物理校本课程“推动人类进步的物理学”教案

校本教材教窠

高一

物理

推动人类进步的物理学

主编

本册主编

编写人员

目录

第一章认识高中物理，赢在起跑线..................1

第一节初、高中物理学习的差异及其对策............1

第二节转变思维方式学好高中物理..................5

第三节乐趣兴趣加探究一一谈中学物理学习方法......8

第二章生活中的物理.................................13

第一节身边的力学知识一一刹车时车轮被抱死的利与弊…13

第二节声音传播的奇妙现象..........................20

第三节超声波和次声波..............................23

第四节奇妙的光现象................................25

第五节雷阵雨的奥秘................................31

第三章趣味探究课堂................................35

第一节气体和液体的“怪脾气”......................35

第二节探究颗粒状物体自由堆放规律..................37

第三节“猫有九条命”..............................40

第四节炮弹果真沿45°方向发射最远吗？.............45

第一章认识高中物理，赢在起跑线

第一节初、高中物理学习的差异及其对策

知识与技能：

1.知道初高中物理课程要求和学习方法存在着差异。

2.明确克服差异的学习对策。

过程与方法：

1.通过初、高中物理学习的差异的分析，使学生学会计划并调控自己的

学习过程。

2.培养学生的信息收集和处理能力、概括能力和分析阅读能力。

情感、态度与价值观：

1.激发学生学习、探索的兴趣和积极性

2.培养学生正确的科学学习态度，知道怎样学好高中物理，并做更广更

深的探索。

教学重点：初、高中物理学习的差异和克服差异的学习对策。

教学难点：克服初、高中物理学习差异的对策。

教学方法：多媒体展示、讲授法、阅读教学法

教学用具：投影仪、投影片、静电金属屏蔽罩、带绝缘座的金属板、感

应起电机

教学课时：1课时

教学过程：

一、新课导入：

刚跨入高中阶段时，同学们都信心十足，求知欲旺盛，有把高中物理学好

的强烈愿望。而实践证明，经过一段时间的学习，大家普遍感觉到高中物理

并不像初中那样简单易学一一知识内容变多了，更抽象了。大家觉得物理难

学，，不知从何下手，主要原因是由于初高中物理的课程要求和学习方法存在

I

着差异。处理好这些差异，顺利实现初、高中物理课程学习的衔接，是学好

高中物理的一个重要方面。

二、进行新课

一、差异产生原因的分析

（-）课程要求的差异

1.定性分析和定量分析的差异

初中物理课程中大多数多问题都重在定性分析，即使进行定量计算，也

是相对比较简单的比例关系的运用；高中物理课程，大部分问题不单是作定

性分析，而且要求进行大量的，甚至相对复杂的定量计算。

2.知识的呈现的形象思维与抽象思维的差异

初中物理课程的呈现基本上是以形象思维为基础，大多数问题是以生动

的自然现象和直观的实验为依据，让学生通过形象思维获得知识；而高中物

理课程的知识的呈现，多数以抽象思维为基础。问题研究的实验不再是以直

观直接得结论，而需要在实验基础上，加以抽象、归纳，才能得结论。例如

初中物理只要求知道速度是描述物体运动快慢的物理量给的公式为s=vt而高

中物理要求区分平均速度、瞬时速度、平均速率、瞬时速率。

3.初中课程的问题多是单因素的归因的逻辑关系；高中课程的问题的归

因则是多因素的复杂逻辑关系，且是以递进式、归纳式的逻辑关系为主。分

析问题时还需较多使用假设、判断的推理逻辑手段。

4.初中物理问题的解决，对运用数学工具的要求不高，主要使用算术、

代数方法；高中物理问题的解决，使用数学工具提高到了需大量使用代数、

函数、三角函数、图像、向量（即矢量）运算、极值等方法的综合应用上。

例如利用v-t图象来求物体运动的加速度和位移。又如如何理解a-F图象斜

率的物理意义。

（二）学生学习方法的差异

1.初中物理的学习，同学们习惯于教师的（知识）传授，在学习中，对

2

知识点的理解停留在“简单问题”的“简单理解”上；高中物理的学习则要

求学生独立地在老师的指导下获取知识。要求学生要能形成“自主学习”习

惯，更要求学生在学习中学会多层次、多角度的逻辑分析，学会寻找知识点

的“连续性”关系。

2.初中物理知识的简单性，决定了学生在学习中较多运用记忆方法掌握

知识，对理解、分析方法使用的程度要求不高；高中物理知识的复杂性，决

定了学生在学习中需要以理解、分析、归纳为主的方法来进行学习。同时，

还需“形成物理学思想”，寻找物理课学习的门路。

3.高中物理习题的求解，要求学生在数学工具使用上学会用数学语言表

示物理问题，学会数学工具的灵活运用，实现大量定量分析的自如化。

二、克服差异的学习对策

1.关注新旧知识同化，顺利实现升级学习的过度

同学们进入高中学习，无论是教材理解方面、思维活动方面、研究物理

的方法方面、完成作业应用的手段方面等，与初中阶段相比，存在着明显的

梯度。仔细捉摸高中课程所研究的问题跟初中课程曾研究过的相关问题，在

语言、研究方法、思维特点等方面存在的差异，明确新旧知识间的联系与差

别，通过课前预习和课堂学习，在老师的帮助下把旧知识同化新知识，顺利

地达到知识的迁移，减少高中物理学习的困难。

2.注重思维能力的培养，早入高中物理学习的门道

针对高中课程的知识呈现多以抽象思维为基础的特点，在学习中，应注

意自己的抽象思维能力培养，快速形成抽象思维习惯，形成分析、判断、归

纳、总结的抽象思维能力，能够早入高中课程学习的门道。

学生活动：回顾加速度概念的学习过程。

教师总结：高中物理知识的学习，实现从现象一特点一规律一“知识点”

的抽象概括，注重思维能力的培养。

3.重视物理实验的研究，培养物理研究能力

3

高中物理课程的实验，是培养学生研究能力的最重要的手段。要能够从

实验的观察中，学会研究，尤其要学会对有形的物理现象进行抽象思维，并

能归纳结论，形成研究习惯，培养研究能力。

学生活动：回顾牛顿第二定律的探究过程。

教师总结：我们在学习中要充当研究者，从“实验f读取数据f绘制图

形f寻找物理量的数学关系f得出公式”的程序实施过程中，把研究的任务

交给自己。老师只是“引路人”，让自己来完成研究，得出结果。从研究中

产生兴趣，形成研究习惯，训练研究能力。

4.认真做习题上好习题课，促进分析问题的能力的提高

高中学生，尤其是刚进高一的学生，不会做题目的现象较为突出。认真

做习题积极思考，上好习题课是分析问题能力提高的关键。在习题课中应该

着重听思路、听方法。要懂得做题的思维过程是一一寻找问题现象、分析问

题特点、归纳已知条件、确定所用知识、建立解题模型、完成具体运算。要

明白解题的根据是什么？怎样联想？如何推算？要知道什么是归纳和演绎？

如何进行判断等分析方法，要形成良好的解题习惯，以实现学生分析问题能

力的提高。

5.利用好教材工具，加强教材阅读训练，提高自学能力

充分利用好教材，加强阅读训练，学会阅读，阅读教材时注意去寻找每

章每节的知识点，注意寻找定律的成立条件、要素、结果等内容，加强对知

识的理解。大力提倡同学们对课本阅读过程中进行理解、有创见的，会灵活

运用的现象。及时纠正死记硬背的现象，学会读书，从而提高自己的自学能

力。

三、课堂小结

教师活动：通过今天的学习，我们知道了初、高中物理学习的差异包括

课程要求的差异和学习方法的差异，明确了克服这些差异的学习对策，相信

在以后的学习中，大家可以减少学习物理的厌倦、畏难情绪，提高学习兴趣,

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增强学习物理的信心和积极性，从而提高自己的物理成绩。

四、布置作业：

复习直角三角形中的正弦、余弦、正切、余切概念，学会运用数学工具

处理物理问题。

第二节转变思维方式学好高中物理

知识与技能：

1.学会建立合理的物理模型和理想化过程。

2.学会从个别事实中概括出一般规律。

3.学会类比推理。

过程与方法：

1.遵循思维发展的规律，着力培养学生思维能力，掌握研究物理的思维

方法。

2.了解物理学的研究方法，认识物理实验、物理模型和数学工具在物理

学发展过程中的作用。

情感、态度与价值观：

1.激发学生学习物理的兴趣和积极性，知道怎样学好高中物理。

2.培养学生实事求是的科学态度和勇于挑战困难、勇于创新的科学精神。

教学重点：遵循思维发展的规律，学会研究物理的思维方法。

教学难点：建立合理的物理模型和理想化过程一一科学抽象法。

教学方法：多媒体展示、讲授法、阅读教学法

教学用具：投影仪、投影片

教学课时：1课时

教学过程：

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一、新课导入：

许多同学反映高一的物理很难，上课能听懂，作业却不会做，同初中的

物理完全不同。实际上，在学习过程中如果能根据中学生的思维特点，掌握

学习物理的方法，就能较快适应高中物理的学习。

二、进行新课

(-).建立合理的物理模型和理想化过程一一科学抽象法

合理的物理模型和理想化过程是抽象思维的产物，是研究物理规律的一

种行之有效的方法。

学生活动：举例学过的一些物理模型和理想化过程。

教师活动：对学生的例子点评说明和补充总结。

引入物理模型，可以使问题的处理大为简化而又不会发生太大的偏差。

对于比较复杂的研究对象，可以先研究它的理想模型，然后对研究结果加以

修正，即可用于实际事物。

高中教材中，要建立大量的物理模型，如“质点”、“单摆”、“理想气体”、

“点电荷”、“核式结构”等都是理想模型。高中教材中还有大量的理想化过

程，如“匀速直线运动”、“简谐振动”、“等压变化”、“绝热变化”、……这就

要求同学们反思在初中物理学习过程中了解，建立合理的物理模型和理想化

过程，对于学习和研究物理问题的重要性，要提高学习这种方法的自觉性。

在学习物理知识的同时，关注处理较复杂的物理问题时采用的具体分析、合

理简化、科学抽象的方法，有利于思维能力的培养，以免接触到理想模型时

感到陌生，或认为是凭空想象的。

理想实验也是物理学中一种特殊的科学思维方法，它是在系统的观察与

实验的基础上，抓住主要矛盾，忽略次要矛盾，对实际过程作出更深入的逻

辑分析和抽象的一种方法。如伽利略的斜面实验和自由落体实验。

(二).对感性材料的深加工——归纳法

归纳法是从个别事实中概括出一般规律的思维方法。它对学习和研究物

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理学有重要作用。许多定律和公式都是运用归纳法总结出来的。

教师举例说明。

应当注意的是：初中物理强调以实验和观察为基础，在此基础上抽象出

概念，归纳为规律。因为初中生的思维还属于经验型，需要感性材料作支持。

高中生的思维虽属于理论型，但对一些比较抽象内容的理解上，仍需借助于

一些经验型思维或形象思维，向抽象思维的更高层次的转化，来理解这些抽

象的内容。这种转化在高一年段表现尤为突出。所以，高中物理学习仍要借

助观察实验，但有时可以在已有知识的基础上，进行分析推理而得出结论，

然后用实验来检验。因此，在高、初中不同阶段的学习，均要重视实验，通

过实验获得生动具体的感性认识，在此基础上进行分析、综合、抽象、概括，

从而掌握事物的本质和规律。

（三）.跟已知的理性知识相类比一一类比法

类比推理是人们认识事物的思维形式之一，它能帮助从已知事物的有关

理论建立假说去说明新事物；用某些已知的属性来说明未知的属性，以增强

说服力，使人们容易理解。例如，惠更斯把光现象与声现象进行类比，提出

光的波动说，德布罗意从光的波粒二象性类比得出微观粒子的二象性原理。

因此，类比也是物理教学中一种常用的方法。例如，初中“电压”与“水压”

类比来说明电压的作用，即抽水机（保持）f水压f水流，类比得出电源（保

持）一电压f电流。利用类比方法时要注意，类比推理得出的结论是否正确

需要经过实践的验证，才能确定。

学习初中物理时，同学们已熟悉并能运用类比法，高中物理学习时则应

根据已经熟悉的类比法，来处理课本中的重点、难点问题。例如，把电场类

比于重力场、电势差类比于高度差、电势能类比于重力势能，就比较容易理

解“电势差”与“电势能”两个难点。同样，电容器的电容是一个比较抽象

的概念，若把电容器跟盛水的直筒容器比较，水量相当于电量，水深相当于

电势差。。不同的直筒容器使它们的水面升高1cm所需的水量不同，这与使不

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同的电容器电势差增加IV所需的电量不同相类似。这个比喻可以帮助同学们

形象地理解电容的含义。

三、课堂小结

中学生的思维具有阶段性和连续性，初、高中阶段各有其典型的思维特

征，而其特征并非截然分开的，高一阶段蕴含大量初中阶段的思维特点，初

三阶段产生高中阶段的思维特点。因此，高中物理学习过程中要学会利用初

中物理学习的一些思维方法，并注意加以提高和发展。

总之，根据初、高中学生的思维发展规律，高中物理学习要重视掌握、

运用研究物理的思维方法。只要思维方法学会了，高中物理学习的困难就会

迎刃而解。

四、布置作业：

1、研究物理学有哪些重要的思维方法？

2、在初中时学习哪些物理知识应用了理想实验法或类比法？

第三节乐趣兴趣加探究一谈中学物理学习方法

知识与技能：

针对物理的特点，掌握中学物理具体的学习方法。

过程与方法：

1.通过中学物理学习方法的学习，使学生了解物理学的研究方法，通过

自己的努力能解决学习中遇到的一些物理问题，培养自主学习能力。

2.培养学生的信息收集和处理能力、概括能力和分析阅读能力。

情感、态度与价值观：

发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然

规律的艰辛与喜悦。

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教学重点：

1.全面、深入、准确地理解物理概念、规律和物理方法。

2.注意物理状态、物理过程、物理情景的分析。

教学难点：掌握好知识结构，提高解决问题的能力。

教学方法：多媒体展示、讲授法、阅读教学法

教学用具：投影仪、投影片

教学课时：1课时

教学过程：

一、新课导入：

在自然科学课程中，物理学科是相对比较难学的一门课程，学过物理的大

部分同学，特别是物理成绩中差等的同学，总有这样的疑问：”上课听得懂,

听得清，就是在课后做题时不会。。实际上，初中物理较多是定性的，高

中物理则有较多的定量计算；初中物理以现象为主，比较形象，高中物理则

要透过现象看本质，有一定的抽象思维要求，大学定量的东西更多了，抽象

思维要求更高了，而且要用高等数学去计算。那么，如何学好物理呢？

二、进行新课

要想学好物理，应当能够做到不仅是能把物理学好，其它课程如数学、

化学、语文、地理、等都能够学好。要想成为一名真正学习好的学生，第一

条就要好好学习，就是要敢于吃苦，就是要珍惜时间，就是要不屈不挠地去

学习。树立信心，坚信自己能够学好任何课程，坚信有几份付出，就应当有

几份收获。

要由听懂变成会做，就要在听懂的基础上，多多练习，方能掌握其中的

规律和奥妙，真正变成自己的东西，这也正是学习中学物理应该下功夫的地

方。功夫如何下，在学习过程中应该达到哪些具体要求，应该注意哪些问题,

下面我们分几个层次来具体分析。

（一）、重视科学探究，培养自己的创新能力

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科学探究能力对一个人来说是极为重要的，中国有句古语叫“格物致知”

一一通过对事物的探究来获得知识和能力。物理课程往往是通过讲故事、创

情景，引导你进入所学的内容；再通过亲身体验或科学探究掌握概念规律；

比如小实验、小制作、小课题研究、校外参观、调查及上网收集资料、获取

信息等，然后要求你能将所学的知识与实际生活、社会应用联系起来，达到

学以致用的目的，同时也培养了学习物理知识的兴趣。对整个中学阶段的探

究活动要求逐步做到：提出假设或猜想；设计探究方案；收集证据或进行实

验；通过分析得到结论并作出评价。

（二）、全面、深入、准确地理解物理概念、规律和物理方法

知识和能力是不可分割的，我们不应该把某些知识与某种能力简单地对

应起来。我们应该系统掌握物理知识。具体来说，就是基本概念要清楚，基

本规律要熟悉，基本方法要熟练。

由物理现象、物理概念、规律等组成的物理理论好比一棵大树，各部分

内容是紧密联系形成的一有机的整体，有主干、支干、树叶等。在逐章逐节

学习全部知识时，要注意深入理解和体会各知识点间的内在联系，建立知识

结构，使自己具备丰富的、系统的物理知识，逐步体会各知识点的地位、作

用、分清主次，理解理论的实质，这是提高能力的基础。（教师举例）

应该注意，对基本物理概念、物理规律的深刻理解不可能一次完成，它

需要一个反复加深认识的过程。遇到新的现象、新的问题、新的领域，我们

都需要重新认识、体会有关概念、规律的准确含义。这样我们就不断在越来

越广泛的知识和背景上来把握概念、规律，从而对它们的理解就更全面、深

入和准确

（三人注意物理状态、物理过程、物理情景的分析

对一个物理问题，在弄清题意确定应用的物理规律和研究对象后，就要

对对象进行物理状态、物理过程、物理情景的分析，对问题形成鲜明的物理

图象。这样才容易排除一些错误观念的干扰，找准解决问题的出发点。尤其

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是对一些较难的、灵活性较大、情景较新的问题，分析清楚物理过程才容易

找到解题的关键条件或问题中的隐蔽条件。具体来说，题目不论难易都要尽

量画图，有的画草图就可以了，有的要画精确图，要动用圆规、三角板、量

角器等，以显示几何关系。画图能够变抽象思维为形象思维，更精确地掌握

物理过程。有了图就能作状态分析和动态分析，状态分析是固定的、死的、

间断的，而动态分析是活的、连续的。

（四）、掌握好知识结构，提高解决问题的能力

物理知识是分章分节的，它们既相互联系，又相互区别，所以在物理学

习过程中要重视知识结构，系统地掌握好知识结构，这样才能把零散的知识

系统起来。大到整个物理的知识结构，小到力学的知识结构，甚至具体到章，

如静力学的知识结构等等。这个过程对同学们能力要求较高，章节内容互相

联系，不同章节之间可以互相类比，真正将前后知识融会贯通，连为一体，

逐渐找到知识的联系。

另一方面，学会灵活应用物理概念、规律。只有通过实践、通过应用才

能检查出我们对物理概念、规律是否真正理解，哪些内容理解了，哪些内容

还没有理解。解题是物理概念、规律的一种应用。只有不断通过解题实践提

高分析解决问题的能力，不断总结解题经验教训，才能灵活运用规律解决问

题。在解题过程中出现错误是常有的事，我们应该抓住错误不放。发现错误

是我们进步、提高的起点，许多错误是由于我们没有真正理解概念、规律造

成的，找到错误的根源就使我们对概念、规律的理解提高一步，这是根本上

的提高，极为有用。

通过一定量习题的求解，我们会发现在理解概念、规律方面的许多问题,

也会发现解题方法、技巧方面的许多问题，还会积累不少的解题技巧、经验,

这些都要求我们及时地归纳总结。例如：力学问题中研究对象的选定；怎样

利用图象分析解决问题；怎样确定电势的高低；怎样画草图找出解题思路等

等。

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三、课堂小结

中学阶段的学习是为大学学习做准备的，对同学们自学能力提出了更高

的要求，以上所述的物理学习的基本过程，就是对自己自学能力的培养过程,

学会了学习方法，对物理科有了兴趣，掌握了物理这门实验学科与实际结合

比较紧密的特点，经过自己不断的探索，一定会把中学物理学好。

四、布置作业：

1、如何才能深入、准确地理解物理概念和规律？

2、查阅资料，了解别人学习物理的方法，取长补短。

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第二章生活中的物理

第一节身边的力学知识——刹车时车轮被抱死的利与弊

知识与技能：

1.加深对运动学公式的理解和应用。

2.了解汽车的制动过程，知道急刹车时车轮被抱死的利和弊。

过程与方法：

1.通过对汽车制动过程的分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生的

分析和解决问题的能力。

2.运用启发式问题探索教学方法，激发学生的求知欲和探索动机；锻炼

学生观察、分析、抽象、建模的解决实际问题的方法和能力。

情感、态度与价值观：

1.发展学生对科学的好奇心与求知欲，有参与科技活动的热情，有将物

理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常生活有关的物理学问

题。

2.了解并体会物理学对经济、社会发展的贡献，关注并思考与物理学相

关的热点问题，有可持续发展的意识。

教学重点：

1.汽车的制动过程。

2.制动停车距离的计算，明确怎样才能达到紧急刹车的最好效果。

教学难点：制动停车距离的计算。

教学方法：多媒体展示、讲授法、阅读教学法

教学用具：投影仪、投影片

教学课时：1课时

教学过程：

一、复习引入：

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1、复习运动学公式和有关摩擦的知识。

2、引入：汽车是一种速度较高的现代化运输工具，由于在行驶中经常受

到交通情况的限制，驾驶员必须根据具体情况使汽车减速或停车，以保证行

车安全。而汽车的减速或停车，是依靠驾驶员操纵制动装置来实现的。因此,

正确和合理地运用制动器，是保证行车安全的重要条件，而且对节约燃料、

减少轮胎磨损及时延长制动装置机件的使用寿命均有十分重要的意义。

二、进行新课

（一）汽车的制动性能

汽车制动性能是指汽车在行驶中能强行降低行驶速度直至停车，或在下

长坡时维持一定速度的能力。汽车制动性能的评价指标，一般是：制动减速

度、制动时间和制动距离。而最常用的是制动距离，在国际上已被广泛采用，

在我国也采用了这一评价的指标。

（-）汽车的制动过程

汽车的制动过程如图1所示，它包括以下几个阶段：

1.驾驶员反应时间t。

汽车行驶中，由驾驶员发现危险信号（图中a

点）想要停车时开始，到右脚踩到制动踏板为止

经过的时间t。（图中a点到b点），称为驾驶员的

反应时间。这段时间的长短，取决于驾驶员的思

想是否集中和动作的灵敏程度，而两者则又取决图1汽车的制运过程

于驾驶员的年龄、个性、驾驶技术、疲劳程度和健康状况以及道路、气候条

件等多种因素。实验表明：t。一般为0.3〜1.0s,其平均值为0.6~0.8s。

2.制动装置反应时间（亦称制动滞后时间）t,

从驾驶员开始踏下制动踏板，克服制动踏板自由行程、制动蹄回位弹簧

的拉力和制动装置的残余压力，到汽车开始有减速度（制动力）为止所经历

的时间（图中b点到c点），称为制动装置的反应时间，或称制动滞后时间，

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用3表示。这段时间的长短，决定于制动传动机构和制动装置的形式。液压

制动装置反应时间一般为0.03~0.05s,气压制动则在0.2~0.5s范围内。

3.制动减速度（制动力）增长时间L

从制动器开始产生制动作用起，随着驾驶员踩踏踏板力的增加，制动器

的制动力由零上升到最大值，因而制动减速度由零增加到最大值，这个过程

所需的时间称为制动减速度（制动力）增长时间t2,即图中c点到d点。这

段时间的长短、不仅受制动蹄与制动鼓接触面状况的影响，同时与制动器结

构形式有关，而且还决定于驾驶员踏下制动踏板的速度和作用力的大小。液

压制动的t2为0.15~0.2s,气压制动的t2则为0.3~0.8so

3+t2为制动装置的协调时间。此时间在''制动规范”中规定：液压制动

装置不得大于0.3s；气压制动装置，中型汽车不得大于0.5s,大型汽车不得

大于0.6s；拖带挂车或半挂车时，不得大于单车最大允许值再加0.2s的时间。

4.持续制动时间t3

车辆在最大减速度情况下，继续行驶到完全停住时所经历的时间称为持

续制动时间t3（图中d至e）。在t3时间内，制动减速度基本不变。

5.制动完全释放时间3

（图中e至f）是从放松制动踏板开始到制动力完全消除，制动减速度下

降到零所经历的时间，称为制动完全释放时间。t一般在0.2~L0s之间。

（三）制动停车距离

由以上制动过程可知，在实际制动停车中，并不是驾驶员踏下制动踏板

汽车就会立即停止进行的。从驾驶员发现危险情况采取制动措施到汽车完全

停住，需要经过t。、3、t2、t3四段时间.在这些时间中，汽车仍在行走，这

一行走距离，称为制动停车距离。

制动停车距离由两个部分构成，一是反应距离，二是制动距离。也就是

说，制动停车距离是反应距离与制动距离之和。

1.反应距离就是在驾驶员反应时间t。内汽车所行驶的距离。它是行驶

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速度与反应时间的乘积.由此可知，反应距离的长短，取决于车辆的行驶速

度和驾驶员的反应时间。行驶速度快或反应时间长，反应距离就长；反之则

短。

2.制动距离制动距离在“制动规范”中，已有明确规定和解释，即从

驾驶员的右脚踏上制动踏板起到车辆停住止，即车辆在t1+t2+t3时间内所行驶

的距离，称为制动距离。它是评价机动车制动效能最直观的指标，可用下式

计算：

s*F+S2+S3=袅/迷）J

由上式可以看出，制动距离的长短与下列因素有关：

（1）行驶速度：汽车行驶速度越快，即开始制动时的速度越高，制动距

离就越长.行驶速度增加一倍，制动距离则为原来的四倍。

（2）附着系数：路面的附着系数对制动性能影响很大。不同的路面，附

着系数不同。汽车在相同的速度下，制动距离随附着系数值的下降而增长。

以干燥路面与冰雪路面相比较，由于冰雪路面附着系数小，制动距离就要长

得多，制动效能变坏；在潮湿的沥青路面上行车，如制动过急，容易产生制

动“跑偏”与“侧滑”等现象。

（3）汽车装载质量：装载质量愈大，制动距离愈长。实践证明：对于装

载3吨以上的汽车，大约装载质量每增加1吨，制动距离要增长0.5~lm。

3.制动停车距离的概略计算综上所述，总的制动停车距离等于驾驶员的

反应距离与制动距离之和，可以表示为：

S,a=So+S（M=SO+SI+S2+S3

为了计算简便，把S。与的经过时间（to+tD合并，取平均值约为1秒

钟，把S2计算到S3中去，以开始采取制动措施时的车速为计算车速，则：

s-V0,V02

63.6254。

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在平路上，没有坡度的影响，这样计算出来的数值是比较接近实际的，

可作为评估制动停车距离的参考.

另外，也可以用近似方法计算制动停车距离.其方法是：将车速(km/h)

除以10,再将所得结果自乘，即为制动停车距离(m)o例如：60(km/h)4-

10=6,制动停车距离：6X6=36m。这种计算方法，只适用于沥青和混凝土路

面上行驶的汽车。

实验证明：驾驶员反应距离S。和制动装置反应(滞后)距离S”共约占

总制动停车距离的50〜70%。因此，为了最大限度地缩短制动停车距离，除

了保证车辆制动装置工作可靠外，尤其需要驾驶员严格掌握车速和反应敏捷,

对公路上的交通动态作出迅速、正确的判断，以缩短反应时间；并根据路面

附着情况正确运用制动。这样方能达到制动生效快，制动停车距离短，确保

行车安全。

(四)制动力

汽车制动时，制动蹄片与制动鼓间产生制动摩擦力矩，此力矩使车轮与

路面间产生一个与车轮运动方向相反的作用力，这就是制动力。在制动力的

作用下，汽车开始减速。如果采用紧急制动的方法，迅速用力将制动踏板踏

下，达到发挥最大制动力的程度，汽车便急剧减速，直到停车。

车轮急剧制动的能力，决定于制动力的不断提高而车轮没有被抱死。在

车轮制动到接近抱死时，制动力达到最大值，使制动效果最佳，制动距离最

短。如果制动时，车轮被抱死，制动力变小，制动距离会增长。据统计，车

速50km/h时制动距离增力口40%；60km/h时制动距离增力口60%。

为了提高制动效能，充分利用各车轮的制动力，希望在紧急制动时，前

后车轮都能接近滑移状态而不抱死，以确保行车安全。在有些汽车上安装了

“制动力分配调节装置”和车轮制动器“防抱死装置”，用电子自动控制，即

使是驾驶员把制动踏板踏到最大强度位置，车轮也不会被抱死，路面上只有

密集的压印而没有拖印，有效地保证了最佳制动强度。

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（五）急刹车时，车轮被抱死的利和弊

以汽车为例，在急刹车时，如果司机用大力脚踩刹车踏板，用刹车蹄片

将车轮抱死，使车轮不能转动，但由于汽车的惯性，车轮将继续沿着地面向

前滑动，从而受到地面向后的摩擦力，这个摩擦力使汽车减速，并最终停了

下来，这是有利的一面。

但是，这样紧急刹车的效果并不是最好的。假如汽车是在沥青路面上行

驶，当车轮因刹车而在路面上滑行时，由于两者剧烈的相互摩擦，沥青和轮

胎的表面都会熔化，因此车轮实际上是在一薄层液体上滑行，动摩擦因数较

小，汽车的刹车距离较大，刹车效果并不理想。同时，物体在发生滑动摩擦

时与摩擦方向垂直的阻力会变得很小。在滑动的情况下，汽车只要在与滑动

垂直的方向上受到一个较小的力，就会使车发生侧滑、甩尾等现象。马路不

平是横向力的主要来源，一般情况下，公路为了排水，中间高两边低，重力

沿斜面向下的分力虽然微不足道，但在汽车滑行时这个分力就会产生使汽车

发生侧滑的严重后果。对于火车来说，这种将车轮抱死的刹车更是十分危险

的。因为车轮和钢轨之间的滑动摩擦是钢与钢之间的摩擦，剧烈摩擦的结果,

使车轮和钢轨的温度急剧升高，引起钢花四溅，使车轮的轮缘和钢轨的踏面

严重“咬”伤，以致造成火车出轨、颠覆等事故，带来车毁人亡的严重后果。

要达到最好的刹车效果，司机应控制刹车的力度，让刹车蹄片压紧刹车

鼓的程度适当，既能使车轮的转速很快减慢，但又不让轮子在地面上滑行，

轮子仍然保持只滚不滑的状态，但因轮子又有向前滑动的趋势，这时地面对

车轮的摩擦力是最大静摩擦力，它比滑动摩擦力大，而且不会引起两者接触

表面的熔化，因此可以最大限度地缩短刹车距离，是刹车的最佳方式。

（六）制动方法

制动方法可分为预见性制动和紧急制动两种。

驾驶员在驾驶汽车过程中，对已发现的地形、行人、车辆等交通情况的

变化，或可能出现的复杂局面，预见性地提前作好思想上和技术上的准备，

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有目的地采取减速或停车措施，称为预见性制动。预见性制动不但能保证汽

车行驶安全，而且还可以节约燃料，避免机件、轮胎受到损伤。因此，这是

一种运用范围广的制动方法.

预见性制动的操作方法可分预见性减速和预见性停车两个步骤。

学生活动：阅读课文，了解预见性减速的两种方法和预见性停车的操作

方法。

汽车在行驶中遇到突然的紧急情况时，驾驶员迅速地使用制动器，在最

短距离内将车停住，达到避免事故的目的，称为紧急制动。紧急制动对汽车

的机件和轮胎都会造成较大的损伤，并且往往由于左、右车轮制动力不一致,

或左、右车轮与路面的附着系数有差异，以致造成汽车“跑偏”、“侧滑”，失

去方向控制而危及安全。因此，紧急制动只有在不得已的情况下方可使用。

学生活动：阅读课文，了解紧急制动的操作方法。

学生活动：阅读课文，了解制动器使用的注意事项。

三、课堂小结

教师活动：我们今天学习了汽车制动过程和制动距离的计算，知道了急

刹车时车轮被抱死的利和弊以及制动方法，课后同学们在乘车时也可以观察

司机师傅的操作，进一步理解今天学习的内容。

四、布置作业：

1、汽车制动的全过程包括几个阶段？在这几个阶段汽车分别做什么运

动？

2、制动停车距离如何计算？怎样才能达到紧急刹车的最好效果？

3、阅读并了解关于ABS防抱死系统。

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第二节声音传播的奇妙现象

知识与技能：

1.知道声折射现象。

2.了解由声折射现象引起的一些奇妙的声现象。

过程与方法：

1.通过对声折射现象的学习，渗透理论联系实际的观点，提高学生的分

析和解决问题的能力。

2.通过物理知识的学习，尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产

和生活相关的实际问题。

情感、态度与价值观：

1.发展学生对科学的好奇心与求知欲，勇于探究与日常生活有关的物理

学问题。

2.培养学生的主动探索精神、应用实践能力和思维创新意识。

教学重点：

声折射现象和声折射现象引起的奇妙的声现象。

教学难点：

影响声音传播的各种因素。

教学方法：多媒体展示、讲授法、阅读教学法

教学用具：投影仪、投影片

教学课时：1课时

教学过程：

一、引入新课：

由唐诗中描写半夜钟声的诗句引入：夜间的声音传得远。

夜间声音为什么会传得远呢？

二、进行新课

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(-)声折射现象

声音是声源的振动扰动了空气，扰动以波的形式往外传。设想声源是地

面上空的一个点，空气中的波是以它的密度不同往外传递，如果空气中各点

的声速是相同的，由这个点传出的声波的波前是一个球面，声音传播的方向

认为是和波前垂直的方向即半径的方向。现在设声音在大气中不同高度传播

速度不同，这时波前就不再保持球面，而发生畸变；相应的，声音传播方向

也不再是球半径的方向，而是拐了弯，这种声音传播道路拐弯的现象，也称

为声折射现象。白天同夜间，声音传播远近不同，就是由这个折射现象产生

的。

(二)声速和温度的关系

在地面附近空气中，声速c(m/s)和温度t(°C)的关系，可近似表为

c=(331.45+0.61t/r)m/s

就是说在地面上温度每升高一度，声速增加约0.61m/so

(三)夜间声音为什么会传得远

我们人类活动在贴近地面的大气里，在高度20km以下，大气的温度变化

十分复杂。白天，由于地面接受太阳辐射温度升高，靠近地面的大气层比稍

高的气层温度高，也就是说近地声速大于高空。这时声音传播路径折向高空,

在适当的地方还可以形成声静区，即对远处发出的什么声音都听不见。这时，

由于声传播路径折射向高空，如果坐在气球上便会听到格外清晰的气球下面

的地面的发声，坐在气球里的张继也许会来上一句“正午钟声到气球”。在夜

间，靠近地面空气逐渐冷下来了，上空的气温相对高，结果高空声速比地面

大，因而声音会向地面折射。这就是夜间声音相对远的道理。在寒冷的天气,

尤其在结了冰的湖面或未结冰的水面上，即使在白天，由于地面温度低，声

音向地面折射的效果也十分明显。现在，住在闹市区的人大概都有这样的体

验，对马路车辆行驶造成的讨厌的噪声，白天除了临街的楼房外，大多感受

不到，而到深夜，即使只有一辆车驶过，也会搅得你睡不好觉，甚至隔几座

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楼还可以听到，可以说是“夜半噪声扰眠床”吧，它和“夜半钟声到客船”

是同样的道理。

后来，人们又认识到，要了解大气中声折射

的复杂现象，就得要有一张声速沿高度变化的图,

即声速作为距地面高度的函数关系。据现在人们

的实测和理论计算，这个函数关系简略地可表为

图2。从图2我们可以解释许多大气中声音传播的

有趣现象。我们看到从点到地面数千米内，白

B图2声速承受高度变化曲线

天到晚上速度梯度相反。

我们还看到，这条曲线拐了几个弯。注意声速局部极小处C点，在这个

高程上发声，任何方向的声音都会折射弯向水平。因为从C点往上看，它的

梯度正好和夜间地面上声速梯度一样，从C往下看，也是远离C的高度声速

变大，所以无论怎样，声音都会弯向过C的水平线。就是说，这个高程，声

音传得特别远，称为声道。而具有声速极大值的D点，则相反，当声音传播

接近它时，有一部分会折射返回声波来的那一侧，犹如波的反射。

学生活动：阅读课文，了解由声折射现象引起的一些奇妙的声现象。

三、课堂小结

教师活动：我们今天学习了声折射现象，知道了一些奇妙的声现象产生

的原因。“夜半钟声到客船”是1200多年前的诗句，诗句概括的科学事实不

断为后来的科学发展所证实。人类对自然的认识逐渐进步着，我们沐浴在科

学发展的薰风化日之中。当我们反复吟诵这优美的诗句时，又怎能不叹服这

诗句的语言美和科学美的完整结合。千年来日益发展的科学技术，不正是对

这诗句作更为精细详尽的注解吗？

四、布置作业：

查阅资料，了解更多奇妙的声现象。

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第三节超声波和次声波

知识与技能：

1.知道什么是超声波，什么是次声波。

2.了解超声波、次声波的特性。

过程与方法：

1.从声波的特性和频率的关系入手，认识超声波和次生波。

2.通过学习和讨论超声波、次声波在实际中的应用，较好地掌握次声波

和超声波的有关知识。

情感、态度与价值观：

1.关心国内、外科技发展现状与趋势，有振兴中华的使命感与责任感，

培养学生将科学服务于人类的意识。

2.提高自学能力和应用物理知识解决实际问题的能力。

教学重点：认识超声波、次声波的特性，了解其在实际生活中的应用。

教学难点：了解超声波、次声波的应用实例。

教学方法：多媒体展示、讲授法、阅读教学法

教学用具：投影仪、投影片

教学课时：1课时

教学过程：

一、引入新课：

声音，对一般人来讲是很熟悉的，但对声音的有关知识，人们的认识就

不那么深刻了。通过前面的学习，我们知道人讲话的声音、音调各不相同，

是由于声音的频率不同造成的。实际上，声波的频率不仅决定了音调，还决

定了声波的一些其他特性。这节课，我们就来研究和学习具有其他特性的声

波，这就是次声波和超声波。

二、进行新课

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（-）超声波

1.什么是超声波？

频率高于20000Hz的声波，叫超声波。

超声波具有和可闻声波、次声波不同的特性。

2.超声波的特性

超声波最突出的特性有：功率大、穿透力强、接近直线的定向传播性。

超声波的这种特性，决定了超声波在实际应用中有重要意义。

3.超声波的重要应用

在学生阅读教材的基础上总结出：

A.探测距离、方位和伤痕。如：声纳（水声测位仪）、探伤仪等。

B.机械作用。如：加湿器、制造照相乳胶、清除物品表面污垢等。

C.诊断、医疗作用。如：B超仪、多普勒仪等。

D.超声波仿声学。如：研究动物的器官构造和功能等。

E.空化作用。如：使液体或固体内部产生局部高温（几千度）和高压（几

千个大气压）以及放电。

（二）次声波

一个人讲话，附近的人可以听到声音，这就是声波。但是，并不是所有

声波人耳都能听到，人耳能听到的声波频率是有限的，有些频率的声波并不

能引起人类听觉器官的感觉。

1.什么是次声波？

频率低于20Hz的声波，叫次声波。

2.几点说明

①次声波产生实例

地震、台风、核爆炸、火箭起飞等都能产生次声波。

由于次声波的频率很低，因此，它具有自己的特性。

②次声波的特性

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传播速度快、传播距离远是次声波的突出特性。

次声波的上述特性，使得发射和接收次声波具有很重要的实际意义。应

用：次声武器。

三、课堂小结

教师活动：我们今天学习了超声波和次声波，知道了超声波和次声波的

特性，并了解了它们在实际中的应用。希望大家好好学习，掌握更多的知识,

利用所学知识更好地为人类服务。

四、布置作业：

查阅资料，了解更多有关超声波和超声波的应用。

第四节奇妙的光现象

知识与技能：

1.知道日食和月食的成因。

2.知道海市蜃楼产生的条件和原因。

3.了解蓝天红霞是如何产生的。

4.了解视错觉现象及其应用。

过程与方法：

1.培养学生的自主学习能力，尝试运用物理原理解决一些与生产和生活

相关的实际问题。

2.培养学生的信息收集和处理能力，分析、解决问题能力和交流、合作

能力。

情感、态度与价值观：

1.领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究

自然界的奥秘。

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2.培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探究与日常

生活有关的物理学问题。

教学重点：

1.认识日食、月食的成因及海市蜃楼产生的条件和原因。

2.了解蓝天红霞和视错觉现象及其应用。

教学难点：

1.海市蜃楼产生的条件和原因。

2.视错觉现象及其应用。

教学方法：多媒体展示、讲授法、阅读教学法

教学用具：投影仪、投影片

教学课时：1课时

教学过程：

一、引入新课：

在我们的日常生活中，经常会见到很多奇妙的光现象，大的到日食、月

食，小到香皂上的泡末，只要你留心观察，就可以发现许多形形色色奇妙的

光了。其实这些都是物理现象，你知道其中的原因么？现在就让我们一起来

研究研究吧。

二、进行新课

（-）日食和月食

日食和月食是人们熟知的天文现象，它是光在同种均匀透明的介质中沿

直线传播的例证。

学生阅读教材。

教师根据图例讲解什么是月球的本影、半影和伪半影，让学生明确哪些

区域的观察者可看到日全食，哪些区域的观察者可看到日偏食，哪些区域的

观察者可看到日环食。

由于地球的本影比月球大得多，在月全食时，月球会完全进入地球的本

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影区内，因此，绝不会出现月环食这种现象。

月球的本影只落在地球上极小的一个区域内，所以日全食时地球上只有

一小区域内的人可以看到。当月球运行到地球的本影里时发生月食，如图乙

所示，月食时凡面向月球的半个地球上的人均可同时看到。

(-)海市蜃楼

空气本身并不是一个均匀的介质，在一般情况下，它的密度是随高

度的增大而递减的，高度越高，密度越小。当光线穿过不同高度的空气

层时，总会引起一些折射。

1.上现蜃景

在夏季，白昼海水温度比较低，特别是有冷水流经过的海面，水温

更低，下层空气受水温影响，较上层空气为冷，出现下冷上暖的反常现

象下层空气本来就因气压较高，密度较大，再加上气温又较上层为低，

密度就显得特别大，因此空气层下密上稀的差别异常显著。假设在我们

的东方地平线下有一艘轮船，一般情况下是看不到它的。这时如果由于

空气下密上稀的差异太大了，来自船舶的光线先由密的气层逐渐折射进

入稀的气层，并在上层发生全反射，又折回到下层密的气层中来；经过

这样弯曲的线路，最后投入我们的眼中，我们就能看到它的像。由于人

的视觉总是感到物像是来自直线方向的，因此我们所看到的轮船映像比

实物是抬高了许多，这叫做上现蜃景。

1.下现蜃景

在沙漠里，白天沙石被太阳晒得灼热，接近沙层的气温升高极快。

由于空气不善于传热，所以在无风的时候，空气上下层间的热量交换极

小，遂使下热上冷的气温垂直差异非常显著，并导致下层空气密度反而

比上层小的反常现象。在这种情况下，如果前方有一棵树，它生长在比

较湿润的一块地方，这时由树梢倾斜向下投射的光线，因为是由密度大

的空气层进入密度小的空气层，会发生折射。折射光线到了贴近地面热

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而稀的空气层时，就发生全反射，光线又由近地面密度小的气层反射回

到上面较密的气层中来。这样，经过一条向下向下凹陷的弯曲光线，把

树的影像送到人的眼中，就出现了一棵树的倒影。由于倒影位于实物的

下面，所以又叫下现蜃景。这种倒影很容易给予人们以水边树影的幻觉，

以为远处一定是一个湖。凡是曾在沙漠旅行过的人，大都有类似的经历。

无论哪一种海市蜃楼，只能在无风或风力极微弱的天气条件下出现。

当大风一起，引起了上下层空气的搅动混合，上下层空气密度的差异减

小了，光线没有什么异常折射和全反射，那么所有的幻景就立刻消逝了。

学生活动：讨论课文中的“想想议议”。

（三）蓝天红霞

光在传播过程中，遇到两种均匀媒质的分界面时，会产生反射和折射现

象。但当光在不均匀媒质中传播时，情况就不同了。由于一部分光线不能直

线前进,就会向四面八方散射开来,形成光的散射现象。地球周围由空气形成

的大气层，就是这样一种不均匀媒质。因此，我们看到的天空的颜色，实际

上是经大气层散射的光线的颜色。科学家的研究表明，大气对不同色光的散

射作用不是“机会均等”的，波长短的光受到的散射最厉害。当太阳光受到

大气分子散射时，波长较短的蓝光被散射得多一些。由于天空中布满了被散

射的蓝光，地面上的人就看到天空呈现出蔚蓝色。空气越是纯净、干燥，这种

蔚蓝色就越深、越艳。如果天空十分纯净,没有大气和其他微粒的散射作用，

我们将看不到这种璀璨的蓝色。比如在2万米以上的高空，空气气体分子特

别稀薄，散射作用已完全消失，天空也会变得暗淡。

旭日初升或日落西山时，直接从太阳射来的光所穿过的大气层厚度，比

正午时直接由太阳射来的光所穿过的大气层厚度要厚得多。太阳光在大气层

中传播的距离越长,被散射掉的短波长的蓝光就越多，长波长的红光的比例也

显著增多，最后到达地面的太阳光，它的红色成分也相对增加。因此,就出现

了满天红霞和血红夕阳。

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（四）视错觉现象

许多青年人爱穿水兵的“海魂服”，这种针织衫上有蓝白相间的粗横条，

清新爽朗，小伙子穿起来，确实神气。有趣的是，瘦人穿上它，显得丰满，

而胖人穿了它，看起来更臃肿了。这是一种光学现象——视错觉造成的。

1.分割错觉

大小和形状都相同的物体，由于采取不同的分割方法，便会引起人们的

错觉。如右图中的两个正方形，是一样

大小，由于左面的采取横向分割，右面

的采取竖向分割，结果左面的图形看起

来高一些，右面的图形则宽一些。这种

现象在物理学上叫做“分割错觉”。

同样的分割用在不同的地方，会产生相反的效果。在装璜设计上，要想

使一只盒子显得高一些，就可采取横向分割；然而在衣着装饰上的分割错觉

却恰好相反，矮胖的人穿横向条纹的“海魂服”，不但没有增加高的感觉、反

而增加宽的感觉，显得更胖了。这是因为盒子一般不太大，它正好处在人眼

的正常视野中，眼球不必转动就可以看清它，观看横向分割的时候，就会不

自觉地把分割条数考虑进去，便觉得高度有所增加。观看穿横向条纹衣服的

人，情况便有所不同，为了能看清这些条纹，视线必然会沿着条纹方向移动,

不自觉地把条纹长度跟条纹间隔作比较，就觉得横向的宽度增大了。所以，

矮胖的人不宜穿“海魂服”之类的横向条纹衣服，而适合穿竖直条纹的服装。

2.象散错觉

视错觉的现象还有好多种。假

如你用一只眼睛正面去看右图中的

四个字母，你会明显地感到它们的ABCO

颜色深浅不同。记住那个颜色最深

的字母，然后从侧面斜看这四个字母，就会发生一个意外的变化：原来那个

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最黑的字母，变成灰色的了，这时最黑的字母已经是另外一个了。这种现象

叫做“象散错觉:根据这个原理，现在已经设计出一些“会变色的布