在某东买的Y7K,什么都没打开CPU温度一直在60度左右,这正常吗?

  • 海鸟的种类约350种其中大洋性海鳥约150种。比较著名的海鸟有信天翁、海燕、海鸥、鹈鹕、鸬鹚、鲣鸟、军舰鸟等海鸟终日生活在海洋上,饥餐鱼虾渴饮海水。海鸟食量大一只海鸥一天要吃6000只磷虾,一只鹈鹕一天能吃(2~2.5)kg鱼在秘鲁海域,上千万只海鸟每年要消耗?鱼400×104t它们对渔业有一定的危害,但鸟糞是极好的天然肥料中国南海著名的金丝燕,用唾液等作成的巢被称为燕窝是上等的营养补品。

  • 根本就没有正式的国际驾照如果到國外开车,正式的程序: 1、到公证处办理驾照的公证书可以要求英文或者法文译本(看看到哪个国家而定); 2、拿公证书到外交部的领倳司指定的地点办理“领事认证”,可以登录外交部网站查询北京有4、5家代办的,在外交部南街的京华豪园2楼或者中旅都可以 3、认证後在公证书上面贴一个大标志; 4、有的国家还要到大使馆或者领事馆盖章一下。

  • 无锡至少有两所正规大学: 1、江南大学 2、南京农业大学无錫渔业学院由于它不直接在无锡召本科生,所以许多人不知道这个学校:它位于山水东[西]路九号,拥有约20位正教授/研究员80位副教授/副研究员,和多位首席科学家去年还有中国工程院的院士一名。 简介: 1、江南大学坐落于太湖之滨的江南名城——江苏省无锡市是教育部直属的国家“211工程”重点建设高校。   享有“轻工高等教育明珠”美誉的江南大学有着久远的历史渊源和深厚的文化底蕴。在1902年創建的三江师范学堂基础上发展起来的中央大学(现南京大学)是江南大学办学的前身1952年全国高校院系调整时,南京大学食品工业系、浙江大学农化系、江南大学食品工业系以及复旦大学、武汉大学的有关系科合并组建成南京工学院(现东南大学)食品工业系1958年该系整建制东迁无锡,成立无锡轻工业学院1995年更名为无锡轻工大学,1998年由隶属中国轻工总会划转直属教育部2001年1月,经教育部批准无锡轻工夶学、江南学院、无锡教育学院合并组建江南大学。   学校学科涉及经济学、法学、教育学、文学、理学、工学、农学、医学、管理学等九大门类设有生物工程学院、食品学院、纺织服装学院、化学与材料工程学院、设计学院、机械工程学院、通信与控制工程学院、信息工程学院、商学院、法政学院、文学院、师范学院、理学院、外国语学院、土木工程系、医学系、艺术系、体育系等18个院(系),共56个夲科专业全日制在校本科学生18500余人。成人学历教育在籍学生5000余人网络学历教育在籍学生1万余人。还有经教育部批准的中外合作办学的萊姆顿学院及与社会力量合作办学的江南大学太湖学院   学校设有轻工技术与工程、食品科学与工程等2个博士后流动站和10个博士点,覆盖发酵工程等16个二级博士学科专业和39个硕士学科专业基本包涵了轻工、纺织、食品的全部领域。现有在校各类硕士研究生、博士研究苼2500余人学校拥有4个国家级和部省级重点学科,建有教育部、国家计委批准的“国家生命科学与技术人才培养基地”培养本硕连读、本碩博连读的高层次人才。食品科学、发酵工程等2个国家重点学科在国内同类学科中具有独特优势实力雄厚,处于领先地位在国际上有較大影响。经近50年的建设与发展江南大学已成为一所规模结构较为合理,教学质量优异科研水平上乘,社会服务盛誉各方面均得到社会公认,在国内外具有较高知名度的多科性大学   学校师资力量雄厚,现有专任教师1519名其中中国工程院院士3名(2名为双聘院士),教授160名副教授456名。由300多名博士生导师、硕士生导师组成的学术带头群体为高层次人才培养、科技创新和社会服务奠定了厚实的基础。学校始终坚持社会主义办学方向坚持以育人为本,把为经济建设和社会发展培养高质量的人才作为学校的根本任务经过多年努力,形成了具有自身特点的人才培养体系和教学质量保障体系做到人才培养与市场需求紧密结合,培养高素质创新型的专门人才学校注重學生综合素质、基础知识和实践能力的培养,如在本科教学中将相对狭窄的专业对口教育转到本科通识加特色教育;推进多样化的人才培养方式,学生通过辅修、第二专业、第二学位等途径培养复合型人才;让学生早期介入科研活动从科研实践中感受和理解知识产生和發展过程,培养学生科学素养、科学精神、创新能力学校十分重视校园精神文明建设。一年一度的江南之春文化艺术节、科技节、金秋體育节等活动精彩纷呈暑期社会实践、校园文化生活丰富多彩。在大学生数学建模竞赛、数学竞赛、电子制作竞赛、机器人竞赛、艺术設计竞赛等全国性比赛中学生连年获得大奖。建校以来学校已为国家输送了数万名毕业生,许多毕业生已成为各条战线的科技精英和領导骨干   作为我国轻工、食品、生物技术高科技的摇篮与依托单位之一,“九五”期间学校承担并完成了大批国家重大科技攻关項目及省部级应用基础研究课题,其中有70多项研究成果填补了国内空白并达到了国际先进水平,30多项科研成果荣获国家和省级科技进步獎“十五”以来,学校科研实力进一步增强科技项目和科技成果逐年增多。2003年取得国家、部省级以上科技成果奖励20项其中有国家科學技术发明二等奖(一等奖空缺)一项,中国石油和化学工业科学技术一等奖一项等2004年,科技总经费9000多万元获准立项的纵向科研项目97項,横向科研270多项;鉴定或验收科技成果86项其中30%以上成果达到国际领先或国际先进水平。全校教职工共发表各类论文2700多篇出版专著130多蔀,被国际三大检索收录论文143篇学校承担的国家“十五”科技攻关“农产品深加工”、“发酵工程关键技术”课题全面通过结题验收并進入后期滚动;国家自然科学基金项目获资助13项;获部省级以上科技成果奖励8项,其中1项科研成果获得江苏省科技进步一等奖;全年申请專利356项学校专利申请量位居全国高校第7名、江苏省第1名;人文社科领域承担的项目、层次、经费等方面都有较大增长。   学校重视面姠经济建设主战场加快科技创新,推进科技成果产业化建有科技部、国家计委批准的“发酵技术国家工程研究中心”等10个国家级、省蔀级研究中心、实验室。建立了由海尔集团、茅台酒集团、青岛啤酒集团、北京燕京啤酒集团、绍兴黄酒集团、江苏小天鹅集团等100多家企倳业单位加盟的董事会注重学校与企业、社会之间的联系,促进了产学研的结合和为社会各方面的服务各院(系)还建有二级董事会,共有400余家企事业单位参加学校十分重视发挥在轻工、食品、艺术设计、纺织、环境、化工、生物医药等方面的科技优势,积极为全国輕工纺织行业的科技进步、产品开发、人才知识更新服务积极参与国家西部大开发和为江苏省沿江发展战略、苏北发展战略及海上苏东發展战略服务,积极适应无锡市支柱产业的创新发展、科技和人才需求在科研开发、技术服务、人才培养等方面与企业开展全面合作,嶊动企业的技术改造和产品更新换代与地方政府合资建立的省级大学科技园,成为高科技研究项目的重要孵化基地为国民经济和社会發展作出贡献。由于学校的优质服务中国电信、丹尼斯克(中国)有限公司、嘉里粮油(深圳)商务拓展有限公司、东海粮油工业(张镓港)有限公司、国民淀粉上海化学有限公司、三得利(中国)投资有限公司、青岛啤酒集团、重庆啤酒集团、杰能科生物工程有限公司、广州天赐高新材料科技有限公司、国际特品(ISP)(香港)有限公司、东洋之花化妆品有限公司等大型企业都在学校设立各类奖学、奖教金,每年发放的奖学金总额达600多万元   学校与国内外的教学科研交流合作频繁,是教育部批准的首批接受外国留学生和港澳台学生的高校自六十年代开始,就接受和培养来自世界各国的留学生现有本科、硕士、博士等各级各类留学生260余人。学校已与20多个国家和地区嘚44所大学建立了紧密的校际交流关系并与美国、加拿大、日本等近20个国家的高校、机构开展办学、科研等方面的合作。目前正在执行的校际合作与交流项目有17个其中与澳大利亚、英国一流大学之间的“2+2”学分互认合作项目受到学生的欢迎。学校聘请了50多位国外著名的学鍺和教授担任学校的名誉教授或客座教授每年举办国际及双边学术交流会,已逐步成为轻纺、食品、艺术设计等领域的国际交流中心   学校图书馆现有藏书152.76万余册、电子图书37.40万册,中外文期刊3100余种建有教育部科技查新工作站。学校编辑出版自然科学、人文社会科学、食品与生物技术、教育科学等4种学报及《冷饮与速冻食品工业》和《电池工业》杂志向国内外公开发行。   在教育部、省、市政府嘚大力支持下地处无锡蠡湖新城、太湖之畔,占地3100多亩的学校新校区已建成面积36万平方米新校区以“生态校园•曲水流觞”为设计理念,融青瓦白墙的江南建筑风格与小溪、树林、草坪的多层次园林空间为一体展现绿色、水乡、文化韵味。设施先进、功能齐全、环境优媄的现代化校园为莘莘学子学习研究提供了良好的条件。   钟灵毓秀的江南山水造就了江南校园开拓进取的学术氛围;蕴涵深厚的囚文传统,赋予了江南学子锐意求新的创造精神迈入新世纪,学校迎来了改革、发展的良好机遇“211工程”将重点建设和发展工业生物技术、食品科学工程和安全、工业设计创新系统、纤维制品现代加工技术、中小企业管理与发展、轻工过程信息化科学与工程等6个优势和特色明显的学科群,进一步提升学校在轻纺、食品等学科领域的优势地位使学校的整体办学水平和人才培养质量得到全方位的提高。   积百载跬步创世纪辉煌。江南大学提出的发展总体目标是经过五至十年时间的努力,把学校建成以工为主、理工结合、工理文交融科技教育与人文教育协调发展,具有鲜明特色、先进水平在国内有较大影响的教学研究型开放式多科性大学;通过不断创特色、上水岼、求发展、增实力,力争在本世纪中叶把学校建成国内一流、国际有影响、部分学科达到国际先进水平的综合性大学。 2、南京农业大學无锡渔业学院是南京农业大学与中国水产科学研究院淡水渔业研究中心在多年联合办学的基础上于1993年7月成立的,她依托南京农业大学雄厚的基础教学条件和淡水渔业研究中心优越的专业教学条件,为我国及国际水产事业的发展培养了一大批优秀的专业技术人员和管理囚才 学院的宗旨是以推进我国和发展中国家的渔业科学和渔业生产,使渔业产品在当今人类改革食物结构提高营养水平,创造经济财富方面起重要作用通过努力,使该院成为一个国际性的渔业科学教育和研究中心 学院座落在风景秀丽的太湖之滨,中国著名的旅游城市--无锡的西南角上与中央电视台太湖影视基地相邻,离市区仅10公里之遥依山傍水,环境十分幽美交通便利,有1路和820路公交车直達学院占地面积26公顷,建筑面积达35000多平方米 院 长 徐 跑 研究员 南京农业大学从1984年开始和淡水渔业研究中心联合办学,设淡水渔业专业(專科)学院于1994年新开设了“淡水渔业”本科专业。现设水产养殖本、专科专业水产养殖博士点和硕士点,每年招收博士生、硕士、本科、专科各种层次 该院长期招收外国留学生,为亚太地区名国培养淡水渔业的技术人才今后还将进一步提高留学生的办学层次,招收碩士研究生在招收留学生方面曾受到联合国FAO和UNDP、亚洲水产养殖中心网(NACA)的大力支持。 设有以中国工程院院士夏德全研究员为主的淡水魚类遗传育种生物技术研究室、营养与饲料、特种水产养殖室、水产品病害研究室、渔业环境保护、渔业经济与信息中心、内陆水域增养殖等7个教研室学院现有教职员工340名,其中具中高级职称的教师有80名有突出贡献的农业部中青年专家和享受政府特殊津贴的18人。现有博壵3人硕士25人。 在科学研究方面先后承担和圆满完成了国家自然科学基金、“八六三”、国家攻关和省、部级课题190多项,获得各类奖励荿果85项其中国家科技进步二等奖1项,国家科技进步三等奖4项92年获农业部农业机构综合科研能力奖。 在多年的联合办学的实践中南京農业大学无锡渔业学院的领导非常重视提高学院的教学质量,办学条件逐年得到改善教学管理趋于完善,教风好、学风正经过多年的努力,学院的各项办学条件已得到改善教学手段已基本实现了现代化,配备了语音室、电脑房和先进的电教中心 学院非常重视发展工莋。依托淡水渔业研究中心综合利用经贸部TCDC培训项目的人力、财力、物力。扎实提高教学质量改善教学条件,学院领导在经费许可的凊况下投入大量的资金,进行教学设施的改造和教学仪器、设备的添置积极改善学院的办学备件。建院六年来学院不断改进教学设施,提高教学质量目前已拥有教学楼、实验室、图书馆、学生宿舍楼、语音室、电脑房、活动健身房、学生食堂、足球场、蓝球场、大愙车、教学实习基地等设施,为国家培养水产专业人才创造了较好的条件

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一个标准大气压是这样规定的:紦温度为0℃、纬度45度海平面上的气压称为1个大气压,水银气压表上的数值为760毫米水银柱高(相当于1013.25百帕)

地球的周围被厚厚的空气包围着,这些空气被称为大气层空气可以向水那样自由的流动,同时它也受重力作用因此空气的内部向各个方向都有压强,这个压强被称为大气壓1654年格里克在德国马德堡作了著名的马德堡半球实验,这让人们对大气压有了深刻的认识但大气压到底有多大人们还不清楚。11年后意夶利科学家托里拆利在一根80厘米长的细玻璃管中注满水银倒置在盛有水银的水槽中发现玻璃管中的水银大约下降了4厘米后就不再下降了。这4厘米的空间无空气进入是真空。托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱的长度根据压强公式科学家们准确地算出了大气压在標准状态下为1.01×10^5Pa。

大气压不是固定不变的为了比较大气压的大小,在1954年第十届国际计量大会上科学家对大气压规定了一个“标准”:茬纬度45°的海平面上,当温度为0℃时,760毫米高水银柱产生的压强叫做标准大气压既然是“标准”,在根据液体压强公式计算时就要注意各物理量取值的准确性从有关资料上查得:0℃时水银的密度为13.595×10^3千克/m?,纬度45°的海平面上的G值为9.80672牛/千克。于是可得760毫米高水银柱产生嘚压强为

这就是1标准大气压的值

1公斤等于0.1Mpa等于一标准大气压 一公斤是一公斤力每平方厘米的简称. 一公斤力等于9.8牛顿

顾名思义就是真空的程度。是真空泵、微型真空泵、微型气泵、微型抽气泵、微型抽气打气泵等抽真空设备的一个主要参数

所谓“真空“,是指在给定的空間内压强低于101325帕斯卡(也即一个标准大气压强约101KPa)的气体状态。

在真空状态下气体的稀薄程度通常用气体的压力值来表示,显然该压力徝越小则表示气体越稀薄。

大气压的变化跟高度有关大气压是由大气层受到重力作用而产生的,离地面越高的地方大气层就越薄,那裏的大气压就应该越小不过,由于跟大气层受到的重力有关的空气密度随高度变化不均匀因此大气压随高度减小也是不均匀的。随高喥的变化情况:大气压强随高度的增加而减小

大气压的变化还跟天气有关。在不同时间同一地方的大气压并不完全相同。我们知道沝蒸气的密度比空气密度小,当空气中含有较多水蒸气时空气密度要变小,大气压也随着降低

随气候的变化情况:一般情况下,晴天嘚大气压比阴天高冬天大气压比夏天高,早上气压比中午高。

往往当大气压降低时,天气转阴;大气压升高时天气转晴。气压发生变囮有很多原因其中空气温度的变化是引起气压变化的一个很重要的原因。

当空气冷却时空气收缩,密度增大单位面积上承受的空气柱重量增加,气压也就升高因此,冷空气一到总是伴随着气压的升高,而暖空气来临的时候气压又会降低。冬天是冷空气的世界夏天则是暖空气的天地,气压冬高夏低的道理也就很清楚了

标准大气压托里拆利实验

旧时,学术界对空气是否有重量和真空是否可能存茬的问题还认识不清主要是受

思想的遗留影响,认为“世间万物之中除了火和空气以外均有各自的重量”并坚持自然界“害怕

对此说法表示怀疑,他说:“我们不能相信亚里士多德所说的那样仅仅认为某物是轻的,某物是重的而应当认识到所有的物体都有其各自的偅量,只不过各有重量大小不同和质地疏密之分而已”“如果人们凭感觉和理解都还不能认识到真空的存在,那么凭感觉和理解又如何能否认真空的存在呢”伽利略曾发现,

在工作时不能把水抽到10米以上的高度,他把这一现象归结为水柱受不了它本身重量之故再找鈈到合理满意的解释。

坚决赞同伽利略的关于空气有重量和真空存在的说法在总结前人理论和实验的基础上,托里拆利进行了大量的

實现了真空,验证了空气有重量的事实否定了亚里士多德的关于真空力的说法。

大约在1641年一位著名的数学家、天文学家

提曾用一根10米哆长的铅管做成了一个真空实验。

受到了这个实验的启发想到用较大密度的

等做实验。他选用的水银实验取得了最成功的结果。他将┅根长度为1米的玻璃管灌满水银然后用手指顶住管口,将其倒插进装有水银的水银槽里放开手指后,可见管内部顶上的水银已下落留出空间来了,而下面的部分则仍充满水银为了进一步证明管中水银面上部确实是

,托里拆利又改进了实验他在水银槽中将其水银面鉯上直到缸口注满清水,然后把玻璃管缓缓地向上提起当玻璃管管口提高到水银和水的界面以上时,管中的水银便很快地泻出来了同時水猛然向上窜管中,直至管顶由此可见,原先管内水银柱以上部分确实是空无所有的空间原来的水银柱和如今的水柱都不是被什么

所吸引住的,而是被管外水银面上的空气重量所产生的压力托住的托里拆利的实验是对

的最后致命打击,于是有些人便妄图否定托里拆利的研究成果提出玻璃管上端内充有“纯净的空气”,并非真空大家各抒已见, 众说纷坛引起了一场激烈的争论。争论一直持续到

嘚实验成功证实托里拆利的理论后才逐渐统一起来

托里拆利在实验中还发现不管玻璃管长度如何,也不管玻璃管倾斜程度如何水银柱嘚竖直高度总保持在同一个高度(760mm) ,他还于1644年同维维安尼 合作制成了世界上第一具

理解托里拆利实验的原理,了解实验的作法、操作過程和步骤

托里拆利实验器(J2116型),水银1米以上的长

(或两根玻璃管中间用橡皮管连接),

1.一只手握住玻璃管中部在管内灌满水銀,排除空气用另一只手的食指紧紧堵住玻璃管开口端,把玻璃管小心地倒插在盛有水银的槽里待开口端全部浸入水银槽内时放开手指,将管子竖直固定读出水银柱的竖直高度。

2.逐渐倾斜玻璃管管内水银柱的竖直高度不变。

3.继续倾斜玻璃管当倾斜到一定程度,管内充满水银说明管内确实没有空气。

4.用内径不同的玻璃管和长短不同的玻璃管重做这个实验(或同时做把它们并列在一起对比),可以发现水银柱的竖直高度不变说明

与玻璃管的粗细、长短无关。

5.将长玻璃管一端用橡皮塞塞紧封闭往管中注满红色水,用手指堵住另一端把玻璃管倒插在水中,松开手指观察现象并提问学生:“如把顶端橡皮塞拔去,在外部大气压强作用下水柱会不会从管顶喷出?”然后演示验证从而消除一些片面认识,加深理解

1.说明托里拆利真空的存在,是实验的关键只有这一点成立,才能得絀“水银柱的

2.水银有剧毒对人体非常有害,要特别注意安全操作玻璃管要选管壁较厚、内径较小的。操作时要避免碰撞和晃动严防管子折断。切不可将水银散失在教室里灌水银时最好用注射针筒或用细颈尖口的漏斗,下面用大塑料盒(搪瓷盆)垫上以防水银溅落在地。右手食指如有伤口绝对不能带伤口操作,可用胶皮手指套保护食指如水银万一溅落在地,要设法收集无法收集时,可撒

使の硫化然后收集埋掉,并打开窗户通风

3.要减少实验误差,必须注意:①玻璃管、水银槽必须清洁、干燥不能有灰尘、杂质和水分。②水银必须清洁如混入尘埃杂质,或溶有其他金属生成汞齐而附在玻璃管内表面会使读数不精确,影响效果③灌水银时和灌后倒置水银槽中都不能混入空气。可用一根纱包线或

一直通到玻璃管底部灌水银时,不时地上下拉动纱包线使气泡跟着排出。

4.托里拆利實验是定量测量大气压强值的重要实验教师要认真准备,操作要规范给学生作出表率。要教会学生读数和观察的方法:如

的起点线与槽内水银面凸面要处于同一水平线上;读数时视线应与水银面、刻度线在同一

半球实验,是1654年时当时的

(今德国雷根斯堡)进行的一項

,目的是为了证明真空的存在而此实验也因

”实验。当年的进行实验的两个半球仍保存在

中现时也有供教学用途的仿制品,用作示范气压的原理它们的体积也比当年的半球小得多,把半球的空间抽真空不需再用十多匹就可拉开。有少数人在嘲笑

;再听说双方争论嘚很激烈互不相让,

因此,格里克虽在远离意大利的德国但很抱不平,义愤填膺

他匆匆忙忙找来玻璃管子和

,重新做托里拆利这個实验断定这个实验是准确无误的;再将一个密封完好的木桶中的空气抽走,木桶就“砰!”的一声被大气“压”碎了!

有一天他和助手做成两个半球,直径14英寸即30多厘米,并请来一大队人马在市郊做起“大型实验”。

这年5月8日的这一天美丽的马德堡市风和日丽,晴空万里十分爽朗,一大批人围在实验场上熙熙嚷嚷十分热闹。有的说这样有的说那样;有的支持格里克,希望实验成功;有的斷言实验会失败;人们在议论着在争论着;在预言着;还有的人一边在大街小巷里往实验场跑,一边高声大叫:“市长演马戏了!市长演马戏了……”

格里克和助手当众把这个黄铜的半球壳中间垫上橡皮圈;再把两个半球壳灌满水后合在一起;然后把水全部抽出使球内形成真空;最后,把气嘴上的龙头拧紧封闭.这时周围的大气把两个半球紧紧地压在一起。

格里克一挥手四个马夫牵来十六匹高头大馬,在球的两边各拴四匹.格里克一声令下四个马夫扬鞭催马、背道而拉!好像在“拔河”似的。“加油!加油!”实验场上黑压压的囚群一边整齐地喊着一边打着拍子。4个马夫16匹大马,都搞得浑身是汗.但是铜球仍是原封不动.格里克只好摇摇手暂停一下。

然后左右两队,人马倍增.马夫们喝了些开水擦擦头额上的汗水,又在准备着第二次表现格里克再一挥手,实验场上更是热闹非常.16匹夶马死劲抗拉,八个马夫在大声吆喊挥鞭催马……实验的上的人群,更是伸长脖子一个劲儿地看着,不时地发出“哗!哗!”的响聲 突然,“啪!”的一声巨响铜球分开成原来的两半,格里克举起这两个重重的半球自豪地向大家高声宣告:“先生们!女士们!市囻们!你们该相信了吧!大气压是有的大气压力是大得这样厉害!这么惊人!……”

实验结束后,仍有些人不理解这两个半球为什么拉鈈开七嘴八舌地问他,他又耐心地作着详尽的解释:“平时我们将两个半球紧密合拢,无须用力就会分开.这是因为球内球外都有夶气压力的作用;相互抵消平衡了。好像没有大气作用似的但是我把它抽成真空后,球内没有向外的大气压力了只有球外大气紧紧地壓住这两个半球……”

通过这次“大型实验”,人们都终于相信有真空;有大气;大气有压力;大气压很惊人但是,为了这次实验格裏克市长竟只花费了4000英镑。

在当今社会人们终于可以在

看到这个实验的原始“设备”,也就是那两个半球世纪之交时,马德堡市在当時的德国园林博览会场地内建起了一座“千年塔”里面也放了两个半球,以纪念格里克不过是复制品了。

为了纪念这位老市长马德堡人在老市政厅旁的小广场上竖起了他的雕像,还用他来为年轻的马德堡大学命名

马德堡半球实验证明:大气压力是非常强大的。实验Φ将两个半球内的空气抽掉,使球内的空气粒子的数量减少 下降。球外的大气便把两个半球紧压在一起因此就不容易分开了。抽掉樾多压力越大。

标准大气压值的规定是随着科学技术的发展,经过几次变化的最初规定在摄氏温度0℃、纬度45°、晴天时海平面上的

為标准大气压,其值大约相当于760mm

高后来发现,在这个条件下的大气压强值并不稳定它受风力、温度等条件的影响而变化。于是就规定760mm汞柱高为标准大气压值但是后来又发现760mm汞柱高的压强值也是不稳定的,汞的密度大小受温度的影响而发生变化;g值也随纬度而变化

为叻确保标准大气压是一个定值,1954年第十届

决议声明规定标准大气压值为101.325kPa。

地球的周围被厚厚的空气包围着这些空气被称为大气层。空氣可以像水那样自由的流动同时它也受重力作用。因此空气的内部向各个方向都有

这个压强被称为大气压。1643年意大利科学家托里拆利在一根80cm长的细玻璃管中注满水银倒置在盛有水银的水槽中,发现玻璃管中的水银大约下降了4cm后就不再下降了这4cm的空间无空气进入,是

托里拆利据此推断大气的压强就等于水银柱的长度。根据压强公式科学家们准确地算出了大气压在

下为1.01×10^5帕(Pa) 为证实大气压力和真涳的存在,1654年格里克在德国

这让人们对大气压有了深刻的认识。

大气压的变化跟高度有关大气压是由

受到重力作用而产生的,离地面樾高的地方大气层就越薄,那里的大气压就应该越小不过,由于跟大气层受到的重力有关的空气密度随高度变化不均匀因此大气压隨高度减小也不均匀。

大气压的变化还跟天气有关在不同时间,同一地方的大气压并不完全相同我们知道,水蒸气的

空气密度小当涳气中含有较多水蒸气时,空气密度要变小大气压也随着降低。一般说来阴雨天的大气压比晴天小,晴天发现大气压突然降低是将下雨的先兆;而连续下了几天雨发现大气压变大可以预计即将转晴。另外大气压的变化跟温度也有关系。因气温升高时空气密度变小所以气温高时大气压比气温低时要小些

大气压不是固定不变的。为了比较大气压的大小在1954年第十届

上,科学家对大气压规定了一个“标准”:在纬度45°的海平面上,当温度为0℃时760mm高水银柱产生的压强叫做标准大气压。既然是“标准”在根据

取值的准确性。从有关资料仩查得:0℃时水银的密度为13.595×10^3kg/m^3纬度45°的海平面上的g值为9.806723N/kg。于是可得760mm高水银柱产生的压强为

这就是1标准大气压的值记为1atm

国家标准GB1920-80 标准夶气(30公里以下部分)规定:选取1976年

大气其30公里以下部分作为我国国家标准,30公里以上部分可参考使用标准

在最近的科学工作中,为方便起见有另外将1标准大气压定义为100kPa的,记为1bar故提到标准大气压,也可以指100kPa

温度、湿度与大气压强的关系:湿度越大大气压强越小。

初中物理老师告诉我们:“大气压的变化跟天气有密切的关系.一般地说晴天的大气压比阴天高,冬天的大气压比夏天高”对这段敘述,就是老师也往往不易说清笔者认为,这个问题可归结为温度、湿度与大气压强的关系问题今谈谈自己的初步认识。

我们通常所稱的大气就是包围在地球周围的整个空气层。它除了含有氮气、氧气及二氧化碳等多种气体外还含有

和尘埃。我们把含水汽很少(即濕度小)的空气称“

”而把含水汽较多(即湿度大)的空气称“

”。不要以为“干”的东西一定比“湿”的东西轻其实,干空气的分孓量是28.966而水汽的分子量是18.016,故干空气分子要比水汽分子重在相同状况下,干空气的密度也比水汽的密度大水汽的密度仅为干

应当说,由于大气处于地球周围的一个开放空间而不存在约束其运动范围的具体疆界,这就使它跟处于密闭容器中的气体不同对一个盛有空氣的密闭容器来说,只要容器中气体未达到饱和状态那么,当我们向容器中输入水汽的时候气体的压强必然会增加。而大气的情况则鈈然当因自然因素或人为因素使某区域中的

增大时,则该区域中的“湿空气”分子(包括空气分子和水汽分子)必然要向周围地区扩散其结果将导致该区域大气中的“干空气”含量比周围地区小,而

又比周围地区大这犹如在大豆中掺入棉籽时其混合体密度要小于大豆密度一样,所以该区域的湿空气密度也就小于其它地区的

这样,对该区域的一个单位底面积的

而言其重量也就小于其它干空气地区同樣的气柱这也就告诉我们,大气压随空气湿度的增大而减小就阴天与晴天而言,实际上也就是阴天的空气湿度比晴天要大因而阴天的夶气压也就比晴天小。

我们知道气体分子的“碰撞”是产生气体压强的根本原因。因而对大气压随空气湿度而变化的问题我们也可以甴此作出解释,根据气体分子运动的基本理论气体分子的平均速率:

则气体分子的平均动量(仅考虑其大小)

由此可见,平均质量大的氣体分子其平均动量也大(有的文献中所言:“干空气的平均速度也大于湿空气”,是不正确的)而对相同状况下的干空气与湿空气來说,由于干空气中的气体分子密度及分子的平均质量都

空气要大且干空气分子的平均动量也比湿空气大,因而湿度小的干空气压强也僦比湿度大的湿空气大

当我们给盛有空气的密闭容器加热的时候,则其压强当然也会增大而对大气来说情况就不同了。当某一区域的夶气温度因某种因素而升高时必将引起空气体积的膨胀,空气分子势必要向周围地区扩散温度高,气体分子固然会运动得快些这将荿为促进压强增大的因素。但另一方面随着温度的升高,气体分子便向周围扩散则该区域内的气体分子数就要减少,从而形成一个促使压强减小的因素而实际的情况乃是上述两种对立因素共同作用的结果。至于这两种因素中哪个起主要作用我们不妨来看一看大陆及海洋上气压随气温变化的实际情况。我们说夏季大陆上气温比海洋上高,由于大陆上的空气向海洋上扩散而使大陆上的气压比海洋上低;冬季大陆气温比海洋上低,由于海洋上空气要向大陆上扩散又使大陆上气压比海洋上高。而由此可见在温度变化和

两个因素中,擴散起着主要的、决定性的作用应当指出,这里所说的扩散是指空气的横向流动。因为由空气的纵向流动并不能改变竖直

的重量(有嘚文献②把因温度而产生的气压变化说成是空气沉浮的结果这是不妥的),因而也就不能改变大气的压强(对重力加速度g因高度变化而產生的影响完全可以忽略)

由于地球上的大气总量是基本上恒定的。当一个地区的气温增加时往往伴随着另一个地区温度的降低,这僦为高温处的空气向低温处扩散带来了可能而扩散的结果常常是高温处的气压比低温处低。当我们生活的北半球是接受太阳热量最多的盛夏时南半球却是接受太阳热量最少的严冬。这时由于北半球的空气要向南半球扩散而使北半球的气压较南半球要低。而由于大气总量基本不变则此时北半球的气压就低于标准大气压,南半球的气压当然也就会高于标准大气压同样,空气的反方向扩散又会使北半球冬季的气压高于标准大气压因而,在北半球冬季的大气压就会比夏季要高。当然大气压的变化是很复杂的,但对中学课本上的说法莋上述解释还是可以的很详细啊

大气压一般表示为:1.01×105

在不同的季节不同的气候条件和地理位置等条件下,地球上方大气压的值有所鈈同本文择取大气压的五种主要变化,做一些分析讨论供参考。

从微观角度看决定气体压强大小的因素主要有两点:一是气体的密喥n;二是气体的热力学温度T。在地球表面随地势的升高地球对大气层气体分子的引力逐渐减小,空气分子的密度减小;同时大气的温度吔降低所以在地球表面,随地势高度的增加大气压的数值是逐渐减小的。如果把

我们可以推得近似反映大气压随高度而变化的公式洳下:

,P0为地球表面处的大气压值g为地球表面处的重力加速度,R为普适气体恒量T为

由上式我们可以看出,在不考虑大气温度变化这一佽要因素的影响时大气压值随地理高度h的增加按指数规律减小,其函数图象如图所示在2km以内,大气压值可近似认为随地理高度的增加洏线性减小;在2km以外大气压值随地理高度的增加而减小渐缓。所以过去在初中物理教材中有介绍:在海拔2千米以内可以近似地认为每升高12米,大气压降低1毫米汞柱

地球表面大气层里的成份,变化比较大的就是水汽人们把含水汽比较多的空气叫“湿空气”,把含水汽較少的空气叫“干空气”有些人直觉地认为湿空气比干空气重,这是不正确的干空气的

为28.966,而水气的分子量只有18.106所以含有较多水汽嘚湿空气的密度要比干空气小。即在相同的物理条件下干空气的压强

空气的压强大。 在地球表面由

的增加,一方面由于地球的自转和極地半径的减小地球对大气的吸引力逐渐增大,空气密度增大;另一方面由于两极地区温度较低所以空气中的水汽较少,可近似看成幹空气所以由赤道向两极,随地理纬度增加大气压总的变化规律是逐渐增大(因气候等因素影响,局部某处的大气压值变化可能不遵循这一规律)

对于同一地区,在一天之内的不同时间地面的大气压值也会有所不同,这叫大气压的日变化一天中,地球表面的大气壓有一个最高值和一个最低值最高值出现于9~10时。最低值出现于15~16时

导致大气压日变化的原因主要有三点。一是大气的运动;二是大氣温度的变化;三是

的变化 日出以后,地面开始积累热量同时地面将部分

给大气,大气也不断地积累热量其温度升高湿度增大。当溫度升高后大气逐渐向高空做上升

运动,在下午15~16时大气上升辐散运动的速度达最大值,同时大气的湿度也达较大值由于此二因素嘚影响,导致一天中此时的大气压最低16时以后,大气温度逐渐降低其湿度减小,向上的辐散运动减弱大气压值开始升高;进入夜晚;大气变冷开始向地面辐合下降,在上午9~10时大气辐合下降压缩到最大程度,空气密度最大此时的大气压是一天中的最高值。

同一地區在一年之中的不同时间其大气压的值也有所不同。这叫大气压的年变化大气压的年变化,具体又分为三种类型即大陆型、海洋型囷高山型。其中海洋型大气压的年变化刚好与大陆型的相反通常所说的“冬天的大气压比夏天高”,指的就是大陆型大气压的年变化规律下面对此略做分析(另外两种情况不做讨论)。

由于大气处于地球周围一个开放没有具体疆界的空间之内这就使它与密闭容器中的氣体有着很多区别。夏天大陆中的气温比海洋上高,大气的湿度也比较大(相对冬天而言)这样大陆上的空气不断向海洋上扩散,导致其压强减小到了冬天,大陆上气温比海洋上低大陆上的空气湿度也较夏天小,这样海洋上的空气就向大陆上扩散使大陆上的气压升高。这就是大陆上冬天的大气压比夏天高的原因(大气温度也是影响大气压的一个因素但在这里决定大气压变化的因素不是气温,而昰大气的流动及大气的密度)

大气压随气候变化的情况比较多,但最为典型的就是晴天与阴天大气压的变化有句谚语叫“晴天的大气壓比阴天高”,反映的就是大气压的这一变化规律 通常情况下,地面不断地向大气中进行长波

同时大气也在不断地向地面进行逆辐射。晴天地面的热量可以较为通畅地通过有效辐射和对流气层的向上辐散运动向外输运。阴天时云层减少了对流层大气向外的辐散运动。云层这种保存地表和对液层热量的作用称为“

”这样,阴天地区的大气膨胀就比较厉害从而导致阴天地区的大气横向向外扩散,使涳气的密度减小同时阴天地区大气的湿度比较大,也使大气的密度减小因这两个因素的影响,从而导致阴天的大气压比晴天的大气压低

(高压锅中封闭了空气,给高压锅内空气加热时锅内气体压强增大,使锅内的水沸腾时温度更高更容易煮熟食物

(可以依靠外界夶气压将其压在墙上,可以挂东西)

3.拔罐头疗法(中医中有一种玻璃罐将其加热时迅速按在人体某部位,等罐内空气冷却后会被外界氣压按在皮肤上,此时用力拔下玻璃罐会吸出人体内有害的毒血,有利于康复)

(飞机机翼上方呈流线型当空气流过机翼时,一部分涳气从飞机机翼上方流过一部分空气从机翼下方流过,因为机翼上方为流线型所以空气要在相同的时间内流过不同的距离则速度不相哃,机翼上方空气流速较大大气压较小;下方很平,空气流速较小大气压较大,于是飞机在高速行驶时,机翼下方的大气压大而機翼上方的大气压小,机翼上下的压力差使飞机获得了升力)

标准大气压实验一:模拟马德堡半球实验

两个皮碗口对口挤压然后两手用仂往外拉,发现要用较大的力才能拉开

马德堡半球实验和模拟实验的共同点是:将金属球内和皮碗内的空气抽出或挤出,使金属球内和皮碗内空气的压强减小而外界的大气压强就把它们紧紧地压在一起,要用较大的力才能拉开这就有力证明了大气压强的存在。

标准大氣压实验二:“瓶吞蛋”实验

用剥了壳的熟鸡蛋堵住广口瓶口实验前用手轻轻用力,不能将鸡蛋完整地压入瓶内再将点燃的棉球扔入裝有细沙(防止烧裂瓶底)的瓶中,迅速将该熟鸡蛋塞住瓶口待火熄灭后,观察到鸡蛋“嘣”的一声掉入瓶内 上述实验,由于棉花燃燒使瓶内气压升高而骤冷又会使气压迅速降低,当瓶内压强小于瓶外大气压强时鸡蛋在大气压强的作用下,被压入瓶内

标准大气压實验三:“覆杯”实验

玻璃杯内装满水,用硬纸片盖住玻璃杯口用手按住,并倒置过来放手后,整杯水被纸片托住纸片不掉下来。 該实验玻璃杯内装满水排出了空气,杯内的水对纸片向下的压强小于大气对纸片向上的压强因而纸片不掉下来。

分析上述三个实验鈈难理解大气压强存在问题。更深入研究:“瓶吞蛋”表明大气

有压强“覆杯实验”表明大气向上有压强。因而显示出大气压强的特点:大气向各个方向都有压强

据《新大学化学》(科学出版社,ISBN 978-7-03-)第8页注释:"p原国际标定为101.325kPa国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)及1993年新国际標定为100.000kPa 。"但国内的中学课本包括初中物理新课标八下和高中物理新课标选修模块三,都未见数值改动

  • .中国仪表网 [引用日期]

1、冲力(F—t图象特征)→ 冲量沖量定义、物理意义

冲量在F—t图象中的意义→从定义角度求变力冲量(F对t的平均作用力)

1、定理的基本形式与表达

3、定理推论:动量变化率等于物体所受的合外力。即=ΣF 

c、某个方向上满足a或b可在此方向应用动量守恒定律

1、功的定义、标量性,功在F—S图象中的意义

2、功率定义求法和推论求法

3、能的概念、能的转化和守恒定律

b、变力的功:基本原则——过程分割与代数累积;利用F—S图象(或先寻求F对S的平均作用力)

c、解决功的“疑难杂症”时,把握“功是能量转化的量度”这一要点

b、动能定理的广泛适用性

a、保守力与耗散力(非保守力)→ 势能(定义:ΔEp = -W

b、力学领域的三种势能(重力势能、引力势能、弹性势能)及定量表达

b、条件与拓展条件(注意系统划分)

c、功能原理:系统机械能的增量等于外力与耗散内力做功的代数和

1、碰撞的概念、分类(按碰撞方向分类、按碰撞过程机械能损失分类)

碰撞的基本特征:a、动量守恒;b、位置不超越;c、动能不膨胀。

a、弹性碰撞:碰撞全程完全没有机械能损失满足——

解以上两式(注意技巧和“不合题意”解的舍弃)可得:

b、非(完全)弹性碰撞:机械能有损失(机械能损失的内部机制简介),只满足动量守恒定律

c、完全非弹性碰撞:机械能的损失达到最大限度;外部特征:碰撞后两物体连为一个整体故有

八、“广义碰撞”——物体的相互作用

1、当物体の间的相互作用时间不是很短,作用不是很强烈但系统动量仍然守恒时,碰撞的部分规律仍然适用但已不符合“碰撞的基本特征”(洳:位置可能超越、机械能可能膨胀)。此时碰撞中“不合题意”的解可能已经有意义,如弹性碰撞中v1 = v10 v2 =

2、物体之间有相对滑动时,机械能损失的重要定势:-ΔE = ΔE = f·S 其中S指相对路程。

第二讲 重要模型与专题

一、动量定理还是动能定理

物理情形:太空飞船在宇宙飞行时,和其它天体的万有引力可以忽略但是,飞船会定时遇到太空垃圾的碰撞而受到阻碍作用设单位体积的太空均匀分布垃圾n顆,每颗的平均质量为m 垃圾的运行速度可以忽略。飞船维持恒定的速率v飞行垂直速度方向的横截面积为S ,与太空垃圾的碰撞后将垃圾完全粘附住。试求飞船引擎所应提供的平均推力F

模型分析:太空垃圾的分布并不是连续的,对飞船的撞击也不连续如何正确选取研究对象,是本题的前提建议充分理解“平均”的含义,这样才能相对模糊地处理垃圾与飞船的作用过程、淡化“作用时间”和所考查的“物理过程时间”的差异物理过程需要人为截取,对象是太空垃圾

先用动量定理推论解题。

取一段时间Δt 在这段时间内,飞船要穿過体积ΔV = S·vΔt的空间遭遇nΔV颗太空垃圾,使它们获得动量ΔP 其动量变化率即是飞船应给予那部分垃圾的推力,也即飞船引擎的推力

洳果用动能定理,能不能解题呢

同样针对上面的物理过程,由于飞船要前进x = vΔt的位移引擎推力须做功W = x ,它对应飞船和被粘附的垃圾的動能增量而飞船的ΔEk为零,所以:

两个结果不一致不可能都是正确的。分析动能定理的解题我们不能发现,垃圾与飞船的碰撞是完铨非弹性的需要消耗大量的机械能,因此认为“引擎做功就等于垃圾动能增加”的观点是错误的。但在动量定理的解题中由于I = t ,由此推出的 = 必然是飞船对垃圾的平均推力再对飞船用平衡条件,的大小就是引擎推力大小了这个解没有毛病可挑,是正确的

(学生活動)思考:如图1所示,全长L、总质量为M的柔软绳子盘在一根光滑的直杆上,现用手握住绳子的一端以恒定的水平速度v将绳子拉直。忽畧地面阻力试求手的拉力F 。

解:解题思路和上面完全相同

二、动量定理的分方向应用

物理情形:三个质点A、B和C ,质量分别为m1 、m2和m3 用拉直且不可伸长的绳子AB和BC相连,静止在水平面上如图2所示,AB和BC之间的夹角为(π-α)。现对质点C施加以冲量I 方向沿BC ,试求质点A开始運动的速度

模型分析:首先,注意“开始运动”的理解它指绳子恰被拉直,有作用力和冲量产生但是绳子的方位尚未发生变化。其②对三个质点均可用动量定理,但是B质点受冲量不在一条直线上,故最为复杂可采用分方向的形式表达。其三由于两段绳子不可伸长,故三质点的瞬时速度可以寻求到两个约束关系

下面具体看解题过程——

绳拉直瞬间,AB绳对A、B两质点的冲量大小相等(方向相反)设为I1 ,BC绳对B、C两质点的冲量大小相等(方向相反)设为I2 ;设A获得速度v1(由于A受合冲量只有I1 ,方向沿AB ,故v1的反向沿AB)设B获得速度v2(由于B受合冲量为+,矢量和既不沿AB 也不沿BC方向,可设v2与AB绳夹角为〈π-β〉,如图3所示),设C获得速度v3(合冲量+沿BC方向故v3沿BC方向)。

B的动量萣理是一个矢量方程:+= m2 可化为两个分方向的标量式,即:

质点C的动量定理方程为:

六个方程解六个未知量(I1 、I2 、v1 、v2 、v3 、β)是可能的,但繁复程度非同一般。解方程要注意条理性,否则易造成混乱。建议采取如下步骤——

1、先用⑤⑥式消掉v2 、v3 使六个一级式变成四个二级式:

2、解⑶⑷式消掉β,使四个二级式变成三个三级式:

3、最后对㈠㈡㈢式消I1 、I2 ,解v1就方便多了结果为:

(学生活动:训练解方程的条悝和耐心)思考:v2的方位角β等于多少?

解:解“二级式”的⑴⑵⑶即可。⑴代入⑵消I1 得I2的表达式,将I2的表达式代入⑶就行了

三、动量守恒中的相对运动问题

物理情形:在光滑的水平地面上,有一辆车车内有一个人和N个铅球,系统原来处于静止状态现车内的人以一萣的水平速度将铅球一个一个地向车外抛出,车子和人将获得反冲速度第一过程,保持每次相对地面抛球速率均为v 直到将球抛完;第②过程,保持每次相对车子抛球速率均为v 直到将球抛完。试问:哪一过程使车子获得的速度更大

模型分析:动量守恒定律必须选取研究对象之外的第三方(或第四、第五方)为参照物,这意味着本问题不能选车子为参照。一般选地面为参照系这样对“第二过程”的鉛球动量表达,就形成了难点必须引进相对速度与绝对速度的关系。至于“第一过程”比较简单:N次抛球和将N个球一次性抛出是完全等效的。

设车和人的质量为M 每个铅球的质量为m 。由于矢量的方向落在一条直线上可以假定一个正方向后,将矢量运算化为代数运算設车速方向为正,且第一过程获得的速度大小为V1 第二过程获得的速度大小为V2 

第一过程,由于铅球每次的动量都相同可将多次抛球看成┅次抛出。车子、人和N个球动量守恒

第二过程,必须逐次考查铅球与车子(人)的作用

第一个球与(N–1)个球、人、车系统作用,完畢后设“系统”速度为u1 。值得注意的是根据运动合成法则,铅球对地的速度并不是(-v)而是(-v + u1)。它们动量守恒方程为:

第二个球與(N -2)个球、人、车系统作用完毕后,设“系统”速度为u2 它们动量守恒方程为:

第三个球与(N -2)个球、人、车系统作用,完毕后设“系统”速度为u3 。铅球对地的速度是(-v + u3)它们动量守恒方程为:

以此类推(过程注意:先找uN和uN-1关系,再看uN和v的关系不要急于化简通分)……,uN的通式已经可以找出:

不难发现①′式和②式都有N项,每项的分子都相同但①′式中每项的分母都比②式中的分母小,所以囿:V1 > V2 

结论:第一过程使车子获得的速度较大。

(学生活动)思考:质量为M的车上有n个质量均为m的人,它们静止在光滑的水平地面上现在车上的人以相对车大小恒为v、方向水平向后的初速往车下跳。第一过程N个人同时跳下;第二过程,N个人依次跳下试问:哪一次車子获得的速度较大?

解:第二过程结论和上面的模型完全相同第一过程结论为V1 =  。

答:第二过程获得速度大

四、反冲运动中的一个重偠定式

物理情形:如图4所示,长度为L、质量为M的船停止在静水中(但未抛锚)船头上有一个质量为m的人,也是静止的现在令人在船上開始向船尾走动,忽略水的阻力试问:当人走到船尾时,船将会移动多远

(学生活动)思考:人可不可能匀速(或匀加速)走动?当囚中途停下休息船有速度吗?人的全程位移大小是L吗本系统选船为参照,动量守恒吗

模型分析:动量守恒展示了已知质量情况下的速度关系,要过渡到位移关系需要引进运动学的相关规律。根据实际情况(人必须停在船尾)人的运动不可能是匀速的,也不可能是勻加速的,运动学的规律应选择S = t 为寻求时间t ,则要抓人和船的位移约束关系

对人、船系统,针对“开始走动→中间任意时刻”过程应鼡动量守恒(设末态人的速率为v ,船的速率为V)令指向船头方向为正向,则矢量关系可以化为代数运算有:

由于过程的末态是任意选取的,此式展示了人和船在任一时刻的瞬时速度大小关系而且不难推知,对中间的任一过程两者的平均速度也有这种关系。即:

设全程的时间为t 乘入①式两边,得:mt = Mt

解②、③可得:船的移动距离 S =L

(应用动量守恒解题时也可以全部都用矢量关系,但这时“位移关系”表达起来难度大一些——必须用到运动合成与分解的定式时间允许的话,可以做一个对比介绍)

人、船系统水平方向没有外力,故系統质心无加速度→系统质心无位移先求出初态系统质心(用它到船的质心的水平距离x表达。根据力矩平衡知识得:x = ),又根据末态嘚质量分布与初态比较,相对整体质心是左右对称的弄清了这一点后,求解船的质心位移易如反掌

(学生活动)思考:如图5所示,在無风的天空人抓住气球下面的绳索,和气球恰能静止平衡人和气球地质量分别为m和M ,此时人离地面高h 现在人欲沿悬索下降到地面,試问:要人充分安全地着地绳索至少要多长?

解:和模型几乎完全相同此处的绳长对应模型中的“船的长度”(“充分安全着地”的含义是不允许人脱离绳索跳跃着地)。

(学生活动)思考:如图6所示

两个倾角相同的斜面,互相倒扣着放在光滑的水平地面上小斜面茬大斜面的顶端。将它们无初速释放后小斜面下滑,大斜面后退已知大、小斜面的质量分别为M和m ,底边长分别为a和b 试求:小斜面滑箌底端时,大斜面后退的距离

解:水平方向动量守恒。解题过程从略

进阶应用:如图7所示,一个质量为M 半径为R的光滑均质半球,静置于光滑水平桌面上在球顶有一个质量为m的质点,由静止开始沿球面下滑试求:质点离开球面以前的轨迹。

解说:质点下滑半球后退,这个物理情形和上面的双斜面问题十分相似仔细分析,由于同样满足水平方向动量守恒故我们介绍的“定式”是适用的。定式解決了水平位移(位置)的问题竖直坐标则需要从数学的角度想一些办法。

为寻求轨迹方程我们需要建立一个坐标:以半球球心O为原点,沿质点滑下一侧的水平轴为x坐标、竖直轴为坐标

由于质点相对半球总是做圆周运动的(离开球面前),有必要引入相对运动中半球球惢O′的方位角θ来表达质点的瞬时位置,如图8所示

不难看出,①、②两式实际上已经是一个轨迹的参数方程为了明确轨迹的性质,我們可以将参数θ消掉,使它们成为:

这样特征就明显了:质点的轨迹是一个长、短半轴分别为R和R的椭圆。

五、功的定义式中S怎么取值

茬求解功的问题时,有时遇到力的作用点位移与受力物体的(质心)位移不等S是取力的作用点的位移,还是取物体(质心)的位移呢峩们先看下面一些事例。

1、如图9所示人用双手压在台面上推讲台,结果双手前进了一段位移而讲台未移动试问:人是否做了功?

2、在夲“部分”第3页图1的模型中求拉力做功时,S是否可以取绳子质心的位移

3、人登静止的楼梯,从一楼到二楼楼梯是否做功?

4、如图10所礻双手用等大反向的力F压固定汽缸两边的活塞,活塞移动相同距离S汽缸中封闭气体被压缩。施力者(人)是否做功

在以上四个事例Φ,S若取作用点位移只有第1、2、4例是做功的(注意第3例,楼梯支持力的作用点并未移动而只是在不停地交换作用点),S若取物体(受仂者)质心位移只有第2、3例是做功的,而且尽管第2例都做了功,数字并不相同所以,用不同的判据得出的结论出现了本质的分歧

媔对这些似是而非的“疑难杂症”,我们先回到“做功是物体能量转化的量度”这一根本点

第1例,手和讲台面摩擦生了热内能的生成必然是由人的生物能转化而来,人肯定做了功S宜取作用点的位移;

第2例,求拉力的功在前面已经阐述,S取作用点位移为佳;

第3例楼梯不需要输出任何能量,不做功S取作用点位移;

第4例,气体内能的增加必然是由人输出的压力做功,S取作用点位移

但是,如果分别鉯上四例中的受力者用动能定理第1例,人对讲台不做功S取物体质心位移;第2例,动能增量对应S取L/2时的值——物体质心位移;第4例气體宏观动能无增量,S取质心位移(第3例的分析暂时延后。)

以上分析在援引理论知识方面都没有错如何使它们统一?原来功的概念囿广义和狭义之分。在力学中功的狭义概念仅指机械能转换的量度;而在物理学中功的广义概念指除热传递外的一切能量转换的量度。所以功也可定义为能量转换的量度一个系统总能量的变化,常以系统对外做功的多少来量度能量可以是机械能、电能、热能、化学能等各种形式,也可以多种形式的能量同时发生转化由此可见,上面分析中第一个理论对应的广义的功,第二个理论对应的则是狭义的功它们都没有错误,只是在现阶段的教材中还没有将它们及时地区分开来而已

而且,我们不难归纳:求广义的功S取作用点的位移;求狭义的功,S取物体(质心)位移

那么我们在解题中如何处理呢?这里给大家几点建议: 1、抽象地讲“某某力做的功”一般指广义的功;2、讲“力对某物体做的功”常常指狭义的功;3、动能定理中的功肯定是指狭义的功

当然,求解功地问题时还要注意具体问题具体分析。如上面的第3例就相对复杂一些。如果认为所求为狭义的功S取质心位移,是做了功但结论仍然是难以令人接受的。下面我们来这樣一个处理:将复杂的形变物体(人)看成这样一个相对理想的组合:刚性物体下面连接一压缩的弹簧(如图11所示)人每一次蹬梯,腿伸直将躯体重心上举等效为弹簧将刚性物体举起。这样我们就不难发现,做功的是人的双腿而非地面人既是输出能量(生物能)的機构,也是得到能量(机械能)的机构——这里的物理情形更象是一种生物情形本题所求的功应理解为广义功为宜。

以上四例有一些共哃的特点:要么受力物体情形比较复杂(形变,不能简单地看成一个质点如第2、第3、第4例),要么施力者和受力者之间的能量转化鈈是封闭的(涉及到第三方,或机械能以外的形式如第1例)。以后当遇到这样的问题时,需要我们慎重对待

(学生活动)思考:足夠长的水平传送带维持匀速v运转。将一袋货物无初速地放上去在货物达到速度v之前,与传送带的摩擦力大小为f 对地的位移为S 。试问:求摩擦力的功时是否可以用W = fS ?

解:按一般的理解这里应指广义的功(对应传送带引擎输出的能量),所以“位移”取作用点的位移紸意,在此处有一个隐含的“交换作用点”的问题仔细分析,不难发现每一个(相对皮带不动的)作用点的位移为2S 。(另解:求货物動能的增加和与皮带摩擦生热的总和)

(学生活动)思考:如图12所示,人站在船上通过拉一根固定在铁桩的缆绳使船靠岸。试问:缆繩是否对船和人的系统做功

解:分析同上面的“第3例”。

六、机械能守恒与运动合成(分解)的综合

物理情形:如图13所示直角形的刚性杆被固定,水平和竖直部分均足够长质量分别为m1和m2的A、B两个有孔小球,串在杆上且被长为L的轻绳相连。忽略两球的大小初态时,認为它们的位置在同一高度且绳处于拉直状态。现无初速地将系统释放忽略一切摩擦,试求B球运动L/2时的速度v2 

模型分析:A、B系统机械能守恒。A、B两球的瞬时速度不等其关系可据“第三部分”知识介绍的定式(滑轮小船)去寻求。

(学生活动)A球的机械能是否守恒B球嘚机械能是否守恒?系统机械能守恒的理由是什么(两法分析:a、“微元法”判断两个WT的代数和为零;b、无非弹性碰撞无摩擦,没有其咜形式能的生成)

由“拓展条件”可以判断,A、B系统机械能守恒(设末态A球的瞬时速率为v1 )过程的方程为:

在末态,绳与水平杆的瞬時夹角为30°,设绳子的瞬时迁移速率为v 根据“第三部分”知识介绍的定式,有:

七、动量和能量的综合(一)

物理情形:如图14所示两根长度均为L的刚性轻杆,一端通过质量为m的球形铰链连接另一端分别与质量为m和2m的小球相连。将此装置的两杆合拢铰链在上、竖直地放在水平桌面上,然后轻敲一下使两小球向两边滑动,但两杆始终保持在竖直平面内忽略一切摩擦,试求:两杆夹角为90°时,质量为2m嘚小球的速度v2 

模型分析:三球系统机械能守恒、水平方向动量守恒,并注意约束关系——两杆不可伸长

(学生活动)初步判断:左边尛球和球形铰链的速度方向会怎样?

设末态(杆夹角90°)左边小球的速度为v1(方向:水平向左)球形铰链的速度为v(方向:和竖直方向夾θ角斜向左),

对题设过程,三球系统机械能守恒有:

三球系统水平方向动量守恒,有:

四个方程解四个未知量(v1 、v2 、v和θ),是可行的。推荐解方程的步骤如下——

1、③、④两式用v2替代v1和v ,代入②式解θ值,得:tgθ= 1/4 

2、在回到③、④两式,得:

(学生活动)思考:浗形铰链触地前一瞬左球、铰链和右球的速度分别是多少?

解:由两杆不可形变知三球的水平速度均为零,θ为零。一个能量方程足以解题

(学生活动)思考:当两杆夹角为90°时,右边小球的位移是多少?

解:水平方向用“反冲位移定式”,或水平方向用质心运动定律

进阶应用:在本讲模型“四、反冲……”的“进阶应用”(见图8)中,当质点m滑到方位角θ时(未脱离半球),质点的速度v的大小、方向怎样?

解说:此例综合应用运动合成、动量守恒、机械能守恒知识数学运算比较繁复,是一道考查学生各种能力和素质的难题

其中必然是沿地面向左的,为了书写方便我们设其大小为v2 ;必然是沿半球瞬时位置切线方向(垂直瞬时半径)的,设大小为v 根据矢量减法的三角形法则,可以得到(设大小为v1)的示意图如图16所示。同时我们将v1的x、分量v1x和v1也描绘在图中。

三个方程解三个未知量(v2 、v1x 、v1)是可行的,但数学运算繁复推荐步骤如下——

八、动量和能量的综合(二)

物理情形:如图17所示,在光滑的水平面上质量为M = 1 kg的平板車左端放有质量为m = 2 kg的铁块,铁块与车之间的摩擦因素μ= 0.5 开始时,车和铁块以共同速度v = 6 m/s向右运动车与右边的墙壁发生正碰,且碰撞是弹性的车身足够长,使铁块不能和墙相碰重力加速度g = 10 m/s2 ,试求:1、铁块相对车运动的总路程;2、平板车第一次碰墙后所走的总路程

本模型介绍有两对相互作用时的处理常规。能量关系介绍摩擦生热定式的应用由于过程比较复杂,动量分析还要辅助以动力学分析综合程喥较高。

由于车与墙壁的作用时短促而激烈的而铁块和车的作用是舒缓而柔和的,当两对作用同时发生时通常处理成“让短时作用完畢后,长时作用才开始”(这样可以使问题简化)在此处,车与墙壁碰撞时可以认为铁块与车的作用尚未发生,而是在车与墙作用完叻之后才开始与铁块作用。

规定向右为正向将矢量运算化为代数运算。

车第一次碰墙后车速变为-v ,然后与速度仍为v的铁块作用動量守恒,作用完毕后共同速度v1 =  =  ,因方向为正必朝墙运动。

(学生活动)车会不会达共同速度之前碰墙动力学分析:车离墙的最大位移S = ,反向加速的位移S′= ,其中a = a1 = 故S′< S ,所以车碰墙之前,必然已和铁块达到共同速度v1 

车第二次碰墙后,车速变为-v1 然后与速度仍為v1的铁块作用,动量守恒作用完毕后,共同速度v2 =  =  = 因方向为正,必朝墙运动

以此类推,我们可以概括铁块和车的运动情况——

铁块:勻减速向右→匀速向右→匀减速向右→匀速向右……

平板车:匀减速向左→匀加速向右→匀速向右→匀减速向左→匀加速向右→匀速向右……

显然只要车和铁块还有共同速度,它们总是要碰墙所以最后的稳定状态是:它们一起停在墙角(总的末动能为零)。

2、平板车向祐运动时比较复杂只要去每次向左运动的路程的两倍即可。而向左是匀减速的故

碰墙次数n→∞,代入其它数字得:ΣS = 4.05 m

(学生活动)質量为M 、程度为L的木板固定在光滑水平面上,另一个质量为m的滑块以水平初速v0冲上木板恰好能从木板的另一端滑下。现解除木板的固定(但无初速)让相同的滑块再次冲上木板,要求它仍能从另一端滑下其初速度应为多少?

第二过程应综合动量和能量关系(“恰滑下”的临界是:滑块达木板的另一端和木板具有共同速度,设为v )设新的初速度为

教材范本:龚霞玲主编《奥林匹克物理思维训练教材》,知识出版社2002年8月第一版。

例题选讲针对“教材”第七、第八章的部分例题和习题

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