计算机国二office公共基础知识

第1章数据结构与算法(10-12分)

考点：

1.算法(****)

2.数据结构(***)

3.线性表及其顺序存储结构(**)

4.栈和队列(*****)

5.线性链表(**)

6.树与二叉树(*****)

7.查找技术(****)

8.排序技术(***)

一、数据结构与算法

1、概念

算法是对特定问题求解步骤的一种描述，它是指令的有限序列，其中每一条指令表示一个或多个操作

2、数据的逻辑结构

•线性结构(例：-维数组、链表、栈、队列、串、线性表)

•非线性结构(例：多维数组、广义表、树、图)

3、数据的存储结构(线性表)

•顺序存储方法：线性表中所有元素所占的存储空间是连续的；线性表中各数据元素在存储空间中

是按逻辑顺序依次存放的

•链接存储方法：逻辑上相邻的结点，物理上也相邻，存储单元可以是连续的，也可以是不连续的

•计算机中有数据进行处理时，数据的存储结构对程序的执行效率有很大的关系

•一种数据的逻辑结构根据需要可以表示成多种存储结构。数组是数据的逻辑结构，可以用多种存

储结构来表示

•线性链表：就是指线性表的链式存储结构，简称链表

4、算法的基本特征

•可行性：针对实际问题而设计的算法，执行后能够得到满意的结果

•确定性：算法中的每一个步骤都必须有明确的定义，不允许出现歧义性

•有穷性：算法必须在有限时间内做完，即必须在执行有限个步骤之后终止，算法程序的运行时间

是有限的

•拥有足够的情报：要使算法有效必需为算法提供足够的情报当算法拥有足够的情报时，此算法才

最有效的；而当提供的情报不够时，算法可能无效

5、算法的复杂度

•时间复杂度：该算法执行的时间耗费，是指执行算法所需要的计算工作量，即算法执行过程中所

需要的基本运算次数

•空间复杂度：该算法执行时所耗费的存储空间

6、顺序表和链表的比较：

基于空间的考虑：(1)顺序表的存储空间是静态分配的，而链表的存储空间是动态分配的。(2)顺序表

占的存储空间必须是连续的，而链表占的存储空间可以是连续的，也可是不连续的

二、栈

•栈实际也是线性表，只不过是一种特殊的线性表。栈称为''先进后出”

表或“后进先出”表，顺序存储、链式存储

•栈的计算：求栈中元素的个数：栈底元素栈顶元素

•栈是限定在一端进行插入与删除的线性表，允许插入元素的一端为栈顶,

允许删除元素的一端为栈底，栈顶元素总是最后被插入的元素，也是最

A

栈底bottom

先被删除的元素：栈底元素则总是最先被插入而最后被删除的元素

三、队列

•队列也是一种运算受限的线性表，是一种“先进先出”，“后进

后出”的线性表，顺序存储、链式存储

•队列的计算：求队列中元素的个数：当rear>front时，rear

-front当rear<front时，rear-front+m

m(代表队列的容量)

•循环队列仍然是顺序存储结构，是队列常采用的形式

•队列是一种线性表，它允许在一端进行插入，在另一端进行删

除

front：队头Rear：队尾

四、树与二叉树(非线性结构)出^入队

1、树

•节点：树中的每一个点叫做节点，分为根节点(0或1个)、父节点、子节点

•度：一个结点拥有的子树数称为该结点的度。一棵树的度是指该树中结点的最大度数。度为1的

点节叫做nl,度为2的节点叫做n2

•叶子节点：度为零的结点称为叶子(没有子节点的节点)叫做n0

•深度：树中结点的最大层数称为树的高度或深度

2、二叉树

•二叉树：由左树和右树组成，二叉树的度<=2,当度

为0时叫做空树二叉树

•具有3个结点的二叉树有5种形态

•满二叉树：指除最后一层外，每一层上的所有结点都

有两个子结点的二叉树完全二叉树

•完全二叉树：除最后一层外，每一层上的结点数均达

到最大值，在最后一层上只缺少右边的若满二叉树

干结点

•二叉树的性质：

性质1：二叉树第k层上的结点数目最多为2"(k>=l)LF

性质2：深度为m的二叉树至多有2"-1个结点(k>=l)

G

性质3：度为2的结点数为n2,度为0的节点叫做n0,贝n0=n2rrr

(度为0的节点比度为2的节点多一个)，整个二叉树节

点个数：n=n0+nl+n2

性质4：具有n个结点的完全二叉树的深度至少为[logzn]+l,其中

[log2n]表示取log2n的整数部分

二叉树的遍历：

遍历：是指沿着某条搜索路线，依次对树中每个结点均做一次且仅做一次访问

(1)前序遍历：

访问根结点----左子树----右子树

(2)中序遍历:

左子树---访问根结点----右子树

(3)后序遍历:

左子树---右子树----访问根结点

例：前序：ABDEGCF

中序：DBGEACF

后序：DGEBFCA

五、排序

•冒泡排序：是最简单的一种交换类排序法。在最坏的情况下，对长度为n的线性表排序，冒泡排

序需要比较的次数为n(nT)/2,其时间复杂度为0(n?)

•直接选择排序：最坏情况要比较的次数为()(r『)，其时间复杂度为0(「)

•直接插入排序：最坏的情况下，时间复杂度为0(/)

•快速排序：平均时间为0(nlo/n),最坏情况下，时间效率为0(一)

•堆排序：最坏情况下，时间复杂度为0(nlog2n)

各种内部排序方法的比较

排序方法最坏时间

直接插入0(n')或n(n-l)/2

直接选择0(n2)或n(n-l)/2

冒泡0(n2)或n(n-l)/2

快速0(n2)或n(n-l)/2

堆0(nlog2n)

六、查找

•顺序查找：即适用顺序存储结构，又适用链式存储结构。对长度为n的线性表进行顺序查找，在

最坏情况下需要比较n次

•二分查找：要求线性表是有序表，另外，二分查找只适用顺序存储结构，在链式存储结构上无法

实现二分查找

•二分法查找只适用于顺序存储的有序表，在最坏情况下，二分查找需要比较log2n次

•在平均情况下，在顺序存储的线性表中查询一个元素，需要一半的元素，在最坏情况下，则需要

比较线性表中所有的元素。

第2章程序设计基础(2-4分)

考点：

1.程序设计方法和风格(**)

2.结构化程序设计(**)

3.面向对象的程序设计(***)

一、程序设计方法与风格

1、程序设计

指设计、编制、调试程序的方法和过程

2、良好的设计风格：

(1)源程序文档化：程序注释的目的主要是方便其他人人阅读程序(程序中要有必要的注释)

(2)数据说明的方法：数据说明的次序要规范化，增强可读性(程序的可读性好)

(3)语句的结构：一行只写一条语句：避免使用临时变量；避免彩复杂条件语句：应使用库函数；

程序模块化；确保模块独立；不要修补不良结构的程序，避免滥用goto语句

(4)输入输出：对输入数据检查合法性；排列合理；输入格式简单；应允许使用自由格式和默认值;

应在屏幕上给出状态信息(输入数据前要有提示信息)

**模块设计要保证低耦合、高内聚

二、结构化程序前讦

1、结构化程序设计的原则：

自顶向下、逐步求精、模块化及限制使用got。语句

2、结构化程序的基本结构：

顺序、选择、循环结构

三、面向对象的程序设计

1、对象的特点：

标识唯一性、分类性、多态性、封装性、模块独立性好

(1)标识唯一性：对象是可以区分的

(2)分类性：具有相同属性和操作的对象可以抽象成一个类

(3)多态性：同一个操作可以是不同对象的行为，是指在类中定义名称相同的函数，但是这些

函数的参数或者返回值的类型不同

(4)封装性：对外部只提供接口，方便用户调用，内部实现对外不可见，可实现信息隐蔽，是

指将对象分为内部实现和外部接口两个部分

(5)模块独立性好：对象内部各种元素彼此结合紧密，内聚性好

2、类：

是具有共同属性、共同方法的一组对象的集合，是关于对象的抽象描述，反映属于该对象类型的所有

对象的性质，类是对象的抽象，而一个对象则是其对应类的一个实例

3、继承：

是指能够直接获得已有的性质和特征，而不必重复地定义它们

4、多态性：

对象根据所接收的消息而做出动作，同样的消息被不同的对象接收时可导致完全不同的行为，该现象

称为多态性

第3章软件工程基础(8分)

考点：

1.软件工程基本概念(***)

2.结构化分析方法(**)

3.结构化设计方法(****)

4.软件测试(****)

5.程序的调试(**)

一、基本概念

•软件：包括程序、数据、文档的完整集合

•软件按功能分为：应用软件、系统软件、支撑软件

二、软件工程

•软程包含3个要素：方法、工具和过程

方法是完成软件开发各项任务的技术手段

工具支持软件的开发、管理、文档生成

过程支持软件开发的各个环的控制、管理

•软件工程研究的主要内容是软件开发技术和软件开发管理两个方面。

•软件工程的原则：抽象、信息隐蔽、模块化、局部化、确定性、一致性、完备性、可验证性

抽象：采用分层抽象、自顶向下、逐层细化的办法控制软件开发过程的复杂性

信息隐蔽：将模块设计成“黑箱”，实现的细节隐藏在模块内部。这就是信息封装，使用与

实现分离的原则

模块化：有助于信息隐蔽和抽象，有助于表示复杂的系统

局部化：保证模块之间具有松散的耦合关系，模块内部具有较强的内聚，这有助于控制分解

的复杂性

确定性：软件开发过程中所有概念的表达应是确定的、无歧义的、规范的

可验证性：开发大型的软件系统需要对系统自顶向下、逐层分解，以确保系统的正确性

三、软件工程过程

•所进行的基本活动主要包含4种：软件规格说明、软件开发、软件确认、软件演进

软件规格说明：规定软件的功能以及运行的限制

软件开发：产生满足规格说明的软件

软件确认：确认能够满足用户提出的要求

四、软件生命周期

•软件生存周期：通常把软件产品从提出、实现、使用、维护到停止使用、退役的过

程称为软件生命周期

•软件生命周期分为3个时期共8个阶段：

1.软件定义时期：包括问题定义、可行性和需求分析3个阶段

2.软件开发期：包括概要设计、详细设计、实现和测试4个阶段

3.运行维护期：即运行维护阶段

•软件生命周期各阶段的主要任务：

1.问题定义：

2.可行性研究与计划制定：

3.需求分析：对待开发软件提出需求进行分析并给出详细定义。编写软件规格说

明书及初步的用户手册，提交评审。

4.软件设计：通常又分为概要设计和详细设计两个阶段，给出软件的结构、模块

的划分、功能的分配以及处理流程。该阶段提交评审的文档有概要

设计说明书、详细设计说明书和测试计划初稿

5.软件实现：在软件设计的基础上编写程序。该阶段完成的文档有用户手册、操

作手册等面向用户的文档，以及为下一步做准备而编写的单元测试

计划

6.软件测试：在设计测试用例的基础上，检验软件的各个组成部分。编写测试分

析报告

7.运行维护：

五、结构化分析方法

1、需求分析和需求分析方法

(1)、需求分析阶段的工作：

•需求获取

•需求分析

•需求编写规格说明书

•需求评审

(2)、需求分析方法：

常用见的需分析方法：

(1)结构化分析方法

(2)面向对象的分析方法：分为静态分析方法和动态分析方法

2、结构化分析方法

使用数据流图(DFD)、数据字典(DD)、结构化英语、判定表和判定树等工具，实质是眼于数据流、

自顶向下、对系统的功能进行逐层分解、以数据流图和数据字典为主要工具，建立系统的逻辑模型

3、结构化分析方法的常用工具

(1)数据流图(DFD)

•数据流图是描述数据处理过程的工具，它是结构化程序设计理论在软件需求分析阶段的

运用

•程序流程图、N-S图、PAD图是详细设计过程中常用的图形工具

数据流：

加工：一»(又称转换)

存储文件：。(又称数据源)

源/潭：----------------(表示系统和环境的接口)

**请注意：数据流图1________1示的控制流有本质不同,千万不要混淆

(2)数据字典：其中有4种类型的条目：数据流、数据项、数据存储、加工，对数据流图中所有元

素的定义的集合，是结构化分析的核心。它以一种准备的，无二义性的说明方式为系统的分析、

设计维护提供了有关元素的一致性定义和详细的描述。

4、软件需求规格说明书

软件需求规格说明书的标准：正确性、无歧义性、完整性、可验证性、一致性、可理解性、可修改性、

可追踪性

六、结构化设计方法

1、软件设计概述

(1)软件设计的基础：从工程管理的角度来看可分为两步：概要设计和详细设计。软件设计包括软

件结构设计、数据设计、接口设计、过程设计

•概要设计：将软件需求转化为软件体系结构

•详细设计：确立每个模块的实现算法和局部数据结构

•结构设计：定义软件系统各主要部件之间的关系

•数据设计：将分析时创建的模型转化为数据结构的定义

•接口设计：描述软件内部、软件和协作系统之间以及软件与人之间如何通信

•过程设计：把系统结构部件转换成软件的过程描述

(2)软件设计的基本原理和原则：

①模块化②抽象③信息隐藏④模块独立性

模块独立性：一般来说，要求模块之间的耦合尽可能弱，即模块尽可能独立，且要求模块的

内聚程度尽可能高。内聚性和耦合性是一个问题的两个方向，耦合性能程度弱

的模块，其内聚程序一定高

内聚性：是一个模块内部包含的信息，对于不需要这些信息的其他模块来说是不能访问的；

是一个模块内部各个元素间彼此结合的紧密程序的度量

耦合性：是模块间互相连接的紧密程度的度量

对于模块进行设计时，应该尽量做到高内聚、低耦合，即减弱模块之间的耦和性和提高模块

的内聚性，这样有利于提高模块的独立性

2、概要设计

(1)编写概要设计文档：概要设计阶段文档有概要设计说明书、数据库设计说明书和集成测试计划

等。

(2)概要设计文档评审：在文档编写完成后，要对设计部分是否完整地实现了需求中规定的功能、

性能等要求，设计方案的可行性，关键的处理及内外部接口定义正确性、有效性，各部分之间

的一致性等进行评审。

3、详细设计

任务是为软件结构图中的每一个模块确实实现算法和局部数据结构

程序流程图(PFD)：

•方框表示一个加工步骤

•菱形表示一个逻辑条件

•箭头表示控制流

软件系统结构图的宽度：整体控制跨度(最大块数的层)的显示(如右图,

七、软件测试

1、软件测试目的

软件测试就是在软件投入运行之前，尽可能多地发现软件中的错误,发现程序中的错误

2、软件测试方法

根据软件是否需要被执行，可以分为静态测试和动态测试，如果按照功能划分，可以分为白盒测试和

黑盒测试

(1)静态测试：包括代码检查、静态结构分析、代码质量度量等，是指不在计算机上运行被测试程

序，而采用其他手段来达到对程序进行检测的目的，包括人工测试和计算机辅助静

态分析方法。

(2)动态测试：主要通过人工进行分析。通过运行软件来检验软件中的动态行为和运行结果的正确

性，并用所设计的测试用倒对程序进行检测的方法

(3)白盒测试(结构测试)：是把程序看成装在一只透明的白盒子里，测试者完成了解程序的结构和

处理过程，保证所测模块中每一独立路径至少执行一次；保证所测模块

所有判断的每一分支至少执行一次；验证所有内部数据结构的有效性。

主要方法有逻辑覆盖、基本路径测试等。

(4)黑盒测试(功能测试)：把程序看成一只黑盒子，测试者完成不了解，或不考虑程序的结构和处

理过程，也称为功能测试或数据驱动测试，测试时不考虑程序内部细节、

结构和实现方式、仅检验程序结果与说明书的一致性。

测试方法主要有：等价划分法、边界分析法、错误推测法、因果图等，

主要用于软件确认测试

3、软件测试的实施

(1)单元测试：也称模块测试，模块是软件设计的最小单位，单元测试是对模块进行正确性的检验。

可以采用静态测试或者动态测试，动态测试通常以白盒测试为主，测试其结构，以

黑盒测试法为辅，测试其功能

(2)集成测试：也称组装测试，它是对各模块按照设计要求组装成的程序进行测试，主要目的是发

现与接口有关的错误

(3)确认测试的任务是检验软件的功能、性能及其他特征是否与用户的需求一致，它是以需求规格

说明书作为依据的测试。确认测试通常采用黑盒测试

(4)系统测试：目的是在真实的系统工作环境下检验软件是否能与系统正确连接，发现软件与系统

需求不一致的地方

•测试用例是为测试设计的数据，测试用倒由测试输入数据与之对应的预期输出结果两部分组成。

测试用倒的格式为[(输入值集)，(输出值集)]

八、程序的调钛

程序调试的任务是诊断和改正程序中的错误,改正以后还需要再测试

第4章数据库设计基础(8-10分)

考点：

1.数据库系统的基本概念(*****)

2.数据模型(****)

3.关系代数(***)

4.数据库设计与管理(**)

一、数据库系统的基本概念

1、数据、数据库、数据库管理系统

(1)数据库(DB)

(2)数据库管理系统(DBMS)：

数据库语言：

•数据定义语言(DDL)：负责数据的模式定义和数据的物理存取构建

•数据库操纵语言(DML)：负责数据的操纵，包括查询及增、删除、改操作

•数据控制语言：负责数据完整性、安全性的定义与检查以及并发控制、数据恢复等功能

(3)数据库系统(DBS)

三者关系：DBS包含DB和DBMS

2、数据库系统的发展

(1)、人工管理阶段：在工人管理阶段，数据不保存，没有对数据进行管理的软件，数据不能共享

(2)、文件系统阶段：这个时期数据管理的特点是：数据需要长期保留在外存储器中供反复使用；程

序和数据之间有了一定的独立性；文件夹形式已经多样化；数据的存储基本上

以记录为单位，提供了简单的数据共享与数据管理能力，但它不能提供完整的、

统一的管理和共享数据的能力

(3),数据库系统阶段：

•实现了数据共享，减少了数据冗余；

•采用了特定的数据模型；

•真正统一的数据控制功能，能够为多个用户和应用程序提供共享资源

•具有数据的集成性

(4)、分布式数据库系统阶段

3、数据库系统的基本特点

数据库管理系统是数据库系统的核心

数据库系统特点：

•数据高度集成

•数据统一管理控制

•数据独立性

•共享性与低冗余性

4、数据库系统的内部结构体系

•概念模式：是数据库系统中全局数据逻辑结构的描述，此种描述是一种抽象的描述，不但要描述

概念记录类型，而且要描述记录之间的联系、所允许的操作、数据的一致性、安全性和其他数据

控制方面的要求

•外模式：也称为数据库的用户式或子模式，是从概念模式导出的子模式，用户可以通过子模式描

述语言来描述用户级数据库的记录，还可以利用数据语言对这些记录进行操作。用户使用数据操

纵语言对数据库进行操作，实际上是对外模式的外部记录进行操作

•内模式：也称为数据库的物理式或存储模式。它是由系统程序员设计和组织的、是系统程序员所

看到和所理解的数据库，它给出了数据库物理存储结构与物理存取方法。DBMS一般提供相关的内

模式描述语言（DLL）

•数据库系统一般分为物理独立性与逻辑独立性两级。物理独立性指数据的物理结构的改变。在数

据系统中，数据的物理结构并不一定与逻辑结构一致

概念模式是一个全局模式，而外模式是用户的局部模式，内模式处于底层，它反映了数据在计算机物

理结构中的实际存储形式，概念模式处于中层，它反映了设计者的数据全局逻辑要求，而外模式处于

最外层，它反映了用户对数据的要求

二、数据模型

•分为层次模型、网状模型、关系模型

•基本概念：一对一、一对多、多对多

•E-R模型：

矩形：实体集

椭圆：属性

菱形：联系

1、层次模型

层次模型的结构是树形结构

2、网状模型

用网状结构表示实体及其之间联系的模型

3、关系模型

•关系模型采用二维表来表示，每行数据称为元组，列叫做属性

•关系模型允许定义三类数据约束，它们是实体完整性约束、参照完整性约束以及用户定义的完整

性约束

三、关系代数

1、传统的集合运算

并、交、差、笛卡尔积

（1）并（U）：由2个关系运算生成第3个关系，要求两个关系的元数（字段名称）必须相同，元组

（记录）的个数相加

例：RUS

RST

ABABAB

m113m1

n235n2

13

（2）交（0）：由2个关系运算生成第3个关系，要求两个关系的兀数（字段名称）必须相同，第3

个关系中只保留前2个关系中相同的J35

——

例：RAS

RST

ABBAB

m13n2

n22

(3)生成第系l要求两个关系的元数（字段名称）必须相同，从第1

个关系中减去第2个关系中相同的部分

例：R-S

RST

ABABAB

m113m1

n2n2

（4）笛卡尔根（X）：由2个关系运算生成第3个关系,两个关系中元数可以相同也可以不同，计算

的结果元数的个数是相加的关系，元组相乘的关系

例：RXS

RST

ABACABAC

m113m113

n2n5m1n5

n213

2、专门的关系运算

选择、投影、连接、除n2n5

（1）选择：从关系中找出满足给定条件的元组。通过一个关系生成第二个关系，元组

个数减少，元数个数不变

RT

ABAB

m1m1

从力索槿工仲磊若I

(2)投影::个属性组成新的关系称为投影，通过一个关系生

成第二个关系，元组个数不变，元数个数减少

RT

ABA

m1

可以,蝶两个:2

（3）连接：京系合并成•个大关系

自然连接（|X|）：是一种特殊的等值连接，两关系间有公开域；通过公共域的相等

值进行连接。自然连接要求两个关系中进行比较的分量必须是相同的属性组，

并在结果中把重复的属性列去掉,计算方法与笛卡尔积相拟

自然连接的结果：元素个数小于等于2个关系元数相加，元组个数小于等于2个关系元组相

乘

例：R|X|S

RST

ABACABC

m113n25

n2n5

（4）除（/）：

四、数据库设计与管理

1、数据库设计概述

•数据库设计是数据库应用的核心

•数据库设计分为六个阶段：需求分析；概念结构设计；逻辑结构设计；数据库物理设计；数据库

实现；数据库运行和维护

1）数据库的逻辑设计主要工作是将E-R图转换成指定RDMS中的关系模式

2）需求分析阶段的任务是通过详细调查现实世界要处理的对象

3）概念设计的目的则是分析数据间内在的语义关联，在此基础上建立一个数据的抽象模型

4）物理设计的主要目标是对数据库内部物理结构作调整并选择合理的存取路径，以提高数据库

访问速度以及有效利用存储空间

•数据字典是各类数据描述的集合，数据项是数据的最小单位

数据库设计的主要目的就是解决数据的共享问题附录资料：不需要的可以自

行删除

生活中的物理知识大全

厨房中的物理知识

我们认真观察厨房里燃料、炊具，做饭、做菜等全部过程，回忆厨房中发生的一系列变化，

会看到有关的物理现象。利用物理知识解释这些现象如下：

一、与电学知识有关的现象

1、电饭堡煮饭、电炒锅煮菜、电水壶烧开水是利用电能转化为内能，都是利用热传递煮

饭、煮菜、烧开水的。

2?排气扇（抽油烟机）利用电能转化为机械能，利用空气对流进行空气变换。

3、电饭煲、电炒锅、电水壶的三脚插头，插入三孔插座，防止用电器漏电和触电事故的

发生。

4、微波炉加热均匀，热效率高，卫生无污染。加热原理是利用电能转化为电磁能，再将

电磁能转化为内能。

5、厨房中的电灯，利用电流的热效应工作，将电能转化为内能和光能。

6、厨房的炉灶（蜂窝煤灶，液化气灶，煤灶，柴灶）是将化学能转化为内能，即燃料燃

烧放出热量。

二、与力学知识有关的现象

1、电水壶的壶嘴与壶肚构成连通器，水面总是相平的。

2、菜刀的刀刃薄是为了减小受力面积，增大压强。

3、菜刀的刀刃有油，为的是在切菜时，使接触面光滑，减小摩擦。

4、菜刀柄、锅铲柄、电水壶把手有凸凹花纹，使接触面粗糙，增大摩擦。

5、火铲送煤时，是利用煤的惯性将煤送入火炉。

6、往保温瓶里倒开水，根据声音知水量高低。由于水量增多，空气柱的长度减小，振动

频率增大，音调升高。

7、磨菜刀时要不断浇水，是因为菜刀与石头摩擦做功产生热使刀的内能增加，温度升高,

刀口硬度变小，刀口不利；浇水是利用热传递使菜刀内能减小，温度降低，不会升至过高。

三、与热学知识有关的现象

（-）与热学中的热膨胀和热传递有关的现象

1、使用炉灶烧水或炒菜，要使锅底放在火苗的外焰，不要让锅底压住火头，可使锅的温度升

高快，是因为火苗的外焰温度高。

2、锅铲、汤勺、漏勺、铝锅等炊具的柄用木料制成，是因为木料是热的不良导体，以便

在烹任过程中不烫手。

3、炉灶上方安装排风扇，是为了加快空气对流，使厨房油烟及时排出去，避免污染空间。

4、滚烫的砂锅放在湿地上易破裂。这是因为砂锅是热的不良导体，烫砂锅放在湿地上时，

砂锅外壁迅速放热收缩而内壁温度降低慢，砂锅内外收缩不均匀，故易破裂。

5、往保温瓶灌开水时，不灌满能更好地保温。因为未灌满时，瓶口有一层空气，是热的

不良导体，能更好地防止热量散失。

6、炒菜主要是利用热传导方式传热，煮饭、烧水等主要是利用对流方式传热的。

7、冬季从保温瓶里倒出一些开水，盖紧瓶塞时，常会看到瓶塞马上跳一下。这是因为随

着开水倒出，进入一些冷空气，瓶塞塞紧后，进入的冷空气受热很快膨胀，压强增大，从而

推开瓶塞。

8、冬季刚出锅的热汤，看到汤面没有热气，好像汤不烫，但喝起来却很烫，是因为汤面

上有一层油阻碍了汤内热量散失（水分蒸发）。

9、冬天或气温很低时，往玻璃杯中倒入沸水，应当先用少量的沸水预热一下杯子，以防

止玻璃杯内外温差过大，内壁热膨胀受到外壁阻碍产生力，致使杯破裂。

10、煮熟后滚烫的鸡蛋放入冷水中浸一会儿，容易剥壳。因为滚烫的鸡蛋壳与蛋白遇冷

会收缩，但它们收缩的程度不一样，从而使两者脱离。

（-）与物体状态变化有关的现象

1、液化气是在常温下用压缩体积的方法使气体液化再装入钢罐中的；使用时，通过减压

阀，液化气的压强降低，由液态变为气态，进入灶中燃烧。

2、用焊锡的铁壶烧水，壶烧不坏，若不装水，把它放在火上一会儿就烧坏了。这是因为

水的沸点在1标准大气压下是100C,锡的熔点是232C,装水烧时，只要水不干，壶的温度

不会明显超过100℃,达不到锡的熔点，更达不到铁的熔点，故壶烧不坏。若不装水在火上

烧，不一会儿壶的温度就会达到锡的熔点，焊锡熔化，壶就烧坏了。

3、烧水或煮食物时，喷出的水蒸气比热水、热汤烫伤更严重。因为水蒸气变成同温度的

热水、热汤时要放出大量的热量（液化热）。

4、用砂锅煮食物，食物煮好后，让砂锅离开火炉，食物将在锅内继续沸腾一会儿。这是

因为砂锅离开火炉时，砂锅底的温度高于100C,而锅内食物为100℃,离开火炉后，锅内食

物能从锅底吸收热量，继续沸腾，直到锅底的温度降为100℃为止。

5、用高压锅煮食物熟得快些。主要是增大了锅内气压，提高了水的沸点，即提高了煮食

物I的?rmo

6、夏天自来水管壁大量“出汗”，常是下雨的征兆。自来水管“出汗”并不是管内的水

渗漏，而是自来水管大都埋在地下，水的温度较低，空气中的水蒸气接触水管，就会放出热

量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”，说明空气中水蒸气含量较高，湿度较

大，这正是下雨的前兆。

7、煮食物并不是火越旺越快。因为水沸腾后温度不变，即使再加大火力，也不能提高水

温，结果只能加快水的汽化，使锅内水蒸发变干，浪费燃料。正确方法是用大火把锅内水烧

开后，用小火保持水沸腾就行了。

8、冬天水壶里的水烧开后，在离壶嘴一定距离才能看见“白气”，而紧靠壶嘴的地方看

不见“白气”。这是因为紧靠壶嘴的地方温度高，壶嘴出来的水蒸气不能液化，而距壶嘴一

定距离的地方温度低；壶嘴出来的水蒸气放热液化成小水滴，即“白气”。

9、油炸食物时，溅入水滴会听到“叭、叭”的响声，并溅出油来。这是因为水的沸点比油低,

水的密度比油大，溅到油中的水滴沉到油底迅速升温沸腾，产生的气泡上升到油面破裂而发

出响声。

10、当锅烧得温度较高时，洒点水在锅内，就发出“吱、吱”的声音，并冒出大量的“白

气”。这是因为水先迅速汽化后又液化，并发出“吱、吱”的响声。

11、当汤煮沸要溢出锅时，迅速向锅内加冷水或扬（舀）起汤，可使汤的温度降至沸点

以下。加冷水，冷水温度低于沸腾的汤的温度，混合后，冷水吸热，汤放热。把汤扬起的过

程中，由于空气比汤温度低，汤放出热，温度降低，倒入锅内后，它又从沸汤中吸热，使锅

中汤温度降低。

（三）与热学中的分子热运动有关的现象

1、腌菜往往要半月才会变咸，而炒菜时加盐几分钟就变咸了，这是因为温度越高，盐的

离子运动越快的缘故。

2、长期堆煤的墙角处，若用小刀从墙上刮去一薄层，可看见里面呈黑色，这是因为分子

永不停息地做无规则的运动，在长期堆煤的墙角处，由于煤分子扩散到墙内，所以刮去一层,

仍可看到里面呈黑色。

我们在日常生活、生产中只要细心观察身边的物理现象，联系到我们学过的物理知识，去分

析和解释这些现象，就能够提高观察、分析及解决物理问题的能力。

我们在厨房里，若留心看一下其中的炉灶、器皿以及做饭、炒菜中出现的一些现象，定会发

现很多处要用到物理知识。

一、热凉粥或冷饭时，锅内发出”扑嘟、扑嘟”的声音，并不断冒出气泡来，但一尝，粥或

饭并不热，这是为什么？

把凉粥或饭烧热与烧开水是不一样的。虽然水是热的不良身体，对热的传导速度很慢，但水

具有很好的流动性。当锅底的水受热时，它就要膨胀，密度减小就上浮，周围的凉水就流过

来填补，通过这种对流，就把锅底的热不断地传递到水的各部分而使水变热。而凉粥或饭，

既流动性差又不易传导热。所以，当锅底的粥或饭吸热后，温度就很快上升，但却不能很快

地向上或四周流动，大量的热就集中在锅底而将锅底的粥烧焦。因热很难传到粥的上面，所

以上面的粥依然是凉的。加热凉粥或饭时，要在锅里多加一些水，使粥变稀，增强它的流动

性。此外，还要勤搅拌，强制进行对流，这样可将粥进行均匀加热。

二、用砂锅煮肉或烧汤时，当汤水沸腾后从炉子上拿下来，则汤水仍会继续沸腾一段时间，

而铁、铝锅却没这种现象，这是为什么？

因为砂锅是陶土烧制成的，而非金属的比热比金属大得多，传热能力比金属差得多。当砂锅

在炉子上加热时，锅外层的温度大大超过100℃,内层温度略高于100℃。此时，锅吸收了很

多热量，储存了很多热能。将砂锅从炉子上拿下来后，远高于100C的锅的外层就继续向内

层传递热量，使锅内的汤水仍达到100℃而能继续沸腾一段时间，铁、铝锅就不会出现这种

现象（其原因请同学们自己分析）。

三、炒肉中的“见面熟”。逢年过节，人们总要炒上几个肉菜，那么怎样爆炒肉片呢？

若将肉片直接放入热油锅里去爆炒，则瘦肉纤维中所含的水分就要急剧蒸发，致使肉片变得

干硬，甚至于会将肉炒焦炒糊，大大失去鲜味。为把肉片爆炒得好吃，师傅们往往预先将肉

片拌入适量的淀粉，则肉片放到热油锅里后，附着在肉片外的淀粉糊中的水分蒸发，而肉片

里的水分难以蒸发，仍保持了原来肉的鲜嫩，还减少了营养的损失，肉又熟得快即“见面熟”。

用这种方法炒的肉片，既鲜嫩味美，又营养丰富。

四、冻肉解冻用什么方法最好？从冰箱里取出冻肉、冻鸡，如何将其解冻呢？

用接近0C的冷水最好。因为冻肉温度是在0C以下，若放在热水里解冻，冻肉从热水中吸收

热量，其外层迅速解冻而使温度很快升到0℃以上，此的肉层之间便有了空隙，传递热的本

领也就下降，使内部的冻肉不易再吸热解冻而形成硬核。若将冻肉放在冷水中，则因冻肉、

冻鸡吸热而使冷水温度很快降到0℃且部分水还会结冰。因1克水结成冰可放出80卡热量（而

1克水降低1℃只放出1卡热量），放出的如此之多的热量被冻肉吸收后，使肉外层的温度较

快升高，而内层又容易吸收热量，这样，整块肉的温度也就较快升到0℃。如此反复几次，

冻肉就可解冻。从营养角度分析，这种均匀缓慢升温的方法也是科学的

（四）

汽车上的物理知识

一、力学方面

1、汽车的底盘质量都较大，这样可以降低汽车的重心，增加汽车行驶时的稳度。

2、汽车的车身设计成流线型，是为了减小汽车行驶时受到的阻力

3、汽车前进的动力一一地面对主动轮的摩擦力（主动轮与从动轮与地面的摩擦力的方向相

反）

4、汽车在平直路面匀速前进时一一牵引力与阻力互相平衡，汽车所受重力与地面的支持力平

衡

5、汽车拐弯时：①司机要打方向盘一一力是改变物体运动状态的原因；②乘客会向拐弯的反

方向倾倒一一由于乘客具有惯性

6、汽车急刹车（减速）时，①司机踩刹车一一力是改变物体运动状态的原因；②乘客会向车

行方向倾倒一一惯性：③司机用较小的力就能刹住车一一杠杆原理；④用力踩刹车一一增大

压力来增大摩擦；⑤急刹车时，车轮与地面的摩擦由滚动变摩擦成滑动摩擦

7、不同用途的汽车的车轮还存在大小和个数的差异一一这与汽车对路面的压强大小相关

8、汽车的座椅都设计得既宽且大，这样就减小了对坐车人的压强，使人乘坐舒服

9、汽车快速行驶时，车的尾部会形成一个低气压区，这是我们常常能在运动的汽车尾部看到

卷扬的尘土形成原因

10、交通管理部门要求：①小汽车的司机和前排乘客必须系好安全带一一这样可以防止惯性

的危害；②严禁车辆超载一一不仅仅减小车辆对路面的破坏，还有减小摩擦、惯性等；③严

禁车辆超速一一防止急刹车时，因反应距离和制动距离过长而造成车祸

11、简单机械的应用：①方向盘、车轮、开窗摇柄等都是轮轴，②调速杆，自动开关门装置

是杠杆

12、汽车爬坡时要调为低速：由P=Fv,功率一定时，降低速度，可增大牵引力

13、关于速度路程，时间的计算问题；参照物与运动状态的描述问题

14、认识限速，里程，禁鸣等标志牌，了解其含义

二、声学方面

1、汽车喇叭发声要响，发动机的声音要尽量消除（发动机上装配消音器）一一这是在声源处

减弱噪声

2、为减轻车辆行驶时的噪声对道旁居民的影响，在道旁设置屏障或植树一一可以在传播过程

中减弱噪声

3、喇叭发声：电能---机械能

三、热学方面

1、汽、车发动机常用柴油机或汽油机一一它们是内燃机一一利用内能来做功

2、发动机外装有水套，用循环流动的水帮助发动机散热一一水的比热容大

3、冬天，为防冻坏水箱，入夜时要排尽水箱中的水一一防止热胀冷缩的危害

4、小汽车的后窗玻璃板中嵌有一道道的电热丝一一它可以防止车内形成的雾气附着于玻璃上

并凝结

5、刚坐进汽车或有汽车从你身旁驶过时，会闻到浓浓的汽油味一一扩散现象

6,空调车车窗玻璃设计成双层的一一防止传热

7、环保汽车使用气体燃料，可减小对大气的污染

四、电学方面

1、汽车的发动机常用低压电动机起动：电动机是根据磁场对电流的作用的道理制成的，工作

时把电能转化为机械能。

2、汽车电动机（汽车电机）常用车载电瓶（蓄电池）供电，汽车运行过程中可以利用的车轮

带动车载发电机发电，给蓄电池充电。给蓄电池充电时，电能转化为化学能储存起来，此时

蓄电池是用电器；用蓄电池给电动机供电时，化学能转化为电能，此时蓄电池才是电源

3、车载蓄电池还被用来为汽车上配装的空调、电扇、收录机、CD机及各种用途的电灯供电,

方便地电能转化为机械能、声能、光能等等

3、油罐车的尾部通常要挂一条铁链直达路面，这样做有利于使运输过程中因颠簸而产生的电

荷迅速传到大地上，避免因静电放电而带来灾难

4、车灯发光：电能一一光能

五、光学方面

1、汽车旁的观后镜，交叉路口的观察镜用的都是凸面镜，可以开阔视野

2、汽车在夜间行驶时，车内一般不开灯.，这样可防止车内乘客在司机前的挡风玻璃上成像，

干扰司机正确判断

3、汽车前的挡风玻璃通常都不直立（底盘高大的车除外），这是因为挡风玻璃相当于平面镜

车内物体易通过它成像于司机面前，影响司机的判断

4、汽车尾灯灯罩：角反射器可将射来的光线反回，保证后面车辆安全

5、汽车头灯：凹面镜反射原理，近距光灯丝在焦点附近，远距光灯丝在焦点上

自行车上的物理知识

你知道自行车上有哪些物理知识吗？下面我们来看一看。

1、自行车上的摩擦知识。

①自行车外胎为什么要有凸凹不平的花纹

摩擦力的大小跟两个因素有关：压力的大小、接触面的粗糙程度。压力越大，摩擦力越大；

接触面越粗糙，摩擦力越大。自行车外胎有凸凹不平的花纹，这是通过增大自行车与地面间

的粗糙程度，来增大摩擦力的，其目的是为了防止自行车打滑。

②自行车为什么能前进？

当我们骑在自行车上时，由于人和自行车对地面有压力，轮胎和地面之间不光滑，因此自行

车与路面之间有摩擦，不过，要问自行车为何能前进？这还是依靠后轮与地面之间的摩擦而

产生的，这个摩擦力的方向是向前的。那前轮的摩擦力是干什么的？阻碍车的运动！其方向

与自行车前进方向相反。正是这两个力大小相等，方向相反，所以自行车作匀速运动。不过,

当人们在地上推自行车前进时，前轮和后轮的摩擦力方向都向后。那谁和这两个力平衡呢？

脚对地面的摩擦力向前！

③刹车以后，自行车为何能停止？

刹车时，刹皮与车圈间的摩擦力，会阻碍后轮的转动。手的压力越大，刹皮对车圈的压力就

越大，产生的摩擦力也就越大，后轮就转动的越慢。如果完全刹死，这时后轮与地面之间的

摩擦就变为滑动摩擦力（原来为滚动摩擦，方向向前），方向向后，阻碍了自行车的运动，

因此就停下来了。

④自行车哪些地方安有钢珠？为什么安钢珠？

在自行车的前轴、中轴、后轴、车把转动处，脚蹬转动处等地方，都安有钢珠。

人们骑自行车总是希望轻松、灵活、省力。而用滚动代替滑动就可以大大减小摩擦力，因此

要在自行车转动的地方安装钢珠，我们可以经常加润滑油，使接触面彼此离开，这样就可以

使摩擦力变得更小。

2、自行车上的杠杆、轮轴知识。

①自行车上的杠杆

A、控制前轮转向的杠杆：自行车的车把，是省力杠杆，人们用很小的力就能转动自行车前轮,

来控制自行车的运动方向和自行车的平衡。

B、控制刹车闸的杠杆：车把上的闸把是省力杠杆，人们用很小的力就能使车闸以较大的压力

压到车轮的钢圈上。

②自行车上的轮轴

A、中轴上的脚蹬和花盘齿轮：组成省力轮轴（脚蹬半径大于花盘齿轮半径）。

B、自行车手把与前叉轴：组成省力轮轴（手把转动的半径大于前叉轴的半径）。

C、后轴上的齿轮和后轮：组成费力轮轴（齿轮半径小于后轮半径）。

3、自行车上的气压知识。

自行车内胎充气：早期的各种轮子都是木轮、铁轮，颠簸不已。现代自行车使用充气内胎主

要是使胎内的压强增大，可以起到缓冲的作用，同时可以减小自行车前进的阻力。

气门芯的作用：充气内胎上的气门芯，起着单向阀门的作用，只让气体进入，不让气体外漏,

方便进气，保证充气内胎的密封。

4、自行车上光学知识。

自行车上的红色尾灯，不能自行发光，但是到了晚上却可以提醒司机注意，因为自行车的尾

灯是由很多蜂窝状的“小室”构成的，而每一个“小室”是由三个约成90度的反射面组成的。

这样在晚上时，当后面汽车的灯光射到自行车尾灯上，就会产生反射光，由于红色醒目，就

可以引起司机的注意。

自行车在我国是很普及的代步和运载工具。在它的“身上”运用了许多力学知识

1.测量中的应用

在测量跑道的长度时，可运用自行车。如普通车轮的直径为0.71米或0.66米。那么转过一

圈长度为直径乘圆周率n,即约2.23米或2.07米，然后，让车沿着跑道滚动，记下滚过的

圈数n,则跑道长为nX2.23米或nX2.07米。

2.力和运动的应用

(1)减小与增大摩擦。

车的前轴、中轴及后轴均采用滚动以减小摩擦。为更进一步减小摩擦，人们常在这些部位加

润滑剂。

多处刻有凹凸不平的花纹以增大摩擦。如车的外胎，车把手塑料套，蹬板套、闸把套等。变

滚动摩擦为滑动摩擦以增大摩擦。如在刹车时，车轮不再滚动，而在地面上滑动，摩擦大大

增加了，故车可迅速停驶。而在刹车的同时，手用力握紧车闸把，增大刹车皮对钢圈的压力

以达到制止车轮滚动的目的。

(2)弹簧的减震作用。

车的座垫下安有许多根弹簧，利用它的缓冲作用以减小震动。

3.压强知识的应用

(1)自行车车胎上刻有载重量。如车载过重，则车胎受到压强太大而被压破。

(2)座垫呈马鞍型，它能够增大座垫与人体的接触面积以减小臀部所受压强，使人骑车不易感

到疲劳。

4.简单机械知识的应用

自行车制动系统中的车闸把与连杆是一个省力杠杆，可增大对刹车皮的拉力。自行车为了省

力或省距离，还使用了轮轴：脚蹬板与链轮牙盘；后轮与飞轮及龙头与转轴等。

5.功、机械能的知识运用

⑴根据功的原理：省力必定费距离。因此人们在上坡时，常骑“S形”路线就是这个道理。

⑵动能和重力势能的相互转化。

如骑车上坡前，人们往往要加紧蹬几下，就容易上去些，这里是动能转化为势能。而骑车下

坡，不用蹬，车速也越来越快，此为势能转化为动能。

6.惯性定律的运用

快速行驶的自行车，如果突然把前轮刹住，后轮为什么会跳起来。这是因为前轮受到阻力而

突然停止运动，但车上的人和后轮没有受到阻力，根据惯性定律，人和后轮要保持继续向前

的运动状态，所以后轮会跳起来。

切记下坡或高速行驶时，不能单独用自行车的前闸刹车，否则会出现翻车事故！

民谚俗语中的物理知识

在日常生活中，我们经常会接触到一些民谚、俗语，这些民谚、俗语蕴含着丰富的物理

知识，我们平时如果注意分析、了解一些民谚、俗语，就可以在实际生活中深化知识，活化

知识，这对培养我们分析问题、解决问题的能力是大有帮助的。下面列举几例：

1、小小称坨压千斤一一根据杠杆平衡原理，如果动力臂是阻力臂的几分之一，则动力就是阻

力的几倍。如果称坨的力臂很大，那么〃一两拨千斤〃是完全可能的。

2、破镜不能重圆一一当分子间的距离较大时(大于几百埃)，分子间的引力很小，几乎为零,

所以破镜很难重圆。

3、摘不着的是镜中月捞不着的是水中花一一平面镜成的像为虚像。

4、人心齐，泰山移一一如果各个分力的方向一致，则合力的大小等于各个分力的大小之和。

5、麻绳提豆腐一提不起来一一在压力一定时，如果受力面积小，则压强就大。

6、真金不怕火来炼，真理不怕争辩一一从金的熔点来看，虽不是最高的，但也有1068C,

而一般火焰的温度为800℃左右，由于火焰的温度小于金的熔点，所以金不能熔化。

7、月晕而风，础润而雨一一大风来临时，高空中气温迅速下降，水蒸气