专栏：高中物理

为什么要研究“匀变速” 自然界中最常见的变速运动，是加速度 保持不变的直线运动——自由落体、刹车滑行、匀加速启动都属于这一类。它的价值在于：加速度恒定 → 公式封闭可解，不需要微积分就能精确预言每一时刻的位置与速度。 三个核心概念先厘清： 位移 ：从初位置指向末位置的有向线段，是矢量； 速度 ：描述位置变化快慢，； 加速度 ：描述速度变化快慢，，单位 。 三大基本公式 设初速度为 、末速度为…

牛顿第二定律 只有一句，可真到做题时，大多数人卡住的不是列方程，而是——合外力到底怎么求。合外力来自受力分析，而受力分析的对象就是“力”本身。这篇把三大力讲透，再给出共点力平衡的完整打法。它是后续所有力学题的“地基”。 三种基本力：重力、弹力、摩擦力 重力 物体由于地球的吸引而受到的力，大小…

牛顿三大定律 第一定律（惯性定律） 一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，除非有力迫使它改变这种状态。它揭示了两点：力不是维持运动的原因，而是改变运动状态的原因；惯性大小只由质量决定，与速度、受力无关。 第二定律（动力学核心） 物体加速度的大小与合外力成正比、与质量成反比，方向与合外力一致： 公式 (1) 应用铁律：先受力分析，再正交分解，最后沿加速度方向列方程。 中的…

直线运动的公式 、 之所以好用，是因为速度方向从来不变。可自然界到处是“弯着走”的运动——踢飞的足球、扔出的铅球、屋檐滴下的水珠。速度方向时刻在变，怎么办？物理学家的答案是两个字：分解。把一条弯线拆成两条互相垂直的直线，分别套用直线公式，最后再合成。这一篇就把“拆”字练透。 曲线运动：为什么“弯”了 速度方向沿轨迹切线…

直线运动和抛体运动解决的都是“走直线或走抛物线”的问题，速度方向都不绕圈。可生活里还有一种常见的运动——钟表指针的针尖、自行车轮的辐条、游乐场转盘上的座位——它们沿着圆周走，速度大小可以不变，但方向每时每刻都在变。这一篇讲清“匀速圆周运动”为什么明明叫“匀速”，却时刻有加速度。 匀速圆周运动：匀“速率”，变“方向” 线速度与角速度 物体沿圆周运动，弧长与时间的比值叫线速度，记作…

功：力沿位移方向的效果 功是力对空间的积累效应，也是能量转化的量度。恒力 作用在物体上，物体发生位移 ，力与位移夹角为 ，则力做的功为： 公式 (1) ：，力做正功（把能量“给”物体，如动力）； ：，力不做功（如向心力、支持力沿竖直方向而位移水平）； ：，力做负功（“抽走”物体能量，如摩擦力、阻力）。 >…

动量与冲量 动量 ，描述物体的“运动惯性”，是矢量，方向与速度同向。冲量 ，是力对时间的积累效应（对比：功是力对空间的积累）。 动量的变化 。一个物体从运动到停下，动量变化很大，但若过程时间很短（撞击），平均力就极大——这就是安全气囊、跳远沙坑“延长时间、减小冲击力”的原理。 动量定理：力与时间的关系 动量定理：物体所受合外力的冲量等于它动量的变化量—— 公式 (1) > 使用要点：①…

钟摆来回摆动、琴弦往复振动、水面的涟漪一圈圈荡开——这些现象都绕不开“周期性”。可它们其实是两类不同的东西：振动是单个物体绕平衡位置往复，波动是振动在介质中由近及远地传播。这篇把“振”与“波”讲透，分清它们各自的核心量与图像，是选考模块里性价比最高的一块。 简谐运动：一切振动的基本模型 回复力与平衡位置…

前面十几课都在跟「看得见摸得着」的宏观运动打交道。这一课钻到物体内部：一块铁、一罐气体，里面亿万个分子在做什么？答案出人意料地简单——它们在做永不停歇的无规则运动。热学的全部宏观规律，都是这亿万次微观碰撞的统计结果。 分子动理论：热现象的微观图像 物体由大量分子组成 一滴水里有多少个水分子？ 个量级——比全世界人口还多十几个数量级。把摩尔数与分子数连起来的桥是阿伏伽德罗常数： 公式 (1)…

上一课我们用分子动理论解释了气体的行为。这一课站到更高的位置，问两个极其朴素又极其深刻的问题：能量怎么记账（第一定律）？哪些过程天然不可能（第二定律）？——前者管「省」，后者管「向」，合起来就是热学的宪法。 内能：系统手里的「存款」 什么是内能 物体里所有分子的动能（无规则热运动）与分子势能（分子间作用力对应）之和，叫内能 。 任何物体都有内能——温度再低（只要不到绝对零度）分子也在动；…

电荷与库仑定律 电荷守恒定律：电荷既不能创造也不能消灭，只能从一个物体转移到另一个物体（或从物体的一部分转移到另一部分）。 真空中两个静止点电荷之间的作用力——库仑定律： 公式 (1) 它与万有引力 形式完全一致，都是平方反比律。区别在于：引力只有吸引，库仑力可引可斥；库仑力远强于引力（电子与质子间的库仑力约为引力的 倍）。 电场与电场强度 电场的物质性…

磁场与磁感应强度 磁感应强度 描述磁场强弱，单位特斯拉 。通电导线在磁场中受力 （ 与 垂直），由此定义： 公式 (1) 磁感线是描述磁场的假想曲线：外部从 N 极指向 S 极，内部从 S 极回到 N 极，是闭合曲线。疏密表示强弱。 > 易错点： 是磁场的固有属性，与放不放导线、通不通电无关（就像电场强度 与放不放试探电荷无关）。 是定义式不是决定式。 安培力：磁场对电流的作用力…

磁通量：穿过面积的“磁力线流量” 磁通量 ，其中 是磁感应强度方向与平面法线方向的夹角（ 垂直于平面时 ）。单位是韦伯 。 产生感应电流的条件是“穿过闭合回路的磁通量发生变化”。抓关键词“变化”——磁通量大不一定有感应电流，变化才有。导体棒切割磁感线、磁铁插入拔出线圈、回路面积变化，都是让 变。 > 易错点：、、 三个量含义不同。 大，…

家里的插座为什么是交流电？因为变压器只能变交流——把电压大幅升高再降低，远距离输电的损耗才能压到可接受。这一课讲交流电怎么产生、怎么描述（四值）、怎么变压，以及高压输电的算术。 交变电流的产生：线圈在磁场里转 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量周期性变化，产生随时间按正弦规律变化的电动势——正弦交流电。 中性面是与磁场垂直的位置。这是全章最重要的概念：…

电和磁能互相生出对方——法拉第说了「磁生电」，麦克斯韦补上「电生磁」，两条定律合起来就是一件惊人的事：电场和磁场可以互相激发、手拉手地跑出去，这就是电磁波。而理解它最简单的实验室，是一只电容 和一只电感 组成的回路。 LC 振荡电路：电场能与磁场能的秋千 给电容器充上电，接通电感，回路里就开始了一场永不疲倦（理想情形）的能量交接： 放电：电容器电荷减少，电流增大——电场能转化为磁场能；…

光是什么？物理光学（下一课）会给出波动性的答案。但在很多场合，光表现得像一支支笔直飞行的箭——用「光线」+ 几何作图就能解释镜中成像、筷子变弯、光纤导光。这一课就是这个简化模型：几何光学。 光的直线传播与反射 光在同种均匀介质中沿直线传播——影子、日食、小孔成像都是证据。遇到界面时部分光折回原介质，即反射： 反射角等于入射角； 反射光线与入射光线分居法线两侧，三线共面； 光路可逆。…

上一课用「光线」解释了反射折射，但有些现象它无能为力：光绕过障碍物边缘、两束光叠加出明暗条纹——这些是波才有的本事。这一课的证据链只有一个目标：证明光是一种电磁波。 双缝干涉：波动性的铁证 什么是干涉 两列频率相同、相位差恒定、振动方向相同的波叠加，空间中形成稳定的加强区与减弱区——干涉。水波可以，声波可以，光若也是波，就应该能做出条纹。 杨氏双缝实验（1801 年）正是这么做的：单缝…

光把电子从金属里「打」出来，这个现象让经典物理哑口无言；原子的光谱为什么是一根根分立的亮线而不是连续彩虹？答案只有一句话：能量是一份一份的。这一课沿着光电效应 → 光子说 → 原子结构 → 玻尔模型 → 物质波的历史线，看「量子化」如何一步步接管微观世界。 光电效应：波动理论撞墙的地方 光电效应：光照射金属表面，电子吸收能量逸出，成为光电子。实验规律有四条： 存在截止频率（极限频率）：频率低于…

上一课看到光有波动性；这一课钻进原子最深处——原子核。放射性、核反应、质能方程，把物理学从「能量守恒」推向更根本的「质能守恒」，也把人类带到了核能（与核武器）的门口。 天然放射现象：原子核自己会变 贝克勒尔发现铀盐能使底片感光——原子序数大于 83 的元素（以及不少人工核素）会自发放出射线，这种现象叫天然放射现象。放射性只与原子核有关，与核外电子、化学状态、温度压强无关——它是核性质的直接展示。…

两条基本假设 1905 年，爱因斯坦从两个看似无害的假设出发，重建了整个时空观： 相对性原理：物理规律在一切惯性参考系中形式相同——没有一个惯性系是“特殊的”，你在匀速行驶的火车里做力学实验，结果与地面上没有任何区别。 光速不变原理：真空中的光速对任何惯性系都是同一个值 ，与光源和观察者的运动无关。 第二条假设是“离经叛道”的：按照经典的速度叠加，你以 追一束光，光相对你应当只有…