神奇强大的物理学（其实可以很奇妙）

No.1

神秘时间

长度的国际单位是米，用符号m表示，还有一些常用单位，千米(km)、米(m)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(um)、纳米(nm)。

时间则是一个抽象的概念，是物质的运动、变化的持续性、顺序性的表现。在国际单位中，时间的单位是秒(s)。常用单位有时(h)、分(min)、秒(s)、毫秒(ms）等。

时间不能像长度一样被测量出来，也无法被看到，因此它只能是一个抽象的概念。

关于小时，有一个有趣的由来。

聪明的中国古代先民把一天分为十二个时辰，在明末清初的时候，钟表从欧洲传入中国，带来了新的“时”。为了区分这两个"时"，人们将原来的“时”称为“大时”，将从西方传入的一天分为24时的“时”称为“小时”。

时间用钟表进行测量，钟表的形式也多种多样。首先最普通的就是手表，分电子式和机械式；家用钟表；科学试验中通常使用更加精准的秒表来这计量时间；也可通过卫星定位和复杂的计算来测算时间。

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​在没有钟表的古代，人们根据地球自转导致的太阳东升西落来判断早晚，后来人们发现物体在太阳的照射下会产生影子，而影子的长短和朝向会随着太阳移动的角度不同而发生改变，于是人们发明了日晷。 们只要仔细观风察日晷晷针投射在晷面上的影子就可以确定时间了。还有一种叫“铜壶滴漏”的装置， 人们利用它的小孔流水使铜壶水位发生变化来记录时间。

​说起秒表，不得不提体育运动赛跑，秒表可是一种常用的测时仪器，它还有一个名字——“机械停表”。由暂停按钮、发条柄头、分针等组成。它是利用摆动的等时性控制指针转运而计时的。

No.2

动与静的世界

什么是运动？什么是静止？

静止是运动的一种特殊情况，在物理学中，把一个物体相对另一个物体位置的改变称为机械运动，简称运动。比如，以火车为参照物，车里的人就是静止的，而以树为参照物，火车和人就都是运动的。参照物是可以任意选择的，并不是只有看起来静止的物体才能被先为参照物。

因此有了一个令人瞠目结舌的结论——世界上没有一个物体是绝对静止的，也没有任何一种物体是不运动的。

永动机

历史上有无数人痴迷于永动机的设计和制造，在1980年的巴黎博览会上，曾经展出过一个“永动机装置”，这个装置是一个不停转动的大轮子，参观者都对此感到十分好奇，纷纷逆着轮子的方向推动，以期阻止轮子的转运。这个永动机的设计者就是利用了观众的好奇心理 ，让他们向后转运轮盘的动作，为永动机上紧发条，维持装置的运转。其实永动机的意思是不需要外界输入能源和动力就能一直运动的机器。目前来看，这是不可能完成的。

快与慢

速度是用来表示物体运动快慢的物理量，通俗地讲就是物体在单位时间通过的路程。

匀速运动是指物体在相同时间里保持相同速度的运动；变速运动是物体运动速度是变化的运动。

No.3

物理状态的世界

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​ ​温度是反应物体冷热程度的物理量，为了方便计量温度的高低，人们把水开始沸腾的温度定为沸点，计为100°C，把水开始结冰的温度宝库冰点，计为0°C。

​温度是不能被看到，也很难被准确感知，我们可以用一些仪器测量出温度的高低。常见的温度计有实验室用温度计、体温计和寒暑表。

​最早的温度计是1593年意大利科学家伽利略发明的，它的外形是一根敞口的玻璃管，玻璃管的一端有一个核桃大小的玻璃泡。用这个玻璃管插入水中就能观风察俗到温度在玻璃管上刻度之间的变化。

体温计是根据液体的热胀冷缩原理制成的一种特殊的温度计，它的测量范围是35°C-42°C，每一小格是0.1°C。

物态变化

首先要明确一点，物态变化过程都是可逆、可循环的。温度就是控制物态变化的主要因素。

熔化是物质从固态变成液态的过程，这一过程要吸热。

凝固是物质从液态变为固态的过程，这一过程要放热。

汽化是物质从液态变为气态的过程，这一过程要放热。

升华是物质从固态直接变为气态的过程，这一过程要吸热。

凝华是物质从气态直接变为固态的过程，这一过程要放热。

No.4

机械与功的世界

功：功也叫机械功，是力与物体在力的方向上通过的距离的乘积。

做功：如果一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，我们就说这个力对物体做了功。

功的计算：功（W）=力（F）*物体在力的方向上通过的距离（S）

功的单位：W->焦；F->牛顿；S->米

功率：单位时间里（t）完成的功（W）叫功率。

功率的计算：P=W/t,单位：P->瓦特

功率现在有自己的单位了，但是它曾经的单位是“马力”或“匹”。关于这些单位，还有一个小故事。发明了蒸汽机的瓦特一直苦恼于功率的单位，有一天，他从邻近的酒坊里借了一匹特别强壮的马。他找来一根绳子，绳子的一头套在马上，另一头绕过定滑轮绑在1000磅的重物上。马向前跑，重物就向上提升。当时，马用了1分钟时间就把重物提升了33英尺，功率是550英尺·磅/秒。瓦特就把这个功率定为1“马力”，并用它作为功率的单位。

No.5

能的世界

​ ​说到能，人们就会想到动能与势能。动能是物体由于运动而具有的能，而势能分为重力势能和弹性势能。

重力势能就是物体由于被举高而具有的能，弹性势能就是物体由于发生弹性形变而具有的能。它们两个加在一起就有了一个共同的名字，即机械能。

​虽然动能和势能是两个不同的孩子，但它们能合作组成机械能，因此两个能之间是可以相互转化的。

​例如，当从大楼顶部向下扔东西的时候，物体的重力势能会减小，但是同时动能会增加。

​而我们平常常见的弹簧，当它压缩的时候动能就转化成弹性势能，当弹簧变为原长的时候弹性势能就转化为动能，是不是很神奇！

No.6

杠杆的世界

​“给我一个支点，我就能翘点地球”，这虽然是一个夸张的说法，但我们也可以从中看出杠杆的作用。

​杠杆：一根在力的作用下能绕着固定点转运的硬棒就叫作杠杆。

​杠杆必须要具备这五个要素：支点、动力、阻力、动力臂、阻力臂。

​杠杆平衡的条件：动力*动力臂 = 阻力*阻力臂。F1L1=F2L2

​省力杠杆：省力，但距离远（如剪刀、起子）

​费力杠杆：费力，但距离近（如钓鱼杆、理发剪刀）

​等臂杠杆：既不省力，也是费力（如天平）

No.7

滑轮的世界

​ ​滑轮是一个周边有槽，能够绕轴转运的小轮。可以绕着中心轴旋转的简单机械叫作滑轮。

​定滑轮：使用滑轮时，轴的位置固定不动的滑轮称为定滑轮。

动滑轮：由多个动滑轮、定滑轮组装而成的一种简单机械，既可以省力也可以改变用力方向。

​ ​ 我国早在战国时期的著作《墨经》中就有关于滑轮的记载。

​定滑轮不省力，但能改变动力的方向；动滑轮省一半力，但不能改变动力方向，并且费距离 。

No.8

能源的世界

水能与风能都属于同一种能源，那就是清洁能源，也是绿色能源。

水能是指水体的动能、势能和压力能等能量资源；风能是指地球表面大量空气流动所产生的动能。

水能生性害羞，一般会鼓足力量去发电，水力发电将水的势能和动能转换成电能。

而风能则好动，同样是发电，但与水能的积蓄力量不同，风能是灵动而源源不断地提供电力。

风能资源取决于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比例关系。

对于风能来说，空气流速越高，动能越大，可用来发电、提水、助航、制热；而对于水能来说，发电就是它大部分的“工作”了。

水能和风能都十分环保，但也有自己的缺点。对于水能来说，有些河流在洪枯流量相差悬殊的时候，为了综合利用，往往会建高坝大库来调节水能，但这样淹没土地的损失会很大，土建工程量也很大；风能在用于发电的时候会干扰鸟类，而且风力在不同地区的强度不同，发电量也不同，并且噪声很大。

No.9

微观世界

世界上很多物质是我们眼睛看不到的，而帮我们把这个世界装点得多姿多彩也有这些看不见的小东西的功劳，它们就是分子。

分子是构成物质的一种基本粒子的名称。物质大多数是由原子构成的分子组成，通常使用显微镜来观测。分子还可分为原子。

分子也有自己的规则：

1、常见的物质是由大量的分子、原子构成的；

2、 物质内的分子在不停地做热运动；

3、分子之间存在着引力和斥力；

分子一旦碰撞摩擦，就会产生一定的反应。

分子的热运动与物体温度有关，物体温度越高，分子运动程度越快。这个理论是由植物学家R·布朗于1827年发现的。

分子之间既然会运动，也就会产生间隔，那分子间的间隔是怎么产生的呢？

说到分子间的间隔，首先要知晓分子间是有斥力的，而且距离越大，斥力就越大，所以外界即使施加很大压力，分子间也绝对不会紧密贴合的。

不过分子间的间隔并不是不能改变的。当温度增加时，分子之间的间隔也会变大，那是因为温度增加，分子的扩散运动加剧，分子的能量也增加，分子运动加强，所以间隔变大。

分子美食

这一概念最早于1988年由匈牙利物理学家Nicholas Kurti 及法籍化学家Herve This 提出。

分子美食英语：Molecular gastronomy )又称为分子料理，人造美食，所谓分子美食是指把葡萄糖，维生素c,柠檬酸钠，麦芽糖醇等可以食用的化学物质进行组合，改变食材的分子结构，重新组合，创造出与众不同的可以食用的食物，比如，把固体的食材变成液体甚至气体食用，抑或使一种食材的味道和外表酷似另一种食材。从分子的角度制造出无限多的食物，不再受地理、气候、产量等因素的局限。如：泡沫状的马铃薯，用蔬菜制作的鱼子酱等，用液氮把固态新鲜水果制作成微小冰晶颗粒的分子冰淇淋。

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