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1、 可园中学物理科组工作总结 可园中学物理科组工作总结 201*-201*学年 可园中学物理科组工作总结 201*.8.10 一年来，物理科组以“提高教学成绩，提升可中品牌”的工作思路大力推动教学改革，优化课堂教学；以“模式探讨”为主线，提高课堂教学质量；以狠抓教学常规为保证，努力提升教学水平；以学生为主体，把“爱与责任”融入物理教学。一年来，全组教师齐心协力，以坚决的信念、务实的态度、扎实的作风，努力做好教育教学中的各项工作，比拟精彩的完成了任务。（在此也要特殊感谢卢主任和谢主任两位前任科组长的悉心指导和大力帮忙），现把一年来做了的工作，没做好的工作以及下一年要做的工作跟大家汇报一下： 做了的
2、工作： 一、重视教育教学理论学习，提高物理教师素养 1、屡次组织教师仔细学习初中物理新课程标准、广东省201*、201*年初中毕业生物理学业考试大纲、课程改革及课程评价等各类材料，通过学习，明确教学方向，转变教育观念，确立“以人为本”的教育理念。 2、要求科组教师撰写教学反思和读书笔记，积极总结平常教学中的得与失，提高教师的教学水平。一年来，有多位位教师的论文在省市获奖。 二、重视落实教学常规、力促教学质量的提高 教研组始终认为：落实好教学常规是提高教学质量的根底，所以把落实常规作为一项根底工作来抓。首先，要求每位教师努力做到“课前细心谋划、课中言简幽默高效、课后跟踪辅导提高”，确保教学质量的
3、提高。其次，准时落实学校对教师教育教学工作的各项要求，抓好教师从教学预备、教学实施、教学评价等整个教学流程的常规治理。再次，不定期前往课室听课，准时了解组内教师的课堂教学状况，催促组内教师标准教育教学行为，为提高教学质量打根底。第四，组织了物理科月考、期中、期末等考试的命题、阅卷和考试分析评讲等工作。 三、抓好科组教研活动，促进物理教学工作 一年来，为了加强科组教师间的学习、沟通，提高整个科组教学水平，科组安排了屡次研讨课，以及每周一次的公开课和赛课。 1、在上学期围绕“有效教学”这一课题分别在新课教学、试卷的评讲课和新课的复习课这三大课型进展了探讨，同时在开学初还有幸请到范传东教师前来指导，
4、卢婉嫦、阳松岭、罗学通、刘佛生、陈伙德等教师分别上了一节示范课供大家探讨、经过探讨，一种适合可中学生的课堂模式初现雏形。 2、在下学期，初三备课组紧紧围绕把课堂还给学生，提高复习课堂效率这一目标，积极探究适合可中学生的课堂模式。在开学第一周，备课组就组织全体教师相互听课，积极探究复习课课堂模式，最终通过大家各种尝试，最终确定“精讲精练、以练带讲”的第一轮课堂复习模式，在第三轮的模拟训练和查漏补缺中，我们通过争论确定“以练为主，讲评为辅”的课堂复习模式。有了好的统一的课堂模式，为提高整个备课组的成绩，打下了坚实的根底。而初二备课组围绕进一步完善“情-导-探-评”探究性物理课堂教学模式进展积极探讨
5、，通过重视物理学问的形成过程教学和情境教学法，以提高学生学习物理的兴趣。 3、组织好科组的各种公开课和赛课，加强教师间的学习、沟通，以提高整个科组教师的教学水平。下学期高绮霞教师代表省市研室上示范课，陈伙德教师在莞城区一片青年教师教学大赛中获第一名，在市青年教师教学大赛获二等奖，同时我们屡次开展组内各种研计课，通过这一系列的教研活动，教师的教学水公平到很大的提高。 4、为了提高中考成绩，科组还就“中考物理专题复习策略”、“近年中考物理出题趋势及对策”、“中考答题技巧”等课题进展了深入讨论，通过这一系列探讨，为提高整个初三备课组的成绩打下了坚实的根底。四、抓好集体备课，充分发挥备课组的作用 一年
6、来，初二初三备课组仔细组织集体备课，做到统一备课、统一学案、统一内容、统一进度、统一作业、统一考试，各备课组仔细钻研教学大纲、考试说明以及教材，把握好教学的重点、难点，结合教学内容与学生的详细状况，选择最优化的教学方法。各备课组集思广益，仔细做好每一份教案、学案，在学案的编写，注意学生的参加，表达学生的活动，细心组织每一次考试，依据学生的反应状况准时调整教学方法，不断提高整个备课组教学质量。 五、学生竞赛、课外活动丰富多彩 一年来，物理科组在初三开展物理竞赛辅导，在初二年级开展兴趣小组、航模小组辅导，同时在初二还大面积组织学生进展手工制作。一年来，科组教师辅导的多个工程在省市各种大赛获奖，通过
7、这一系列课外活动，既丰富了学生的课外活动，又提高了同学们学习物理的兴趣，为物理成绩的提高打下了良好的根底。 一年来做得不好的方面： 1、一年来，科组始终围绕“如何尽快出成绩”这一中心开展工作，同时为了集中细心搞成绩，课外活动开展得比拟少，主要集中在几个点上。下学年，随着新教师的加盟，课外活动将全面开展，既要有点，也要有面，通过精彩纷呈的课外活动,提高学生学习物理的兴趣,从而大面积提高物理成绩。 2、一年来，科组活动虽然都根本按部就班进展，但整个科组的前瞻性有待进一步提高。固然就是责任在我身上，所以也盼望在以后的工作当中能得到各位的指导，让科组的进展得更快更好！ 一年来，虽然许多做得不尽如人意，
8、但我想只要连续发扬科组团结一心的优良传统，充分发挥科组中每个教师的聪慧才智，在以后的工作中肯定能取得更好的成绩。下一年预备从以下几个方面入手： 1、加强学习：带着全组积极参与业务学习，学习教育理论、信息技术、课标考纲等，努力提高大家业务力量。 2、进一步落实集体备课，发挥科组每一位教师的聪慧才智。 3、积极参与校内、外教研活动，让教师有时机向先进的兄弟学校学习。4、加强校本教研，形成自己科组的课堂教学模式和教学特色，切实提高课堂实效性。 5、开展丰富多彩的课外活动，提高学生学习物理的学习兴趣。 6、连续发扬我们组的优良传统和作风，发挥团队集体的力气，为提高教学成绩连续努力。 扩展阅读：中学物理
9、科组校本教材 江门市新会其次中学物理校本教材 物理科组主编 江门市新会其次中学物理校本课程 前言 伴随着时间的消逝，人类历史上一个重要的世纪20世纪，在高科技文明的掩映下，正悄然地离我们而去，一个盼望与挑战并存的21世纪则满怀着剧烈的激情向我们走来。适逢世纪更迭的关键时刻，我们除了重温以往的舒适与优越之外，更应理智地立足现实，总结过去，展望将来。21世纪将是科技时代的预言已成为人们共知的真理，世界范围内的新技术革命日新月异，促使全球经济、社会的进展乃至人们的生活方式都不断发生重大变革。科技竞争，特殊是人才竞争，已经成为世界各国全面竞争的焦点。现在，很多国家都把提高国民的科学文化素养当成是21世
10、纪竞争是否胜利的关键。为适应世界潮流，迎接新世纪的挑战，普及科学文化学问，正受到社会各界的广泛重视。科技学问的传播，已经成为当前我国促进社会主义物质文明和精神文明建立、维护社会富强稳定的一项重要任务，也是今后依靠科技进步，提高全民素养，使我国经济和科技得以持续、快速、安康进展的重要保证。 今日的青少年，就是明天的仆人。他们都是21世纪的仆人，这些人的文化科学素养，标志着国家将来的盛衰强弱，标志着我国在世界之林的竞争力量，尽多尽快地培育科技人才，是时代的当务之急。我们要扩大他们的学问面，启迪他们的才智，开阔他们的视野，造就他们，培育他们，使他们成为下一世纪的合格仆人。 自17世纪以来，物理学始终
11、为自然科学的领头学科，推动着各学科的进展，诱发出很多穿插分支学科和技术领域。物理学作为一门根底学科，又总是向人类才智提出一些最深刻的挑战。因此，向青少年介绍一些现代物理前沿科学、物理学思想，将有利于青少年开阔眼界、诱发思维、启迪心智，有利于吸引和培育优秀的青少年从了解科学到喜爱科学，早日选定自己的志趣从而献身科学。 新会二中物理科组 江门市新会其次中学物理校本课程 名目 第一章身边的力学 1、漫谈人体的运动与力学.12、树木生长中的力学行为.23、“势如破竹”与混凝土中的力学学问4 其次章物理与生活 4、音乐中的物理学问.65、涡流及其应用.86、超声涉及其应用.107、移动通信技术的进展.1
12、18、磁悬浮技术的应用-磁悬浮列车13 第三章激光 9、激光的形成与进展1510、激光技术与材料加工.1611、激光全息图像技术在防伪包装的应用.1812、激光武器的应用.20 第四章太空探究 13、金星探秘.2214、火星探秘.2315、载人航天事业的进展.25 1漫谈人体的运动与力学人体是个简单的大系统 生命离不开运动，人类的一切活动都离不开运动，竞技场上奥运健儿们的运动更是牵动着亿万人的心。与无生命的物体不同，人体的运动是受意识掌握的运动，虽然也遵循力学普遍规律，但却具有特别的简单性。从动力学讨论的观点动身，这种特别性可以归纳为： （1）人体的“硬件”是由有限个部件用关节联结成的骨骼系统
13、。 （2）各相邻部件之间存在肌肉联系，可施加作用力以转变相对运动状态。（3）肌肉作用力受神经中枢“软件”的掌握。 因此，人体是由骨骼、肌肉和神经三个子系统构成的简单大系统。除了各部件的机械运动以外，各相邻部件之间的肌肉掌握力矩，感觉器官接收的输入信息和传递给肌肉的输出信息等都是比机械运动数量大得多的未知变量。它们的变化规律已超出了经典力学的讨论范围。 经典力学有用武之地吗？ 由伽俐略、牛顿奠基的经典力学进展至今已经到达尽善尽美的程度。宇宙万物的宏观运动无不行用经典力学解释，固然也应包括人体的运动在内。问题在于按经典力学普遍原理列出的动力学方程的数目远小于未知变量的数目。在这些未知变量中，引起困
14、惑的肌肉收缩力和神经信息不是经典力学的讨论对象，也难以被运动者本身感知，只有肌肉活动所引起的后果，即相邻部件的相对位置变动可以被感知和掌握。体操运发动做一个高难动作时，他只关怀手臂或腿的位置是否正确，不会去想关节上应加多大的肌肉收缩力或传递多大的神经脉冲。只要不追究肌肉施力的生物物理过程，并且假定运动者对肌肉的掌握机能足够健全，人的主观意志就能通过肢体的相对运动表达出来。将相对运动规律作为附加的约束条件列出，就能从经典力学微分方程解出躯干运动的变化规律。这种讨论方法非常有效，可以正确地解释人体运动和指导体育实践。 单杠上的自激摇摆 悬挂在单杠上的运发动是一个复摆，但依靠收腹、屈臂和鞭打的联合动
15、作能使稳定的平衡状态变为不稳定，产生振幅愈来愈大的摇摆。这种称作振浪的体操动作是一种典型的自激振动。运发动依据自身摇摆的位置掌握肢体的动作。将这种协调关系写成约束条件，从动力学方程解出摇摆规律，从而可以说明，正确的振浪动作使摆幅增大，错误动作反使摇摆衰减。 直立的人体为何不倒 直立的人体是一个倒置的复摆，若不加掌握是典型的不稳定平衡。人一旦感觉到重心有向一侧偏移的趋势，就立即掌握足底支承力的作用点向同一侧移动，同时向另一侧做弯腰动作以维持平衡。将这种协调动作写作约束条件，可以分析出，由不稳定平衡如何转变为平衡。由于重心水平运动的动力来自足底的静摩擦，因此受到地面能够供应的最大静摩擦力的限制。为
16、保证掌握作用有效，站立过程中重心的地面投影不得越出以支承足为中心的一个椭圆域，域的大小与地面摩擦系数成正比。在光滑的冰面上人简单摔倒是由于这个椭圆域缩小到接近于零的缘由。 怎样保持步行稳定 人的步行是更简单的运动。由于是单足支承，重心在地面上的投影常常越出足底与地面的接触面，不能像爬虫缓慢爬行那样随时满意静平衡条件。因此人的步行稳定性是一个动态过程，主要依靠足底摩擦力来保证，向前踏地时，摩擦力朝后，向后蹬地时摩擦力朝前的客观规律恰 好满意稳定性的要求。在地面上围绕支承足也可作出幅度与摩擦系数成正比的椭圆域。重心的地面投影必需保持在域内才能保证明现稳定步行。要使步行能连续进展，左、右足的椭圆域必
17、需连通。因此跨步的距离必需受到限制，地面愈粗糙容许的步距愈大。田径运发动穿上钉子鞋就能大步奔驰，由于鞋底与地面的摩擦明显增加了。 人怎样才能离地人体从受地面约束到腾空状态的转变依靠起跳运动实现。当足底的法向支承力消逝，且重心具有垂直向上的速度时，人体就能解除地面约束。因此正确的起跳动作是从下蹲状态向上伸展肢体，使重心的垂直运动先加速后减速。加速的目的是积存离地速度，减速的目的是减小法向支承力。当负加速度与重力加速度相等时，支承力减小为零，人体离地跳起。肢体的伸展主要受膝关节的掌握，因此，膝关节转角可作为起跳运动的掌握变量。对运发动来说，最大跳动高度是衡量跳动质量的优化目标，由离地速度确定。要提
18、高离地速度，起先必需用大力蹬地以获得最大的起始伸展速度。但随后的制动过程必需缓慢，由于过快的制动将使解除约束过早发生，致使人体尚未积存足够的垂直速度即离地跳起而影响成绩。与跳动运动相反，竞走运动必需避开支承足离地面的犯规动作。由于解除约束是由重心的垂直加速度引起，因此运发动在步行过程中必需力图避开重心上下波动，从而形成了竞走运发动独特的扭臀动作。 骑自行车的力学 虽然自行车是最普及的交通工具，但是自行车运动的原理至今尚未完全弄清晰。自行车是受人掌握的机械，若不考虑人的主观因素，会得出自行车稳定性只与车速有关，即车速太慢太快都会引起不稳定的错误结论。实际上，众所周知，自行车是否稳定完全取决于驾车
19、人的技术。当驾车人感觉到车架向一侧倾斜时，会立即掌握车把使前叉朝同一侧转动。将这种掌握规律作为自行车运动方程的补充条件进展计算，结果说明，所谓驾车技术完全是由掌握规律表达的。选择适当的掌握参数就能使自行车稳定。除了把手以外，人的腰部动作是另一个掌握因素，所以，高超的驾车人双手脱把也能骑好自行车。 总之，力学现象随处可见，只要大家细心观看，肯定还能发觉许多与我们人体运动有关的力学现象。 2树木生长中的力学行为 树木人类的朋友 远在恐龙漫游大地之前，地球上的树木已经是千姿百态，郁郁葱葱，花果芳香，一派生气了。树木是木质多年生植物，通常把它分为乔木和灌木两种。乔木是l3米以上，只有一个直立主干的树木
20、；灌木是直立的、具有丛生茎的树木。我国现有木本植物约7000多种，属乔木者约占1/3以上，但是作为工业用材而供给市场的只不过1000种，常见的约300种。球上拥有充分的空气、水和阳光，这些是树木存活、生长和繁衍的必要条件。树木为生活在地球上的人类营造出了自然的乐园：树木的枝叶翻动摇曳，借助太阳光能蒸腾水分，增加地球表层空气湿度，缓解盛夏的酷热，是自然的“加湿器”和“空调器”；树木叶面能吸附和过滤灰尘、粉尘和烟尘，净化空气，是自然的“过滤器”。此外，树木还能汲取人们排放出的二氧化碳，放出氧气，调整空气的正常成分比含量，是“绿色工厂”；树木的集合，能够减弱风力和风速，爱护土壤、建筑物等免受风蚀，是
21、自然“风障”；树木能降低城市和街道噪声，是自然“隔音板”和“消声器”；树木能减弱降雨对地面的冲刷，削减水土流失.还有，树木为人类供应了丰富的果实、药材和衣、食、住、行的原材料。因此，可以说，树木是人类不行多得的朋友，没有树木和森林， 江门市新会其次中学物理校本课程 就没有人类的生活，更没有人类的生存与进展。树木人类真正的朋友。 伴随流体输送现象的树木生长 树木在生长发育过程中，形成了高度兴旺的养分体。水分及养分液等流体的输运现象始终伴随着树木养分生长的生理过程。这里仅简要地加以说明，树木由树梢沿主轴向上生长（高生长），也在土壤深处向下生长（根生长），中间的树干局部沿着径向生长（加粗）。前一年形
22、成的树干局部到了次年不会再进展高生长。有人曾做过这样一个小试验：在距离地面1-2米处的树干上钉入一根铁钉，几年后树木长高长粗了，但那颗铁钉距离地面的高度却没有发生变化。树木从天上承受阳光的沐浴，到地下去寻找水分，把原料从树根输送到叶片。由叶子制造养分，将养分向下输送，供应树木生长需要。这样，树木生长过程中，形成了特别协调完备的水分及养分的输送系统。一株红杉（美）树高达112米，一株杏仁桉（澳）树竟高达156米，一株银杏（中）树龄达3000年。那么对于如此高大、如此年久的树木，体内各种物质（水、矿物质、可溶性碳水化合物和激素等等）是怎样输送的呢？即树液（98的水和可溶矿物质）是靠什么力气由树根上
23、升到树梢的呢？而养分液又是靠什么力气从叶部运回到根部的呢？同时，那些输送通路又是如何呢？为了弄清上述流体力学现象，我们先来观看一下树干的横切面，它的最外层是树皮（外皮），树皮里边一层是韧皮部（也叫内皮），经它将养分液由叶部输送到树木的其他局部（包括根在内）。再向内一层是形成层，它的细胞不断分裂，使树木沿径向生长而不断加粗。再往里是边材和心材，即木质部，木质部中被叫做导管的细胞组织，它将树液输送到茎和叶部。 树木体内养分液的流淌 树木由绿色的叶子依靠由根系汲取的水分和矿物质，再通过汲取太阳能进展光合作用共同来制造有机物（糖类、酸类等）树木养分液，以供应树各部的生长、增加、修复组织和生殖等等。那么
24、，养分液是通过什么途径、以什么为动力来输送的呢？为此，科学家们做了很多试验，猎取了不少数据，得出了如下一些结论： （1）环割试验证明，树木养分液是通过韧皮部的细胞以直线方式，即由上向运输，这是长途运输，而细胞间的运输则主要由胞间连丝为通道。 （2）压力流淌模型试验证明，树木养分液的流淌动力是流体静压力。即净生产细胞（如一片成熟叶）由于光合作用制造大量糖而保持较高的溶质浓度，水便通过渗透作用不断进入净生产细胞，使胞内的流体静压力增加，迫使养分液经过胞间连丝进入韧皮部。而净消费细胞（可以是一个根细胞、一个有代谢作用的细胞，或一个果实细胞）由于呼吸、生长和贮存保持着较低的溶质浓度，胞内流体静压力较低
25、。这样，养分液便沿压力梯度向下运输到根部。上述养分液在韧皮部的流淌动力已经清晰，那么，它的流淌速度又如何呢？近年来的讨论说明：韧度部转移养分液的最高速度在阔叶树中是04-07米/小时，在针叶树中是018-02米/小时。 依据上述树木养分液的输送速度，对于一株30米高的松树和杨树，养分液由树冠输送到树根的最短时间分别为7天和18天，而对于112米的红杉来说约需20多天的时间。 树木体内的水分流淌 水在土壤-树木-大气这个系统中的重要性，无论怎样强调都不过分。这是由于水的可利用程度是掌握树木存活和分布的诸因子中最重要的一个。从生理方面来看，水能保持树木的细胞充分膨胀，使得细胞才能增长和变粗，树木才
26、能生长和维持肯定的外形，气孔才会张开，树木 江门市新会其次中学物理校本课程 才会运动（如放叶和开花）。树木所需的水分几乎全部由根系（吸水器官）吸取，并沿木质部（从根部到叶部）向上长距离移动。那么，水分是靠什么动力来提升的呢？讨论结果说明，动力有两种：一种是根压，另一种是蒸腾拉力。所谓根压是指树木根系的生理活动使树液从根部上升的压力。根压把根部的水分压到地面上部，土壤中的水分才能不断补充进来，从而形成根系吸水过程。这是由根部形成力气引起的主动吸水。不过，根压一般只有0.1-0.2MPa，只能使木质部导管中的水柱上升10-20米，而很多乔木的高度是远远超过这个数值的。树木叶片的蒸腾拉力也是体内水分
27、上升的主要动力。蒸腾拉力是怎样产生的呢？当树木叶片蒸腾失水时，叶肉细胞便产生很低的水势，形成-3-1MPa的负压，即产生对下部连续水柱的拉力，这就是蒸腾拉力。木质部导管中的水柱的上端受到强大的蒸腾拉力，克制水柱本身的重力和输运过程中产生的阻力，从而使水柱连续不断地进入叶部。可是，水柱在拉力作用下会不会断开呢？这取决于水分子间的汲取力（即内聚力）和水分子与管壁间的附着力的大小。据试验测定，05毫米直径毛细管中的水线，在20时可耐受27MPa的离心力而不断裂且不与管壁脱离。这个事实间接地说明白蒸腾拉力既能够把木质部中的水分拉到叶部，又不会把水柱拉断，从而使树木根部的水分源源不断地输运到叶部，保证了
28、树木的枝繁叶茂。水分通过木质部由下向上流淌，其速度因树种不同而异。据在树木胸高处测定，一般阔叶树种中环孔材水分流淌速度为25-60米/小时。 目前所知，欧洲栎环孔材水分流淌速度高达436米/小时；散孔材为1-6米/小时；而针叶树材一般为1-2米/小时。 在树木的生长过程中伴随着各种各样的力学行为，这里介绍的内容仅仅是其中的一小局部。尽管人们从30年月已开头在宏观上，后来又在微观上进展了不懈地讨论和探究，但仍有大量的力学问题有待解决。随着社会的进展，人类的步，树木这个难得的朋友，对人类将越来越重要。爱惜树木，多植树木，就是进步。 3“势如破竹”与混凝土中的力学学问 “势如破竹”纵横谈 人们总喜爱
29、用“势如破竹”一词来形容所向披靡、节节成功，而破竹之势则又衬托出一种长驱直入的无比威力。这种说法经流传下来是有些年月了。 我国历来多竹,不少南方人都有剖劈竹子的好玩经受：偌大青竹筒，利刃过处，节节响裂，钢刀长驱直入，毫无阻碍，施力式微，直贯究竟。形容形势进展极其顺当、迅猛，说势如破竹，可谓贴切矣。竹子以其挺立、高雅的素养，不屈不挠、奋勉向上的精神风貌不仅历来被人们所称道，且还是大自然赐予的一种自然复合材料。从材质看，它的主体由一种纵向贯穿型长纤维组成，这些长纤维处于基质之中，长纤维之间的亲和力很小。但是竹子的纤维格外致密、坚韧，具有强大的纵向抗拉、抗压力量。但若钢刀从它的端部猛力切入，纵向纤维
30、间便会裂出一道楔形口，断裂力学上称为张开型裂纹或I型裂纹，在裂纹的尖端四周形成了一个强应力场（应力是单位面积上的内力）。应力在此处高度集中，因而此类张开型裂纹的破坏性最大；加以竹子长纤维间的亲和力原本就小，楔裂处不但迅即破坏，且随着钢刀的不断切入，加载速度提高，强应力场随之向前扩展，竹纤维间微弱的亲和力难以抵挡快速前移、高度集中了的强应力，于是刀刃未及，竹子便自动开裂。看来顺着纤维方向着力劈削，对竹子来说无疑是认定了它的弱截面，才消失淋漓痛快的势如破竹现象。出于“势如破竹”这条成语，人们好像认为竹子耐力性差，只配做些竹篮竹筷之类的小东西了。殊不知换了一个方向，转它个90度，状况便会有天渊 江门
31、市新会其次中学物理校本课程 之别：假如钢刀从横向朝竹筒猛砍下去，刀子不是弹跳回来便是刃钝口缺，竹筒却是岿然不动的，至多略损些皮毛而已。这是由于竹子具有优化“复合材料”的表层，通体包裹着一层极为坚硬、耐磨的青皮，俗称“蔑青”。同一根竹筒，破竹之势在此好像再也不灵验了。竹子的横向抗劈削力量是可以和一些有色金属相媲美的。不言而喻，横向截面是竹子抗劈削的强截面。于是在民间，应付竹子便因纵横有异，纵向才用刀劈，而横向呢，只得借重钢锯利齿的慢功夫了，两者不能混淆。从力学观点来推敲，“势如破竹”这条成语仿佛就应是势如破直竹才对呀！只是大家沿用久了，说到破竹，往往只想着纵向的，人们习惯于循着竹子纤维生长的方一
32、直看问题，这也许也算是一种顺乎自然的心态吧。但若想利用竹子来制作构件，最起码也得了解这种材料纵、横向反抗破坏的力量，即浅近的力学学问，这就是被意大利出色的科学家伽里略赞誉为“漂亮而有用的科学”材料力学所讨论的课题。伽里略一生对材料力学孜孜不倦的探究、钻研，使他也成了这门学科当之无愧的奠基人之一。材料力学是一门讨论构件的强度、刚度和稳定性的科学。为了便利起见，一般就先假定好材料的各个方向都具有一样的力学性能，这在力学上称为各向同性。工业上所用的锻钢、铸铁、紫铜、塑料等等很多人工材料与这一假定大致吻合。唯有竹子等自然材料例外，而竹子的纵、横力学性能相差又过于悬殊，万不能也认为是“各向同性”了。果真
33、有人难得糊涂若此，在工程上就要出问题了。但也只要明白并顾及此点，竹子就能驯服地为人类效劳，而不至于耐不得力的。我们用竹子做成杠棒、扁担、躺椅、竹床、精致剔透的小竹楼乃至在小型混凝土预制件中替代钢筋的位置都是范例。只要略作分析，我们就不难发觉在这些构件中，竹子所受到的要么是一种横向载荷或是一种纵向的集结力，这些都是竹子的“强项”，而决不去选定竹子的弱截面，着力形成劈削。这就避开了它的弱势，发挥了它的特长，因而是决无“势如破竹”之虞的。 阅历和教训告知我们：竹子固有它自己的客观特性，使用时要切实扬长避短，方能物尽其用。细细想来，物尽其用当然如此，人尽其才，又何尝不是如此呢。 混凝土的进展与力学 人
34、们最早利用混凝土只不过把它当作人造石材，但今日的混凝土已经渗透到我们生活、生产的各个角落，那么，为什么混凝土能得到如此广泛的应用呢？首先是混凝土找到了一个很好的伴侣钢材。混凝土的膨胀系数与钢材很接近，因此它可以与钢材严密结合起来。另一方面混凝土擅长受压，钢材擅长受拉，两者结合起来作为梁来使用时正好能够发挥彼此的特长。由于在梁里总是有一侧受压另一侧受拉的，而且它在受载过程中，要产生向下的弯曲变形，这必定使上边的材料缩短，下边的材料拉长，即总是上边受压下边受拉。进一步可以说：任何承受弯曲的构件总是一边受拉，一边受压，若把钢筋放在受拉一边，将混凝土放在受压一边，正好符合梁内的受力分布，得到很好的效果
35、。 随着科学技术的进展，新的冲突产生了，钢材的耐拉力量随着钢材性能的改良愈来愈高，可是它的弹性模量并没有增加，弹性模量是反映材料每单位伸长所需要的力。现在抗拉力量提高了，弹性模量没有增加，说明钢材在拉断时比以前伸的更长了。粘结在钢材旁边的混凝土原来就怕受拉，现在必定会裂得更加厉害而使构件无法正常使用。这就使能经拉的钢材，也就是高强钢材无法在钢筋混凝土构件中采纳。为了克制这一弱点，人们设法先将钢筋拉紧，然后再在其四周浇筑混凝土，待混凝土凝固并与钢筋产生粘结力以后再放松拉紧了的钢筋。这时靠它们彼此间的粘结力使一局部预先拉紧钢筋的力气传到混凝土上，使在钢筋四周的混凝土受到预压力，而处在与钢筋相对一侧
36、的混凝土受到预拉力，整个梁似乎受到反方向的弯曲而拱起，这种现象称作反拱。反拱起来的梁、板在使用载荷下又重新弯回来。在一样的下垂变形条件下， 江门市新会其次中学物理校本课程 经反拱的梁、板固然能承受更大的载荷，使其既不开裂也更不易破坏，这种被预先拉紧的钢筋做成的构件称作预应力混凝土构件。经过进一步探究，发觉钢筋预加应力后在构件内呈直线状态。由于只要拉紧了，它就绷直了。可是直线位置的钢筋并不是最合宜的位置，于是开头探究曲线配置预应力钢筋的方法。首先想到的是在混凝土中预留孔道，待混凝土硬化后再穿钢筋，然后再张拉钢筋，向孔道里浇注水泥浆，使钢筋与混凝土间产生粘结力，形成预应力构件，这种构件里的钢筋允许
37、有小量的弯曲。它称作后张法预应力构件，以便区分于前面先张拉钢筋再浇注混凝土的先张法预应力构件。 小量的弯曲还不能满意人们的愿望，于是放弃了钢筋与混凝土粘结的要求，将高强度钢材用隔离剂与混凝土分割开，先将这种钢筋按要求的曲线外形放好后再浇混凝土，由于存在隔离剂，钢筋可以在其中自由抽动，固然也就可以张拉这种曲线配置的钢筋了。张拉好以后再靠锚固技术将钢筋在两端锚固在混凝土上，中间仍保持无粘结状态。可以想象，这种锚固技术要求相当牢靠。只要锚固牢靠，它同样起到了预加应力的效果，这就是无粘结预应力混凝土。由于钢筋可以在混凝土中自由抽动，它的设计计算方法与一般有粘结力的预应力混凝土构件不同。人们没有停顿前进
38、的步伐，又进一步将优化理论应用到预应力构件上来。他们发并不是钢筋预拉得越紧越好，而是有一个最优的拉紧程度。这样，当解决了准确掌握钢筋张拉力的技术以后，人们研制出了所谓局部预应力混凝土构件，这种构件既能满意承载力量、变形与开裂程度的要求，又处于最经济合理的状态中。 其次章物理与生活4音乐中的物理学问 科学与艺术的关系在近几年又被不少人重新提出来了。事实上它是一个始终被前人先哲们争议不休的古老课题。自古至今，多少科学家、艺术家、哲学家对此发表过他们的真知灼见。随着近代科学的进展，人类又重新熟悉了科学与艺术之间不行分割的内涵所在。当前，科学与文化的进展，除了有各门学科各自的前沿以外，还有三个特点：一
39、是各种门类学科，包括自然科学、社会科学、技术科学、哲学和艺术等学科的穿插与渗透；二是作为主体的人和客观世界的融汇和结合，人们越来越看到自身的价值；三是计算机的渗入。音乐就处在这三个特点的交汇处。以往以讨论音乐的客观根底及乐器发声为对象的科学音乐声学，现在已涉及到物理学、音乐艺术、电子学、计算机科学、生理学、心理学、美学等学科。因此，现代的音乐声学已经是一门与高科技结合的新的穿插学科。 一场音乐会中的物理问题 到现场去听一场音乐会，这是一种文化，一种享受，也是一种感情的沟通，还可以说是一种美的升华。然而你知道吗？在音乐中还包含了许很多多的物理问题。 报幕员出来了，假如是一个不用扩音设备的音乐厅，
40、那他站的地方肯定是舞台正中偏前的位置，在这个位置上讲话，全场听起来最清楚，声音也最响。北京中山公园音乐堂的舞台干脆做成一个扇面，报幕员站在扇面的焦点上。音乐厅的听众大厅，有的做成长方形，有的是扇形。顶棚有的高，有的低。四边的墙壁经常用木板做成“孔隔”、“窝状”。这些都是通过声音的反射来掌握声音的音质及其在大厅内的分布。还有，帷幕、座椅、顶板、墙壁、地毯等都有吸声的问题。乐队上来了，为什么第一小提琴、其次小提琴、中提琴、大提琴和大贝司之间有肯定数量比例？为什么弦乐器与管乐器之间又有肯定数量比例？所谓单管制、双管制、三管制的管弦乐队配置又意味着什么？乐队在舞台的位置如何？同一类乐器处在一起是为了什
41、么等等。这里 江门市新会其次中学物理校本课程 包括有音量问题和音色问题，即声音的叠加和强弱的配比，而在强弱的比例中又还有音色的配比。各种乐器的发声机理固然是物理问题，不同的乐器有不同的音色，因此，乐器之间都有着传统的“搭配”。乐器的分类方法最普遍的也是最科学的是按其发声的物理机制分类。和声、和弦、声音的协和以及中国唢呐的“不合群”等也是一种物理现象。而配器，也无非是各种音色、音量的搭配和穿插。你能同时听到并辨别出不同乐器，这是由于声波独立传播的性质造成的。假如剧场用了扩音器，或者是录音设备，那么，舞台上分布的、乐队前摆放的、唱歌者手里的传声器，俗称“麦克风”，无论从其类别、 性能、放置位置、高
42、度、相互间的距离等都是不同的。这些都是音乐电声问题。音乐电声问题还有音箱的类别、性能、个数、放置位置等。弄得不好，还会有反射声与唱歌声脱节，扬声器发出尖叫声等。舞台上现在有声控的音乐灯光，也是靠声音的强弱去掌握的，这也是涉及到物理方面的问题。 音乐的物理内容 既然我们明确了音乐是声音的一种，现在，让我们从学科的角度来看一看音乐的物理内容。由于声音是振动的传播，因此，物理学就是音乐的自然科学根底，音乐中包含着很多的物理内容。音乐的产生，也就是音乐声源，如弦振动、簧振动、膜板体振动、人的唱歌以及电振荡等属物理声学问题。音乐在各种场合的传播，涉及声的反射、折射、绕射、汲取和隔声等也是物理内容。电声音
43、乐中的换能是把音乐的振动转换成电的振动，然后进展加工、掌握，这是电学和声学的换能，也包括信号处理、调制、放大等物理内容。乐器制造实际上是一件发声的物理仪器的制造，音乐的测量，包括频率、强度、时间、频谱、动态等都是物理测量，制造乐器的很多材料性能测量也都是物理测量。讨论音乐性质如音质好坏、振动模式等，都是利用物理方法。音乐声的心理、生理试验方法，实际就是物理试验方法在音乐中的运用。音乐讨论离不开物理，但是，物理又不是音乐的唯一内容，音乐声学还要把物理和生理、心理因素结合起来，例如：音质的好坏，除了客观地用物理仪器测量以外，还要有主观评价。要把主观评价的客观根底与主观感受联系起来。因此，音乐要反映
44、主体与客体的关系，这里也有审美问题。 人对音乐的感知大多是通过耳朵的。立体声效果是建立在双耳效应的根底上。耳朵的能辨别阈值，包括对音调的差异、声强的差异、时值的低限等，都要与客观的物理量结合起来考虑，这是音乐与生理的直接关系。还有，音乐反映人们的心理状态，传递人与人之间的感情，这又是音乐与心理学的关系。 “声声慢”与“节节高”声的传播速度 当你在校园里的某一处听播送喇叭里播的乐曲时，假如你能同时听到两个扬声器发出的声音，有时你会听到两个声音是一先一后的。产生这些现象的缘由是你所在的位置与两个扬声器的距离不同，而且相差较大，而声音的传播是有肯定速度的原因。 一位唱歌演员，有一次在剧场里演出时使用
45、扩音设备中扬声器里播放的伴奏带作为伴奏音乐。她总是觉得自己的歌声在往后拖，于是不断地放慢速度“等”着，而结果是越拖越慢，成了“声声慢”，而砸了锅。究其缘由，是没有在舞台上放返送音箱，她听到的是台前向观众的扬声器中播出又从剧院后墙反射回来的伴奏音乐。由于声的传播有肯定速度，固然就比唱歌后拖肯定时间，有个“时间差”。你等它，“时间差”依旧存在，就越拖越慢了。就如我们先看到闪电，再听到雷声一样，这说明声音传播的速度比光速小，并且是可以感觉到的。人们测定在空气中传播的声速大约是每秒钟340米左右，声音在液体和固体中传播的速度要比空气中的传播 江门市新会其次中学物理校本课程 速度大。人们把耳朵贴在地上，
46、可以比站着先听到远处的马蹄声。声音传播的速度还与传播介质的温度有关。介质温度越高，传播速度越快。声音随着传播介质的温度变化，这点在音乐表演中有很重要的影响。当我们用嘴吹奏笛子、小号等管乐器时，特殊是在冬天，会由于人的气息赐予的热量而使管内的空气温度上升。这样，由于管乐器的音调与空气中的声速成正比，就会使乐器声的频率变高，成为“节节高”乐队。或者使管乐器的声音与弦乐器等音调随着温度变化不大的乐器的声音脱节，而为对不准音的“多调乐队”，这将会造成不堪设想的后果。 音乐与物理的关系有许多，如声强、声压、声能分布形成的声场、音乐声的传远和衰减等等问题；如各种声谱、旋律、节奏、立体声等问题；如音乐声波在各种介质中的传播，音乐声波与温度的关系等问题；如音乐声的反射、汲取、独立传播等等。还有乐器本身是一种产生音乐声的物理仪器，它的分类、材料的性质、构造、振动的模式、声学参数、调试、维护、测量、表演等无不涉及物理问题，电声乐器的发声原理及调试加工、音响设备、音乐在厅室里的传播、唱歌发声的原理以及讨论音乐的方法等，也都离不开物理。 5涡流