛及哮喘等。祖国医学中的物理应用：拔罐疗法5.5物理与环境消防和抢险救援中常用的空气呼吸器就是利用气体压强特点工作的。空气呼吸器又称储气式防毒面具，有时也称为消防面具。它主要是由面罩、气瓶、瓶带组、肩带、报警哨、压力表、气瓶阀、减压器、背托、腰带组、快速接头、供给阀等部件组成。空气呼吸器是利用压缩空气的正压形成自给开放式的呼吸器，当使用者呼气时，有适量的新鲜空气经由气体储存气瓶开关、减压器中软导管供给阀进入面罩，使用者将气体吸入肺部，完成了整个呼吸循环过程。在这个呼吸循环过程中，由于在面罩内设有两个吸气阀和呼气阀，它们在呼吸过程中单向开启，整个气流方向始终沿一个方向前进，构成整个的呼吸循环过程。打开气瓶阀，高压空气依次经过气瓶阀、减压器，进行一级减压后，输出约0.7MPa的中压气体，再经中压导气管送至供气阀，供气阀将中压气体按照使用者的吸气量进行二级减压，减压后的气体进入面罩，供使用者呼吸使用，人体呼出的浊气经面罩上的呼气阀排到大气中，这样气体始终沿着一个方向流动而不会逆流。空气呼吸器5.6巩固提升1.什么是大气压强、绝对压强、相对压强、正压、负压？2.什么是道尔顿分压定律？它在生产实践中有哪些应用？请举例说明。3.中医常用“拔火罐”来治疗某些疾病：将点燃的酒精棉放入一个小罐内，当酒精棉燃烧完时，迅速将火罐开口端紧压在皮肤上，此时火罐会被紧紧地“吸”在皮肤上。请解释这一现象。4.查阅资料，进一步了解消防员在浓烟、毒气或缺氧等环境下使用的空气呼吸器的工作原理，并在课堂上交流。第六节学生实验：测量气体的压强学习步骤：一、实验原理二、实验器材三、实验步骤四、实验数据记录与分析五、注意事项六、实践与探索七、物理与环境

教学目标：1.通过实验，进一步养成认真观察、规范操作、准确记录数据的实验习惯。2.增强团队合作、尊重他人的协作意识，进一步发展探究设计、操作技能、合作交流等物理学科核心素养。3.通过实验，养成理论与实践相结合的思维习惯，培养大胆假设、小心求证的探究方法。4.学会用U形管和大气压强计测量容器中气体的压强。6.1实验原理

当U形管压强计的玻璃管中注入一定量的水银时，由于其两侧都与大气相通，即压强都是大气压强p0，U形管两侧的水银柱是等高的。将压强计左侧的玻璃管通过橡皮塞与一个容器相连，容器中的空气就被封闭。若容器中气体的压强p大于大气压强p0，则左侧管中的水银柱比右侧管中的水银柱低。量出两个水银柱的高度差h，并用ph表示高度为h的水银柱产生的压强，那么，容器中气体的压强p=p0+ph。若容器中气体的压强p小于大气压强p0，则左侧管中的水银柱就会比右侧管中的水银柱高。量出两个水银柱的高度差h，仍用ph表示高度为h的水银柱产生的压强，则容器中气体的压强p=p0-ph。6.2实验器材U形管、大气压强计、烧瓶等

6.3实验步骤1.调节实验室中福廷式水银气压计，读出此时的大气压强p0，将数据换算成SI单位填到表中（1mmHg=133.3Pa）。2.把烧瓶放入盛有冷水的水槽中，使其大部浸入冷水中。将温度计放入水中，等待3min，使被封闭的空气与冷水进行充分的热交换，达到热平衡状态后，从温度计上读出水的温度（即烧瓶中空气的温度），换算成SI单位并填到表中；从刻度尺上读出U形管两侧水银柱的高度差h，计算出此刻烧瓶中空气的压强，换算成SI单位并填到表中。3.将水槽中的冷水取出一部分，倒入适量的热水，使水温升高大约20℃。等待3min，达到热平衡状态后，测出水的温度及烧瓶中空气的压强，换算成SI单位并填到表中。4.再将水槽中的水取出一部分，倒入适量的热水，使水温再升高大约20℃。重复前面的步骤，测出温度和压强值，换算成SI单位并填到表中。6.4实验数据记录与分析实验数据记录与分析表6.5注意事项1.温度计放入水中时，不要接触水槽的底面或侧面。2.实验中控制水温的变化范围，不能太高或太低，不能使水银柱从右侧管中冒出或进入左侧管的水平部分。6.6实践与探索1.本实验中，将温度计和烧瓶放入水中后，为什么要等待3min？2.仔细研究本实验测得的气体温度和压强，能猜出存在什么规律吗？3.测量液体压强，把液体压强计插入液体中即可。可是，气体的压强如何测量？我们经常见到汽车维修工测量汽车轮胎的压强，汽车维修工是怎样测量汽车轮胎压强的？6.7物理与环境近100年来，全球平均气温经历了“冷—暖—冷—暖”波动，总体来看为上升趋势。据世界环境组织报告，全球近20年已明显变暖。按照目前二氧化碳的增长情况，到2050年，全球平均气温将上升1～3.5℃，到2102年地球表面的温度将比1990年上升6℃。全球变暖的主要原因是人类大量使用矿物燃料（如煤、石油等），排放出大量的CO2等温室气体。由于这些温室气体对来自太阳辐射的可见光具有高度的透过性，而对地球反射出来的长波辐射具有高度的吸收性，也就是具有常说的“温室效应”，会导致全球变暖。全球变暖，会使全球降水量重新分配、冰川和冻土消融、海平面上升等，既危害自然生态系统的平衡，又威胁人类的食物供应和居住环境。如果不采取有效措施遏制温室效应，人类未来的生存环境将越来越严峻。碳排放是关于温室气体排放的总称或简称。温室气体中最主要的气体是二氧化碳，因此用“碳”作为代称。环境治理与我国的“双碳”战略目标6.7物理与环境为应对温室效应，我国出台了一系列环保措施，并专门成立了国家气候变化对策协调机构。为营造良好的宜居环境，减少温室效应，2020年9月，我国向全世界庄严承诺：中国将提高国家自主贡献力度，采取更有力的政策和举措，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。这就是我国的“双碳”战略目标。2021年3月15日，在主持召开中央财经委员会第九次会议时发表重要讲话指出：实现碳达峰、碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，要把碳达峰、碳中和纳入生态文明建设整体布局，彰显了我国坚持绿色低碳发展的战略定力和积极应对气候变化、推动构建人类命运共同体的大国担当。地球只有一个，我们别无选择，但我们可以选择更合理的生活方式和消费行为来保护我们的家园。环境治理与我国的“双碳”战略目标液体气体科技让生活更美好,物理让生活更有趣在物理学习中,培养创造性思维能力,提高科技创新能力

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专题二

声波及其应用中等职业公共基础课程《物理（化工农医类）》教学课件声波超声波第一节声波多普勒效应第二节超声波第一节声波多普勒效应教学目标：一、通过探究实验，了解声波的概念；知道声波的性质。二、了解乐音、噪声，知道乐音、噪声对人体的影响。三、了解多普勒效应，能列举多普勒效应在医药卫生、气象、生活等方面应用的实例。学习步骤：一、问题导入二、声波三、物理与德行四、多普勒效应五、物理与技术六、物理与社会七、巩固提升1.1问题导入在水槽中加入水，放上一个软木塞。然后用铅笔不断轻触水面，水面上就会形成一圈一圈的水波向外传播，我们会发现水槽中的软木塞在上下振动。那么，当我们在空气中敲击鼓面时，鼓面周围空气中的轻小物体又会怎样运动？有哪些特性？

1.2声波与水波的传播相似，声音在空气中也是以波的方式向远处传播的。当喇叭的振动面向外侧运动时，压缩邻近的空气，使这部分空气变密；当喇叭的振动面向内侧运动时，这部分空气变疏。振动面不断振动，空气中就形成疏密相间的波，向远处传播。因此，声音也是一种波，我们把它叫作声波。将一支点燃的蜡烛放在喇叭的前方，当喇叭中发出较强的声音时，蜡烛火焰会摇晃。这是声波在空气中传播时压缩空气造成的。1.2声波声音无法在真空中传播，这是由于真空中没有可以传播振动的物质，不能形成疏密相间的声波。因此，在没有空气的月球表面，虽然两位航天员近在咫尺，但不用无线电的话也听不到对方讲话。声音既能在空气中传播，也能在液体和固体中传播。声波在不同介质中的传播速度是不同的。空气中的声速还与温度有关，温度低，声速就小。在0℃的空气中声速约为332m/s，而在100℃的干燥空气中声速约为386m/s。1.2声波有些声音可以让人身心愉悦，但有些声音却让人躁动不安，这是为什么呢？原来，发声体有规律振动和无规律振动之分。由于发声体有规律地振动而产生的具有固定音调的音称为乐音，如钢琴、小提琴、二胡等都是能发出乐音的乐器。乐音是音乐中所使用的最主要、最基本的素材，音乐中的旋律、和声等均由乐音构成。反之，噪声是发声体做无规律振动时发出的声音。音乐对人的心理状态和身体状况能起到某种特殊的作用，所以有治疗疾病的作用。这种作用是通过心理作用和物理作用来实现的。1.2声波噪声对人体的危害是全身性的，既可以引起听觉系统的变化，也可以对非听觉系统产生影响。这些影响的早期主要是生理性改变，长期接触比较强烈的噪声，可能引起病理性改变。此外，作业场所中的噪声还可以干扰语言交流，影响工作效率，甚至造成意外事故。噪声对听觉器官的影响是从生理转移至病理的过程，造成病理性听力损伤必须达到一定的强度和接触时间。长期接触较强烈的噪声引起听觉器官损伤的变化，一般是从暂时性听阈位移逐渐发展为永久性听阈位移。

1.3物理与德行噪声对人体有非常大的危害，因此我们在生活中要注意自身行为，遵守社会公德，减少噪声的产生，如在坐车时要注意禁止鸣笛标志，并提醒司机不在禁止鸣笛的区域鸣笛；不在教室、影院等公共场所大声喧哗等。禁止鸣笛标志标志1.4多普勒效应当消防车向我们驶来或远去时，你注意过它们发出的鸣笛声有什么变化吗？当消防车向我们驶来时，它们发出的鸣笛声的音调变得更高了；离我们远去时，音调变得更低了。如图所示。这是为什么呢？实际上，消防车的鸣笛声的并没有变化，只是由于救护车与地面观察者之间发生了相对运动，从而使观察者接收到的声波频率发生了变化。这种因波源与观察者之间有相对运动而使观察者接收到的波的频率发生变化的现象，称为多普勒效应（DopplerEffect）。这一现象是奥地利科学家多普勒（C.Doppler）发现的。1.4多普勒效应多普勒效应在生产生活中有着广泛的应用。如交通警察使用的多普勒测速仪，就利用了多普勒效应。1.4多普勒效应多普勒彩色超声诊断仪（简称“彩超”，图是多普勒效应在医学方面的重要应用。医生可以借助该仪器向人体的待检测部位发射一定频率的超声波，再通过仪器对收集到的反射波频率进行分析，通过显示屏上的图像即可判断出人体中的血流方向和速度，进而确定是否存在病变及病变大小或部位。多普勒彩超的应用，可以帮助医生对人体内部组织、器官进行体外检测，大大降低了患者痛苦，且提高了检测质量。1.4多普勒效应多普勒效应在气象方面也有着广泛的应用。气象雷达作为天气监测中的重要仪器之一，在人们的生活中被广泛应用在气象及民航等部门。气象雷达通过向外发射一定频率的发射波，然后对接收到的反射波数据进行分析，可以对地区的降雨情况进行分析和预测。气象雷达在工作时处于旋转的状态，能够多方位地对气象情况进行监测。气象研究对于人们的生产生活有着重要的意义，错误的气象数据和不及时的气象信息，可能会导致人们受到自然灾害的危害。1.5物理与技术

宇宙学研究中也用到多普勒现象。20世纪20年代，美国天文学家斯莱弗（V.Sliphev）在研究远处的旋涡星云发出的光谱时，首先发现了光谱的红移，认识到旋涡星云正快速远离地球而去。人们认识到宇宙在长时间内一直在膨胀，物质密度一直在变小。1948年，伽莫夫（G.Gamow）和他的同事们提出大爆炸宇宙模型。20世纪60年代以来，大爆炸宇宙模型逐渐被人们广泛接受，天文学家称之为宇宙的“标准模型”。多普勒效应使人们对距地球任意远天体运动的研究成为可能。1868年，英国天文学家哈金斯（W.Hugging）通过分析天狼星光谱中的多普勒效应，测量出天狼星远离我们而去的速度约为46km/s。多普勒现象在宇宙学研究中的应用1.5物理与技术

中国北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第3个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统（BDS）和美国GPS、俄罗斯GLONASS、欧盟GALILEO，是联合国卫星导航委员会认定的服务供应商。北斗导航系统（以下简称“北斗系统”）秉承“中国的北斗、世界的北斗、一流的北斗”发展理念，愿与世界各国共享北斗系统建设发展成果，促进全球卫星导航事业蓬勃发展，为服务全球、造福人类贡献中国智慧和中国力量。北斗系统为经济社会发展提供重要时空信息保障，是中国进行改革开放40余年来取得的重要成就之一，是新中国成立70余年来重大科技成就之一，是中国为全世界提供的全球公共服务产品。北斗系统由空间段、地面段和用户段等3部分组成。我国的北斗卫星导航系统1.6物理与社会

多普勒效应的发现纯属偶然。1842年的某天，多普勒正路过铁路道口，恰逢一列火车从他身旁驶过，他发现火车从远到近时汽笛声变大，但音调变得尖细，而火车从近到远时汽笛声变小，但音调变得雄浑。他对这个物理现象产生了极大的兴趣，并进行了研究。他发现，这是由于波源与观察者之间存在着相对运动，使观察者听到的声音频率不同于波源频率。这就是频移现象！后人把这一现象称为“多普勒效应”。多普勒效应的发现1.7巩固提升1.若有一根长100m的钢管，当甲敲击钢管的一端时，乙用耳朵紧贴着钢管的另一端，一共听到几次声音？为什么？2.当你在站台等火车进站时，听到火车发出“呜呜”的鸣笛声；你在站台时，火车在等乘客上车时发出“呜呜”的鸣笛声；你下火车后，火车离你而去时发出“呜呜”的鸣笛声。以上这3种鸣笛声有什么区别？请你利用所学声波知识进行解释。3.观察听诊器的机构，了解其主要功能，并用听诊器听自己或同学的心音和呼吸声，互相交流心得。试着自制一个简易听诊器，并总结通过这次制作活动你学到了什么。第二节超声波学习步骤：一、问题导入二、超声波三、物理与生活四、超声波在工农医方面的应用五、巩固提升教学目标：一、通过实验，了解超声波；知道超声波的性质。二、能列举超声波在农林生产、医疗实践、制药等方面的应用实例。2.1问题导入

夜间出来觅食的蝙蝠不是用眼睛“看到”前方的食物或障碍物，而是用声波来判断前方的情况，并由此来改变飞行线路的。人类能听到蝙蝠发出的声波吗？

2.2超声波物体振动发出声音的频率范围是很宽的，其中能引起人的听觉的声音频率在20～20000Hz范围内。频率高于20000Hz的声波叫作超声波，频率低于20Hz的声波叫作次声波。人的耳朵听不到超声波，也听不到次声波。人的发声系统也发不出超声波和次声波。但在自然界中，有一些动物对声音的敏感程度大大超过人类。如我们熟知的狗，既能听到超声波，也能听到次声波。人和动物的发声频率和听觉频率如图所示。2.3

物理与生活空气非常干燥时，我们的皮肤容易龟裂，这就需要增加空气的湿润度，营造湿润的环境来改善。加湿器就是常用的选择。超声波加湿器主要是采用高频振荡，再通过雾化片的高频振动使加湿器中的水被抛离水面产生水雾，达到对空气加湿的目的。2.4

超声波在工农医方面的应用在工业上，可利用超声波对金属构件进行检测。通常均匀材料中存在的缺陷会导致一些物理特性的不一致。超声波在两种物理特性不同的介质的界面处会发生反射，通过接收反射回来的能量和相关物理特性的信号，可以检测金属的内部情况。

用超声波对金属构件检测在农业上，对种子、作物进行超声处理，消毒杀菌，有利于种子的发芽和作物的生长。当超声波射到浸泡在水中的种子上时，会对种子产生一种类似摩擦的作用，大大提高了种皮的透水性和透气性，种子就能提前发芽。同时，超声波能促使种子内储存的淀粉、脂肪和蛋白质更好地溶解于水，变成易被种胚吸收的养料，使幼苗茁壮成长。超声波还能杀死潜伏在种子上的某些病菌和虫卵。此外，超声波雾化技术已被广泛应用于温室无土栽培中（图2-2-5），可以增加温室内的湿度，提高作物的产量。2.4

超声波在工农医方面的应用

在医学上，超声波（B型超声）检查已成为临床医学中不可缺少的诊断方法。医生把能发射超声波的探头放在患者体表的适当位置，让超声波在人体内传播。当某脏器发生病变时，反射回来的信号与正常情况不同。医生就可据此诊断该脏器是否发生了病变，并可分析病变的性质，从而确定治疗方案。另外，超声波碎石已经广泛应用于临床治疗当中。2.4

超声波在工农医方面的应用2.5巩固提升1.在海洋探测中常利用超声波测量海洋的深度。大洋某处，海平面处的声呐从发出信号到接收信号共需3.6s。请计算该处海洋的深度。（超声波在海水中传播的速度按1500m/s计算）2.收集资料，了解医学上B超仪器的工作原理，撰写调查小报告，并在课堂上交流。3.收集资料，了解渔船上超声探测仪的工作原理，撰写调查小报告，并在课堂上交流。科技让生活更美好,物理让生活更有趣在物理学习中,培养创造性思维能力,提高科技创新能力

全国统编教材教学课件全国统编教材物理（化工农医类）感谢您的观看声波超声波科技让生活更美好,物理让生活更有趣在物理学习中,培养创造性思维能力,提高科技创新能力

专题三电学知识及其应用中等职业公共基础课程《物理（化工农医类）》教学课件第一节自感互感第二节电容器电感器第三节荧光灯第四节二极管第五节电学知识的应用第一节自感互感学习步骤：一、问题导入二、自感三、互感四、变压器五、实验探究教学目标：一、理解自感电动势、电感的概念。二、能用所学知识解释生活中的自感现象。三、了解荧光灯和变压器的工作原理。四、了解互感现象和变压器的应用。六、物理与社会七、变压器在远距离输电方面的应用八、涡流九、涡流应用及危害十、巩固提升1.1问题导入1.1问题导入我们在生活中可能遇到过这样的情景：在开关闭合时，灯慢慢变亮；在开关断开时，灯慢慢变暗至熄灭。这是为什么？本节我们将学习与这些现象有关的物理知识。1.2液体压强的特点实验探究---（1）小灯泡的亮度变化探究设备：干电池、开关、带铁芯的线圈L、灯泡2个、导线、滑动变阻器R0。探究步骤:按图连接电路。闭合开关，调节R0，使小灯泡1、小灯泡2的亮度相同，然后断开开关。再次闭合开关，观察小灯泡1和小灯泡2的发光情况有什么不同。想一想：为什么2个小灯泡的发光变化情况不同？1.2自感1.2液体压强的特点实验探究---（1）小灯泡的亮度变化1.2自感1.2液体压强的特点实验探究---（1）小灯泡的亮度变化由实验可知，再次闭合开关接通电路时，与滑动变阻器R0串联的小灯泡1立刻亮了，而与线圈L串联的小灯泡2却是逐渐亮起来。这是因为闭合开关接通电路的瞬间，电流由零开始迅速增大，小灯泡2所在支路穿过线圈的磁通量也随之增大，线圈中会产生感应电动势。这个感应电动势要阻碍线圈中电流的增大，使小灯泡2过一会儿才与小灯泡1一样亮。这种由线圈自身的电流变化所产生的电磁感应现象称为自感现象。1.2自感1.2液体压强的特点探究开关断开时小灯泡发光的变化实验设备干电池、开关、带铁芯的线圈L、灯泡2个、导线、滑动变阻器R0。实验步骤按图连接电路。闭合开关，调节R0，使小灯泡1、小灯泡2的亮度相同。断开开关，观察小灯泡1和小灯泡2的发光情况有什么不同。想一想：为什么2个小灯泡的发光变化情况不同？1.2自感1.2液体压强的特点实验探究---（2）小灯泡的亮度变化1.2自感1.2液体压强的特点实验探究---（2）小灯泡的亮度变化由实验可知，开关断开时，与滑动变阻器R0并联的小灯泡2立刻熄灭，但与线圈L并联的小灯泡1没有立刻熄灭，而是稍后才熄灭。这说明在开关断开的瞬间，线圈L与小灯泡1构成的回路中仍然有电流存在。为什么会出现这样的情况呢？这是因为，在开关断开的瞬间，通过线圈的电流突然减小，穿过线圈的磁通量也随之减小，从而发生电磁感应现象，线圈中产生的感应电动势阻碍电流的减小。这样，线圈L和小灯泡1所构成的回路中仍然有电流通过，因此小灯泡不会立即熄灭。这说明，开关断开时也会有自感现象产生。在上面两个实验中，感应电动势的产生都是由线圈本身电流的变化引起的。这种由线圈自身电流变化所产生的感应电动势，称为自感电动势。1.2自感1.2液体压强的特点自感电动势与电流变化有什么关系呢？大量的实验和研究表明：当线圈中的电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，自感电动势的方向与原电流的方向相反；当线圈中的电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，自感电动势的方向与原电流的方向相同。因此，自感电动势总是要阻碍线圈自身的电流发生变化。人们在实践中发现，自感电动势的大小与线圈本身的一些特性密切相关，物理学中用自感系数来表示线圈的这些特性。自感系数简称自感或电感，是线圈的重要参数。1.2自感1.2液体压强的特点国际单位制中，自感的单位是亨利，简称亨，符号是H。常用的较小单位还有毫亨（mH）和微亨（μH），它们和亨（H）的换算关系是1mH=10-3H，1μH=10-6H日光灯镇流器的自感为几亨，小型收音机所用线圈的自感仅为几毫亨。线圈的自感与线圈的形状、横截面积、长短、匝数等因素有关。线圈的横截面积越大，单位长度匝数越多，线圈越长，它的自感就越大。此外，将铁芯插入线圈，会使线圈的自感大大增加。1.2自感1.2液体压强的特点

电焊也利用了自感现象。电焊时，焊条和金属工件分别用导线通过电焊机与电源连接。先把焊条与被焊的工件短暂接触，然后迅速将焊条提起，与工件保持4～5mm的距离。在焊条突然被提起的瞬间，电流突然减小，电焊机内的线圈自感产生很大的自感电动势，使焊条与工件之间的空隙产生电弧火花，电弧火花产生的高温将焊条和金属工件局部熔化，冷却后焊接处就融为一体了。1.2自感1.2液体压强的特点

在两绕组变压器中，原线圈中电流的变化会在副线圈中产生感应电动势。这种由一个线圈电流的变化导致相邻线圈的磁通量发生变化，而在该相邻线圈中产生感应电动势的现象，称为互感现象，对应的感应电动势称为互感电动势。利用互感现象可将能量由一个线圈传递到另一个线圈。互感现象在电工、电子测量技术中应用较多。变压器就是利用互感现象制成的，用电压互感器把高电压变成低电压再连接到交流电压表，就可测量高电压；用电流互感器把大电流变成较小电流再连接到交流电流表，就可测量大电流。1.3互感1.2液体压强的特点发电厂发出的电一般都需要先把电压升到高压，输送到用电地区后，再降到一定的电压供用户使用。怎样才能实现电压的升高与降低呢？我们将学习能实现这种要求的设备——变压器。变压器是一种升高或降低交变电流电压的装置。变压器的种类虽然很多，但内部结构基本相似，主要由闭合的铁芯和绕在铁芯上的两个或两个以上的线圈组成。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成，线圈一般用高强度的漆包线绕制，也称绕组。1.4变压器1.2液体压强的特点两绕组变压器的符号如图所示。通常把与电源相连的线圈称为原线圈或初级线圈，与负载相连的线圈称为副线圈或次级线圈。原、副线圈的匝数分别用符号n1和n2表示。原线圈两端的电压称为输入电压，用符号U1表示；副线圈两端的电压称为输出电压，用符号U2表示。1.4变压器实验设备：可拆变压器、初级线圈（1600匝）、次级线圈（100匝、400匝）、220V交流电源、演示交流电压表、导线实验步骤:按下图连接电路。其中初级线圈n1为1600匝，U1处通220V交流电。（1）次级线圈n2为100匝时，用交流电压表测U2处的交流电压并记录。（2）次级线圈n2为400匝时，用交流电压表测U2处的交流电压并记录。（1）（2）中测得的电压是否一样，为什么？1.5实验探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系通过实验，我们可以得到（1）中测得的交流电压是13.75V，（2）中测得的交流电压是55V。因此可以看出，随着次级线圈匝数的变化，输出电压也相应变化。这是因为，当原线圈两端加上交变电压U1时，原线圈中就有交变电流I1通过，并在铁芯中产生交变的磁场，铁芯中的磁通量就发生