第六章 学案2-3
高中物理选修3-4第六章学案2 习题 课后作业,有详细解答
学案2 相对论的速度变换公式 质能关系 广义相对论点滴(选学)[学习目标定位] 1.知道相对论速度变换公式、相对论质量和质能方程.2.了解广义相对论的基本原理.3.初步了解广义相对论的几个主要观点以及主要观测证据．回旋加速器的工作原理：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，周期T ＝2πm qB ，因粒子的q不变、质量不变，所以周期T 不变，与轨道半径和速度无关；使高频交变电场的周期和粒子运动周期相同，就会使粒子每次经过电场时都会被加速，动能一次次增大，获得的最大速度v max ＝RBq m.1．相对论的速度变换公式设高速行驶的火车相对地面的速度为u ，车上的人以速度v ′沿火车运动的方向相对火车运动，那么人相对地面的速度为v ＝u ＋v ′1＋u v ′c 2，若车上人的运动方向与火车的运动方向相反，则v ′取负值；若v ′＝c ，则代入上式得出v ＝c ，即光速是宇宙速度的极限，且相对任何参考系，光速都是不变的．2．相对论的质量：物体的质量随物体速度的增加而增大． 物体以速度v 运动时的质量m 与静止时的质量m 0之间的关系是：m ＝m 01－v 2c2.因为总有v <c ，所以运动物体的质量m 总要大于它静止时的质量m 0.3．物体的质量m 与其蕴含的能量E 之间的关系是：E ＝mc 2.由此可见，物体质量越大，其蕴含的能量越多．能量与质量成正比，所以质能方程又可写成ΔE ＝Δmc 2. 4．广义相对论的两个基本原理 (1)广义相对性原理在任何参考系中物理规律都是一样的． (2)等效原理一个不受引力作用的加速度系统跟一个受引力作用的惯性系统是等效的．一、相对论的速度变换[问题设计]一列火车正以v ＝50m /s 的速度高速行驶，列车内一乘客以相对列车u ′＝5 m/s 的速度向前跑，站台上的观察者测得该乘客的速度是u ＝v ＋u ′＝55m/s.若列车的速度是0.9c ，乘客的速度是0.5c ，那么站台上的观察者测得该乘客的速度是0.9c ＋0.5c ＝1.4c 吗？ 答案 不是． [要点提炼]1．公式：设高速行驶的火车对地面的速度为v ，车上的人相对火车以速度u ′运动，那么人相对地面的速度为u .⎩⎪⎨⎪⎧u ＝u ′＋v1＋u ′v c2(人相对于车的运动方向与车同向).u ＝－u ′＋v 1－u ′v c2(人相对于车的运动方向与车反向).2．对公式的理解假设高速火车对地面的速度为v ，车上的一高速粒子以速度u ′沿火车前进的方向相对火车运动，那么此粒子相对于地面的速度u 为u ＝u ′＋v1＋u ′v c 2.(1)若粒子运动方向与火车运动方向相反，则u ′取负值．(2)如果v ≪c ，u ′≪c 时，u ′vc 2可忽略不计，这时相对论的速度变换公式可近似为u ＝u ′＋v .(3)若u ′＝c ，v ＝c ，则u ＝c ，表明一切物体的速度都不能超过光速．(4)该变换公式只适用于同一直线上匀速运动速度的变换，对于更复杂的情况不适用． (5)光速c 是宇宙速度的极限，且相对任何参考系，光速都是不变的． 二、相对论质量和能量 [问题设计]回旋加速器中磁场一次次把粒子拉到狭缝处，狭缝处的电场一次次加速带电粒子．假如回旋加速器的半径可以增大到很大，磁感应强度足够大，经回旋加速器加速的粒子的速度可以达到任意速度甚至超过光速吗？ 答案 不可以超过光速．因为回旋加速器的理论基础是粒子在磁场中做圆周运动的周期(T ＝2πmqB )等于交变电场的周期；速度较小时粒子的质量m 可以认为不变，周期T 不变，电场变化与粒子圆周运动同步，但速度较大时，质量增大明显，粒子做圆周运动的周期T 变大，无法做到圆周运动的周期与高频电压的周期同步． [要点提炼]1．相对论质量(1)经典力学：物体的质量是不变的，一定的力作用在物体上产生一定的加速度，经过足够长时间后物体可以达到任意的速度．(2)相对论：物体的质量随物体速度的增加而增大．①物体以速度v 运动时的质量m 与静止时的质量m 0之间的关系是：m ＝m 01－(v c )2. ②因为总有v <c ，所以运动物体的质量m 总要大于它静止时的质量m 0，但当v ≪c 时，m ≈m 0，所以低速运动的物体，可认为其质量与运动速度无关． ③微观粒子的速度很大，因此粒子质量明显大于静质量． 2．质能方程关系式：E ＝mc 2，式中m 是物体的质量，E 是它具有的能量． [延伸思考]有人根据E ＝mc 2得出结论：质量可以转化为能量，能量可以转化为质量，这种说法对吗？ 答案 不对．E ＝mc 2表明质量与能量之间存在一一对应的关系，物体吸收或放出能量，则对应的质量会增加或减少，质量与能量并没有相互转化．对于一个封闭的系统，质量是守恒的，能量也是守恒的． 三、广义相对论点滴 [问题设计]1．在一个全封闭的宇宙飞船中，若飞船静止，宇航员将一小球自由释放，小球将怎样运动？假如没有引力场，飞船加速上升，宇航员将小球自由释放，小球相对飞船会怎样运动？ 答案 小球都是以某一加速度落向舱底．2．宇航员能否根据“小球的加速下落”判断飞船是静止在一个引力场中，还是正处在一个没有引力场而正加速上升的过程中？ 答案 不能． [要点提炼]1．广义相对论的基本原理(1)广义相对性原理：在任何参考系中物理规律都是一样的．(2)等效原理：一个不受引力作用的加速度系统跟一个受引力作用的惯性系统是等效的． 2．广义相对论的几个结论 (1)光线在引力场中弯曲．(2)引力场的存在使得空间不同位置的时间进程出现差别(引力红移)．一、相对论速度变换公式例1 一粒子以0.05c 的速率相对实验室参考系运动．此粒子衰变时发射一个电子，电子相对于粒子的速度为0.8c ，电子的衰变方向与粒子运动方向相同．求电子相对于实验室参考系的速度．解析 已知u ＝0.05c ，v x ′＝0.8c . 由相对论速度变换公式得v x ＝v x ′＋u 1＋v x ′u c2＝(v x ′＋u )c 2c 2＋v x ′u ，v x ＝(0.8c ＋0.05c )c 2c 2＋0.8c ×0.05c ≈0.817c .答案 0.817c二、对质能方程的理解例2 下列关于爱因斯坦质能方程的说法中，正确的是( ) A ．只有运动的物体才具有质能，静止的物体没有质能 B ．一定的质量总是和一定的能量相对应 C ．E ＝mc 2中能量E 其实就是物体的内能 D ．由ΔE ＝Δmc 2知质量与能量可以相互转化解析 E ＝mc 2表明质量与能量之间存在一一对应的关系，物体吸收或放出能量，则对应的质量会增加或减少，质量与能量并没有相互转化．故选项B 正确，D 错误；静止的物体也具有能量，称为静质能E 0，E 0＝m 0c 2，m 0叫做静质量；E ＝mc 2中的能量E 包括静质能E 0和动能E k ，而非物体的内能，故选项A 、C 错误． 答案 B三、广义相对论的几个结论例3 在日全食的时候，通过仪器可以观察到太阳后面的恒星，这说明星体发出的光( ) A ．经太阳时发生了衍射 B ．可以穿透太阳及其他障碍物 C ．在太阳引力场作用下发生了弯曲 D ．经过太阳外的大气层时发生了折射解析 根据爱因斯坦的广义相对论可知，光线在太阳引力场作用下发生了弯曲，所以可以在适当的时候(如日全食时)通过仪器观察到太阳后面的恒星，故C 正确，A 、B 、D 均错． 答案 C1.(相对论速度变换公式)在高速运动的火车上，设车对地面的速度为v ，车上的人以速度u ′沿着火车前进的方向相对火车运动，那么他相对地面的速度u 与u ′＋v 的关系是( ) A ．u ＝u ′＋v B ．u <u ′＋v C ．u >u ′＋v D ．以上均不正确 答案 B解析 由相对论速度变换公式可知B 正确．2．(对质能方程的理解)关于物体的质量，下列说法正确的是( ) A ．在牛顿力学中，物体的质量是保持不变的B ．在牛顿力学中，物体的质量随物体的速度变化而变化C ．在相对论力学中，物体静止时的质量最小D ．在相对论力学中，物体的质量随物体速度的增大而增大 答案 ACD解析 在牛顿力学中，物体的质量是保持不变的，故选项A 正确，B 错误；在相对论力学中，由于物体的速度v 不可能达到光速c ，所以v <c,1－(v c )2<1，根据m ＝m 01－(v c )2，可知选项C 、D 均正确．3．(广义相对论的几个结论)在引力可以忽略的空间有一艘宇宙飞船在做匀加速直线运动，一束光垂直于飞船的运动方向在飞船内传播，下列说法中正确的是( ) A ．船外静止的观察者看到这束光是沿直线传播的 B ．船外静止的观察者看到这束光是沿曲线传播的 C ．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿直线传播的 D ．航天员以飞船为参考系看到这束光是沿曲线传播的答案 AD题组一 相对论速度变换公式1．设想有一艘飞船以v ＝0.8c 的速度在地球上空飞行，如果这时从飞船上沿其运动方向抛出一物体，该物体相对于飞船的速度为0.9c ，从地面上的人看来，物体的速度为( ) A ．1.7c B ．0.1c C ．0.99c D ．无法确定 答案 C解析 根据相对论速度变换公式得u ＝0.8c ＋0.9c1＋0.8c ×0.9c c 2≈0.99c .2．火箭以35c 的速度飞离地球，在火箭上向地球发射一束高能粒子，粒子相对地球的速度为45c ，其运动方向与火箭的运动方向相反．则粒子相对火箭的速度大小为( )A.75cB.c 5C.3537cD.5c 13 答案 C解析 由相对论的速度变换公式得－45c ＝35c ＋u ′1＋35cu ′c 2解得u ′＝－3537c ，负号说明与v 方向相反．3．地球上一观察者，看见一飞船A 以速度2.5×108m /s 从他身边飞过，另一飞船B 以速度2.0×108 m/s 跟随A 飞行．求：(1)A 上的乘客看到B 的相对速度； (2)B 上的乘客看到A 的相对速度． 答案 (1)－1.125×108m /s (2)1.125×108 m/s解析 (1)A 上的乘客看地面上的人以－2.5×108m/s 向后运动．地面上的人看B 以2.0×108m/s 向前运动，则A 上的乘客看到B 的相对速度为u ＝－2.5＋2.01＋－2.5×2.032×108m /s ＝－1.125×108 m/s.(2)B 上的乘客看到A 的相对速度为1.125×108m/s. 题组二 相对论质量和质能方程4．一个物体静止时质量为m 0、能量为E 0.速度为v 时，质量为m 、能量为E 、动能为E k .下列说法正确的是( )A ．物体速度为v 时的能量E ＝mc 2B ．物体速度为v 时的动能E k ＝12mc 2C ．物体速度为v 时的动能E k ＝12m v 2D ．物体速度为v 时的动能E k ＝(m －m 0)c 2 答案 AD5．已知电子的静止能量为0.511MeV ，若电子的动能为0.25MeV ，则它所增加的质量Δm 与静止质量m 0的比值近似为( ) A ．0.1B ．0.2C ．0.5D ．0.9 答案 C解析 设电子运动时的速度为v 由题意知E 0＝m 0c 2＝0.511MeV ①电子运动时的能量E ＝E 0＋E k ＝0.761MeV ② 又因为E ＝mc 2③m ＝m 01－v 2c 2④将④代入③得E ＝m 0c 21－v 2c2＝E 01－v 2c2⑤由④⑤可知m m 0＝EE 0所以Δm m 0＝m －m 0m 0＝E －E 0E 0＝0.761MeV －0.511MeV 0.511MeV≈0.5，故选项C 正确．6．一核弹含20kg 的钚，爆炸后生成的核静止质量比原来小110000.求爆炸中释放的能量．答案 1.8×1014J解析 爆炸前后质量变化为：Δm ＝110000×20kg ＝0.002kg ，释放的能量为ΔE ＝Δmc 2＝0.002×(3×108)2J ＝1.8×1014J.7．太阳在不断地向外辐射能量，因而其质量也在不断地减小．若太阳每秒钟辐射的总能量为4×1026J ，试计算太阳在1s 内失去的质量．估算太阳在5000年内总共减少了多少质量，并与太阳的总质量2×1027t 相比较． 答案 见解析解析 由太阳每秒钟辐射的能量ΔE 可得其在1s 内失去的质量为Δm ＝ΔE c 2＝4×1026(3×108)2kg ≈4.44×109kg5000年内太阳总共减少的质量为Δm ＝5000×365×24×3600×4.44×109kg ≈7×1020kg ，与总质量相比ΔM M ＝7×10202×1027×103＝3.5×10－10，比值较小． 题组三 广义相对论的几个结论8．关于狭义相对论、广义相对论的认识，下列说法正确的是( ) A ．万有引力可以用狭义相对论做出正确的解释B．电磁力可以用狭义相对论做出正确的解释C．狭义相对论是惯性参考系之间的理论D．万有引力理论无法纳入狭义相对论的框架E．由ΔE＝Δmc2知质量和能量可以相互转化答案BCD9．下列说法中正确的是()A．物质的引力使光线弯曲B．光线弯曲的原因是介质不均匀而非引力作用C．在强引力的星球附近，时间进程会变慢D．广义相对论可以解释引力红移现象答案ACD解析根据广义相对论的结论可知，选项A、C、D正确，B错误．10．下列说法中，正确的是()A．由于太阳引力场的影响，我们有可能看到太阳后面的恒星B．强引力作用可使光谱线向红端偏移C．引力场越强的位置，时间进程越快D．由于物质的存在，实际的空间是弯曲的答案ABD解析由广义相对论我们可知：物质的引力使光线弯曲，因此选项A、D是正确的．在引力场中时间进程变慢，而且引力越强，时间进程越慢，因此我们能观察到引力红移现象，所以选项B正确，C错误．11．以下说法中正确的是()A．白矮星表面的引力很强B．在引力场弱的地方时钟走得比引力场强的地方快些C．引力场越弱的地方，物体的长度越短D．在引力场强的地方，光谱线向绿端偏移答案AB。
高中地理新人教版第六章第三节防灾减灾学案
第三节防灾减灾课标内容核心素养目标运用资料，了解避灾、防灾的措施1.通过模拟各种自然灾难，进行各种自然灾难防避的演习训练。
【地理实践力】2.通过自然灾难分布图，明确不同区域主要防避的自然灾难类型。
【区域认知】3.通过分析各种自然灾难类型的特点，分析不同自然灾难的防避措施。
【综合思维】4.通过各种自然灾难的防避，了解灾难对人类活动的影响。
【人地协调观】学问清单一防灾减灾手段1.防灾减灾工作指导方针：“以防为主，防抗救相结合〞。
2.防灾减灾手段(1)灾难监测：通过自然灾难监测系统对自然灾难的孕育、发生、开展和致灾全过程进行动态监测。
多采纳地理信息技术手段(2)灾难防备：一方面修建防灾工程；另一方面施行防灾减灾的法律法规，开展减灾教育。
(3)灾难救援与救助：依据国家有关自然灾难应急预案，调动救援物资和人员，稳定社会秩序，救治伤员，展快乐理救济。
(4)灾后恢复：尽快恢复灾区群众的生产生活，促进灾区经济和社会的恢复和开展。
学问清单二自救与互救1.内容：灾前预备、灾中救助和灾后自我爱护三个方面。
2.灾前预备(1)洪涝、台风等：准时关注天气预报及灾难预警信息。
(2)地震：预备防灾应急包，牢记地震撤离路线和四周应急避难场所位置，参与地震演习活动，树立防震意识等。
3.灾中救助(1)洪涝：尽量向地势高的地方逃命。
(2)地震：如条件允许，准时、有序地撤离到平安地带。
(3)泥石流：向垂直于泥石流前进方向的山坡转移。
4.灾后自我爱护：提高警惕，防患于未然。
[微思索]在学校遇到地震，你会怎么办？提示假设正在教室上课，要在老师指挥下快速抱头、闭眼、躲在各自的课桌下。
在操场或室外时，可原地不动蹲下，双手爱护头部，留意避开高大建筑物或电线杆、高悬物等危急物品。
地震时不应实行的行为不要躲在大梁下；不要躲在窗户边；不要靠近不牢固的墙体；不要破窗而逃，以免被玻璃扎伤或摔伤；留意避开危急物、高耸或悬挂物、变压器、电线杆、高压线、路灯、广告牌、吊车、危旧房屋、女儿墙、高门脸、雨篷下和砖瓦木材等物的堆放处，撤离时不行乘坐电梯。
人教版地理八年级下册 第六章 第三节 世界最大的黄土堆积区—黄土高原 学案
学习目标1.黄土高原的位置、范围。
2.黄土高原千沟万壑的地形特征。
学习重点黄土高原的位置及地形特征。
学习难点黄土高原的成因。
自主学习1. 黄土高原因表面覆盖着深厚的而得名。
位于我国地区，它东起，西至，北连，南抵。
跨越、、、等省区。
2.黄土高原地表特征：。
3. 黄土高原具有地方特色的“黄土风情”有：传统民居，地方民歌。
4.黄土高原的主要地貌有、、、。
5.黄土高原的“”得到了广泛的认同。
黄土的来源地是、和我国内陆地区。
6.黄土高原深厚黄土的堆积原因是作用形成，而黄土高原千沟万壑的地表形态形成原因则是作用。
合作探究1.黄土高原富有特色的民风民俗——“黄土风情”与自然环境的关系。
2.分组完成课本第27页活动课堂检测1.黄土高原与南方地区的重要界线是（）A．淮河B．秦岭C．太行山D．大兴安岭2.关于黄土高原的形成，已得到广泛支持的说法是（）A．冰川B．地震C．风成说D．火山灰堆积3.黄土高原农业较发达，人口集中的地区在（）A．塬B．梁C．峁D．川4.黄土高原地区最主要的自然灾害是（）A．旱涝灾害B．台风C．寒潮D．地震5.下列关于黄土高原的叙述，正确的是( )A．地面崎岖不平，是个多山的高原B．石灰岩广布，喀斯特地貌发育C．是世界上黄土分布最广、最厚的地方D．高原上多沟谷、湖泊6.下列四组城市中，都位于黄土高原上，又是省级行政区中心的一组是( ) A．兰州、西安、太原B．太原、西安、包头C．延安、太原、兰州D．郑州、西安、兰州课堂检测参考答案1.B2.C3.D4.A5.C6.A学习目标1.黄土高原水土流失严重的原因及其后果。
2.了解生态环境保护与资源开发的办法与经验。
学习重点黄土高原水土流失与生态建设。
学习难点生态环境保护与资源开发。
自主学习1.我们通常所说高原的景象是，而黄土高原地表特征则是。
造成这种状况的主要原因是。
2.黄土高原是世界上水土流失最严重的地区之一，造成这里水土流失的原因，既有原因，也有原因。
2020秋高一生物(2019)1学案：第6章 第2节 细胞的分化含解析
2020秋高一生物人教版（2019）必修1学案：第6章第2节细胞的分化含解析第2节细胞的分化学习目标核心素养1。
结合课本中实例，理解细胞分化的过程、特点及意义。
2．结合植物组织培养和非洲爪蟾的核移植过程，阐述细胞全能性的概念.3．搜集资料，了解干细胞的概念和研究意义.1.科学思维：归纳与概括细胞分化和全能性;明确其关系;阐述细胞分化实质.2．社会责任：举例说明细胞全能性，并解释其在生产实践中的应用.知识点一细胞分化及其意义1．概念：在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代，在错误!形态、错误!结构和错误!生理功能上发生错误!稳定性差异的过程.2．特点3．实质：在个体发育过程中，不同种类的细胞中错误!遗传信息的表达情况不同(即基因的选择性表达)。
4．表现细胞水平：产生特定的细胞。
分子水平：合成特定的蛋白质。
5．实例:构成人体四种组织的细胞，如上皮细胞、骨骼肌细胞、软骨细胞、神经细胞等；植物的错误!叶肉细胞、表皮细胞、错误!储藏细胞等。
6．意义(1）是生物错误!个体发育的基础.(2）使多细胞生物体中的细胞趋向错误!专门化，有利于提高生物体各种错误!生理功能的效率。
错误!比较细胞分裂和细胞分化有什么区别和联系?提示:题型一细胞分化的实质及过程[例1］下列有关细胞分化的叙述，不正确的是（)A．细胞分化是指相同细胞的后代在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程B．细胞分化是一种持久性的变化C．细胞分化使一个个体的各种细胞具有不同的遗传信息D．细胞分化是由于不同种类细胞中遗传信息的执行情况不同解题分析细胞分化没有改变细胞的遗传信息，C错误.答案C题型二细胞分化与细胞分裂的关系［例2］下列关于细胞分裂和细胞分化的叙述中，不正确的是（）A．两者都是多细胞生物个体发育过程中不可缺少的过程B．无论是细胞分裂还是细胞分化，与亲代细胞相比，子细胞遗传物质都不会发生改变C．细胞分裂只发生在胚胎发育阶段，而细胞分化发生在生物体的整个生命过程中D．细胞分裂使细胞数目增加，细胞分化使细胞种类增加解题分析细胞分裂使细胞数目增加，在整个生命过程中都可能发生，细胞分裂不会使子细胞的遗传物质发生改变；细胞分化使细胞种类增加,它发生在生物体的整个生命进程中,且遗传物质也不会发生改变.答案C知识拓展分裂、分化与个体发育的关系知识点二细胞全能性1．概念:指细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整错误!有机体或分化成其他错误!各种细胞的错误!潜能和特性。
高一物理必修二学案第六章
第六章万有引力与航天一、行星的运动［自主学习］1．开普勒第一定律又称轨道定律，它指出：所有行星绕太阳运动的轨道是椭圆，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上．远日点是指__________，近日点是指_________．不同行星的椭圆轨道是不同的，太阳处在这些椭圆的一个公共焦点上．2．开普勒第二定律又称面积定律．对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积．所以行星在离太阳比较近时，运动速度________．行星在离太阳较远时，运动速度_________．3．开普勒第三定律又称周期定律，内容是：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等．该定律的数学表达式是：_________．4．对于多数大行星来说，它们的运动轨道很接近圆，因此在中学阶段，可以把开普勒定律简化，认为行星绕太阳做匀速圆周运动．行星的轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等．这样做使处理问题的方法大为简化，而得到的结果与行星的实际运动情况相差并不大．5.开普勒行星运动定律，不仅适用于行星，也适用于其它卫星的运动．研究行星运动时，开普勒第三定律中的常量k与________有关，研究月球、人造地球卫星运动时，k与____________有关．6.地心说是指____________________________________，日心说是指_______________________________________________．以现在的目光来看地心说与日心说不过是参考系的改变，但这是一次真正的科学革命，日心说的产生不仅仅是人们追求描绘自然的简洁美，更是使得人们的世界观发生了重大的变革，意大利科学家布鲁诺曾为此付出生命的代价！两种观点的斗争反映了科学与反科学意识形态及宗教神学的角逐．也能反映科学发展与社会文化发展的相互关系．［典例精析］例1：地球绕太阳的运行轨道是椭圆，因而地球与太阳之间的距离随季节变化．冬至这天地球离太阳最近，夏至最远．下列关于地球在这两天绕太阳公转速度大小的说法中，正确的是（）A．地球公转速度是不变的B．冬至这天地球公转速度大C．夏至这天地球公转速度大D．无法确定拓展：本题要比较行星在轨道不同位置时运动的快慢，可以比较相同时间内行星在不同位置时运动的路线长度，而开普勒第二定律则告诉了我们，相同时间内行星与太阳的连线扫过的面积相等，根据几何关系，可以找到行星与太阳的连线扫过的面积和行星运动路线长度的关系，从而解决问题．例2．根据美联社2002年10月7日报道，天文学家在太阳系的9大行星之外，又发现了一颗比地球小得多的新行星，而且还测得它绕太阳公转周期约为288年．若把它和地球绕太阳公转的轨道看作圆，问它与太阳的距离是地球与太阳距离的多少倍？（最后结果可用根式表示）拓展：开普勒第三定律，揭示了行星运动轨道与运动周期之间的联系．当将行星运动轨道看成圆时，公式中的半长轴就是行星运动的轨道半径．开普勒定律不仅适用于行星，也适用于围绕同一行星运动的各个卫星．一般行星或卫星（人造卫星），涉及到轨道和周期的问题，不管是椭圆轨道还是圆轨道，在中学物理中通常运用开普勒分析、求解．例3．飞船沿半径为R的圆轨道运动，其周期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上的某一点A 处减速，将速度降低到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆与地面的B点相切，实现着陆，如图所示．如果地球半径为R0，求飞船由A点运动到B点的时间．拓展：运用开普勒第三定律计算天体的运动时间，一般都要寻找运动时间与天体做椭圆运动周期的联系，天体运动的轨道半长轴（或轨道半径）则可以通过几何关系与已知长度联系起来．再用开普勒第三定律建立天体运动的轨道半长轴（或轨道半径）与天体运动周期联系，求得所需要的结果．［基础训练］1．关于太阳系中行星运动的轨道，以下说法正确的是（）A．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆B．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆C．不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的D．不同行星绕太阳运动的椭圆轨道是相同的2．把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动，比较各行星周期，则离太阳越远的行星（）A．周期越小B．周期越大C．周期都一样D．无法确定3．一年四季,季节更替.地球的公转带来了二十四节气的变化.一年里从立秋到立冬的时间里,地球绕太阳运转的速度___________,在立春到立夏的时间里,地球公转的速度___________. (填“变大”、“变小”或“不变”)4．有一颗叫谷神的小行星，它离太阳的距离是地球离太阳的2.77倍,那么它绕太阳一周的时间是_________年．5．一颗近地人造地球卫星绕地球运行的周期为84分钟，假如月球绕地球运行的周期为30天，则月球运行的轨道半径是地球半径的_________倍．6．天文观测发现某小行星绕太阳的周期是27地球年，它离太阳的最小距离是地球轨道半径的2倍，求该小行星离太阳的最大距离是地球轨道半径的几倍？7．天文学者观测到哈雷慧星的周期是75年，离太阳最近的距离是8.9×1010m，但它离太阳最远的距离不能测得．试根据开普勒定律计算这个最远距离．（太阳系的开普勒常量k=3.354×1018m3/s2）8．月球的质量约为7．35×1022kg绕地球运行的轨道半径是3．84×105km，运行周期是27.3天，则月球受到地球所施的向心力的大小是多少？9．宇宙飞船进入一个围绕太阳运行的近似圆形轨道，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运动的周期是多少年？10．一个近地（轨道半径可以认为等于地球半径）卫星，绕地球运动的周期为84分钟，而地球同步通信卫星则位于地球赤道上方高空，它绕地球运行的周期等于地球自转的周期，试估算地球同步通信卫星的高度．5.6R二、太阳与行星间的引力［自主学习］1．天体引力的假设：牛顿认为物体运动状态发生改变的原因是受到力的作用，如果没有力的作用物体将保持静止或匀速直线运动状态．行星围绕太阳运动，一定受到了力的作用．这个力是太阳对行星的引力．2．太阳与行星间的引力推导思路（将椭圆轨道近似看作圆轨道来推导）：（1）行星运动需要的向心力:，根据开普勒第三定律:得到：太阳对行星的引力（其中m为行星质量，r为行星与太阳的距离）（2）太阳和行星在相互作用中的地位是相同的，只要作相应的代换，就可以得到结果．行星对太阳的引力（其中M为太阳的质量，r为太阳到行星的距离）（3）因为这两个力是作用力与反作用力，大小相等，所以概括起来，得到，写成等式，比例系数用G 表示，有．（4）虽然在中学阶段只能将椭圆轨道近似看作圆轨道来推导，但仍要明确：牛顿是在椭圆轨道下进行推导的．牛顿是在前人的基础上做出了伟大发现，牛顿的发现还在于他有正确的科学思想和超凡的数学能力．［典例精析］例题：证明开普勒第三定律中，各行星绕太阳公转周期的平方与公转轨道半径的三次方的比值k是与太阳质量有关的恒量．拓展：在解决有关行星运动问题时，常常用到这样的思路：将行星的运动近似看作匀速圆周运动，而匀速圆周运动的向心力则由太阳对行星的引力提供．研究其它天体运动也同样可以用这个思路，只是天体运动的向心力由处在圆心处的天体对它的引力提供．［基础训练］1．有一星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星球的质量将是地球质量的（）A. 1/4B. 4倍C. 16倍D. 64倍．2．对于太阳与行星间引力的表述式，下面说法中正确的是（）A.公式中G为引力常量，它是人为规定的B.当r趋近于零时，太阳与行星间的引力趋于无穷大C.太阳与行星受到的引力总是大小相等的、方向相反，是一对平衡力D.太阳与行星受到的引力总是大小相等的、方向相反，是一对作用力与反作用力3．关于太阳与行星间的引力，下列说法正确的是（）A．神圣和永恒的天体的匀速圆周运动无需要原因，因为圆周运动是最美的．B．行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力C．牛顿认为物体运动状态发生改变的原因是受到力的作用．行星围绕太阳运动，一定受到了力的作用．D．牛顿把地面上的动力学关系应用到天体间的相互作用，推导出了太阳与行星间的引力关系4．在宇宙发展演化的理论中，有一种学说叫“宇宙膨胀说”，就是天体的距离在不断增大，根据这理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比（）A．公转半径较大B．公转周期较小C．公转速率较大D．公转角速度较小5．若火星和地球都绕太阳做匀速圆周运动，今知道地球的质量、公转的周期和地球与太阳之间的距离，今又测得火星绕太阳运动的周期，则由上述已知量可求出（）A．火星的质量B．火星与太阳间的距离C．火星的加速度大小D．火星做匀速圆周运动的速度大小6．假设地球与月球间的引力与地球表面物体受到的重力是同种性质的力，即力的大小与距离的二次方成反比．已知月心和地心的距离是地球半径的60倍，地球表面的重力加速度为9.8m/s2，试计算月球绕地球做圆周运动的向心加速度．7．假设某星球的质量约为地球质量的9倍，半径约为地球的一半．若地球上近地卫星的周期为84分钟.则该星球上的近地卫星的周期是多少？8．如果牛顿推导的太阳与行星间引力的表达式中，引力的大小与其距离的n次方（n≠2）成反比，各行星的周期与其轨道半径的二次方成正比，则n的值是多大？三、万有引力定律［自主学习］1．牛顿经过长期的研究思考，提出了他的假想：行星与太阳间的引力、地球吸引月球的力以及地球表面物体所受到的引力都是同一种性质的力，遵循同一个规律，即它们的大小都与距离的二次方成反比．2．“月—地检验”将月球的向心加速度与地面附近的重力加速度进行比较，证明了地球对它表面附近物体的引力与地球对月球的引力以及太阳和行星间的引力符合同样的规律，是同一种力．“月—地检验”的过程，应用了“猜想假设—实验（事实）验证”的科学思想方法．“月—地检验”基本思路是：月球到地心的距离是地面上物体到地心距离（地球半径）的60倍，如果月球受到地球的引力与地面上物体受到的力是同一种力，也就是引力的大小与距离的二次方成反比，那么月球的向心加速度应该是地面上物体重力加速度的1/602．牛顿通过计算，证实了他的假想，进而提出了万有引力定律．3．万有引力定律的内容是：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比．其数学表达式是_______________．万有引力定律的发现，证明了天体运动和地面上运动遵守共同的力学原理，实现了天地间力学的大综合，第一次揭示了自然界中的一种基本相互作用规律．这是人类认识历史上的一个重大飞跃．万有引力在天体运动中起着主要作用，在宇宙探索研究中有很重要的应用．万有引力定律适用于计算两个质点间的万有引力，对于质量均匀分布的球体，仍可以用万有引力定律，公式中的r为球心之间的距离．另外当两个物体间的距离比它们自身的尺寸大得多的时候，可以把两个物体当作质点，应用万有引力定律进行计算．当研究物体不能看成质点时，可把物体假想分割成无数个质点，求出一个物体上每个质点与另一物体上每一个质点的万有引力然后求合力．4．卡文迪许扭秤实验证明了万有引力的存在及正确性，并使得万有引力定律可以定量计算，推动了天文学的发展．充分体现了实验对物理学发展的意义．说明了实践是检验真理的唯一标准．［典例精析］例1：氢原子有一个质子和围绕质子运动的电子组成，已知质子的质量为1.67×10-27kg，电子的质量为9.1×10-31kg，如果质子与电子的距离为1.0×10-10m，求它们之间的万有引力．拓展：应用万有引力定律计算物体间的万有引力时，应该注意万有引力定律的适用条件．万有引力定律适用于计算两个质点间的万有引力，对于质量均匀分布的球体，仍可以用万有引力定律，公式中的r为球心之间的距离．另外当两个物体间的距离比它们自身的尺寸大得多的时候，可以把两个物体当作质点，应用万有引力定律进行计算．例2：设地球表面物体的重力加速度为g0，物体在距离地心4R（R是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则g/g0为（）A．1 B．1/9 C．1/4 D．1/16拓展：物体运动的加速度由它受到的力产生，通常情况下不考虑地球的自转，物体受到的重力大小就认为等于它受到地球的万有引力．本题中物体在地面的重力加速度和高空中运动的加速度都认为是万有引力产生的，然后运用牛顿第二定律，建立物体受到的万有引力与物体运动的加速度之间的联系，从而解决问题．例3：卡文迪许测出万有引力常量后，人们就能计算出地球的质量．现公认的引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2，请你利用引力常量、地球半径R和地面重力加速度g，估算地球的质量．（R=6371km，g=9.8m/s2）拓展：在应用万有引力定律解决有关地面上物体和地球的问题时，通常可以将重力和万有引力相替代．［能力训练］1．对于万有引力定律的表述式，下面说法中正确的是（）A.公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B.当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大C. m1与m2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力D. m1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2是否相等无关2．下列关于陨石坠向地球的解释中，正确的是（）A．陨石对地球的吸引力远小于地球对陨石的吸引力B．陨石对地球的吸引力和地球对陨石的吸引力大小相等，但陨石的质量小，加速度大，所以改变运动方向落向地面C．太阳不再吸引陨石，所以陨石落向地球D．陨石受到其它星球的斥力而落向地球3．设地球表面物体的重力加速度为g0，某卫星在距离地心3R（R是地球的半径）的轨道上绕地球运行，则卫星的加速度为（）A．g0B．g0/9 C．g0/4 D．g0/164．地球质量大约是月球质量的81倍,在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为（）A．1:27 B.1:9 C. 1:3 D. 9：15．设想把一质量为m的物体放在地球的中心，这时它受到地球对它的万有引力是（）A. 0B. mg (g=9.8m/s2)C.∞D.无法确定6．宇宙间的一切物体都是互相极引的，两个物体间的引力大小，跟它们的成正比，跟它们的成反比，这就是万有引力定律.万有引力恒量G＝6.67×10-11.第一个比较精确测定这个恒量的是英国物理学家.7.月球的质量约为7．35×1022kg,绕地球运行的轨道半径是3．84×105km,运行的周期是27.3天，则月球受到地球所施的向心力的大小是_____．8．地球是一个不规则的椭球，它的极半径为6357km，赤道半径为6378km，已知地球质量M=5.98×1024kg．不考虑地球自转的影响，则在赤道、极地用弹簧秤测量一个质量为1kg的物体，示数分别为多少？9．某星球的质量约为地球质量的9倍，半径约为地球的一半．若从地球上高h处平抛一物体，射程为15m，则在该星球上从同样的高度，以同样的初速度平抛该物体，其射程为多少？10．某行星自转一周所需时间为地球上的6小时．若该行星能看作球体，它的平均密度为3.03×103kg /m3．已知万有引力恒量G=6.67×10 11N·m2/kg2，在这行星上两极时测得一个物体的重力是10N．则在该行星赤道上称得物重是多少？四、万有引力理论的成就［自主学习］1．计算天体质量（或密度）．应用万有引力定律计算天体质量的基本思路和方法是将围绕某天体的行星的运动看成圆周运动，根据行星运动的向心力由它们间的万有引力提供建立方程，求出天体质量（或密度）．2．(1)在不考虑地球自转的影响时，地面上物体受到的引力大小等于物体的重力．利用．解得地球质量_________．卡文迪许用扭秤测量了铅球间得作用力大小，得到了引力常量G，进而计算了地球的质量．从而使得万有引力定律进入定量计算领域，有了更实用的意义．(2)根据卡文迪许计算地球质量的思路，我们还可以计算天体表面的重力加速度，某行星表面物体受到行星的引力大小等于物体在该行星表面的重力，解得:．式中M 为行星质量，R为行星半径（3）行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力是由它们之间的万有引力提供的，由此可以列出方程，从中解出太阳的质量．（4）假如一个近地卫星（离地高度忽略，运动半径等于地球半径R）的运行周期是T．有:，解得地球质量为___________;由于地球的体积为可以计算地球的密度为:______________.2．发现未知天体等：问题的发现：天文学家在用牛顿的引力理论分析天王星运动时，发现用万有引力定律计算出来的天王星的轨道与实际观测到的结果不相符，发生了偏离．两种观点：一是万有引力定律不准确；二是万有引力定律没有问题，只是天王星轨道外有未知的行星吸引天王星，使其轨道发生偏离．亚当斯和勒维耶的计算及预言：亚当斯和勒维耶相信未知行星的存在（即第二种假设）．他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道．伽勒的发现：1846年，德国科学家伽勒在勒维耶预言的位置附近发现了海王星．和预言的位置只差1度．在理论指导下进行有目的的观察，用观察到的事实结果验证了万有引力定律的准确性．1930年，汤姆根据洛韦尔对海王星轨道异常的分析，发现了冥王星．未知天体的发现是根据已知天体的轨道偏离，由万有引力定律推测并计算未知天体的轨道并预言它的位置从而发现未知天体．［典例精析］例1：地球和月球的中心距离大约是r=4×108m，试估算地球的质量．估算结果要求保留一位有效数字．拓展：本题主要是依据课本计算太阳质量的思路和方法进行计算，从中体会解题思路和方法．由于有关天体的数据计算比较复杂，要注意细心、准确，提高自己的估算能力．例2：已知地球半径R约为6.4×106m，地球质量M约为6×1024kg，引力常量G为6.67×10-11Nm2/kg2，近地人造地球卫星的周期T近约为85min，估算月球到地心的距离．拓展：本题方法一和方法二，仍然依据“将天体运动看成圆周运动，天体和中心天体间得万有引力提供向心力”的思路解题．方法一利用地球质量和引力常量，方法二运用地球表面物体的重力近似等于引力，作了替换．这种方法常常会被采用．方法三则运用开普勒第三定律解决勒问题．学习中要开阔思路，多练习从不同角度去思考问题．例3：两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，求两星的总质量．拓展：对于这种问题，不仅要明确万有引力提供向心力，还要注意到天体运动的特点和空间位置分布，特别要注意，万有引力中的距离L和两星做圆周运动的半径L1、L2之间的区别．另外要明确两星运动之间的联系，即向心力、周期相同．［能力训练］1．人造地球卫星A和B,它们的质量之比为m A：m B=1：2,它们的轨道半径之比为2:1,则下面的结论中正确的是（）.A.它们受到地球的引力之比为F A：F B=1：1B.它们的运行速度大小之比为v A：v B=1：C.它们的运行周期之比为T A：T B =2：1D.它们的运行角速度之比为ωA：ωB =3：12．离地面高度h处的重力加速度是地球表面重力加速度的1/2，则高度是地球半径的（）A. 2倍B.1/2倍C.倍 D.（－1）倍3．由于地球自转，又由于地球的极半径较短而赤道半径较长，使得在地球表面的同一物体受到的重力（）A.在两极较大B.在赤道较大C.在两极跟在赤道一样大D.无法判断4．为了计算地球的质量必须知道一些数据，下列各组数据加上已知的万有引力常量为G，可以计算地球质量的是（）A．地球绕太阳运行的周期T和地球离太阳中心的距离RB．月球绕地球运行的周期T和月球离地球中心的距离RC．人造地球卫星在地面附近运行的速度v和运行周期TD．地球自转周期T和地球的平均密度ρ5．一艘宇宙飞船在一个星球表面附近作圆形轨道环绕飞行，宇航员要估测该星球的密度，只需要（）A.测定飞船的环绕半径B.测定行星的质量C.测定飞船的环绕周期D.测定飞船的环绕速度6．在绕地球圆形轨道上运行的卫星里，下列可能产生的现象是（D）A.在任何物体轻轻放手后，就地停着不动，不需要支承B.物体抛出后，将在封闭卫星内壁碰撞而往返运动C.触动一下单摆的摆球，它将绕悬点做匀速圆周运动D.摩擦力消失7．对某行星的一颗卫星进行观测，已知它运行的轨迹是半径为r的圆周，周期为T.则该行星质量为______________；若测得行星的半径为卫星轨道半径的1/4，则此行星表面重力加速度为______________．8．已知月球绕地球运行的轨道半径是地球半径的60倍，求月球环绕地球运行的速度.已知第一宇宙速度为7.9km/s.9．太阳对木星的引力是4.17×1023N，它们之间的距离是7.8×1011m，已知木星质量约为2×1027kg，求太阳的质量.10．已知太阳光照射到地球历时8分20秒，万有引力恒量为6.67×10-11Nm2/kg2.试估算太阳质量(保留一位有效数字).11．在天文学中，把两颗相距很近的恒星叫双星，这两颗星必须以一定的速度绕某一中心转动，才不至于被万有引力吸引到一起．已知两星的质量分别为m1和m2，距离为L，求两恒星转动中心的位置离m1距离．12．某一行星上一昼夜为T＝6h.若弹簧秤在其赤道上比在两极处读数小了10%，试计算此行星的平均密度ρ.万有引力恒量G＝6.67×10-11N·m2/kg2.五、宇宙航行［自主学习］1．第一宇宙速度的推导方法一：设地球质量为M，半径为R，绕地球做匀速圆周运动的飞行器的质量为m，飞行器的速度（第一宇宙速度）为v．飞行器运动所需的向心力是由万有引力提供的，近地卫星在“地面附近”飞行，可以用地球半径R 代表卫星到地心的距离，所以，由此解出v=_____．方法二：物体在地球表面受到的引力可以近似认为等于重力，所以，解得v=_____．关于第一宇宙速度有三种说法：第一宇宙速度是发射人造地球卫星所必须达到的最小速度，是近地卫星的环绕速度，是地球卫星的最大运行速度．另外第一宇宙速度是卫星相对于地心的线速度．地面上发射卫星时的发射速度，是卫星获得的相对地面的速度与地球自转速度的合速度．所以赤道上自西向东发射卫星可以节省一定的能量．2．第二宇宙速度，是飞行器克服地球的引力，离开地球束缚的速度，是在地球上发射绕太阳运行或飞到其他行星上去的飞行器的最小发射速度．其值为：________．第三宇宙速度，是在地面附近发射一个物体，使它挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须达到的速度．其值是_________．3．人造地球卫星（1）人造地球卫星的轨道和运行速度卫星地球做匀速圆周运动时，是地球的引力提供向心力，卫星受到地球的引力方向指向地心，而做圆周运动的向心力方向始终指向圆心，所以卫星圆周运动的圆心和地球的地心重合．这样就存在三类人造地球卫星轨道：①赤道轨道，卫星轨道在赤道平面，卫星始终处于赤道上方；②极地轨道，卫星轨道平面与赤道平面垂直，卫星通过两极上空；③一般轨道，卫星轨道和赤道成一定角度．对于卫星的速度要区分发射速度和运行速度，发射速度是指将卫星发射到空中的过程中，在地面上卫星必需获得的速度，等于第一宇宙速度，卫星能在地面附近绕地球做匀速圆周运动，大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度时，卫星做以地球为焦点的椭圆轨道运动．运行速度是指卫星在正常轨道上运动时的速度，如果卫星做圆周运动，根据万有引力提供向心力，得，可见，轨道半径越大，卫星的运行速度越小．实际上卫星从发射到正常运行中间经历了一个调整、变轨的复杂过程．4．同步卫星，是指相对于地面静止的卫星．同步卫星必定位于赤道轨道，周期等于地球自转周期．知道了同步卫星的周期，就可以根据万有引力定律、牛顿第二定律和圆周运动向心加速度知识，计算同步卫星的高度、速度等有关数据．5．人造地球卫星内的物体也受到地球的引力，卫星内物体受到地球的引力正好提供物体做圆周运动的向心力，物体处于完全失重状态．6．人造地球卫星的应用主要有：返回式遥感卫星、通信卫星、气象卫星7．如果星球的密度很大，它的质量很大而半径又很小，它表面的逃逸速度很大，连光都不能逃逸，那么即使它确实在发光，光也不能进入太空，我们就看不到它．这种天体称为黑洞．［典例精析］例1：无人飞船“神舟二号”曾在离地面高度H=3.4×105m的圆轨道上运行了47h，求这段时间里它绕地球多少周？（地球半径R=6.37×106m，重力加速度g=9.8m/s2）拓展：本题主要综合应用万有引力定律，牛顿第二定律，和向心力公式，求圆周运动周期．其中又将物体在地球表面的重力近似看作物体受到的万有引力，由得到代换式：．向心加速度的表达式可根据具体问题选用．例2：已知地球半径R=6.4×106m，地球质量M=6.0×1024kg，地面附近的重力加速度g=9.8m/s2，第一宇宙速度v1=7.9×103m/s．若发射一颗地球同步卫星，使它在赤道上空运转，其高度和速度应为多大？拓展：根据万有引力提供向心力列式求解，是解决此类问题的基本思路．在本题中又可以用地面重力加速度、第一宇宙速度这些已知量做相应代换．本题计算得到的同步卫星运行速度为3.1×103m/s，比第一宇宙速度v1=7.9×103m/s小得多．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，同步卫星是在高空中做匀速圆周运动，它的速度小于第一宇宙速度．同步卫星发射时的速度大于第一宇宙速度，一开始做大椭圆轨道运动，随后在高空中进行调整最后进入同步轨道做匀速圆周运动，速度比第一宇宙速度小．［能力训练］1．航天飞机绕地球做匀速圆周运动时，机上的物体处于失重状态，是指这个物体（）A.不受地球的吸引力B.受到地球吸引力和向心力平衡C.受到地球的引力提供了物体做圆周运动的向心力D.对支持它的物体的压力为零2．关于宇宙速度，下列说法正确的是（）。
人教版高中物理必修2第六章第2-3节学案
【答案】 两个物体间的引力是一对作用力与反作用力，它们的大小相等，且在任何情况下都存在， 故选项 A、C、D 不正确．陨石落向地球是由于陨石的质量和地球相比小得多，故运动状态容易改变且 加速度大，选项 B 正确．
3．对于质量为 m1 和质量为 m2 的两个物体间的万有引力的表达式 F＝Gmr1m2 2，下列说法正确的是 ()
图 6-2-4
A．Gmr1m2 2
B．Gmr1m21 2
C．G(rm1＋1mr22)2
D．G(r1＋m1rm2＋2 r)2
【答案】 两球质量分布均匀，可认为质量集中于球心，由万有引力公式可知两球间的万有引力应 为 G(r1＋m1rm2＋2 r)2，故选 D.
6．如图 6-2-5 所示，一个质量均匀分布半径为 R 的球体对球外质点 P 的万有引力为 F，如果在球 体中央挖去半径为 r 的球体，且 r＝R2，则原球体剩余部分对质点 P 的万有引力变为多少？
5．已知地球半径为 R，将一物体从地面发射至离地面高 h 处时，物体所受万有引力减少到原来的 一半，则 h 为( )
A．R
B．2R
C. 2R
D．( 2－1)R
【答案】 根据万有引力定律，F＝GmRM2 ，F′＝G(Rm＋Mh)2＝12F，
代入可求解得 h＝( 2－1)R. D
6．(多选)关于引力常量 G，下列说法中正确的是( )
)
A．公式中的 G 是引力常量，是人为规定的
B．这一规律可适用于任何物体间的引力
C．太阳与行星的引力是一对平衡力
D．检验这一规律是否适用于其他天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性
【答案】 公式中的 G 是由相互作用力的性质决定的，不是人为规定的；理论推理的结果是否具 有普遍性要通过应用于实际问题来检验． BD
第六单元第二课时学案
“分组合作，自信高效”导学案课题:Unit6 Section A 2d-3c课型 ：新授课 年级：八年级 教者：lv 教学目标：知识与能力：熟练 运用本课词汇和句型谈论将来的计划展望掌握以下知识点：1. 本课时的7个单词和2个短语2. 句型A: What are you going to be ?B: I'm going to be a reporter.A: How are you going to do that? B: I'm going to write articles过程与方法：课前检查—自主学习—语言运用与展示—合作探究情感态度价值观：学习知识培养良好习惯为将来发展做好基础。
教学重、难点：学习运用(一般将来时)描绘自己的人生理想和表达奋斗的想法学习过程：自我预习1、自学Page43、44页的单词。
（根据音标拼读、拼写单词并牢记，学科组长检查过关）。
2、自学完成Section A 3a、3b，学科组长检查。
3、小组合作操练2d对话，准备课堂展示。
4、用双色笔标出重要的短语和句型，标出疑难点，准备课堂中讨论解决。
教学过程：一、课前展示（前奏版-5分钟）（科代表主持，各小组答题，必答题有板答和口答，计分）二、创境激趣（启动板—教师创设情境）朗读一篇学生写的决心书，让学生为今后学习做好准备三、自主探究，展示汇报（核心板：教师明确目标——学生自学——小组交流讨论——分组展示和汇报——强化训练）预习检测：自主学习通过自学能掌握本课重点单词和短语学院___________大学___________论文__________决定___________邮寄；发送__________ 药；医学_____________伦敦____________教育_____________确保；查明_______________确信；对……有把握_____________________ move to______________ finish high school __________________ writearticles____________________study education_________________自主、合作、探究Task1.小组讨论和小组展示1+11. 2d 快速阅读短文，划出新单词、新词组。
新人教(2019)生物必修1学案：第6章 细胞的生命历程 第3节 细胞的衰老和死亡
第3节细胞的衰老和死亡1.描述细胞衰老的特征,了解细胞衰老的主要原因,形成结构与功能相适应的生命观念。
2.通过学习细胞衰老与个体衰老的关系,辩证看待部分与整体之间的关系。
3.理解细胞凋亡的概念、意义,简述细胞凋亡与细胞坏死的区别。
4.通过比较细胞衰老和细胞死亡,养成比较与分类的科学思维。
5.通过学习细胞衰老、死亡与人体健康的关系,树立关爱人体健康的社会责任。
新知探究一细胞衰老的特征及细胞衰老与个体衰老的关系资料:“少小离家老大回,乡音未改鬓毛衰。
”与年轻人相比,老年人有许多衰老的特征。
例如头发变白、出现“老年斑”、满脸皱纹、头发稀疏、浑身乏力、行动迟缓等。
阅读教材P123及P124第1段,思考讨论下列问题。
问题(1):老年人为什么会出现白发?提示:老年人毛囊中的黑色素细胞衰老,细胞中的酪氨酸酶活性降低,黑色素合成减少。
问题(2):老年人为什么会出现“老年斑”?提示:皮肤细胞中色素积累。
问题(3):老年人为什么会满脸皱纹?提示:皮肤细胞内的水分减少,细胞萎缩,体积变小。
问题(4):一般老年人的正常体温比年轻人略低,肌肉的力量及耐力远不及年轻人,原因是什么?提示:细胞内多种酶的活性降低,呼吸速率减慢,新陈代谢速率减慢。
问题(5):细胞衰老还有哪些特征?提示:细胞核的体积增大,核膜内折,染色质收缩、染色加深;细胞膜通透性改变,使物质运输功能降低。
用结构与功能观分析细胞衰老的特征1.关于人体内衰老的红细胞具有的特征,下列叙述中正确的是( B )①水分减少,细胞萎缩②新陈代谢的速率减慢③某些酶的活性降低④呼吸速率上升⑤色素积累增多⑥细胞的呼吸速率减慢⑦细胞核体积增大⑧细胞膜的通透性改变A.①②③⑤⑥⑦⑧B.①②③⑤⑥⑧C.①②③④⑤⑧D.①②③④⑥解析:人体内衰老的红细胞呼吸速率降低,④错误;人体内衰老的红细胞无细胞核,⑦错误。
新知探究二细胞衰老的原因资料1:自由基学说认为衰老过程中的退行性变化是由细胞正常代谢过程中产生的自由基造成的。
第六章 曲线运动复习学案
第六章曲线运动（复习学案）一、全章知识脉络二、复习思路突破1、物理思维方法本章中，我们借助运动的分解与合成方法，研究了曲线运动的规律，达到了“曲径通幽”的效果，贯穿着物理学上的等效思维方法，值得体会。
等效方法不但能使问题化繁为简，化难为易，而且能加深我们对物理概念和规律的认识，强化思维，丰富想象，培养我们独立获取知识的能力。
2、基本解题方法（1）如何运用运动的分解与合成方法来研究曲线运动呢？①利用运动的合成与分解研究曲线运动的思维流程：②在处理实际问题中应注意：ⅰ只有深刻挖掘曲线运动的实际运动效果，才能明确曲线运动应分解为哪两个方向上的直线运动。
这是分析处理曲线运动的出发点。
ⅱ进行等效合成时，要寻找两分运动时间的联系——等时性。
这往往是分析处理曲线运动问题的切人点。
（2）处理匀速圆周运动问题的解题思路。
所有匀速圆周运动的有关命题，重点都是对牛顿第二定律F=ma在曲线运动中具体应用的考查。
通常的解题思路为：首先分析向心力的来源，然后确定物体圆周运动轨道平面、圆心、圆半径，写出与向心力所对应的向心加速度表达式，同时，力求将题目的待求量如：未知力、未知线速度、未知周期等包含到向心力或向心加速度的表达式中，最后，依据F=ma列方程求解。
三、本章专题剖析［例1］如图所示，半径为R的水平圆板绕竖直轴做匀速圆周运动，当半径OB转到某一方向时，在圆板中心正上方h处以平行于OB方向水平抛出一小球，小球抛出时的速度及圆板转动的角速度为多大时，小球与圆板只碰一次，且落点为B?［例2］如图所示，一半径为R=2 m的圆环，以直径A B为轴匀速转动，转动周期T=2 s，环上有M、N两点，试求M、N两点的角速度和线速度.［例3］如图所示，在质量为M的电动机上，装有质量为m的偏心轮，飞轮转动的角速度为ω，当飞轮重心在转轴正上方时，电动机对地面的压力刚好为零，则飞轮曲线运动两种特殊的曲线运动重心离转轴的距离多大?在转动过程中，电动机对地面的最大压力多大?四、课堂练习1、对于做匀速圆周运动的物体，下面说法正确的是（）A.相等的时间里通过的路程相等B.相等的时间里通过的弧长相等C.相等的时间里发生的位移相同D.相等的时间里转过的角度相等2、做匀速圆周运动的物体，下列不变的物理量是（）A.速度B.速率C.角速度D.周期3、关于角速度和线速度，说法正确的是（）A.半径一定，角速度与线速度成反比B.半径一定，角速度与线速度成正比C.线速度一定，角速度与半径成正比D.角速度一定，线速度与半径成反比4、小球做匀速圆周运动，以下说法正确的是（）A.向心加速度与半径成反比，因为a=rv2B.向心加速度与半径成正比，因为a=ω2rC.角速度与半径成反比，因为ω=rvD.角速度与转速成正比，因为ω=2πn5、下列说法正确的是（）A.匀速圆周运动是一种匀速运动B.匀速圆周运动是一种匀变速运动C.匀速圆周运动是一种变加速运动D.物体做圆周运动时，其合力垂直于速度方向，不改变线速度大小6、做匀速圆周运动的两物体甲和乙，它们的向心加速度分别为a1和a2，且a1＞a2，下列判断正确的是（）A.甲的线速度大于乙的线速度B.甲的角速度比乙的角速度小C.甲的轨道半径比乙的轨道半径小D.甲的速度方向比乙的速度方向变化得快7、小球以15 m/s的水平初速度向一倾角为37°的斜面抛出，飞行一段时间后，恰好垂直撞在斜面上.求：（1）小球在空中的飞行时间；（2）抛出点距落球点的高度.（g=10 m/s2）。
人教版高中物理必修2第六章第2-3节学案
人教版高中物理必修2第六章第2-3节学案3．太阳对行星的引力F ＝m v 2r ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πr T 2·1r＝4π2mr T 2.结合开普勒第三定律得：F ∝m r 2. 4．行星对太阳的引力根据牛顿第三定律，行星对太阳的引力F ′的大小也存在与上述关系类似的结果，即F ′∝Mr 2. 5．太阳与行星间的引力由于F ∝m r 2、F ′∝M r 2，且F ＝F ′，则有F ∝Mm r 2，写成等式F ＝G Mmr 2，式中G 为比例系数． 判断：1．公式F ＝G Mmr 2中G 是比例系数，与太阳和行星都没关系．(√)2．在推导太阳与行星的引力公式时，用到了牛顿第二定律和牛顿第三定律．(√) 3．由于太阳质量大于行星质量，故太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力．(×) 思考：如图6-2-1所示，行星所做的匀速圆周运动与我们平常生活中见到的匀速圆周运动是否符合同样的动力学规律？如果是，分析行星的受力情况．图6-2-1【答案】 行星与平常我们见到的做匀速圆周运动的物体一样，遵守牛顿第二定律F ＝m v 2r ，行星所需要的向心力由太阳对它的引力提供．[合作探讨]如图6-2-2所示，太阳系中的行星围绕太阳做匀速圆周运动．图6-2-2探讨1：为什么行星会围绕太阳做圆周运动？【答案】因为行星受太阳的引力．探讨2：太阳对不同行星的引力与行星的质量是什么关系？【答案】与行星的质量成正比．[核心点击]1．两个理想化模型(1)匀速圆周运动模型：由于太阳系中行星绕太阳做椭圆运动的轨迹的两个焦点靠得很近，行星的运动轨迹非常接近圆，所以将行星的运动看成匀速圆周运动．(2)质点模型：由于天体间的距离很远，研究天体间的引力时将天体看成质点，即天体的质量集中在球心上．2．推导过程(1)太阳对行星的引力．(2)太阳与行星间的引力3．太阳与行星间的引力的特点：太阳与行星间引力的大小，与太阳的质量、行星的质量成正比，与两者距离的二次方成反比．太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线方向．1．行星之所以绕太阳运行，是因为()A．行星运动时的惯性作用B．太阳是宇宙的控制中心，所有星体都绕太阳旋转C．太阳对行星有约束运动的引力作用D．行星对太阳有排斥力作用，所以不会落向太阳【答案】行星之所以绕太阳运动，是因为受到太阳的吸引力．C2．(多选)在探究太阳与行星间的引力的思考中，属于牛顿的猜想的是()A．使行星沿圆轨道运动，需要一个指向圆心的力，这个力就是太阳对行星的吸引力B．行星运动的半径越大，其做圆周运动的运动周期越大C．行星运动的轨道是一个椭圆D．任何两个物体之间都存在太阳和行星之间存在的这种类型的引力【答案】牛顿认为任何方式改变速度都需要力(这种力存在于任何两物体之间)，行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的力，这个力是太阳对它的引力．AD3．(多选)根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动的知识知：太阳对行星的引力F∝mr2，行星对太阳的引力F′∝Mr2，其中M、m、r分别为太阳、行星质量和太阳与行星间的距离．下列说法正确的典型例题图6-2-3【答案】 是同种性质的力． [合作探讨]无论是太阳和行星、地球和月球，以及任何物体之间都存在万有引力． 探讨1：公式F ＝G Mmr 2中r 的含义是什么？ 【答案】 r 指的是两个质点间的距离．探讨2：任何两个物体之间的万有引力都能利用公式F ＝G m 1m 2r 2计算出来吗？【答案】 不能．万有引力定律的表达式F ＝G m 1m 2r 2只适用于质点之间、质量分布均匀的球体之间、质点和质量分布均匀的球体之间万有引力的计算，形状不规则、质量分布不均匀的物体间r 不易确定．[核心点击]1．F ＝G Mmr 2的适用条件(1)万有引力定律的公式适用于计算质点间的相互作用，当两个物体间的距离比物体本身大得多时，可用此公式近似计算两物体间的万有引力．(2)质量分布均匀的球体间的相互作用，可用此公式计算，式中r 是两个球体球心间的距离． (3)一个均匀球体与球外一个质点的万有引力也可用此公式计算，式中的r 是球体球心到质点的距离．2．万有引力的四个特性特性内容普遍性万有引力不仅存在于太阳与行星、地球与月球之间，宇宙间任何两个有质量的物体之间都存在着这种相互吸引的力相互性两个有质量的物体之间的万有引力是一对作用力和反作用力，总是满足大小相等，方向相反，作用在两个物体上宏观性地面上的一般物体之间的万有引力比较小，与其他力比较可忽略不计，但在质量巨大的天体之间或天体与其附近的物体之间，万有引力起着决定性作用特殊性两个物体之间的万有引力只与它们本身的质量和它们间的距离有关，而与它们所在空间的性质无关，也与周围是否存在其他物体无关4．两辆质量均为1×105 kg的装甲车相距1 m时，它们之间的万有引力相当于()A．一个人的重力量级B．一个鸡蛋的重力量级C．一个西瓜的重力量级D．一头牛的重力量级【答案】由F引＝Gm1m2r2得F引＝0.667 N，相当于一个鸡蛋的重力量级．B 5．如图6-2-4所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，质量大小分别为m1、m2，半径大小分别为r1、r2，则两球间的万有引力大小为()图6-2-4A．Gm1m2r2B．Gm1m2r21典型例题C．Gm1m2(r1＋r2)2D．Gm1m2(r1＋r2＋r)2【答案】两球质量分布均匀，可认为质量集中于球心，由万有引力公式可知两球间的万有引力应为Gm1m2(r1＋r2＋r)2，故选D.6．如图6-2-5所示，一个质量均匀分布半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F，如果在球体中央挖去半径为r的球体，且r＝R2，则原球体剩余部分对质点P的万有引力变为多少？图6-2-5【答案】设原球体质量为M，质点P的质量为m，球心与质点P之间的距离为r0，则它们之间的万有引力F＝GMmr20；被挖去的球的质量：m1＝V小V大·M＝4π3⎝⎛⎭⎪⎫R2343πR3·M＝M8被挖去的球原来与质点P的万有引力F1＝Gm1mr20＝GM8mr20＝F8所以，原球体剩余部分对质点P的万有引力变为F2＝F－F1＝78F.挖补法的应用技巧由于大球体被挖去一小球体后，不能看作质点，不能直接应用万有引力定律，因此设想将挖出的小球体放回大球体中，使之成为完整的均匀球体，则可应用万有引力定律算出完整球体与质点m之间的总结和归纳万有引力，再求出挖出的球体对质点m的万有引力，将两个引力求差即可．1．(多选)关于太阳与行星间引力F＝GMmr2，下列说法中正确的是()A．公式中的G是引力常量，是人为规定的B．这一规律可适用于任何物体间的引力C．太阳与行星的引力是一对平衡力D．检验这一规律是否适用于其他天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性【答案】公式中的G是由相互作用力的性质决定的，不是人为规定的；理论推理的结果是否具有普遍性要通过应用于实际问题来检验．BD2．陨石落向地球(如图6-2-6所示)是因为()图6-2-6A．陨石对地球的引力远小于地球对陨石的引力，所以陨石才落向地球B．陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等，但陨石的质量小，加速度大，所以陨石改变运动方向落向地球C．太阳不再吸引陨石，所以陨石落向地球D．陨石是受到其他星球斥力作用落向地球的【答案】两个物体间的引力是一对作用力与反作用力，它们的大小相等，且在任何情况下都存在，故选项A、C、D不正确．陨石落向地球是由于陨石的质量和地球相比小得多，故运动状态容易改变且T能力课后作业6．(多选)关于引力常量G ，下列说法中正确的是( )A ．G 值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值B ．引力常量G 的大小与两物体质量的乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比C ．引力常量G 在数值上等于两个质量都是1 kg 的可视为质点的物体相距1 m 时的相互吸引力D ．引力常量G 是不变的，其数值大小与单位制的选择无关【答案】 利用G 值和万有引力定律不但能“称”出地球的质量，而且可测定远离地球的一些天体的质量、平均密度等，故A 正确；引力常量G 是一个普遍适用的常量，其物理意义是两个质量都是1 kg 的质点相距1 m 时的相互吸引力，它的大小与所选的单位有关，故B 、D 错误，C 正确． AC7．(多选)如图6-2-7所示，P 、Q 为质量均为m 的两个质点，分别置于地球表面不同纬度上，如果把地球看成是一个均匀球体，P 、Q 两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )图6-2-7A ．P 、Q 受地球引力大小相等B ．P 、Q 做圆周运动的向心力大小相等C ．P 、Q 做圆周运动的角速度大小相等D ．P 、Q 两质点的重力大小相等【答案】 P 、Q 两点所受的地球引力都是F ＝G Mm r 2，A 正确；P 、Q 两点都随地球一起转动，其角速度一样大，但P 的轨道半径大于Q 的，根据F ＝mω2r 可知P 的向心力大，所以C 正确，B 错误；物体的重力为万有引力的一个分力，赤道处重力最小，两极处重力最大，D 错误． AC8．地球表面重力加速度为g ，忽略地球自转的影响，在距地面高度为h 的空中重力加速度是地面上重力加速度的几倍？(已知地球半径为R .)【答案】 不计地球自转的影响，物体受到的重力等于物体受到的万有引力．设地球质量为M ，物【答案】 因为g 月＝16g 地，所以在月球上举100 kg 的重物，相当于在地球上举16.7 kg 的物体，故A 正确；在月球上弹跳高度是地球上的6倍，故C 正确；根据平抛运动x ＝v 02h g，知D 错；月球上没有空气，故不能放飞风筝，B 错． AC12．两个质量分布均匀、密度相同且大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F ，如图6-2-8所示，现将其中一个小球中挖去半径为原球半径一半的球，并按如图所示的形式紧靠在一起(三个球心在一条直线上)，试计算它们之间的万有引力大小.图6-2-8【答案】 用“割补法”处理该问题．原来是个实心球时可知F ＝G mm (2r )2. 假如挖空部分为实心球，则该球与左边球之间的万有引力为F 1＝G mm 1⎝ ⎛⎭⎪⎫52r 2， m 1∶m ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12r 3∶r 3＝1∶8， 联立得F 1＝225F .剩余部分之间的万有引力大小为F ′＝F －F 1＝2325F .。
(新教材学案)第6章第2节 细胞的分化含答案
第2节细胞的分化课标内容要求核心素养对接说明在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能方面发生特异性的分化，形成了复杂的多细胞生物体。
1.生命观念——基于教材示意图，理解细胞分化的概念和生物学意义；基于教材实例，理解动物体细胞的细胞核具有全能性。
2．科学思维——归纳与概括：对比分析细胞分化、细胞全能性，明确相互关系。
3．社会责任——了解干细胞移植，关注健康的生活方式。
一、细胞的分化1．概念2．特点(1)细胞分化是一种持久性的变化。
(2)一般来说，分化了的细胞一直保持分化后的状态，直到死亡，即具有不可逆性。
(3)细胞分化是生物界中普遍存在的生命现象。
3．原因：细胞中的基因选择性表达的结果，即在个体发育过程中，不同种类的细胞中遗传信息的表达情况不同。
4．结果：形成形态、结构和功能都有很大差别的组织和器官。
5．意义(1)是生物个体发育的基础。
(2)使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，有利于提高生物体各种生理功能的效率。
二、细胞的全能性1．概念：细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
2．类别(1)植物细胞的全能性①实例：植物组织培养。
②结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力。
③植物组织培养的应用：a.快速繁殖花卉和蔬菜；b．培养微型观赏植株；c．拯救濒危物种。
(2)动物细胞细胞核的全能性①实例：非洲爪蟾、克隆羊“多莉”、体细胞克隆猴“中中”和“华华”。
②结论：已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的。
3．干细胞(1)概念：动物和人体内仍保留着少数具有分裂和分化能力的细胞。
(2)举例：人骨髓中的许多造血干细胞，能通过增殖和分化，不断产生红细胞、白细胞和血小板，补充到血液中去。
判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)1．细胞分化是一种持久性的变化，一般分化后的细胞将一直保持分化后的状态。
()2．细胞分化只发生于个体发育的胚胎时期。
()3．细胞分化后遗传物质会发生一定改变。
九年级化学第六章教案范本
九年级化学第六章教案范本教育者有目的有计划有组织的对受教育者的身心发展进行教化培育，以现有的经验、学识推敲于人，为其解释各种现象、问题或行为，以增长能力经验。
下面是小编为大家整理的5篇九年级化学第六章教案内容，感谢大家阅读，希望能对大家有所帮助!九年级化学第六章教案1教学目标1.了解空气的主要成分和组成，初步了解有关氮气和稀有气体的一些主要用途。
2.了解造成空气污染的原因以及如何加强对空气污染的防治。
教学重点1.通过实验了解空气的组成。
2.介绍空气污染的严重危害，以增加学生的环保意识。
教学用品水槽、钟罩、燃烧匙、酒精灯、红磷。
教学过程(提问)①下列变化是物理变化还是化学变化?电灯发光(物理变化)爆炸(举例说明，既有物理变化又有化学变化)。
②判断下列例子哪个是描述性质?哪个是表述变化的?(讲解)通常镁燃烧，酒精燃烧都是在空气中进行的。
(提问)空气是由什么组成的?(板书)第一节空气一、空气的组成和用途(演示)实验空气中氧气含量的测定(提问)①实验现象②为什么红磷燃烧时只消耗钟罩内气体的1/5，而不是全部呢?(阅读)课本有关内容，并简介人类对氧气的认识过程。
(板书)二、空气的污染和防治1.造成空气污染的主要原因①煤燃烧产生的烟雾②石油化工排放的烟雾③汽车排气形成的烟雾2.造成污染的主要气体是二氧化硫、二氧化氮、一氧化氮等。
3.防止和减少空气污染的方法①工业三废的回收与处理②提高汽油、柴油质量(讲解)1.由于空气中二氧化碳的含量增多，造成“温室效应”对自然界的影响。
2.臭氧“空洞”的形成──对自然界的影响等。
[作业] 略九年级化学第六章教案2教学目的1.使学生了解空气的组成，空气的污染和防止污染;了解稀有气体的化学特性和用途。
2.通过空气中氧气含量的测定实验，培养学生的分析思维能力和观察能力。
3.通过人类认识空气的简史介绍，使学生认识到进行科学探索，必须具有严肃认真、实事求是的科学精神和态度。
重点和难点了解空气的组成;了解空气污染给人类带来的危害，以增强学生的环保意识。
九年级第六章学案
2013——2014学年度上期九年级物理导学案1 第一节 电功学习目标： 1．知道电流可以做功和常见做功的形式以及电流做功的实质是电能的转化。
2．知道电能表的作用及读数方法，并能理解其参数的含义，能利用其参数进行简单的计算。
（重点）3．通过实验探究，能理解影响电功大小的因素；会用电功的公式进行简单的计算；知道“度”、“千瓦时”是生活中电功的单位，记住它们与功的国际单位“焦”的换算。
（重难点）学习准备：1．阅读教材P86图6-1-2电费通知单你获得的信息有：2．观察你家的电能表，上面的数值是什么含义你知道吗？我能自学：一、阅读教材P86-87 和图6-1-3 完成下列表格和填空 用电器现象 能量转化 归纳 电流通过 电暖气发热 电能→ 电流通过用电器做功，电能发生了转化.洗衣机转动 电能→ 日光灯发光 电能→ 3．电流所做的功叫做_________,电功用字母“________”表示；电流做功的过程，实质是将电能转化为 _____________________ 的过程。
4．电功的国际单位是 ，符号是“J ”；电力工业和日常生活中常用的单位是 ，符号是“kW ·h ”,俗称“度”；二者之间的换算关系是 __________________________ 。
二、阅读教材P87的图6-1-4和P88图6-1-5并完成下列问题：5．测量电功的仪表叫 _____，单位是：千瓦时，俗称“度”；读数方法：表盘计数器上前后两次读数之______，就是消耗的电能。
6．观察右图电能表表盘填写其参数的含义：(1)“220V ”表示： _____；(2)“10(20)A ”中：10A 表示：20A 表示_______________________________________.(3)“2500r/Kw ·h ”表示： __，该表转一圈表示用电器做功_____________千瓦时，合_____________焦。
初二物理上册第六章第2节密度学案
第2节初二物理上册第六章第2节密度学案一、预习导学1、物体中叫质量。
物体的质量不随而改动2、质量单位：，质量的测量用3、如何用天平称物体的质量？4、这里有两个由不同物质组成的物体，一个是铜块，一个是铁块，它们的体积相反，质量相等吗？怎样比拟？5、假设是同种物质，体积相等，质量相等吗？这两个都是铝块，体积相等〔出示铝块并区分放在天平两盘上〕，质量相等吗？6、假设同种物质，体积不相等，质量还相等吗？〔将两个木块区分放在天平的两盘中〕这两个木块哪个质量大？同一种物质，体积大的质量大，体积小的质量小。
这仅仅是质量跟体积的粗略关系，那么，同种物质的质量跟体积有什么准确的数量关系呢？〔浸透由粗略到准确，定量研讨物理规律的方法。
〕二、课内探求〔一〕引入新课：在预习中我们留意到一个效果，相反体积的铜块、铁块、铝块它们的质量，相反体积的水，酒精质量也，这是偶然的吗？我们说不是，它反映了物质的一种特性，明天我们就来研讨这种特性。
〔二〕探求物体的质量与体积的关系：1、提出的效果：。
2、作出的猜想：。
3、设计实验并停止实验：设计实验，探求同种物质的质量和体积究竟有什么样的关系。
实验的进程中发现什么效果可先在小组内讨论处置，处置不了的要及时向教员讨教。
最后一个综合结论要剖析全班同窗的实验结果才干作出判别，其它的在本组完成。
先生经过火组实验，测量几种不同体积物质的质量，记载数据、绘制图像，剖析同种物质质量与体积的关系。
再综合不同小组的实验结果剖析不同种物质质量和体积的关系。
4、测量的有关数据：5、依据数据描出质量和体积的关系图象。
6、剖析得出结论：经过比拟m/V的值有何结论？。
经过观察图象又能失掉什么结论？。
综合剖析失掉的结论是：同种物质的质量和体积关系。
不同种物质质量与体积。
〔三〕引入密度的定义1、同种物质的质量与体积的比值是的，物质的这种特性在物理学中用什么物理量来表示。
在物理学中密度又是怎样定义的呢？依据定义，密度等于什么呢？〔以上内容采取自学的方式，在小组内讨论完成〕然后在小组内完成以下效果：〔1〕一杯水和一桶水的密度哪个大？一个小铁钉和一个大铁块的密度哪个大？〔2〕一块砖分红大小不相等的两块，那么〔〕A、小块的密度的大B、大块的密度大 C．密度一样大 D、无法判别。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
学案2传感器的应用学案3实验：传感器的应用[学习目标定位]1.了解传感器在日常生活和生产中的应用.2.了解传感器应用的一般模式.3.能设计简单的应用传感器的控制电路.4.利用斯密特触发器设计光控开关和温度报警器．1．二极管具有单向导电性，发光二极管导电时还能发光．2．输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系叫“非”逻辑关系，具有“非”逻辑关系的电路叫“非”门，符号为.传感器应用的一般模式一、力传感器的应用——电子秤常用的一种力传感器是由金属梁和应变片组成的，应变片能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量．二、温度传感器的应用——电熨斗、电饭锅1．电熨斗装有双金属片温度传感器，这种传感器的作用是控制电路的通断．2．电饭锅中也应用了温度传感器，它的主要元件是感温铁氧体．其常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是温度上升到约103_℃时，就失去了铁磁性，不能被磁体吸引，这个温度称为该材料的“居里温度”或“居里点”．三、光传感器的应用——火灾报警器烟雾散射式火灾报警器是利用烟雾对光的散射来工作的．四、实验：传感器的应用斯密特触发器是具有特殊功能的非门，它可以将连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号，常用符号表示.一、力传感器的应用——电子秤1．组成及敏感元件：由金属梁和应变片组成，敏感元件是应变片．2．工作原理：二、温度传感器的应用——电熨斗[问题设计]如图1所示为电熨斗的构造，其中双金属片上层金属的热膨胀系数大于下层金属．图1(1)常温下，电熨斗的上、下触点应当是接触的还是分离的？当温度过高时双金属片将怎样起作用？(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，这是如何利用调温旋钮来实现的？答案(1)常温时，电熨斗的上、下触点接触，这样电熨斗接通电源后能进行加热．当温度过高时双金属片膨胀，因上层的热膨胀系数较大，故上层膨胀的厉害，双金属片向下弯曲，弯曲到一定程度后，两触点分离，电路断开，电热丝停止加热；当温度降低后，双金属片恢复原状，重新接通电路加热．(2)熨烫棉麻衣物需要设定较高的温度，也就是要求双金属片弯曲程度较大时，两触点分离，所以应使调温旋钮下旋．反之熨烫丝绸衣物需要设定较低的温度，应使调温旋钮上旋．[要点提炼]双金属片温度传感器的工作原理：温度变化时，因双金属片上层金属与下层金属的热膨胀系数不同，双金属片发生弯曲从而控制电路的通断．三、温度传感器的应用——电饭锅[问题设计]电饭锅的结构如图2所示．图2(1)开始煮饭时为什么要压下开关按钮？手松开后这个按钮是否会恢复到图示的状态？为什么？(2)煮饭时水沸腾后锅内是否会大致保持一定的温度？为什么？(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会有什么变化？这时电饭锅会自动发生哪些动作？(4)如果用电饭锅烧水，能否在水沸腾后自动断电？答案(1)煮饭时压下开关按钮，感温磁体与永磁体相互吸引结合在一起，触点相接，电路接通，开始加热，手松开后，由于锅内的温度低，感温磁体与永磁体相互吸引而不能使按钮恢复到题图所示的状态．(2)煮饭时水沸腾后锅内的温度基本保持在水的沸点不变．因为水沸腾时，温度不变．(3)饭熟后，水分被大米吸收，锅底的温度会升高，当温度上升到“居里温度”(约103 ℃)时，感温磁体失去磁性，在弹簧作用下永磁铁与之分离，开关自动断开，且不能自动复位．(4)不能，因为如果用电饭锅烧水，水沸腾后，锅内的温度保持在100 ℃不变，低于“居里温度”103 ℃，电饭锅不能自动断电，只有水烧干后，温度升高到103 ℃才能自动断电，因此用电饭锅来烧水、煲汤不能实现自动控温．[要点提炼]电饭锅中温度传感器为感温铁氧体．1．居里温度：感温铁氧体常温下具有铁磁性，温度上升到约103℃时，失去铁磁性，这一温度称为该材料的“居里温度”或“居里点”．2．自动断电原理：用手按下开关按钮通电加热，开始煮饭，当锅内温度达到103℃时，感温铁氧体失去磁性，与永久磁铁失去吸引力，被弹簧弹开，从而推动杠杆使触点开关断开．四、光传感器的应用——火灾报警器1．组成：如图3所示，发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．2．工作原理：平时，光电三极管收不到LED发出的光，呈现高电阻状态，烟雾进入罩内后对光有散射作用，使部分光线照射到光电三极管上，其电阻变小．与传感器连接的电路检测出这种变化，就会发出警报．图3五、光控开关和温度报警器[问题设计]如图4所示的光控电路，用二极管LED模仿路灯，R G为光敏电阻，R1的最大阻值为51 kΩ，R2阻值为330 Ω.试分析其工作原理．图4答案白天，光照强度较大，光敏电阻R G阻值较小，加在斯密特触发器A端的电压较低，则输出端Y输出高电平，发光二极管LED不导通；当天色暗到一定程度时，R G的阻值增大到一定值，斯密特触发器的输入端A的电压上升到某个值(如1.6 V)，输出端Y突然从高电平跳到低电平，则发光二极管LED导通发光(相当于路灯亮了)，这样就达到了使路灯天明熄灭、天暗自动开启的目的．[延伸思考]要想在天更暗时路灯才会被点亮，应该怎样调节R1?答案要想在天更暗时路灯才会亮，应该把R1的阻值调大些，这样要使斯密特触发器的输入端A的电压达到某个值(如1.6 V)，就需要R G的阻值更大，即天色更暗．[要点提炼]1．斯密特触发器：当输入端电压逐渐上升到某一个值(1.6 V)时，输出端会突然从高电平跳到低电平(0.25 V)，当输入端电压下降到另一个值(0.8 V)时，输出端会从低电平跳到高电平(3.4 V)．2．普通二极管：具有单向导电性．3．发光二极管：具有单向导电性，同时还能发光．4．光控开关工作原理电路图(如图5甲、乙所示)图55．温度报警器工作原理电路图(如图6所示)图6R1的阻值不同，则报警温度不同，可以通过调节R1来调节蜂鸣器的报警温度．一、传感器的应用举例例1按图7所示连接好电路，合上S，发现小灯泡不亮，原因是_______________________；用电吹风对热敏电阻吹一会儿，会发现小灯泡________，原因是_________________；停止吹风，会发现________________；把热敏电阻放入冷水中会发现__________________________________________．图7答案由于热敏电阻阻值较大，左侧电路电流较小，电磁铁磁性较弱吸不住衔铁亮了电吹风对热敏电阻加热使其阻值变小，电路中电流增大，电磁铁吸住衔铁小灯泡不会立即熄灭，因为热敏电阻温度仍然较高小灯泡熄灭二、传感器的应用实例例2电饭煲的工作原理如图图88所示，可分为两部分，即控制部分：由S2、R1和黄灯组成．工作(加热)部分：由发热电阻R3、R2和红灯组成，S1是一个磁铁限温开关，手动闭合，当此开关的温度达到居里点(103℃)时，自动断开，且不能自动复位(闭合)，S2是一个双金属片自动开关，当温度达到70℃～80℃时，自动断开，低于70℃时，自动闭合，红灯、黄灯是指示灯，通过的电流必须较小，所以R1、R2起________作用，R3是发热电阻，由于煮饭前温度低于70℃，所以S2是________(填“断开的”或“闭合的”)．接通电源并按下S1后，黄灯灭而红灯亮，R3发热，当温度达到70℃～80℃时，S2断开，当温度达到103℃时饭熟，S1断开，当温度降到70℃以下时，S2闭合，电饭煲处于保温状态，由以上描述可知R2________R3(填“＜”“＝”或“＞”)，若用电饭煲烧水时，直到水被烧干S1才会断开，试解释此现象．解析R1、R2起的作用是限流，防止指示灯(氖泡)因电流过大而烧毁，S2是自动控制温度开关，当温度低于70℃时自动闭合，当温度达到70℃～80℃时又自动断开，使电饭煲处于保温状态，由于R3的功率较大，因此R2＞R3.由于开关S1必须当温度达到103℃时才自动断开，而水的沸点只有100℃，因此用电饭煲烧水时，直到水被烧干后S1才会断开．答案见解析三、温度报警器的应用例3图9是一个火警报警装置的逻辑电路图，R T是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻．图9(1)要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起，在图中虚线处应接入怎样的元件？(2)为什么高温时电铃会被接通？(3)为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调得稍低些，R的值应大一些还是小一些？解析(1)温度较低时R T的阻值很大，R的阻值比R T小得多，因此P、X之间电压较大．要求此时电铃不发声，表明输出给电铃的电压应该较小，输入与输出相反，可见虚线处元件应是“非”门．(2)高温时，R T阻值减小，P、X之间电压降低，输入低电压时，从“非”门输出的是高电压，电铃响起．(3)由前面分析可知，若R较大，由于它的分压作用，R T两端的电压不太高，则外界温度不太高时，就能使P、X之间电压降到低电压输入，电铃就能发声，因此R较大时，反应较灵敏．答案见解析1．(传感器的应用实例)压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小．一同学利用压敏电阻设计了判断升降机运动状态的装置，如图10甲所示，将压敏电阻平放在升降机内，受压面朝上，在上面放一物体m，升降机静止时电流表示数为I0.某过程中电流表的示数如图乙所示，则在此过程()图10A．物体处于失重状态B．物体处于超重状态C．升降机一定向上做匀加速运动D．升降机可能向下做匀减速运动答案BD解析电流表的示数变为2I0且保持不变，说明压敏电阻的阻值比升降机静止时小，压敏电阻所受压力变大，物体处于超重状态，即物体具有向上的加速度，B、D正确，A、C错误．2．(传感器的应用实例)在家用电热灭蚊器中，电热部分主要元件是PTC元件，PTC元件是由钛酸钡等半导体材料制成的电阻器，其电阻率ρ随温度t的变化关系如图11所示，由于这种特性，PTC元件具有发热、保温双重功能．对此，以下判断正确的是()图11①通电后，其电功率先增大后减小②通电后，其电功率先减小后增大③当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1不变④当其产生的热量与散发的热量相等时，温度保持在t1和t2之间的某一值不变A．①②B．②③C．②④D．①④答案 D解析当温度由零升到t1的过程中，PTC的电阻率ρ随温度升高而减小，其电阻R随之减小，由于加在灭蚊器上的电压U保持不变，灭蚊器的热功率P随之增大，当t＝t1时，P＝P1达到最大．当温度继续升高，ρ增大，R增大，P减小；而温度越高，其与外界环境温度的差别也就越大，电热灭蚊器的散热功率P′也就越大，因此在这之间的某一温度t3会有P ＝P3＝P′，即电热功率P减小到等于散热功率时，即达到保温；当t＜t3时，P＞P′，使温度自动升高到t3；当t＞t3时，P＜P′，使温度自动降到t3，实现自动保温，正确选项为D.3．(光控开关的分析)逻辑电路在电子线路中有着重要的应用．某同学利用“非”门电路设计了一个路灯自动控制门电路．天黑了，让路灯自动接通；天亮了，让路灯自动熄灭．图12中R G是一个光敏电阻，当有光线照射时，光敏电阻的阻值会明显减小．R是可调电阻，起分压作用．“非”门电路能将输入的高压信号转变为低压信号，或将低压信号转变为高压信号，J为路灯总开关控制继电器，它在获得高电压时才启动(图中未画路灯电路)．图12(1)当天黑时，R G的阻值变________、“非”门电路获得________电压，J得到________电压．(填“大”、“小”或“高”、“低”)(2)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，现要调节自动控制装置，使得它在天色较暗时才会自动接通开关，应将R的阻值调________(填“大”或“小”)一些．答案(1)大低高(2)大解析(1)天黑时，光线减弱，光敏电阻R G的阻值变大，A端输入低电压，Y端输出高压信号，J得到高电压，开始控制路灯工作．(2)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，应将R 的阻值调大，使A端输入电压较高，当天色较暗时，R G的电阻变大，A端的电压降低，Y 端的电压升高，J得到高电压，开始控制路灯工作．题组一传感器应用实例1．关于电饭锅的说法正确的是()A．电饭锅中的温度传感器的主要元件是氧化铁B．感温铁氧体在常温下具有铁磁性，温度很高时失去铁磁性C．用电饭锅烧水，水开时能自动断电D．用电饭锅煮饭时，若温控开关自动断电后，它不能自动复位答案BD2．如图1所示是会议室和宾馆房间的天花板上装有的火灾报警器的结构原理图，罩内装有发光二极管LED、光电三极管和不透明的挡板．平时光电三极管接收不到LED发出的光，呈现高电阻状态．发生火灾时，下列说法正确的是()图1A．进入罩内的烟雾遮挡了光线，使光电三极管电阻更大，检测电路检测出变化发出警报B．光电三极管温度升高，电阻变小，检测电路检测出变化发出警报C．进入罩内的烟雾对光有散射作用，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，发出警报D．以上说法均不正确答案 C解析由火灾报警器的原理可知，发生火灾时烟雾进入罩内，使光发生散射，部分光线照到光电三极管上，电阻变小，与传感器相连的电路检测出这种变化，发出警报，C对．3．某楼梯口的电灯开关装有传感器，天黑时，出现声音才能发光，而白天即使有声音，电灯也不能发光，该开关中有两种传感器，它们可能是()A．热敏电阻和光敏电阻B．金属热电阻和光敏电阻C．热敏电阻和霍尔元件D．光敏电阻和驻极体话筒答案 D解析两种传感器分别把声音信号转换为电信号，把光信号转换为电信号，所以选项D正确．4．如图2所示为用热敏电阻R和继电器L等组成的一个简单的恒温控制电路，其中热敏电阻的阻值会随温度的升高而减小．电源甲与继电器、热敏电阻等组成控制电路，电源乙与恒温箱加热器(图中未画出)相连接．则()图2A．当温度降低到某一数值，衔铁P将会被吸下B．当温度升高到某一数值，衔铁P将会被吸下C．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在C、D端D．工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、C端答案 B解析根据温度变化，分析R的变化，确定电路中电流的变化，电流增大时，继电器L对衔铁P吸引力增大，P将会被吸下．当温度降低到某一数值，热敏电阻R的阻值增大，电路中电流减小，继电器L对衔铁P吸引力减小，P将不会被吸下，故A错误．当温度升高到某一数值，热敏电阻R的阻值减小，电路中电流增大，继电器L对衔铁P吸引力增大，P将会被吸下．故B正确．恒温箱内温度高到一定数值后，应与电源断开停止加热，由以上分析可知，温度升高后，A、B端断开，所以工作时，应该把恒温箱内的加热器接在A、B 端．故C、D错误．故选B.题组二光控开关和温度报警器的分析5．如图3所示为一个电平检测逻辑电路，A与被测点相接，则()图3A．A为低电平，LED发光B．A为高电平，LED发光C．A为低电平，LED不发光D．A为高电平，LED不发光答案BC解析A为低电平时，Y为高电平，LED不发光；A为高电平时，Y为低电平，LED发光，故B、C正确．6.如图4所示的光控电路中，发光二极管LED模仿路灯，R G为光敏电阻．“”是具有特殊功能的非门，当加在它的输入端A的电势逐渐上升到某个值时，输出端Y会突然从高电平跳到低电平，而当输入端A的电势下降到另一个值时，Y会从低电平跳到高电平．在天暗时路灯(发光二极管)会点亮，下列说法中正确的是()图4A．天暗时，Y处于高电平B．天暗时，Y处于低电平C．当R1调大时，A端的电势降低，灯(发光二极管)点亮D．当R1调大时，A端的电势降低，灯(发光二极管)熄灭答案BD解析天暗时，R G阻值增大，则A处于高电平，Y处于低电平，在电源正极和Y之间的发光二极管导通发光．当R1调大时，R1分压增大，则A点电势低，所以Y处于高电平，发光二极管不导通，灯熄灭．7．如图5是温度报警器电路示意图，下列关于此电路的分析正确的是()图5A．当R T的温度升高时，R T阻值减小，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声B．当R T的温度升高时，R T减小，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声C．当增大R1时，A端电势升高，Y端电势降低，蜂鸣器会发出报警声D．当增大R1时，A端电势降低，Y端电势升高，蜂鸣器会发出报警声答案BC解析当R T温度升高时，R T阻值减小，A点电势升高到某一数值时，Y端电势突然降低，蜂鸣器导通发出警报声，A错，B对．当增大R1时，A端电势升高到某一数值时，Y端电势突然降低，电流通过蜂鸣器，发出报警声，C对，D错．题组三传感器的应用分析8．如图6所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈．P为可绕O点转动的铁片，K为弹簧，S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱．电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求．其工作方式是()图6A．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联B．A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联C．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路串联D．C与D接信号电压，A与B可跟被控电路并联答案 A9．如图7所示为一自动控制温度的电路，请说明其工作原理．图7答案见解析解析当开关P在弹簧拉力作用下拉到上面与a接触时，电热丝工作；随着温度升高，热敏电阻温度升高、阻值减小，通过电磁铁的电流增大，电磁铁磁性增强到一定程度时把P 吸到b，电热丝停止工作，指示灯亮．10．如图8甲所示为一测量硫化镉光敏电阻特性的实验电路，电源电压恒定．电流表内阻不计，开关闭合后，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡发光亮度逐渐增强，测得流过电阻的电流和光强的关系曲线如图乙所示，试根据这一特性用图丙中给定的器材设计一个自动光控电路．图8答案见解析解析由光敏电阻的特性曲线可以看出，当入射光增强时，光敏电阻的阻值减小，通过光敏电阻的电流增大．根据题意设计的自动光控电路如图所示．控制过程是：当有光照射时，电路中电流增大，经过放大器输出一个较大的电流，驱动电磁继电器吸引衔铁使两个触点断开，当无光照射时，电路中电流减小，放大器输出电流减小，电磁继电器释放衔铁，使两个触点闭合，控制电路接通，灯开始工作．。