第一章 搭建实验室——初识Java世界

1.1 电路实验箱的组装（JDK安装与环境配置）

物理现象：就像组装电路实验箱需要电池、导线、灯泡等工具，Java程序运行需要JDK（Java Development Kit）。
动手实验：

1. 下载JDK工具箱：访问Oracle官网下载对应操作系统的JDK（建议选择LTS版本如JDK17）
2. 安装"电源模块"：双击安装包，记住安装路径（类比记住电池正负极方向）
3. 连接"实验导线"：配置环境变量（Path中添加JDK的bin目录路径）
   知识延伸：

环境变量就像实验箱的导线布局，告诉系统在哪里找到Java编译器（javac）和运行器（java）

1.2 电流方向与电子移动方向（编译执行原理）

物理类比：

• 电子真实移动方向 ? .java源代码（人类可读）
• 约定电流方向 ? .class字节码（计算机可读）
  实验观察：

// 点亮第一个"小灯泡"（HelloWorld程序）  
public class CircuitLab {  
    public static void main(String[] args) {  
        System.out.println("电流已导通！"); // 类似示波器显示波形  
    }  
}  

编译运行：

javac CircuitLab.java  # 将源代码转化为字节码（正极→负极）  
java CircuitLab        # 执行字节码（电子真实移动方向）  

1.3 示波器观测信号（控制台输出）

核心方法：System.out.println()
物理实验：

// 模拟示波器三通道信号  
System.out.println("-----实验开始-----");  
System.out.print("电压波形：");  // print不换行  
System.out.println(" 5V");    // println换行  
System.out.printf("电流值：%.1fA\n", 2.5); // 格式化输出（类似示波器数值显示）  

实验思考：

若将println误写为print，会发生什么？类比示波器探头接触不良时的显示异常

第二章 物理量的存储——变量与数据类型

2.1 烧杯与量筒（变量的容器特性）

实验器材对比：

危险操作警示：

int beaker = 3.14; // 错误！就像把液体倒入形状不匹配的容器  
double correct = (double)3; // 正确！使用类型转换如同使用漏斗  

2.2 质量vs.重量（基本数据类型区别）

概念辨析表：

实验现象：

int mass = 2147483647;  
mass = mass + 1; // 溢出！如同超过天平最大量程  
System.out.println(mass); // 输出-2147483648（类似指针反向偏转）  

2.3 能量转换中的损失（类型转换精度问题）

动能→热能实验：

double kineticEnergy = 15.999;  
int heat = (int)kineticEnergy; // 强制转换如同能量损耗  
System.out.println(heat); // 输出15（丢失0.999）  

2.4 弹簧测力计的量程（数据范围限制）

安全操作指南：

short springScale = 32767; // short最大值  
// springScale += 1; 超过量程会断裂（编译错误）  
long safeScale = 2147483648L; // 使用大容量容器必须加L标识  

第三章 运动控制——运算符与控制结构

3.1 杠杆原理（运算符优先级）

支点位置公式：

int result = 5 + 3 * 2; // 先算乘法（支点靠近乘除）  
// 等效于 5 + (3*2) = 11  

平衡实验：

boolean isBalanced = (10 % 3) == 1; // %取余运算符  
System.out.println(isBalanced); // 输出true（杠杆平衡）  

3.2 电路分支实验（if-else条件判断）

并联电路模拟：

int voltage = 220;  
if (voltage > 250) {  
    System.out.println("保险丝熔断！");  
} else if (voltage < 180) {  
    System.out.println("灯泡闪烁...");  
} else {  
    System.out.println("照明正常 ?");  
}  

3.3 天体运动周期（循环结构）

地月系统模拟：

for (int day=1; day<=30; day++) { // 月球公转周期  
    System.out.println("第" + day + "天：月相变化");  
    if (day % 7 == 0) {  
        System.out.println("【出现" + (day/7) + "周潮汐】");  
    }  
}  

3.4 斜坡小车实验（嵌套循环）

加速度研究：

for (int slope=15; slope<=45; slope+=15) { // 坡度变化  
    System.out.println("当前坡度：" + slope + "度");  
    for (int sec=1; sec<=3; sec++) { // 时间推移  
        double speed = 0.5 * slope * sec;  
        System.out.printf("第%d秒速度：%.1fm/s\n", sec, speed);  
    }  
}  

上篇实验室任务：

1. 制作一个"自由落体计算器"，输入时间t，输出下落距离（s=?gt2）
2. 设计电路保险装置，当电压连续3次检测超过240V时触发警报
3. 用星号(*)打印不同角度的斜坡图形（嵌套循环应用）

// 示例：30度斜坡绘制  
for (int i=1; i<=5; i++) {  
    for (int j=1; j<=i; j++) {  
        System.out.print("*");  
    }  
    System.out.println();  
}  
/* 输出：  
*  
**  
***  
****  
*****  
*/  

下篇预告：中篇将带您进入"力学系统"，用惯性定律理解对象状态保持，用生物分类法掌握继承体系，就像组装属于自己的机器人军团！