我国建造世界上第一个全超导大型非园托卡马克HT﹣7U,成为国际最先


超导电性和抗磁性是超导体的两个重要特性。使超导体电阻为零的温度,叫超导临界温度。经过科学家们数十年的努力,超导材料的磁电障碍已被跨越,下一个难关是突破温度障碍,即寻求高温超导材料。
2、奇异的超导陶瓷
1973年,人们发现了超导合金――铌锗合金,其临界超导温度为23.2K,该记录保持了13年。1986年,设在瑞士苏黎世的美国IBM公司的研究中心报道了一种氧化物(镧-钡-铜-氧)具有35K的高温超导性,打破了传统“氧化物陶瓷是绝缘体”的观念,引起世界科学界的轰动。此后,科学家们争分夺秒地攻关,几乎每隔几天,就有新的研究成果出现。

超导磁体:
超导磁体可用于制作交流超导发电机、磁流体发电机和超导输电线路等。
1、超导发电机
在电力领域,利用超导线圈磁体可以将发电机的磁场强度提高到5万~6万高斯,并且几乎没有能量损失,这种发电机便是交流超导发电机。超导发电机的单机发电容量比常规发电机提高5~10倍,达1万兆瓦,而体积却减少1/2,整机重量减轻1/3,发电效率提高50%。

2、磁流体发电机
磁流体发电机同样离不开超导强磁体的帮助。磁流体发电,是利用高温导电性气体(等离子体)作导体,并高速通过磁场强度为5万~6万高斯的强磁场而发电。磁流体发电机的结构非常简单,用于磁流体发电的高温导电性气体还可重复利用。

3、超导输电线路
超导材料还可以用于制作超导电线和超导变压器,从而把电力几乎无损耗地输送给用户。据统计,目前的铜或铝导线输电,约有15%的电能损耗在输电线路上,光是在中国,每年的电力损失即达1000多亿度。若改为超导输电,节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。

纳米材料:
纳米级结构材料简称为纳米材料,广义上是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围超精细颗粒材料的总称。根据2011年10月18日欧盟委员会通过的定义,纳米材料是一种由基本颗粒组成的粉状或团块状天然或人工材料,这一基本颗粒的一个或多个三维尺寸在1纳米至100纳米之间,并且这一基本颗粒的总数量在整个材料的所有颗粒总数中占50%以上。

绿色能源:
绿色能源也称清洁能源,是环境保护和良好生态系统的象征和代名词。它可分为狭义和广义两种概念。狭义的绿色能源是指可再生能源,如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充,很少产生污染。广义的绿色能源则包括在能源的生产、及其消费过程中,选用对生态环境低污染或无污染的能源,如天然气、清洁煤和核能等。

记忆合金定义:
记忆合金是一种原子排列很有规则、体积变为小于0.5%的马氏体相变合金。这种合金在外力作用下会产生变形,当把外力去掉,在一定的温度条件下,能恢复原来的形状。由于它具有百万次以上的恢复功能,因此叫做“记忆合金”。当然它不可能像人类大脑思维记忆,更准确地说应该称之为“记忆形状的合金”。此外,记忆合金还具有无磁性、耐磨耐蚀、无毒性的优点,因此应用十分广泛。科学家们现在已经发现了几十种不同记忆功能的合金,比如钛-镍合金,金-镉合金,铜-锌合金等。
 

考点名称:能量转移和能量转化

能量的转移:能量由一种形式转变为另一种形式,现实生活中如电灯发光(电能转化为光能和内能,摩擦生热使机械能转化为内能)。

能量的转化:能量不经过变化直接由一个物体转移到另一个物体,如碰撞时,动能从一个物体转移到另一物体。另外,围着火炉烤火,内能从火炉转移到人体。

能量转化和转移的方向性

能量的转化和能量的转移,都是有方向性的,如温度不同的两个物体接触后,一部分内能从高温物体转移到低温物体上,并不能自发地由低温物体转移到高温物体上;燃料燃烧,化学能转化为内能,但此时得到的内能并不能自发地转化为具有化学能的燃料;电流通过灯泡发光,电能转化为内能和光能,但是这些内能和光能并不能自发地重新转化为电能;汽车制动时,由于摩擦,机械能转化为内能,但这些内能并不能自动地用来再次开动汽车。

常见能量转化形式

①电灯发光时,电能转化为光能和内能;

②植物通过光合作用将太阳能转化为化学能储存在体内;

③人对机械做功,将人体的化学能转化为机械能;

④摩擦生热,机械能转化为内能;

⑤水电站里水轮机带动发电机发电,机械能转化为电能;

⑥电动机带动水泵把水送到高处,电能转化为机械能;

⑦燃料燃烧时发热,化学能转化为内能。

判断能量转化和转移的方法

1.作用在两个物体上的一对内力的冲量的矢量之和总是零,因此一对内力的冲量的作用通常是将动量在两个物体间传递。而两个物体的总动量不发生变化。

2.作用在两个物体上的一对相互作用的内力功,能将系统的机械能进行转化或转移。例如,一对静摩擦力的功的总和总等于零,机械能守恒。而一对滑动摩擦力做功的总和总是负值,做功引起系统机械能减少。所以一对滑动摩力做功的总和是其它形式能转化为内能的量度。因此一对滑动摩擦力做功,系统的机械不守恒。

考点名称:物理常识

物理学常用术语:
空气动力学(Aerodynamics):研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物 理化学变化等。按照相对运动的速度级别,可粗略的分为低速空气动力学和高速空气动力学。F1赛车属于前者,研究课题主要是下压力、空气阻力和扰流。

空气阻力(Aerodynamic drag):是指物体在同气体作相对运动时,所受到的阻碍力,这是由物体的形状决定的,两个常用的衡量指标是风阻系数和横截面积。

轮胎脱层(Blistering):专指轮胎由于过热导致橡胶从胎体上脱落。在高温下使用过软的轮胎,或者胎压设置 过高,亦或者赛车调校失误都可能导致这种现象。

离心力(Centrifugal force):也叫G力,用于描述重力加速度。当赛车在弯道上时,车手和赛车都将承受离心力,另外,赛车在起步和制动的时候,也将承受类似的力。

下压力(Down force):将F1赛车压在路上的力。它通过车身底部制造的低压区,以及前后翼的来获得,已保证赛车足够的抓地力。特别是在低速弯道上,以获得更高的弯道速度。一般来说,赛车在高速赛道上应采用低下压力调教,而低速多弯的赛道正好相反。

抓地力(Grip Force):抓地力,抓的力用于描述赛车粘附地面的程度,以及对弯道速度的影响。高抓地力意味着高弯道速度,影响抓地力的主要因素有空气动力学、由车身创造的下压力以及轮胎。缺乏抓地力,车身将发生滑动或者打转。

尾流(Slipstream):尾流,F1赛车在行进时赛车后方产生的低压区,进入尾流区有利于提高赛车的行进速度,F1车手经常利用这一原来来超车。

转向不足(Understeering):转向不足,是指车手在过弯时,赛车的转向角度小于车手期望的转向角度,赛车表现为车头指向弯外,车手要通过弯道,必须增加转向角度。

轮胎颗粒化(Graining):轮胎颗粒化,由于过度使用,轮胎以橡胶气泡的形式呈现出腐蚀的信号便是所谓的轮胎粒化。轮胎出现粒化后抓地力将下降。

转向过度(Oversteering):转向过度当赛车发生转向过度时,车尾向弯外甩出,赛车有失控的危险。为了通过弯道,车手必须减少转向角度。当出现极端的转向过度时,甚至需要反打方向盘。
车身底盘 (Chassis):赛车的基本架构包括悬吊系统、钢圈轮胎及其他各类车材的组合。一辆高科技F1赛车的车身底盘是由碳纤维板和其他材料合制成的,底盘非常的轻巧而且强力大耐用。  

物理学史常识:
1、胡克:英国物理学家;发现了胡克定律(F弹=kx)
2、伽利略:意大利的著名物理学家;伽利略时代的仪器、设备十分简陋,技术也比较落后,但伽利略巧妙地运用科学的推理,给出了匀变速运动的定义,导出S正比于t2并给以实验检验;推断并检验得出,无论物体轻重如何,其自由下落的快慢是相同的;通过斜面实验,推断出物体如不受外力作用将维持匀速直线运动的结论。后由牛顿归纳成惯性定律。伽利略的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一。
3、牛顿:英国物理学家;动力学的奠基人,他总结和发展了前人的发现,得出牛顿定律及万有引力定律,奠定了以牛顿定律为基础的经典力学。
4、开普勒:丹麦天文学家;发现了行星运动规律的开普勒三定律,奠定了万有引力定律的基础。