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一、基本物理示範實驗 高中物理中有許多重要的示範實驗，它們直觀地展示了物理規律，加深了我們對物理概念的理解。以下是一些常見的例子： 牛頓第一定律 (慣性定律)： 實驗： 演示一：將一塊布放在桌面上，布上放一個物體。快速拉動布，物體幾乎不動，仍然留在桌面上。 演示二：在光滑的水平面上，讓一個小車以一定的速度運動。小車會保持勻速直線運動狀態。 說明： 物體具有保持原有運動狀態的性質，這種性質稱為慣性。 物體的質量越大，慣性越大。 牛頓第二定律： 實驗： 演示：用一個力傳感器拉動一個小車，改變拉力的大小或小車的質量，測量小車的加速度。 說明： 物體的加速度與它所受的合力成正比，與它的質量成反比。 F = ma 力的合成與分解： 實驗： 演示：用兩個彈簧秤拉動一個橡皮筋，使橡皮筋伸長到某個位置。然後用一個彈簧秤拉動橡皮筋，使橡皮筋伸長到相同的位置。 說明： 力的合成與分解遵循平行四邊形法則。 驗證機械能守恆定律： 實驗： 演示：讓一個小球從斜面上滾下，測量小球在不同位置的動能和重力勢能，驗證機械能守恆定律。 說明： 在只有重力做功的情況下，物體的機械能保持不變。 電磁感應現象： 實驗： 演示：將一個線圈連接到電流表上，然後將一個磁鐵插入或拔出線圈，觀察電流表的指針是否偏轉。 說明： 當穿過閉合迴路的磁通量發生變化時，迴路中會產生感應電動勢，從而產生感應電流。 二、張力與彈力 彈力 (Elastic Force)： 定義：物體發生形變後，由於要恢復原狀而產生的力。 產生條件： 物體之間相互接觸。 物體發生形變。 常見的彈力： 支持力 (Support Force)： 物體受到支撐面或支持物的支持作用力。 方向：垂直於接觸面，指向被支撐的物體。 壓力 (Normal Force)： 物體對支撐面或接觸面的垂直作用力。 方向：垂直於接觸面，指向受力物體。 彈簧的彈力 (Spring Force)： 彈簧發生形變時產生的力。 大小：F = kx (胡克定律) k：彈簧的勁度係數，反映彈簧的彈性強度。 x：彈簧的形變量（伸長或壓縮的長度）。 方向：與彈簧形變的方向相反。 繩子的拉力 (Tension)： 繩子由於形變而產生的力。 張力 (Tension)： 定義：繩子受到拉伸時產生的力。 方向：沿著繩子的方向，指向繩子收縮的方向。 大小： 對於輕繩，繩子各點的張力大小相等。 對於滑輪，如果滑輪是光滑的，則通過滑輪的繩子張力大小不變。 繩子的張力通常可以通過受力分析和平衡條件來求解。 與彈力的關係：張力是一種特殊的彈力。 力的分析方法： 確定研究對象：明確你要分析的物體。 受力分析： 重力：總是存在，方向豎直向下。 彈力：判斷物體之間是否存在接觸和形變。 摩擦力：判斷物體之間是否存在相對運動或相對運動趨勢。 其他外力：例如拉力、推力等。 力的合成與分解： 將不在坐標軸上的力分解成沿坐標軸方向的分力。 力的合成與分解遵循平行四邊形法則。 平衡條件： 物體所受的合力為零。 ΣFx = 0, ΣFy = 0 三、流體力學 (Fluid Mechanics) 流體 (Fluid)： 流體是指具有流動性的物質，包括液體和氣體。 密度 (Density)： ρ = m/V ρ：密度 m：質量 V：體積 壓強 (Pressure)： 定義：物體單位面積上受到的壓力。 公式：p = F/A p：壓強，單位是帕斯卡 (Pa) F：壓力 (N) A：面積 (m²) 液體壓強： 液體內部存在壓強，壓強隨著深度增加而增大。 公式：p = ρgh ρ：液體的密度 g：重力加速度 h：深度 帕斯卡定律 (Pascal's Law)： 加在封閉液體上的壓強，能夠大小不變地向各個方向傳遞。 應用：液壓機、液壓制動器等。 浮力 (Buoyancy)： 定義：浸在流體中的物體受到流體向上托起的作用力。 阿基米德原理 (Archimedes' Principle)： 物體所受的浮力等於它排開的流體的重力。 公式：F_浮 = ρ_流 g V_排 F_浮：浮力 ρ_流：流體的密度 g：重力加速度 V_排：物體排開流體的體積 物體的浮沉條件： F_浮 > G：物體上浮。 F_浮 = G：物體懸浮。 F_浮 < G：物體下沉。 流體的流動： 流線 (Streamline)：描述流體流動的曲線，流線上每一點的切線方向表示該點流體的流動方向。 穩定流動 (Steady Flow)：流體在空間中各點的速度不隨時間變化