高分子物理学习方法[五篇模版]

第一篇：高分子物理学习方法

《高分子物理》学习方法介绍《高分子物理》课程以物理化学、有机化学、物理学、高分子化学、数学等课程内容为基础，学习内容主要包括高分子的链结构、凝聚态结构、高分子的转变与松弛、高分子材料的力学性能及其之间的相互关系。在学习的过程中，必须抓住高分子的长链结构这一要素，以高分子的结构与性能间关系为学习重点，深入理解与掌握基本概念与基本原理，才能扎实地学好这门课程。高分子材料与其它材料的本质区别就在于它的长链分子结构，聚合物的各种特有的结构、各种特有的性能从根本上说都来源于它的长链分子结构，因此学好《高分子物理》的基础就是充分理解掌握高分子的长链结构。但是由于高分子的长链结构是抽象的微观结构，无法直接观察，各种表征手段也均是间接方法，所以在学习过程中掌握高分子的长链结构很大程度上依赖于学生的空间想象能力，是课程学习中的难点。只有很好地掌握了高分子的长链分子在各个尺度上的结构特点，才有可能学好《高分子物理》课程。

在学习《高分子物理》课程的过程中，在学习方法上需要注意两点：一是必须时刻围绕高分子的结构与性能关系这一要点进行学习。《高分子物理》教材的安排是以结构与性能两部分分别论述的，前五章讨论高分子的结构，后五章讨论的是高分子材料的性能，从表面上看各章内容相对较为松散，彼此之间联系不大，很容易使学生抓不住重点。因此在学习过程中必须在学习结构时联系性能的变化，而在学习性能时分析结构的不同，以高分子的结构与性能关系为中心，才能确立较为明确的学习思路，学好这门课程。二是在学习中注意理解与记忆相结合。《高分子物理》作为一门学科，其发展历史不过六十年左右，许多理论尚不十分成熟，学科中还有不少经验性的原理，所以在学习基本概念与基本原理时，要求学生能够尽可能地理解原理与概念的内容，但同时对于部分经验性的知识，又必须加以记忆，这样才能够全面地掌握《高分子物理》的课程内容。

《高分子物理》课程的学习方式以课堂教学、课堂讨论为主，约60学时，要求学生能够认真掌握与理解教师的讲授内容；同时学生应该能够在课余时间利用教材与教师提供的主要参考书进行复习，或自学教师在课堂布置上的学习内容，巩固所学知识并拓展学习范围；另一方面还要求学生能够查阅一些有关“高分子物理”知识的资料，撰写一篇课程论文，培养学生的自学能力和知识的总结运用能力；最后，学生必须重视实验，在锻炼动手能力的同时，提高学生运用所学理论知识解决实验中的实际问题的能力。

在学习过程中，除了牢固掌握学科成熟的基础理论，同时更多的了解学科前沿。这门学科的知识体系形成较晚，而且发展速度较快，一方面通过课堂教学了解学科前沿，另一方面，要重视参考书和参考资料的阅读，扩大知识面。在学习中自觉运用上述方法，就可以较好地掌握《高分子物理》课程的教学内容。

第二篇：高分子物理思考题

高分子物理简答题

1.同样是都是高分子材料，在具体用途分类中为什么有的是县委，有的是塑料，有的是橡胶？同样是纯的塑料薄膜，为什么有的是全透明的，有的是半透明的？

答：

高分子材料的用途分类取决于材料的使用温度和弹性大小，当材料的使用温度在玻璃化温度Tg以下，是塑料，Tg以上则为橡胶，否则会软化。而透明度的问题在于该材料是否结晶，结晶的塑料薄膜是透明的，非结晶的则不透明或半透明。

2.假若聚丙烯的等规度不高，能不能用改变构想的办法提高等规度？说明理由。

答：构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态，称为构象。

聚丙烯的等规度是由构型不同的异构体所产生的旋光异构所引起的，由于头-头键接的聚丙烯，其有全同立构、间同立构和无规立构等异构体。而且构型是由分子中由化学键所固定的原子在空间的几何排列，构象仅仅是由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态。所以当聚丙烯的等规度不高时，用改变构象的方法是无法提高其等规度的，需要破坏化学键，改变构型，才能提高等规度。

3.理想的柔性高分子链可以用自由连接或高斯链模型来描述，但真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型，原因是什么？这一矛盾是如何解决的？

答：

在采用自由连接链或高斯链模型描述理想的柔性高分子链时，我们假设单键在结合时无键角的限制，内旋转时也无空间位阻，但真实高分子链不但有键角的限制，在内旋转时也存在空间位阻，因此使真实高分子链在通常情况下并不符合这一模型。对于真实高分子链我们用等效自由结合链来描述，把由若干个相关的键组成的一段链，算作一个独立的运动单元，键称作“链段”，令链段与链段自由结合，并且无规取向，这种链称为等效自由结合链。

4.高分子溶解过程与小分子相比，有什么不同？

答：

因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊，两者的分子运动速度差别很大，溶剂分子能比较快的渗透进入高聚物，而高分子向溶剂的扩散却非常慢，这样，高聚物的溶解过程要经过两个阶段，现实溶剂分子渗入高聚物内部，是高聚物体积膨胀，称为溶胀，然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。整个过程往往需要较长的时间。

5.什么是高分子的理想溶液？塔应该符合哪些条件？

答：

高分子溶液的化学位由理想部分和非理想部分组成，对于高分子溶液即使浓度很稀也不能看做是理想溶液，但是我们可以通过选择溶剂和温度来满足Δμ1E=0的条件，使高分子溶液符合理想溶液的条件，称其为θ条件，这时的相互作用参数X=1/2.6.解释本章附录中聚合物的结构对玻璃化温度的影响。试各另举一组例子说明聚合物的著化学结构因素对玻璃化温度的影响。

答：

（1）

主链结构

①

主链由饱和单间构成的高聚物：高聚物的内旋转位垒越低，分子链的柔性越大，Tg越低。例如：聚乙烯Tg=-68°C，聚甲醛Tg=-83°C，聚二甲基硅氧烷Tg=-123°C

②

珠帘寨红引入苯基等芳杂环以后：分子链的刚性增大，Tg升高。例如：聚乙烯

Tg=-68°C，聚苯乙烯Tg=100°C

③

主链中含有孤立双键的高聚物分子链都比较柔顺，Tg比较低

④

共轭二烯烃聚合物：由于几何异构体的存在，分子链较刚性的反式异构体有比较高的Tg

（2）

取代基的空间位阻和侧击的柔性

①

一取代烯类聚合物：取代基的体积增大，内旋转位阻增加，Tg将升高（聚甲基丙烯酸甲酯的侧基增大，Tg反而下降）如果有旋光异构体曾在，通常一取代聚烯烃的不同旋光异构体，不表现出Tg的差别

②

1.1-二取代的烯类聚合物：作不对称取代时，空间位阻增加，Tg讲升高，做对称双取代是，主链内旋转位垒小于单取代位垒，链柔顺性增加，Tg下降

（3）

分子间的影响

侧基的极性越强，Tg越高。含离子聚合物的离子键对Tg的影响很大。一般正离子的半径越小，或其电荷量越多，Tg越高。

7.链的结构对粘度的影响

答：①分子量的影响：高聚物的粘性流动是分子链重心沿流动方向位移和链间相互划移的结果。分子量越大，分子链所包含的链段数就越多，为了实现重心的位移，需要完成的链段协同位移就越多，因此高聚物熔体的剪切粘度随份子两的升高而增加，对于高聚物一般存在一个临界分子量Mc，分子量小于Mc时，高聚物熔体的零切粘度与重均分子量成正比；当分子量大于Mc时，零切粘度与重均分子量的3.4次方成正比，这是由于分子量的缠结作用引起的，Mc值与分子结构有关，如果链的刚性增加，缠结倾向会减少，Mc值会偏大。

②

分子量分布的影响：分子量分布较窄的单分散高聚物，剪切粘度主要由重均分子量决定。在临界分子量Mc以上，粘度与重均分子量的3.4次方成正比，因此对分子量分布较宽的多分散试验，高分子量部分的影响远大于低分子量的部分，重均分子量相同的试样，宽分布的比单分散的试样有较高的零切粘度。

③

其他结构因素的影响：凡能使Tg升高的因素，也使粘度升高，柔性链的粘度比刚性链的粘度低。极性高聚物，分子间作用力强，熔融粘度大。

聚乙烯与聚甲基丙烯酸甲酯想必，PMMA的分子间力和空间位阻均大于聚乙烯，所以粘度也大于他

8.温度对不同高聚物粘度的影响：温度升高，熔体的自由体积增加，链段的活动能力增加，分子间的作用力减弱，使高聚物的流动性增大，熔体的粘度随温度升高以指数方式降低，lnη=lnA+ΔEη/RT。一般分子链越刚性，或分子间作用力越大，则活化能越高，聚合物的粘度对温度越敏感。聚乙烯和PMMA比，PMMA的粘度大于聚乙烯，温度影响的敏感性也比较大。

9.什么叫高分子的构型，什么叫高分子的构象？假若聚丙烯的等规度不高，能不能改变构象的方法提高其等规度？

答：不能。构象是由于单键内旋转而引起，而构型是由于化学键所固定的原子在空间的排列。提高聚丙烯的等规度须改变构型，而改变构型与改变构象的方法根本不同。构象是围绕单键内旋转所引起的排列变化，改变构象只需克服单键内旋转位垒即可实现；而改变构型必须经过化学键的断裂才能实现。

10.能否用蒸馏的方法提纯高分子化合物？为什么

答：不能，由于高分子化合物分子间作用力往往超过高分子主链内的键合力，所以当温度升高达气化温度以前，就发生主链的断裂或分解，从而破坏了高分子化合物的化学结构，因此不能。

11.高分子的θ溶液与理想溶液有哪些相似之处及不同之处？

答：θ溶液的自由能和热力学性质与理想溶液相似，但高分子θ溶液：是指高分子稀溶液在θ温度下（Flory温度），分子链段间的作用力，分子链段与溶剂分子间的作用力，溶剂分子间的作用力恰好相互抵消，形成无扰状态的溶液。

此时高分子—溶剂相互作用参数为1/2,内聚能密度为0.而理想溶液三个作用力都为0，而θ溶液三个作用力都不为0，只是合力为0。

12.结晶聚合物为什么会存在容限？它与聚合物的结晶形成的温度存在什么关系？

答：结晶聚合物熔融时出现边熔融边升温的现象是由于结晶聚合物中含有完善程度的晶体，比较不完善的晶体将在较低温度下熔融，而比较完善的晶体则需要较高的温度下才能熔融，因而出现较宽的温度范围。

13有两种乙烯和丙烯的共聚物，其组成相同，但其中一种室温时是橡胶状的，一直到温度降至-70°C时才变硬，另一种室温时缺是硬而韧又不透明的材料，试解释它们内在结构上的差别？

前者是无规共聚物，丙烯上的甲基在分子链上是无规排列的，这样在晶格中分子链难以堆砌整齐，所以得到一个无定形的橡胶状的透明聚合物，后者是乙烯和有规立构聚丙烯的嵌段共聚物，乙烯和丙烯的嵌段分别形成自己的晶格，形成部分共晶，从而是硬而韧的塑料，且不透明。

14.解释高弹形变与强迫高弹形变之间的相同点及不同点。

答：高弹性：聚合物处于高弹态，受到外力作用后，柔性的高分子链可以伸展或蜷曲，产生很大的变形，但高分子链之间不产生滑移，外力除去后形变会完全回复；强迫高弹形变，玻璃态高聚物在的外力作用下发生的大形变，其本质跟高弹形变一样，但表现的形式却有差别，为了与普通的高弹形变区别开来，通常称为强迫高弹形变。本质相同：都是链段运动,不同：强迫高弹形变外力除去不能自动回复，需要加热，受外力要大的多，发生在Tb－Tg之间。

15.要使脆性较大的聚合物增韧，又不至于过多地降低材料的模量和强度，采用什么方法，举例说明。

采用增加非晶相（橡胶相），使共混物或接枝共聚物形成两项结构，即刚性的聚合物成连续相，橡胶为分散相。这样，当受到冲击时，橡胶相可以有效的冲击能量，使韧性增加，如：高抗冲聚苯乙烯（HIPS）是橡胶粒子与聚苯乙烯接枝共聚，形成橡胶粒子包含在聚苯乙烯中的材料。

16.拉伸一根橡皮筋，迅速放到嘴唇上，你会感受到橡皮筋变热还是变冷，试解释？

答：橡胶弹性是熵弹性，回弹动力是熵增，在外力作用下，橡胶分子链由卷曲状态变为伸展状态，熵减小，放热；放手即外力移去，分子链由伸展再回复卷曲状态，熵增加，吸热。

17.解释为什么PE和聚四氟乙烯的内聚能相差不多，而熔点相差很大。

解：PE与PTFE都是非极性高分子，分子间作用力差不多，即ΔH差不多。但由于氟原子电负性很强，氟原子间的斥力很大，分子链的内旋转很困难，分子刚性很大，从而ΔS很小，Tm很高。

18.由丙烯得到的全同立构聚丙烯有无旋光性?

答：高分子链虽然含有许多不对称碳原子，但由于内消旋或外消旋作用，即使空间规整性很好的高聚物，也没有旋光性。

19.解释为什么尼龙6在室温下可溶解在某些溶剂中，而线性的聚乙烯在室温下却不能?

解：首先说明尼龙和聚乙烯都是结晶性的聚合物，其溶解首先要使晶区熔融才能溶解。而尼龙是极性的聚合物，如果置于极性溶剂之中，和极性的溶剂作用会放出热量从而使晶区熔融，继而溶解。聚乙烯是非极性的聚合物，要使其晶区熔融只能升温至其熔点附近，然后溶于适当的溶剂中才能溶解。所以聚乙烯在常温下不能溶解在溶剂之中。

20.什么热机械曲线上的转折不如

明晰?

答：因为Tf与相对分子质量有关（1分），随相对分子质量增加，Tf持续增加（1分）。而高分子的相对分子质量存在多分散性（1分）。使Tf没有明晰的转折，而往往是一个较宽的软化区域。

21.说明高聚物中两种断裂的特点，并画出两种断裂的应力-应变曲线。

解：高聚物的破坏有两种形式，脆性断裂和韧性断裂。脆和韧是借助日常生活用语，没有确切的科学定义，只能根据应力-应变曲线和断面的外貌来区分。若深入研究，两种有以下不同：

（1）韧性断裂特点：断裂前对应塑性；沿长度方向的形变不均匀，过屈服点后出现细颈，断裂伸长（）较大；断裂时有推迟形变，应力与应变呈非线性，断裂耗能大；断裂面粗糙无凹槽；断裂发生在屈服点后，一般由剪切分量引起，对应的分子运动机理是链段的运动。

（2）脆性断裂：断裂前对应弹性；沿长度方向形变均匀，断裂伸长率一般小于5％；断裂时无推迟形变，应力-应变曲线近线性，断裂能耗小；断裂面平滑有凹槽；断裂发生在屈服点前；一般由拉伸分量引起的；对应的分子机理是化学键的破坏。脆性断裂与韧性断裂的应力-应变曲线见图

22.苯乙烯一丁二烯共聚物（δ=16.5）不溶于戊烷（δ=14.5）也不溶于乙酸乙酯（δ=18.6），但是可溶于以上两溶剂1：1的混合体系里，为什么？

答;

戊烷（δ=14.5）和乙酸乙酯（δ=18.6）的溶度参数与苯乙烯一丁二烯共聚物（δ=16.5）的溶度参数值相差分别为2和2.1，相差较大，所以不能溶解.。

当两种溶剂1：1的混后，混合溶剂的溶度参数为：

（14.5＋18.6）/2＝16.55

与苯乙烯—丁二烯共聚物（δ=16.5）的溶度参数值相差仅为0.05，所以能够溶解在混合溶剂里。）

第三篇：物理学习方法

河北师大外院中高考研发中心0311-67306255 重点中学一线在职教师，20多年教学经验，总结高中物理学习方法：

高中物理含有电容器的电路解题方法

在直流电路中，电容器相当电阻为无穷大的电路元件，对电路是断路。解题步骤如下：（1）先将含电容器的支路去掉（包括与它串在同一支路上的电阻），计算各部分的电流、电压值。

（2）电容器两极扳的电压，等于它所在支路两端点的电压。

（3）通过电容器的电压和电容可求出电容器充电电量。

（4）通过电容器的电压和平行板间距离可求出两扳间电场强度，再分析电场中带电粒子的运动。

电路如何联接最省电

用电器正常工作应满足它要求的额定电压和额定电流，要使额外的损失尽可能少，当电源电压大于或等于两个（或两个以上）用电器额定电压之和时，可以将这两个用电器串联，并给额定电流小的用电器加分流电阻，如电源电压大于用电器额定电压之和时，应串联分压电阻。

【例】三盏灯，L1为“110V100W”，L2为“110V50W”，L3为“110V40W”电源电压为220V，要求：三盏灯可以单独工作；三盏灯同时工作时额外损耗的功率最小，应怎样联接？画出电路图，求出额外损耗功率。

第四篇：物理学习方法

高中物理学习方法总结

（很全面）

学习物理重要，掌握学习物理的方法更重要。学好物理的“法宝”包括预习、听课、整理、应用（作业）、复习总结等。

大量事实表明：做好课前预习是学好物理的前提；主动高效地听课是学好物理的关键；及时整理好学习笔记、做好练习是巩固、深化、活化物理概念的理解，将知识转化为解决实际问题的能力，从而形成技能技巧的重要途径；善于复习、归纳和总结，能使所学知识触类旁通；适当阅读科普读物和参加科技活动，是学好物理的有益补充；树立远大的目标，做好充分的思想准备，保持良好的学习心态，是学好物理的动力和保证。

注意学习方法，提高学习能力，同学们可从以下几点做起。

一、课前认真预习预习是在课前，独立地阅读教材，自己去获取新知识的一个重要环节。课前预习未讲授的新课，首先把新课的内容都要仔细地阅读一遍，通过阅读、分析、思考，了解教材的知识体系，重点、难点、范围和要求。对于物理概念和规律则要抓住其核心，以及与其它物理概念和规律的区别与联系，把教材中自己不懂的疑难问题记录下来。对已学过的知识，如果忘了，课前预习时可及时补上，这样，上课时就不会感到困难重重了。然后再纵观新课的内容，找出各知识点间的联系，掌握知识的脉络，绘出知识结构简图。同时还要阅读有关典型的例题并尝试解答，把解答书后习题作为阅读效果的检查，并从中总结出解题的一般思路和步骤。有能力的同学还可以适当阅读相关内容的课外书籍。

二、主动提高效率的听课 带着预习的问题听课，可以提高听课的效率，能使听课的重点更加突出。课堂上，当老师讲到自己预习时的不懂之处时，就非常主动、格外注意听，力求当堂弄懂。同时可以对比老师的讲解以检查自己对教材理解的深度和广度，学习教师对疑难问题的分析过程和思维方法，也可以作进一步的质疑、析疑、提出自己的见解。这样听完课，不仅能掌握知识的重点，突破难点，抓住关键，而且能更好地掌握老师分析问题、解决问题的思路和方法，进一步提高自己的学习能力。

三、定期整理学习笔记 在学习过程中，通过对所学知识的回顾、对照预习笔记、听课笔记、作业、达标检测、教科书和参考书等材料加以补充、归纳，使所学的知识达到系统、完整和高度概括的水平。学习笔记要简明、易看、一目了然，符合自己的特点。做到定期按知识本身的体系加以归类，整理出总结性的学习笔记，以求知识系统化。把这些思考的成果及时保存下来，以后再复习时，就能迅速地回到自己曾经达到的高度。在学习时如果轻信自己的记忆力，不做笔记，则往往会在该使用时却想不起来了，很可惜的！

四、及时做作业 作业是学好物理知识必不可少的环节，是掌握知识熟练技能的基本方法。在平时的预习中，用书上的习题检查自己的预习效果，课后作业时多进行一题多解及分析最优解法练习。在章节复习中精选课外习题自我测验，及时反馈信息。因此，认真做好作业，可以加深对所学知识的理解，发现自己知识中的薄弱环节而去有意识地加强它，逐步培养自己的分析、解决问题的能力，逐步树立解决实际问题的信心。要做好作业，首先要仔细审题，弄清题中叙述的物理过程，明确题中所给的条件和要求解决的问题；根据题中陈述的物理现象和过程对照所学物理知识选择解题所要用到的物理概念和规律；经过冷静的思考或分析推理，建立数学关系式；借助数学工具进行计算，求解时要将各物理量的单位统一到国际单位制中；最后还必须对答案进行验证讨论，以检查所用的规律是否正确，在运算中出现的各物理的单位是否一致，答案是否正确、符合实际，物理意义是否明确，运算进程是否严密，是否还有别的解法，通过验证答案、回顾解题过程，才能牢固地掌握知识，熟悉各种解题的思路和方法，提高解题能力。

五、复习总结提高 对学过的知识，做过的练习，如果不及时复习，不会归纳总结，就容易出现知识之间的割裂而形成孤立地、呆板地学习物理知识的倾向。其结果必然是物理内容一大片，定律、公式一大堆，但对具体过程分析不清，对公式中的物理量间的关系理解不深，不会纵观全局，前后联贯，灵活运用物理概念和物理规律去解决具体问题。因此，课后要及时的复习、总结。课后的复习除了每节课后的整理笔记、完成作业外，还要进行章节的单元复习。要经常通过对比、鉴别，弄清事物的本质、内在联系以及变化发展过程，并及时归纳总结以形成系统的知识。通过分析对比，归纳总结，便可以使知识前后贯通，纵横联系，并从物理量间的因果联系和发展变化中加深对物理概念和规律的理解。这样既能不断巩固加深所学知识，又能提高归纳总结的能力。

六、做好思想准备，调整好学习心态 在学习物理的第一节课时，老师都会讲物理难学，在未学习物理之前就从高年级同学那里听说物理教难学。因此大部分同学在学习物理时都带有一些不正常的学习心态，主要表现有以下几个方面：

（1）紧张、畏惧心理。物理难学在他们的心灵里留下了深深的烙印，他们害怕上物理课，害怕做物理作业，害怕老师课堂提问，害怕老师的个别谈话，怕做实验、怕动手，千方百计地回避学习，胆怯的心弦一天到晚紧绷着，不能理论联系实际，不能在实践中运用学过的知识，久而久之，越怕越难学，越难越怕学。

（2）“一口吃个胖子”的心理。想把成绩搞上去，但经过一段时间的努力，成绩仍没有什么大的起色，随即产生“反正学不好了” 和“我不是学习的料”的错误心理。

（3）消极心理。学习松松垮垮、马马虎虎，懒惰思想较重，学习缺乏主动性，处于被动应付状态，上课时经常“开小差”，盼望着“快下课”，老师提问大都说“不会。” 诚然，物理是难学，但绝非学不好，只要按物理学科的特点去学习，按照前面谈到的去做，理解注重思考物理过程，不死记硬背，常动手，常开动脑筋思考，不要一碰到问题就问同学或老师。

在学习中要找出适合自己的学习方法，从学习中去寻找乐趣，就能培养自己学习物理的兴趣。比如一个学生在学习力的图示时就编了这样的顺口溜：“四定即定作用点、定方向、定标度、定长度，两标即标箭头、标数值和单位。”现代社会的发展，物理学起着不可估量的作用，同学们要以振兴中华为已任，以学好物理报效祖国为内部动力，要认识到自己学习的责任感和建设祖国的使命感，从而自发地、积极地、主动地学习，就一定能学好物理知识。

先把书本基础内容搞懂，要理解透彻。公式、定理都要滚瓜烂熟。还要把学过的知识点分类整理，做到心中有数。看到题目时，首先分析考的是什么知识点，具体到什么公式，什么定理。然后根据已知和所求顺推、逆推求解。

还有，我的经验，改错本是一个很有用的东西哦！把自己的错题收集起来，改正，写明原因，心得，做了还需要经常看才会有效果。其实有时候也并不需要照搬照抄把整个题写下来，把知识点记下就行。还有重要的一点是要整理的有条理，避免重复劳动。

一、观察的几种方法

1、顺序观察法：按一定的顺序进行观察。

2、特征观察法：根据现象的特征进行观察。

3、对比观察法：对前后几次实验现象或实验数据的观察进行比较。

4、全面观察法：对现象进行全面的观察，了解观察对象的全貌。

二、过程的分析方法

1、化解过程层次：一般说来，复杂的物理过程都是由若干个简单的“子过程”构成的。因此，分析物理过程的最基本方法，就是把复杂的问题层次化，把它化解为多个相互关联的“子过程”来研究。

2、探明中间状态：有时阶段的划分并非易事，还必需探明决定物理现象从量变到质变的中间状态（或过程）正确分析物理过程的关键环节。

3、理顺制约关系：有些综合题所述物理现象的发生、发展和变化过程，是诸多因素互相依存，互相制约的“综合效应”。要正确分析，就要全方位、多角度的进行观察和分析，从内在联系上把握规律、理顺关系，寻求解决方法。

4、区分变化条件：物理现象都是在一定条件下发生发展的。条件变化了，物理过程也会随之而发生变化。在分析问题时，要特别注意区分由于条件变化而引起的物理过程的变化，避免把形同质异的问题混为一谈。

三、因果分析法

1、分清因果地位：物理学中有许多物理量是通过比值来定义的。如R=U/R、E=F/q等。在这种定义方法中，物理量之间并非都互为比例关系的。但学生在运用物理公式处理物理习题和问题时，常常不理解公式中物理量本身意义，分不清哪些量之间有因果联系，哪些量之间没有因果联系。

2、注意因果对应：任何结果由一定的原因引起，一定的原因产生一定的结果。因果常是一一对应的，不能混淆。

3、循因导果，执果索因：在物理习题的训练中，从不同的方向用不同的思维方式去进行因果分析，有利于发展多向性思维。

四、原型启发法 原型启发就是通过与假设的事物具有相似性的东西，来启发人们解决新问题的途径。能够起到启发作用的事物叫做原型。原型可来源于生活、生产和实验。如鱼的体型是创造船体的原型。原型启发能否实现取决于头脑中是否存在原型，原型又与头脑中的表象储备有关，增加原型主要有以下三种途径：

1、注意观察生活中的各种现象，并争取用学到的知识予以初步解释；

2、通过课外书、电视、科教电影的观看来得到；

3、要重视实验。

五、概括法 概括是一种由个别到一般的认识方法。它的基本特点是从同类的个别对象中发现它们的共同性，由特定的、较小范围的认识扩展到更普遍性的，较大范围的认识。从心理学的角度来说，概括有两种不同的形式：一种是高级形式的、科学的概括，这种概括的结果得到的往往是概念，这种概括称为概念概括；另一种是初级形式的、经验的概括，又叫相似特征的概括。相似特征概括是根据事物的外部特征对不同事物进行比较，舍弃它们不相同的特征，而对它们共同的特征加以概括，这是知觉表象阶段的概括，结果往往是感性的，是初级的。要转化为高级形式的概括，必须要在经验概括的基础上，对各种事物和现象作深入的分析、综合，从中抽象出事物和现象的本质属性，舍弃非本质的属性。

六、归纳法 归纳方法是经典物理研究及其理论建构中的一种重要方法。它要解决的主要任务是：第一由因导果或执果索因，理解事物和现象的因果联系，为认识物理规律作辅垫。第二透过现象抓本质，将一定的物理事实（现象、过程）归入某个范畴，并找到支配的规律性。完成这一归纳任务的方法是：在观察和实验的基础上，通过审慎地考察各种事例，并运用比较、分析、综合、抽象、概括以及探究因果关系等一系列逻辑方法，推出一般性猜想或假说，然后再运用演绎对其进行修正和补充，直至最后得到物理学的普遍性结论。比较法返回 比较的方法，是物理学研究中一种常用的思维方法，也是我们经常运用的一种最基本的方法。这种方法的实质，就是辩析物理现象、概念、规律的同中之异，异中之同，以把握其本质属性。

七、类比法 类比是由一种物理现象，想象到另一种物理现象，并对两种物理现象进行比较，由已知物理现象的规律去推出另一种物理现象的规律，或解决另一种物理现象中的问题的思维方法，类比不但可以在物理知识系统内部进行，还可以将许多物理知识与其他知识如数学知识、化学知识、哲学知识、生活常识等进行类比，常能起到点化疑难、开拓思路的作用。

八、假设推理法 假设推理法是一种科学的思维方法，这就要求我们针对研究对象，根据物理过程，灵活运用规律，大胆假设，突破思维方法上的局限性，使问题化繁为简，化难为易。主要有下面几方面内容：

1、物理过程假设

2、物理线路假设

3、推理过程假设

4、临界状态假设

5、矢量方向假设。

兴趣决定成败。对物理学可而言，兴趣至关重要。其实高中物理并不难学习。我认为在物理学科学习中只需把兴趣培养起来，例如多做些试验。对物理老师热情一些。多提问，背熟公式，计算仔细，并不需要做太多题，之后你就会成功的。

第五篇：高分子物理典型计算题汇总

四、计算题

1、某碳链聚α-烯烃，平均分子量为M1000M0(M0为链节分子量，试计算以下各项数值：（1）完全伸直时大分子链的理论长度；（2）若为全反式构象时链的长度；（3）看作Gauss链时的均方末端距；（4）看作自由旋转链时的均方末端距；（5）当内旋转受阻时（受阻函数cos0.438）的均方末端距；（6）说明为什么高分子链在自然状态下总是卷曲的，并指出此种聚合物的弹性限度。

解：设此高分子链为—（—CH2—CHX—）n—，键长l=0.154nm,键角θ=109.5。

(1)Lmaxnl2((2)L反式nlsin21000M0)0.154308nmM020000.154sin109.5251.5nm22(3)h0nl220000.154247.35nm21cos94.86nm21cos1cos1cos11/310.438(5)h2nl220000.1542242.7nm21cos1cos11/310.438(4)hf,rnl22或(h2)1/215.6nm(6)因为LmaxL反式(h2)1/2,所以大分子链处于自然状态下是卷曲的,它的理论弹性限度是L反式/(hf,r)25倍.2、假定聚乙烯的聚合度2000，键角为109.5°，求伸直链的长度lmax与自由旋转链的根均方末端距之比值，并由分子运动观点解释某些高分子材料在外力作用下可以产生很大形变的原因。

解：对于聚乙烯链Lmax=（2/3）nl

(hf,r)

N=2×2000=4000（严格来说应为3999）

所以 Lmax/(hf,r)21/21/

2221/22nl

n/34000/336.5

可见，高分子链在一般情况下是相当卷曲的，在外力作用下链段运动的结果是使分子趋于伸展。于是在外力作用下某些高分子材料可以产生很大形变，理论上，聚合度为2000 的聚乙烯完全伸展可产生36.5倍形变。

注意：公式中的n为键数，而不是聚合度，本题中n为4000，而不是2000。

3、计算相对分子质量为106的线形聚苯乙烯分子的均方根末端距。（1）假定链自由取向（即自由结合）；（2）假定在一定锥角上自由旋转。解：n=2×106/104=19231 l=0.154nm(1)hf,jnl192310.154(hf,j)(2)hf,jnl

4、（1）计算相对分子质量为280000的线形聚乙烯分子的自由旋转链的均方末端距。键长为0.154nm，键角为109.5°；（2）用光散射法测得在θ溶剂中上述样品的链均方根末端距为56.7nm，计算刚性比值；（3）由自由旋转链的均方末端距求均方旋转半径。解：（1）hf,r2nl22100001.54949(nm)

（2）(h0/hf,r)（3）s

5、计算M=250000g/mol的聚乙烯链的均方根末端距，假定为等效自由结合链，链段长为18.5个C—C键。

解：每个CH2基团的相对分子质量为14g/mol，因而链段数

ne=2.5×10/(14×18.5)=9.65×10

链段长le=18.5bsinθ/2

式中θ=109.5°,b=0.154nm

2所以le=2.33nm，hlene72.4nm

5222221/2ln21.4nm

221cos22nl2(hf,r)1/2l2n30.2nm

1cos2222221/21.84

212h158nm2 66、已知顺式聚异戊二烯每个单体单元的长度是0.46nm，而且h16.2n（其中n为单体单元数目）。问这个大分子统计上的等效自由结合链的链段数和链段长度。解：因为h2nele222，Lmaxnele，联立此两方程，并解二元一次方程得 leh2/Lmax

neLmax/h因为 Lmax0.46n，(0.46n)20.013n所以ne16.2,le16.2n/(0.46n)0.352nm

7、试从下列高聚物的链节结构，定性判断分子链的柔性或刚性，并分析原因。

解：（1）柔性。因为两个对称的侧甲基使主链间距离增大，链间作用力减弱，内旋转位垒降低。（2）刚性。因为分子间有强的氢键，分子间作用力大，内旋转位垒高。（3）刚性。因为侧基极性大，分子间作用力大，内旋转位垒高。（4）刚性。因为主链上有苯环，内旋转较困难。（5）刚性。因为侧基体积大，妨碍内旋转，而且主链与侧链形成了大π键共轭体系，使链僵硬。

8、由文献查得涤纶树脂的密度ρc=1.50×10kg/m, ρa=1.335×10kg/m,内聚能△E=66.67kJ/mol(单元)。今有一块1.42×2.96×0.51×10m的涤纶试样，质量为2.92×10kg，试由以上数据计算：（1）涤纶树脂试样的密度和结晶度；（2）涤纶树脂的内聚能密度。-

3-63

3m2.9210333解：（1）密度1.36210(kg/m)6V(1.422.960.51)10fc结晶度v或fcwa1.3621.33521.8%ca1.501.335ac23.3%ca

E66.671033（2）内聚能密度CED=473(J/cm)3VM0[1/(1.36210)]19文献值CED=476J/cm3。

9、已知聚丙烯的熔点Tm=176℃,结构单元熔化热△Hu=8.36kJ/mol，试计算：（1）平均聚合度分别为DP=6、10、30、1000的情况下，由于端链效应引起的Tm下降为多大？（2）若用第二组分和它共聚，且第二组分不进入晶格，试估计第二组分占10%摩尔分数时共聚物的熔点为多少？ 解：（1）112R0 TmTmHuDP式中：T=176℃=449K，R=8。31J/（mol·K），用不同DP值代入公式计算得到 0 Tm，1 = 377K（104℃），降低值176-104=72℃ Tm，2 = 403K（130℃），降低值176-130=46℃ Tm，3 = 432K（159℃），降低值176-159=17℃ Tm，4 = 448K（175℃），降低值176-175=1℃

可见，当DP＞1000时，端链效应可以忽略。（2）由于XA =0.9 , XB =0.1 11R0lnXATmTmHu,118.31ln0.9 Tm4498.361000

Tm=428.8K(156℃)

10、有全同立构聚丙烯试样一块，体积为1.42cm×2.96cm×0.51cm，质量为1.94g,试计算其比体积和结晶度.已知非晶态PP的比体积Va=1.174cm/g，完全结晶态PP的比体积

3Vc=1.068cm3/g。

1.422.960.511.105(cm3/g)1.94解：试样的比体积

VV1.1741.105vXca0.651VaVc1.1741.068V

11、试推导用密度法求结晶度的公式fcvca ca式中：ρ为样品密度；ρc为结晶部分密度；ρa为非晶部分密度。

解：VfcVc(1fc)Vafcwww.xiexiebang.comAkT(211NAkT(2)RT(2)已知0.964，T293KR8.3144107erg/(molK)，并且F/A，1，有下表数据: 所以

Mc3.4107

45、一交联橡胶试片，长2.8cm，宽1.0cm，厚0.2cm，质量0.518g，于25℃时将它拉伸1倍，测定张力为1.0kg，估算试样网链的平均相对分子质量。

解：由橡胶状态方程

因为RTMc(1)，2McRT1(2)f1524.910(kg/m)A0.21104m0.518103925(kg/m3)6V0.212.8102，R8。314J（mol/(K)，T298K9258.3142981(2)8.18(kg/mol)(或8180g/mol)4.910522

所以Mc

5246、将某种硫化天然橡胶在300K进行拉伸，当伸长1倍时的拉力为7.25×10N/m，拉

-63伸过程中试样的泊松比为0.5，根据橡胶弹性理论计算：每10m体积中的网链数；（2）初

-63始弹性模量E0和剪切模量G 0；（3）拉伸时每10m体积的试样放出的热量？

解：（1）根据橡胶状态方程

NkT(12)已知玻耳兹曼常量k1.381023J/K，7.25105N/m2，2，T300K1所以N7.25105[1.381023300(2)]11026(个网链/m3)4(2)剪切模量GNkT((3)拉伸模量因为0.5，所以E3G1.24106N/m212QTS，SNk(23)212所以QNkT(23)2代入N，k，T的数值，得Q4.14107J/m3(负值表明为放热)

47、用1N的力可以使一块橡胶在300K下从2倍伸长到3倍。如果这块橡胶的截面积为1mm2，计算橡胶内单位体积的链数，以及为恢复到2倍伸长所需的温升。

解：

15)7.2510(2)4.14105(N/m2)241 16 NkT(1/2)，FA于是有FNkTA(1/2)对于2，有对于3，有N2.121026m3(A为初始截面积)F2NkTA(21/4)7NkTA/4F3NkTA(31/9)26NkTA/9

F3F2NkTA(26/97/4)1.139NkTA1N如果新的温度为TN，则F326NkTA/97NkTNA/4因而TN(26/9)4/7495.2(K)，温升为195.2K。

48、某硫化橡胶的摩尔质量Mc5000g/mol，密度103kg/m3，现于300K拉伸1倍时，求：（1）回缩应力σ；（2）弹性模量E。解：

McRT1(2)RT1已知Mc5000g/mol，103kg/m3，T300K，2，R8.314J/(molK)1038.3143001则(1)(2)(22)873(kg/m2)或8.5103N/m250002Mc873kg/m2(2)E873kg/m21

49、一块理想弹性体，其密度为9.5×10kg/cm，起始平均相对分子质量为10，交联

3后网链相对分子质量为5×10，若无其他交联缺陷，只考虑末端校正，试计算它在室温（300K）时的剪切模量。

解：

352Mc9.510225103GNkT(1)8.314300(1)McMn5103103105RT4.75105(11052)4.310(N/m)5104

50、某个聚合物的粘弹性行为可以用模量为1010Pa的弹簧与粘度为1012Pa·s的粘壶的串联模型描述。计算突然施加一个1%应变，50s后固体中的应力值。

解：τ=η/E（其中τ为松弛时间，η为粘壶的粘度，E为弹簧的模量），所以τ=100s。σ=σ0exp（-t/τ）=E·exp（-t/100）-2-2其中 =10，t=50s，则σ=10×1010exp（-50/100）=108exp（-0.5）=0.61×108(Pa)251、25℃下进行应力松弛实验，聚合物模量减少至105N/m需要107h。用WLF方程计算100℃下模量减少到同样值需要多久？假设聚合物的Tg是25℃。

解：lgαT =lg（t100℃/ t25℃）=-17.44(100-25)/(51.6+100-25)=-10.33 t100℃/ t25℃= 4.66×10-11，t100℃= 4.66×10-11×107h= 4.66×10-4h 17

52、某PS试样其熔体粘度在160℃时为102Pa·s，试用WLF方程计算该样在120℃时的粘度。

解：根据WLF方程lg[η（T）/η（Tg）]=-17.44(T-Tg)/(51.6+T-Tg)(Tg=100℃)当T=160℃, η（T）=102Pa·s，得lgη（Tg）=11.376 又有lg[η（120）/η（Tg）]=-17.44(120-Tg)/(51.6+120-Tg)(Tg=100℃)lgη（120）=6.504 , η（120）=3.19×106Pa·s

53、已知某材料的Tg=100℃，问：根据WLF方程，应怎样移动图8-26中的曲线（即移动因子αT =？）才能获得100℃时的应力-松弛曲线？

解：lgαT =lg（tT/ tTg）=-17.44(T-Tg)/(51.6+T-Tg)=-17.44(150-100)/(51.6+150-100)=8.58 αT =2.6×10-9

254、聚异丁烯（PIB）的应力松弛模量在25℃和测量时间为1h下是3×105N/m，利用它的时-温等效转换曲线估计：（1）在-80℃和测量时间为1h的应力松弛模量为多少？（2）在什么温度下，使测定时间为10-6h，与-80℃和测量时间为1h，所得的模量值相同？

解：（1）由PIB的时-温等效转换曲线图8-27查到，在-80℃和测量时间为1h下，lgE（t）=9，即 E（t）=109N/m。

（2）已知PIB的Tg=75℃，根据题意，应用WLF方程

lg（1/ tTg）=-17.44(193-198)/(51.6+193-198)所以tTg =0.01345h=48s 由题意,在10-6h测得同样的E(t)的温度为T,两种情况下有相同的移动因子lgαT,所以 lg(10-6/1.01345)=-17.44(T-198)/(51.6+T-198), T=214K=-59℃。55、25℃时聚苯乙烯的杨氏模量为4.9×105lb/in，泊松比为0.35，问其切变模量和体积模量是多少？（以Pa表示）解：（1）因为E=2G（1+ν），E=4.9×105lb/in，ν=0.35，所以 G=4.9×105/2×1.35=1.815(lb/in)lb/in=0.6887×104Pa，G=1.25×109Pa(2)E=3B(1+ν）B=4.9×105/(3×0.3)=5.444×105(lb/in)

292 =(5.444×105×0.4536/0.102)/0.0254=3.75×10N/m56、100lb负荷施加于一试样，这个试样的有效尺寸是：长4in，宽1in，厚0.1in，如

2果材料的杨氏模量是3.5×1010dyn/cm，问加负荷时试样伸长了多少米？

解：σ=100lb/（1×0.1 in）=1000lb/ in=6.895×107dyn/cm

22E=3.5×1010dyn/cm

所以=σ/E=6.895×107/3.5×1010=1.97×10-3

△ l=﹒l=1.97×10-3×4in=7.88×10-3in =2×10-4 m 2

57、长1m、截面直径为0.002m的钢丝和橡皮筋，分别挂以0.1kg的重物时，各伸长多

22少？设钢丝和橡皮筋的杨氏模量分别为2×1011N/m和1×106N/m。

2解：E=σ/，=△l/l0，σ=0.1kg×9.8m·s-2/π(0.001)2 =31194 N/m 对钢丝 △l=l0·σ /E = 1×31194/(2×1011)=1.56×10-6(m)对橡皮筋△l=l0·σ /E = 1×31194/(1×106)=0.031(m)

58、有一块聚合物试件，其泊松比ν=0.3，当加外力使它伸长率达1%时，则其相应的体积增大多少？当ν=0时又如何？

解：由本体模量定义B=P/（△V/V0）

对于各向同性材料，各种模量之间有E=3B（1-2ν）和P≈（1/3）σ，σ=E 所以△V/V0 = P/B=[（1/3）E]/[E/3（1-2ν）]=（1-2ν） =（1-2×0.3）×0.01=0.004 即体积增大4‰。ν=0时，体积增大为1%。

59、拉伸某试样，给出如下表数据。作应力-应变曲线图，并计算杨氏模量，屈服应力和屈服时的伸长率。这个材料的抗张强度是多少？

解：

所作应力-应变示意图示于图9-9。

2杨氏模量E=5×104lb/in = 3.44×108Pa

2屈服应力σy =1690 lb/in=1.16×107Pa 屈服时的伸长率 y=6×10-2=0.06(即6%)抗张强度σt=1380 lb/in=9.5×106Pa