八年级第一章" 动手动脑学物理 参考答案
八年级第一章 动手动脑学物理" 参考答案
动手动脑学物理 及提示 p16 动手动脑学物理参考答案:
1. 学生想出了许多办法说明桌子声是由桌面的振动引起的. 方法(1) :在桌子上固定一根弹性较好的细棍, 细棍顶端固定一根细弹簧, 弹簧上连接一个 轻质小球, 敲打桌子, 轻质小球也随着跳起舞来.
方法(2) :在桌面上撒一些碎纸屑, 用力敲打桌面, 纸屑会跳动起来.
方法(3) :把手放在桌面上, 当用力敲打桌面时, 感觉手在振动, 说明桌面在振动
2. 通过查阅资料可知, 北京到上海的铁路线距离 s1=1500 km, 快车的速度 v1=105 km/h,火 车从北京到上海所用的时间为 t1= s1 =1. 3 h v1 北京到上海的航线距离为 s2=1200 km, 大型喷气式客机的速度 v2=600 km/h,则喷气式客机 从北京到上海所用的时间为 t2= s2 =2 h v2 声音在空气中的传播速度约为 v3=340 m/s,北京到上海的距离 s3=1000 km, 声音传到上海所 用的时间为 t3= s3 =0. 8 h v3 3. 能听到两次敲打声. 第一次声音是由铁传来的, 第二次听到的声音是由铁管中的空气传来的
. 3, 会听到一次或两次敲打的声音. 具体能听到几次, 与铁管的长度有关. (一般解题时, 会把长 理解为很长或无限长) 如没听到两次声音, 师生共同讨论是否能听到一次以上的声音? 需要哪些条件? 相关知识:长铁管至少要 40 米.
,255m(本题不要求格式, 只要能计算正确就行)
5, 小, 大, 温度
动手动脑学物理 及提示p18 动手动脑学物理参考答案:
1, 有些收音机没有"STEREO MONO" 开关, 但多数立体声收音机有此开关. 尽可能观察, 并做 此实验, 体验立体声和非立体声的不同. 如果耳机不是立体声的, 将开关放在"MONO" 位置接收 信号较灵敏
. 2, 此题没有统一答案, 只是让学生看看物理知识在实际中的应用. 是做了这方面的调查就行. 助听器普及的原因是多样的:如质量越来越好, 人们的经济实力逐步提高等.
动手动脑学物理 及提示p2 动手动脑学物理参考答案:
1, 略
2, 哨子很好做, 用塑料管和竹管都可以, 只要是能改变所吹管内空气柱的长度, 就可以改变音 调.
3,250Mz, 能
, 此题知识上的要求不高, 只要做了, 提高了学习物理的积极性, 就行了.
动手动脑学物理 及提示p28 动手动脑学物理参考答案:
1, 略
2, 工厂里的电动机, 车床等. 公路上主要有汽车的发动机, 喇叭等.
3,A,C 是有效, 合理的;B 有效, 但不合理;D 是无效的, 这种装置只是监测装置.
4, 略
动手动脑学物理 及提示p30 动手动脑学物理参考答案
1, 声音的音调和音色皆有, 相比之下, 主要是根据碗的音调不同来判断的.
2,3062m
3, 略 人教物理八年级第二 动手动脑学物理 动手动脑学物理" 人教物理八年级第二章" 动动手动脑学物理 参考答案及提示 p38
1, 因为光的传播速度极大, 约为 3×108m/s,所以可以近似认为在雷电发生的同时我们就看到了 闪电, 根据声音在空气中的速度以及时间, 即可求出雷电处距观察者的距离 s=340m/s×4s=1360 m.
2, 如图所示, 井底之蛙只能看到阴影线范围内的物体.
3, 因为光是沿直线传播的, 且光不能穿过不透明物体, 所以光射到不透明物体上后, 在这个物 体的一侧就会有一个光照射不到的区域, 这就是影子.
, 射击时瞄准目标, 影子, 日食, 月食, 针孔成像等.
动手动脑学物理 参考答案及提示p 41-p 2
1, 光路如图 1 所示, 反射角为 600; 如果光垂直射到平面镜上, 反射光将按原路返回(图 2) . 2, 光路如图所示. 改变同学的座位位置, 或改变黑板的角度, 用不易反光的材料.
3, 这是一道结合实际的题. 要体验后, 再回答. 用墙作反射面, 应用了光的反射规律.
, 这也是一道结合实际的题. 要观察, 体验后再回答, 教材图中光线的反射光线如图所示: 5, 略
动手动脑学物理 参考答案及提示p 46
1,D 2,
3, . 6m, 可以在较小的房间内检查视力.
, 如图:
5, 如图:
动手动脑学物理 参考答案及提示p 49
1, 丙
2, 如图所示:
3, 解答要点: (1)光从水进入空气中, 传播方向发生改变. (2)由于折射, 看起来水底变浅. (3)看起来, 浸在水中的铅笔底部(接触杯底部分) 上浮, 在空气与水面交界处折断. 该题也 可通过画光路图说明
4, 这是一道实践性练习. 看到的两枚硬币中有一个是硬币通过水面折射而成的像, 由于折射, 水中物体看起来比实际的高一些; 另一个是通过杯水侧面水的折射而成的像(下面较大的那个) 动手动脑学物理 参考答案及提示p53
1, 这是一道实践性练习题. 可以在课上完成, 也可以在课下完成. 用各种放大镜都可以看得很 清楚. 放大镜还可以自制. 最简单的放大镜可以用透明的玻璃杯盛上水代替.
2, 白; 黑; 透过. 红色的" 光" 字将消失, 只能看到一张红色的纸. 这是因为只有红光照射, 白纸 反射红光, 红色的" 光" 字也反射红光, 进入我们眼睛的只有红色光. 只用绿光照射时, 我们将看 到
绿纸上有一个黑色的" 光" 字. 这是因为只有绿光照射, 白纸反射绿光而呈绿色, 红颜色吸收绿 光, 没有反射光, 字呈黑色.
3, 因为白色物体能反射所有色光, 这样我们就能看到彩色画面.
, 我们将只能看到一些不规则的红色色块. 这是因为绚丽多彩的油画画面由各种颜料组成, 这 些颜料中只有红颜料能反射红色光.
p57 本节的练习, 全部用调查等方式进行, 教师应对学生的调查做必要指导. #################################
第三章 透镜及其应用的" 动手动脑学物
透镜及其应用的 动手动脑学物 理" 参考答案及提示 参考答案及提示 p62
1, 拿两块透镜让学生测出焦距. 这个问题已经演示过了, 这里让再做一遍, 是让学生加深印象, 同时让他们知道, 不同的透镜焦距是不同的.
2, 焦距短的透镜偏折得更多些.
3, 把小灯泡放在凸透镜的焦点上, 小灯泡发出的光通过凸透镜后就可以变成平行光. 这里利用 了前面学过的光路可逆性.
4, 甲
5, 甲, 乙两图中都是凹透镜
动手动脑学物理 参考答案及提示p65
1, 例立
2, 缩小, 例; 放大, 例; 放大, 正.
3, 手持凸透镜在窗户和室内的白墙之间移动, 移到某个位置时, 窗框外的景物能在墙上形成一 个清晰, 倒立的像.
, 凸透镜在灯泡和白墙之间移动时, 有两个位置可以在墙上得到所画图案的清晰的像. 离灯泡 较近的位置, 像是放大的; 离灯泡较远的位置, 像是缩小的. 所成的像都是倒立的实像.
动手动脑学物理 参考答案及提示p68
1, 照相机利用了物距大于二倍焦距时物体通过凸透镜成缩小, 倒立的实像的规律; 投影仪利用 了物距大于一倍焦距小于二倍焦距时物体通过凸透镜成放大, 倒立的实像的规律; 放大镜利用了 物距小于一倍焦距时物体通过凸透镜成放大, 正立虚像的规律.
2, 玻璃瓶相当于一个柱面透镜. 当铅笔由靠近水瓶的位置向远处慢慢移动时, 透过水瓶会看到 铅笔尖逐渐变长, 到某一位置时, 铅笔尖突然改变方向. 用凸透镜做实验, 当铅笔由靠近凸透镜的位置向远处慢慢移动时, 透过凸透镜会看到铅笔逐渐 变大, 而形状保持不变, 到某一位置时, 铅笔尖也会突然改变方向. (所用的凸透镜焦距要比较 短. )
3," 傻瓜相机" 也有光圈和快门, 只不过它们都安装在机身里面. 傻瓜相机内部增加了一些电子, 机械设备, 可以根据光线的明暗程度自动调整光圈, 快门, 不需要人工调节. 傻瓜相机也能自动 聚焦, 不需用手动调焦.
动手动脑学物理 参考答案及提示p70
1, 物体到眼睛距离为 25cm 时, 正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳. 让学生们各自测出 自己眼睛的近点并且相互比较. 正常眼, 近视眼, 远视眼的近点是不同的. 近视眼的明视距离相 对正常眼要短, 而远视眼的明视距离相对正常眼要长.
2, 前, 凹. 深
3, 近视镜片中间薄, 边缘厚, 是凹透镜; 远视镜片中间厚, 边缘薄, 是凸透镜. 度数深的眼镜 镜面弯曲得较多, 度数浅的眼镜镜片相对较平.
动手动脑学物理 参考答案及提示p73
1, 略
2, 把放大倍数较大(焦距较短) 的凸透镜放在靠近眼镜的位置时, 远处物体看上去变大了; 两 个放大镜位置对调以后, 远处物体看上去变小了. 为了使远处的物体看得更清楚, 就要使物体放 大, 所以要用两个焦距不同的放大镜.
动手动脑学物理" 第五章 电流和电路
" 动手动脑学物理" 参考答案一一, 电荷p
在通常情况下, 原子核所带的正电荷与核外电子总共所带的负电荷在数量上相等, 整个原子 呈电中性. 但是, 不同物质的原子核束缚电子的本领不同, 两种不同物质相互摩擦时, 一个物体 的部分电子会转移到另一个物体上. 这样, 得到电子的物体因获得多余的电子而带负电荷, 失去 电子的物体因缺少电子而带正电荷.
二, 电流和电路 动手动脑学物理" 参考答案p
1, 此题的目的是进行" 根据电路连接实物电路" 和" 根据实际电路画电路图" 的训练. 这种训练对于 学好电学至关重要, 教师可根据学生接受情况, 适当增加一些同类的练习, 要不断遵循" 示范—— 模仿——训练" 的模式循序渐进. 不仅要在纸上" 根据电路连接实物电路" 和" 根据实际电路画电路图", 还必须在实验室进行多次 实物连线练习. " 电路图" 与" 实物连接" 之间的对应关系, 是在学生循环往复的训练中内化和落实的.
2, 这是一个比较简单的实验设计, 可在教室或实验室完成.
3, 此题的目的是让学生把所学知识跟实际生活相联系, 可作为家庭作业. 让每个学生打开手电 筒, 观察内部结构, 然后画出电路图(简单的串联电路)
4, 略
三, 串联和并联动手动脑学物理" 参考答案p
1, 这是一个设计, 连接电路的问题, 要按电路图——实物图——实际电路这样三个步骤进行. 2, 这是一个已知电路图, 连接实物电路图的练习, 目的是让学生学会看电路图, 并且能通过对 照电路图, 确定电路中对应的实物元件是怎样连接的.
3, 电路中的灯泡, 电视机, 台灯以及小彩灯整体是用并联方式连接在电路中的, 灯泡和开关之 间, 单个小彩灯之间是串联的.
, 批示灯与用电器的电路是串联的. 正常情况下, 如果指示灯亮, 说明用电器在工作; 指示灯 不亮, 说明用电器不工作.
5, 这也是一个串联电路的设计练习, 但是和实际生活联系得更紧密. 做这个练习时要注意 STS 的教育.
四, 电流的强弱动手动脑学物理" 参考答案p
1,250mA;0. 12A
2. 这道题是个简单的单位换算练习. 教师还应在此增加几个同类练习. 要尽量联系实际, 不要用"0.
3 安培等于多少毫安?" 这样的缺少物理情景的练习. 应该注意所用的数据不脱离实际. 2, 这题除了练习电流表的使用外, 仍有训练电路连接能力的目的. 应该让学生先画电路图, 然 后再连实物图, 有条件时还可以在实验室验证自己的电路(不做统一要求) . 3, 这是个读数训练. 除此之外, 有投影电流表的学校可由教师调整实验电路给出不同的电流值, 组织学生竞赛, 看谁做的又快又准.
五, 探究串, 并联电路的电流规律
1, 用电器之间不用串联用并联, 还有电压方面的原因, 这里只要求学生知道它们可以分别控制 就行了. 2, 如果开关和它控制的灯泡之间并联, 后果是很危险的. 这点要让学生说出来并画图说明. 3, 两种接法都能控制电灯, 但是规范的接法是把开关接在火线和电灯之间, 这样在关灯之后电 灯上带电的可能性就很小了. 与此类似的还有, 安装螺丝口灯泡时火线应该在灯口的中心还是接在灯口内侧的螺纹套筒上? , 因为大地也是导体, 触电者也带电, 用手去拉他, 救助者也成为触电者了, 很危险. 断开电 路或用干木棒等绝缘物挑开电线, 是要切断电路. 因为木棒是绝缘体不容易导电, 不使救助者介 入电路而发生危险了. 5, 作为开放式的问题出现, 目的是让学生注意观察生活, 勤于思考, 对自己还未了解的新事物 (这里是新仪器) 具有好奇心. 第六章 电压 电阻 一, 电压 1. 此题的目的是训练学生动手连接闭合电路, 学习用电压表测量电压的方法. 注意要求学生不 仅在纸面上会连接电路, 画电路图, 而且一定要进行动手操作训练. 课本中只给出了连接小灯泡 的情况, 实际教学中也可改用其他用电器, 如小电机, 音乐门铃等, 换一个新的用电器就是一次 新的练习, 要多动手练才行. 另外, 在如何选取量程方面也要得到训练. 2. 这是一个自制电池的设计制作型练习, 又是一个让学生学会连接电压表, 并能读取电压表上 读数的技能性训练题目. 实验时应该指导学生采用" 试触", 即在合上开关时要轻轻接触一下就断 开, 而不是一下子将开关合到底长时间不断开. " 试触" 在电学实验中很重要, 要求学生掌握这种 方法. 根据电压表上指针的方向变化, 就可判断哪个金属片是电池的正极, 哪个金属片是电池的 负极. 本题可以考虑用一定的时间让学生交流(包括让同学们互相演示) . 3. 这是个电表读数练习题. 学生已有电流表读数的基础, 注意让学生分清不同量程下 1 个小格 所代表的不同的量值, 并要求学生在记录读取的测量数据时, 务必将数值和单位一并写出. 4. 这是一个训练学生正确连接电压表的题目. 初学者在连接电路时, 容易犯顾头不顾尾的毛病, 这里的错误是只想到要将电压表并联使用的原则, 而没有注意与电源连接的问题. 5,一节干电池电压是 1. 5V, 一个铅蓄电池电压是 2V , 要求电源电压是 6V, 需干电池 4 节串联, 铅蓄电池 3 节串联. 二, 探究串联电路中电压的规律 1, 不同之处: 电流表要串联在电路中使用. 电流表本身内阻非常小, 所以绝对不允许不通过任何用电器而 直接把电流表接在电源两极, 这样, 会使通过电流表的电流过大, 烧毁电流表. 电压表要并联在电路中使用, 和哪个用电器并联, 就测哪个用电器两端电压; 和电流表不同 的是, 电压表可以不通过任何用电器直接接在电源两极上, 这时, 测量的是电源电压. 相同之处: 电流表和电压表的使用步骤基本相同, 都分为调, 选, 连, 读四步: 调——使用前先将表的指针调到" 零刻度" 的位置. 选——根据电路的实际情况选用合适的量程. 在不知实际电流或电压的情况下, 可采用" 试触" 的 方法判断是否超过量程, 注意, 试触时要接在大量程的接线柱上, 并且试触时动作迅速. 连——按照电流表和电压表的各自连接方法将表正确连入电路, 同时注意表的正, 负接线柱与电 流流向的关系, 必须保证, 电流从表的正接线柱流入, 从负接线柱流出. 读——正确读出表指针所示的数值, 读数时一定要注意选用的量程及其对应的最小刻度值. 2,2. 5V;2. 5V;6. 3V 3, 这仍是一个自制电池的设计制作型练习题. 与上节不同的是选用水果代替盐水溶液, 实验时 仍应指导学生采用" 试触" 的方法, 根据电压表上指针的方向变化, 来判断哪个金属片是电池的正 极, 哪个金属片是电池的负极. 通过学生动手操作, 选取不同的金属和不同的水果 (每个学生自愿选取两种金属和一种水果) 进行实验, 可以考虑用一定的时间让学生交流(包括让同学们互相演示), 这种交流会使学生对 不同物质所具有的共性及个性有所认识. 三, 电阻 1, 电线 2 2,24;0. 024 3, 材料; 长度;
横载面积 四, 变阻器 1. 此题的目的是继续训练学生连接闭合电路的能力, 同时学会用变阻器控制小灯泡亮度的连接 方法. 注意不仅要在纸面上会连接电路, 画电路图, 还一定要进行多次练习. 这是上面" 探究怎样 用变阻器改变灯泡的亮度" 的巩固性题目. 2. 目的同上. 将接线柱接错, 使变阻器成为一个不变的电阻. 让学生指出错误之处后, 要求学 生动手改接. 第七章 欧姆定律 一, 探究电阻上的电流跟两端电压的关系 想想议议: 课本中就电压的改变给出了改变电池节数的方法(图 6-1), 这是最简单的. 同时课本在此采 用比较开放的方式, 让学生自己想办法处理电压的改变问题, 也提到可以使用学生电源等方法, 不过没有给出具体的操作方案, 教师可以根据学校和学生的实际情况进行处理. 一般是采用滑动 变阻器进行分压(图 6-2), 由于学生已经有串联电路中电压的规律和滑动变阻器的知识做铺 垫, 因此应该鼓励学生运用这种方法. 可以让学生想一想, 为什么电路图 6-1 的设计不够合理? 另外, 应该提醒学生注意:要考虑到物理规律的客观性, 普遍性和科学性, 在实验设计中, 要采 用更换定值电阻进行反复实验的方法. 这种方法对于学习物理是不可忽视的, 本章已是第二次出 现这种处理方法. 二, 欧姆定律及其应用 1. 应用欧姆定律的计算问题. 课本中的例题已经有了铺垫, 直接将已知的物理量代入公式计算 即可. (答案:I=2. 27A) 2. 不能直接将数值代入公式计算, 先将已知的物理量的单位统一为国际单位再代入公式进行计 算. (答案:U=210V) 3. 先将已知的物理量的单位统一为国际单位再代入公式进行计算. (答案:R=8. 8 ) 4, 串联后的总电阻为 20 ,I=0. 3A 5,
(1). 因为是在并联电路中, 所以电压都相等. 所以直接用 R=U/I=24V/0. 2A=120 (2). (很麻烦, 要算很多) 先求通过 R1 的电流为:I1=U/R1=2V/80 =0. 3A I 总=I1+I2=0. 3A+0. 2A=0. 5A R 总=U/I 总=24V/0. 5A=8 1/80 +1/R2=1/8 解得:R2=120 ∴R2=120 (3). 参考: I1=U/R1=24V/80 =0. 3A, 由 R1:R2=I2:I1 得:80 :R2=0. 2A:0. 3A 解得:R2=120 6,这种说法是错误的, 电阻是导体本身的属性, 电阻的大小决定于导体的材料, 长度, 横截面积和温 度, 不随电压或电流的变化而变化 三, 测量小灯泡的电阻 1, 滑动变阻器接线柱接错, 短路接入电路, 变阻器失去改变电路电阻的作用; 电压表正负接线 柱接错了; 电压表量程也选错了, 应选用 0~3V 的量程; 2,2. 25A(计算过程中电流中间结果取三位小数, 因题目中的电流数值为两位小数. ) 3, 结论: 得出的电阻随电压的降低变小 解释: 小灯泡的灯丝是用金属钨做成的 而纯金属的电阻率虽温度的升高而升高 即温度越高, 灯丝的电阻就越大 电压越高, 灯的电功率越大, 则温度越高 随电压的降低, 灯丝的温度下降 电阻跟着减小 所以得出的电阻值会变小 四, 欧姆定律和安全用电 1. 从安全教育的角度考虑, 使学生具有安全用电的意识. 2. 电流表的内阻很小, 直接接在电源两极后, 由 I=U/R 知, 通过电流表的电流与其内阻成反比, 故电路中的电流很大, 会烧坏电流表. 2. 查找资料能力的训练. 第八章 电功率 一, 电能 1. 本书的练习侧重与生活实际相联系. 最后一问的结论是开放的. 电费的变化可能是由于费率 调整, 或用电量有变化. 2. 这也是一个开放性问题, 让学生自己去计算一下, 意在学习处理实际问题. 3. 意在学习处理实际问题. . 意在学习处理实际问题. 5. 这可以让学生自己去查, 培养学生查找资料的能力. 二, 电功率 1. 0. 005A . 2. 0. 0KW 3. 220. 26V 4. 60. 5 5. 根据 P=UI,以电能表的标定电流值为上限,U 为 220V, 计算出总功率. (如总功率需要整 数, 则用去尾法, 同学们可以想想为什么?) 6. 要用电能表测量某用电器的电功率, 需关闭其他所有的用电器, 然后数出它工作时电能表在 一段时间(如 lmin) 内转过的圈数, 根据电能表的参数换算成电能, 利用公 P=W/t 即可算出. 可以补充以下问题:把你的计算结果与用电器铭牌上标识的额定功率相比较, 计算结果准确 吗? 如果结果不同, 原因可能是什么? 估计你家中还能安装多大功率的电器? 如果随手关掉不用 的用电器(如电灯, 电风扇等), 估算一下每月可以节约多少电能? 节约的电费是多少? 二, 测量小灯泡的电功率 1, 错误或不妥之处: 滑动变阻器接法不对, 应改为" 一上一下", 电压表的正负接线柱不对. 2,1936 ;6. 25W; 暗些 3,2×109KW;2×109J; 4,87. 6KW 5, 解释 1:长度变小了, 灯泡的电阻变小, 根据 P=U^2/R,所以功率变大了 解释 2:重新搭上去的灯丝, 通电后, 发光部分比以前短了. 灯丝短了, 就是, 灯泡的电阻变小 了, 在电压不变的情况下, 电流就会增大. 功率
=电流*电压, 所以功率反而提高了. 而灯丝的 粗细(横截面) 并没有改变(灯泡出厂时, 灯丝的粗细决定它的瓦数(功率) . 所以重新搭好的 灯丝就会超过额定功率工作. 当然就要亮得多了. 不过因是超负荷运行, 所以寿命也不长了. 这 种情况只能应急处理而以. 你还是得快快换新的灯泡(光源) 吧! 第八章 电功率 四 电与热 1, 80J 2,27000J 3, 0W;24000J ,1. 1×103W; 44 5, 略 6, 略 五, 电功率和安全用电 1. 略. 2. 可以用类似的题目, 对教室或实验室所有用电器进行统计和计算. 3. 略. 4. 保险丝电阻比较大, 使得电能转化为热的功率比较大, 保险丝温度易升高, 达到熔点后就自动 熔断. 六生活用电常识 1, 用电器之间不用串联, 用并联, 还有电压方面的原因, 这里只要求学生知道它们可以分别控 制就行了. 2, 如果开关和它控制的灯泡之间并联, 后果是很危险的. 这点要让学生说出来并画图说明. 3, 两种接法都能控制电灯, 但是规范的接法是把开关接在火线和电灯之间, 这样在关灯之后电 灯上带电的可能性就很小了. 与此类似的还有, 安装螺丝口灯泡时火线应该接在灯口的中心还是接在灯口内侧的螺纹套筒 上? , 作为开放式的问题出现, 目的是让学生注意观察生活, 勤于思考, 对自己还未了解的新事物(这 里是新仪器) 具有好奇心. 第九章电与磁 一, 磁现象 二, 磁场 1. 磁感线总是从 N 极出发回到 S 极. 因此, 磁体的名称以及小磁针的指向如图 8-1 所示. 2. 根据磁体北极的定义, 指南针 N 极总是指向北方. 而指南针 N 极所指方向与磁感线方向相同, 因此课本图 8. 1-9 的上端是地理的北极, 下端是地理的南极. 磁场总是从 N 极出发回到 S 极, 因 此图 8. 1-9 的下端是磁北极, 它应该位于地理南极附近. 3. 可以让学生按照课本上介绍的方法去做, 难点是按扣在针尖上的平衡问题. 也可以把经过磁 化的铁钉(或缝衣针等物体) 放在小块塑料泡沫(或小纸船) 里, 让它浮在水面上, 铁钉一定是 指向南北方向. . 磁体的应用有很多, 如铅笔盒, 磁性门吸, 擦外层玻璃用的刷子等等. 三, 电生磁 1, 甲图左端为 S 极, 右端为 N 极; 乙图上端为 N 极, 下端为 S 极. 2, 3,小磁针的 N 极由向下转为向右 , 线管在电流的作用下产生磁性, 和磁铁一样, 在地磁场的作用下只在南北方向上停下来 5, 植物的茎根据生长方式可以分为:直立茎, 缠绕茎, 攀缘茎和匍匐茎. 缠绕茎是指茎本身缠绕于其他的支柱上升, 缠绕的方向有左旋(逆时针方向), 如:牵牛, 马兜铃和菜 豆等; 有右旋(顺时针方向), 如:忍冬等; 有的可以左右旋的, 称中性缠绕茎, 如:何首乌. 因此, 牵牛是缠绕茎. 葡萄和丝瓜是属于攀缘茎中的卷须攀缘(攀缘茎还有气生根, 叶柄, 钩刺和吸盘攀缘另外 4 种) . 葡萄属于鼠李目的葡萄科, 为藤本植物, 依靠卷须攀缘. 丝瓜属于堇菜目的葫芦科, 为攀缘草本植物, 同葡萄一样, 依靠卷须攀缘. " 新教科书") 第八章" 电与磁" 第二节" 电生磁" 的" 动手动脑学物理" 栏目中的彩色图, 都是同一张彩 色照片——牵牛花的茎. " 旧教科书" 封四中的" 封面说明" 是:"这株牵牛花茎的缠绕方向与它的生 长方向有什么关系?"" 新教科书" 以这张照片提出了这样三个问题: " 观察自然界中缠绕植物的茎和 攀援植物的卷须, 它们的缠绕方向和生长方向有什么关系? 这跟螺线管中电流的方向与其北极方 向的关系是否相同? 对于不同的植物, 这种关系都一样吗?" 当我在中学第一次面对" 旧教科书" 时, 我不时的纳闷:编者为什么将这张照片选作封面图? 封四 中的" 封面说明" 针对这一植物照片提出的问题与物理有什么关系? 我对此一直在思考, 一直在寻 找着答案" 新教科书" 在学完" 电生磁" 后, 以这张照片提出的以上三个问题. 使我从中得到启发:牵 牛花茎的缠绕方向与它的生长方向的螺旋关系似乎与物理有联系. 特别是与物理学中的" 电与磁" 联系很大, 同时也与我们的日常生活联系很大. 这种关系大到宏观宇宙空间, 小到微观世界. 可 见, 编者独具匠心. 我们只有独具慧眼. 才可略知这张照片中蕴藏着这种螺旋关系的深刻含义. 一, 自然界中缠绕植物的茎和攀援植物的卷须. 它们的缠绕方向和生长方向有什么关系 我们日常生活中也常见到一些参天大树, 而这些树之所以高大, 就是这里我们所要讲的植物的
一 种器官——茎的发达的缘故, 一般乔木类植物都是这种茎. 我们把这种背地面而生的茎叫做直立 茎. 然而, 植物并不都是直立, 高大的, 有些植物的茎本身细长而柔软, 不能直立只能缠绕在其 他物体上向上生长, 这种茎叫做缠绕茎. 如牵牛花, 金银花的茎. 另外, 还有一些植物如黄瓜, 葡萄等, 它们的茎虽然也是细长柔软的, 但它们既不能直立生长, 也不能缠绕到别的物体
上, 可 是它们却可以借着茎上生出的卷须盘卷在别的物体上从而使茎向高处生长, 这种茎叫做攀援茎. 上面我们所谈的茎都起着连接根和叶的桥梁的作用, 并在根和叶之间不停地传送着营养物质. 大家都知道, 植物的叶子有向光性运动, 植物的茎总是向上生长有" 负向地性运动", 以便得到阳 光而进行光合作用, 根总是向下生长有" 向地性运动", 以便得到水和肥料, 植物的这种向光, 向 地和负向地性等运动, 统称为" 向性运动" . 植物之所以会产生向性运动, 主要是生长素作用的结 果. 攀援植物的卷须和缠绕茎, 在接触支持物的一面生长素含量少, 生长较慢; 而对面含生长素 多, 生长较快, 因此它们就螺旋式地缠绕在支持物上. 牵牛花(Ipomoea Nil), 别名子午钟, 喇叭花, 尊金钟. 旋花科. 一年生缠绕茎草本植物, 具短 毛. 叶为心脏形, 通常三裂. 秋季开花, 花冠漏斗形, 上面有 5 个浅浅的裂隙, 花色有紫红, 粉 红, 白等色. 花期 6～10 月, 一般清晨开放, 中午闭合. 原产热带美洲, 我国各地普遍栽培供观 赏. 性喜阳光, 播种一周即可发芽, 生长茂盛, 分枝多, 常种植于庭院, 篱边, 棚下成绿帘花屏. 种子卵圆形, 有黑色, 白色, 可入药, 治水肿腹胀, 大小便不利等症. 牵牛花的茎缠绕本领非凡, 它利用茎尖的" 运动" 能够依附支架不断向上爬攀. 茎的顶端 10cm ～1 5cm 一段, 由于各个方向的表面生长速度不一致, 能在空间不断改变自己的位置, 而且始终以一 定的方向旋转着, 即做有一定方向的" 转头运动", 并以此为半径, 在其圆周内遇到依附物后, 就 会把依附物缠绕起来, 攀向高处去争取阳光和雨露. 有趣的是, 牵牛花(还有扁豆, 马兜铃, 山 药等) 向左旋转缠绕而上, 其缠绕方向为反时针方向旋转, 即它的缠绕方向和生长方向有右手性 的规律(历史上达尔文, 华莱士等大博物学家, 生物学家都观察到攀援植物的手性. 达尔文专门 写过《攀援植物的运动和习性》一书, 书中描述了 2 种攀援植物, 其中 11 种是左旋的, 这个观 察结果和我们今天的观察很接近; 而有些植物如金银花, 菟丝花, 鸡血藤等始终向右旋转, 其缠 绕方向为顺时针方向旋转, 即它的缠绕方向和生长方向有左手性的规律; 而何首乌却是" 随心所欲" 地转头, 有时左旋, 有时右旋, 也就是它的缠绕方向和生长方向是无手性的. 那么, 有手性的这些缠绕茎植物为什么会有固定的缠绕方向呢? 科学家最新研究表明, 植物旋转 缠绕的方向特性, 是它们各自的祖先遗传下来的本能. 远在亿万年以前, 有两种攀援植物的始祖, 一种生长在南半球, 一种生长在北半球. 为了获得更多的阳光和空间, 使其生长发育得更好, 它 们茎的顶端就随时朝向东升西落的太阳. 这样, 生长在南半球植物的茎就向右旋转, 生长在北半 球植物的茎则向左旋转. 经过漫长的适应, 进化过程, 它们便退步形成了各自旋转缠绕的固定的 方向. 以后, 它们虽被移植到不同的地理位置, 但其旋转缠绕的方向特性却被遗传下来而固定不 变. 而起源于赤道附近的单援植物, 由于太阳当空, 它们就不需要随太阳转动, 因而其缠绕方向 没有固定, 可随意旋转缠绕. 可见, 分清植物的左旋, 右旋在实践中具有重要意义. 若错把左旋 植物以右旋方式缠绕在支架上, 则很快就会自行脱落; 若绕的方向与其习性相同, 则会缠得更紧, 顺利向上攀援, 生长发育良好. 二, 缠绕植物的茎的缠绕方向和生长方向跟螺线管中电流的方向与其北极方向的关系是否相同? " 新教科书" 在" 电生磁" 这一节中, 首先通过奥斯特实验现象的直观演示, 使学生观察到" 通电直导 线的周围有磁场, 磁场的方向跟电流的方向有关" 的电磁现象, 同时使学生确信电流及其周围的磁 场是同时存在而不可分的事实, 以建立起电流的磁效应的概念. 然后让学生把导线缠绕成螺线管, 从各条导线产生的磁场叠加在一起, 磁场就会强得多的实验事实入手, 引出问题, 让学生自己去 探究通电螺线管外部的磁场与哪种磁体相似, 接着再探究并总结, 表述通电螺线管两极的极性与 电流方向之间的关系, 以培养学生的空间想象力和表述能力. 之后又让学生实验, 探究电磁铁磁 性的强弱与哪些因素有关, 以培养学生动手动脑的实际应用和研究能力. 笔者认为, 在以上教学 活动结束之后, 并不要求活动的主导者向活动的主体提示或给出安培定则, 而是通过学生完成" 动 手动脑学物理" 活动, 观察和研究以牵牛花的茎的照片提出的问题. 总结并表述出安培定则的内容: 用右手握住螺旋管, 让弯曲的四指指向电流的方向, 与四指垂直的大拇指所指的方向就是螺旋管 的北极, 这是判断通电螺线管磁极的方法, 这个方法叫做安培定则. 一孔之见, " 新教科书" 讲完" 电 生磁" 后, 并没有直接给出这一定
则, 其目的恐怕就是让学生学习手性的概念在物理中的应用, 学 到螺旋的手性意义的科学知识, 通过" 动手动脑学物理", 体会, 领悟科学的方法——通电螺线管 的右手螺旋定则. 同时, 让学生认识自然, 探索自然的奥秘, 还要保护自然, 利用自然, 使它为 人类造福. 可见, 新课标教材的" 新", 不仅体现在教学目标, 知识内容和教材的结构上, 更重要 的体现在理念上. 它倡导探究式的学习, 强调科学与实际, 科学与社会的联系. 让学生在有趣的 物理学习中, 学到科学知识, 体验, 领悟科学的方法, 逐步树立科学的价值观. 三, 螺旋结构是自然界最普遍的一种形状 奇妙的螺旋形是自然界中最普遍, 最基本的物质运动形式. 这种螺旋现象对于认识宇宙形态有着 重要的启迪作用, 大至涡旋星系, 小至 DNA 分子. 都是在这种螺旋线中产生. 然而, 为何大自 然对螺旋结构如此偏爱呢? 从本质上来看, 螺旋结构是在一个拥挤的空间, 例如一个生物细胞稠密的环境里, 长分子链经常 采用规则的螺旋状构造, 这不仅让信息能够紧密地结合其中, 而且能够形成一个表面, 允许其他 微粒在一定的间隔处与它相结合. 例如,DNA 的双螺旋结构允许进行 DNA 的转录和修复. 采用 螺旋结构是受空间的局限, 例如 DNA 由于受到细胞内的空间局限而采用双螺旋结构, 就像是公 寓由于空间局限而采用螺旋梯的设计一样. 在生命科学中, 生命遗传物质——脱氧核糖核酸(DNA)的结构多数都是右旋的双螺旋结构. 一 些生物, 如螺旋形细菌, 蔓生植物向上盘绕以及海螺等均以右旋占绝大多数. 在粒子世界中, 微观粒子的自旋也有左旋和右旋之分. 神奇的超导现象正是由于电子与振动晶格 的相互作用使具有相反方向自旋和角动量的电子结成" 超导态" 而产生的, 在这个意义上说, 是电 子左旋和右旋的合作成就了超导现象. 在化学中, 有一些化合物, 分子的结构不同, 化学性质也不同. 如分子结构相对简单的矿物的晶 格就有左旋和右旋的. 用眼睛观察它们的结晶体, 可明显分辩出晶格的旋向. 比如, 左旋分子结 构的薄荷脑具有独特的香味, 而右旋分子结构的薄荷脑则几乎没有这种香味. 构成味精的谷氨酸 钠分子左旋起调味作用, 右旋则无调味作用. 在药品中, 药品名称相同但手性构型不同时, 药性也不同. 如四米唑的左旋体是驱蠕虫药, 而右 旋体是抗抑郁药; 甲状腺素钠的左旋体是甲状腺激素, 而右旋体是降血脂药; 氯霉素分子向右旅 有药性, 向左旋则无药性; 左旋多巴对早期帕金森氏病有效, 右旋多巴可引起血和血尿中血红蛋 白含量增加. 在日常生活中, 我们也总会碰到许多的螺旋形物品. 常见的连接件螺栓, 它的螺纹多是右旋, 螺 纹右旋是为了便于右手安装时用力(大多数人为右撇子) . 而绞拧的绳索则多是左旋. 绳索左旋 则是因为单股用右手捻, 右手捻自然成右旋, 并合后就绞成左旋. 在气象学中, 在北半球, 低压区形成左旋的气旋, 高压区形成右旋的气旋. 南半球则正好相反. 这是受地球自转影响的原因. 破坏力极大的飓风和龙卷风都是旋转的气流, 有的是左旋, 有的是 右旋. 在宇宙中, 物质运动必然会产生磁场, 天体和磁场是不可分割的整体, 只要天体存在, 它周围就 一定有磁场存在. 各类物质结构由于运动方向的不同, 运动速度的差异, 会产生无数大小不一, 强弱不同的磁场旋涡, 这种磁场旋涡就是神秘的" 黑洞" . 由于磁场具有力和能的特征, 所以" 黑洞" 虽然构成物质密度很小, 但因为它有极快的旋转运动速度, 当组成它的物质凝聚向一个方向做有 序运动时, 便产生很大的能量和极强的引力. 宇宙中一些分散的呈气态的氢, 氧类物质和呈固态 的硅, 铁类尘埃物质, 受" 黑洞" 吸引力作用, 在" 黑洞" 附近运动方向发生变化, 向其中心高速旋进, 会形成围绕" 黑洞" 中心运动的圆形气体尘埃环. 国外有报道, 哈勃望远镜已拍摄到" 黑洞" 周围边缘 呈翘曲状的尘埃圆盘, 这就更形象地证实了" 黑洞" 的旋涡性质和真实形态以及旋涡多呈漏斗状的 特点. 如地球上大气运动产生的热带气旋——" 台风", 从卫星图上可以清晰地看到" 台风" 的圆形旋 涡状云团. 还有江河湖海中的水涡流也是圆形旋涡状的, 水涡流同样有很大的能量和吸引力, 当 物体接近时会被吸引进漩涡之中. 大自然为何偏爱螺旋形结构, 答案就是中学语文中的一篇习文. 我爱上了螺旋形 不知从何年何月开始, 我通过观察事物的各种现象, 发现自然万物都有自己天然的图形. 为了求 生存, 很多生物的身体变成最能适应环境的形状. 在千姿百态, 纷繁复杂的图形中, 最生动, 最 有魅力的要算螺旋形了. 放眼眺望, 哪里有生命, 哪里有运动, 哪里就有螺旋形的身影. 透过天文望远镜, 我看到浩瀚的银河
系是个巨大的螺旋形, 螺旋形的中心是恒星最密集的部分, 称为银核, 银核四周聚集着大量的恒星, 构成银盘, 银河系在旋转, 在运动. 呵, 多么壮观的天 体运动! 站在葡萄架下, 乍一看, 我以为葡萄的枝条和卷须互相纠缠着, 杂乱无章. 但是仔细一看, 枝茎 上的一条条卷须, 都是螺旋形的, 它们巧妙地将叶子摆在朝着阳光源的位置上, 让其进入充分的 光合作用. 螺旋形的卷须呵, 扶叶递光, 有条不紊. 自然界中的螺旋形, 奥妙无穷, 人间杰出的美术家也望尘莫及. 瞧, 公山羊头上螺旋形的犄角, 造型何等矫健; 暴风把乌云吹成螺旋形, 气势何等雄浑; 变色龙将长尾巴卷成螺旋形, 神态何等 悠闲; 鹦鹉螺壳上的螺旋彩花纹, 结构何等完美; 声音从法国号的螺旋形铜管里飘逸而出, 音色 何等悠扬. …… 四, 电磁铁 五, 电磁继电器 扬声器 1. 水位没有到达金属块 A 时, 继电器线圈没有电流通过, 它的上面两个触点接触, 工作电路中 绿灯与电源构成回路, 绿灯亮; 当水位到达金属块 A 时, 继电器线圈有电流通过, 它的下面两个 触点接触, 工作电路中红灯与电源构成回路, 红灯亮. 2. 温度升高时, 水银面上升, 当水银面上升到与金属丝接触时, 电磁铁线圈就有电流流过, 产 生磁性吸引触点开关使之闭合, 这时工作电路就形成了一个回路, 电铃就响起来了. 3. 接通电源后, 电磁铁吸引衔铁, 敲击铃碗发声, 但同时铃碗与螺钉分离, 通过线圈的电路断 开, 电磁铁失去磁性, 衔铁由于弹性回到初始位置, 这时铃碗与螺钉又接触, 线圈的电路闭合, 电磁铁又吸引衔铁, 敲击铃碗发声……,如此往复, 电铃就不断发出声音. 蜂鸣器的连接如图 8 -2 所示. 六, 电动机 1, 转子; 定子; 通电; 磁场 2,25A;11KWh(度) 3, 这个问题对初中学生来说可能比较难, 只要能说出改变电流方向使电动机反转就可以了. 电 路如图所示. 参考图: , 按课本要求, 让学生自己课后调查家庭及社会中电动机的使用情况. 七, 磁生电 1, 后两种情况都能产生感应电流 2, 略 3, 手摇发电机的电流是交流电, 所以手摇发电机灯泡忽明忽暗, 手电筒的是直流电, 所以手电 筒灯泡持续发光. 4, 振动; 运动; 感应电流 5, 略 6,50;0. 02;50 第十章 信息的传递 一, 现代顺风耳——电话 1. 电话的种类很多, 学生能举出两三种就可以了. 录音电话机是一种和录音机结合在一起的电 话机. 这种电话机具有自动应答和录音功能. 当录音电话机接收到呼叫时, 若振铃数次而无人摘 机应答, 它就向对方发送主人留言, 并启动录音装置, 记录对方讲话. 投币电话机, 是一种具有 投币控制和通话计费功能的电话机. 另外, 还有移动电话机, 无绳电话机, 这在本章第三节中都 有介绍. 2. 略. 3. 通过此题锻炼学生学以致用的能力. 不要求他们记忆这些功能, 只要通过各种途径知道一两 项功能就行. 最好学生能试一试这些功能. " 程控电话有很多功能, 如来电显示, 是指接到电话的一方, 可以通过电话的显示屏看到打来 电话的电话号码. 三方通话就是办理了此项业务的用户, 当与甲通话时, 如需第三者加入, 可在 不中断与甲方通话的情况下, 拨叫第三者, 实现三方共同通话或分别与两方通话. 遇忙回叫, 是 当用户拨叫对方电话遇到忙音时, 使用此业务, 可不再拨号, 等待对方电话空闲时, 即能自动回 叫接通. 缩位拨号, 是利用较短的缩位号码来代替原来的电话号码, 进行拨号. 这样既可以节省 时间, 又可以减少拨号错误. . 这项活动非常有趣, 鼓励学生们做做. 二, 电磁波的海洋 1. 此题要求学生知道波长, 频率和速度的关系, 根据 C=λf 得出此立体声广播的波长是 3. 08m . 2. 学生通过此题可以认识收音机选台指示盘上的数字, 单位, 了解其物理意义. 可以使学生把 所学的电磁波的频率和波长的知识与实际联系起来, 具体化. 同时加深对电磁波的速度等于光速 的印象. 3. 雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备. 电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射, 雷达就是利用电磁波的这个特性 工作的. 波长越短的电磁波, 传播的直线性越好, 反射性能越强, 因此雷达用的是微波. 雷达的天线可以转动, 它向一定的方向发射不连续的无线电波(叫做脉冲), 每次发射的时 间不超过 ls, 两次发射的时间间隔约为这个时间的 100 倍, 这样, 发射出去的无线电波遇到障 碍物后返回时, 可以在这个时间间隔内被天线接收, 测出从发射无线电波到收到反射波的时间, 就可以求得障碍物的距离, 再根据发射电波的方向和仰角, 便能确定障碍物的位置了. 实际上, 障碍物的距离等情况是由雷达的指示器直接显示出来的. 当雷达向目标发射无线电 波时, 在指示器的荧光屏上呈现一个尖形脉冲; 在收到反射回来的无线电波时, 在荧光屏上呈现 第二个尖形 11
脉冲(图 9-3) . 根据两个脉冲的间隔可以直接从荧光屏上的刻度读出障碍物的距离. 现代雷达往往和计算机相连, 直接对数据进行处理. 利用雷达可以探测飞机, 舰艇, 导弹等军事目标, 还可以用来为飞机, 船只导航. " 隐形飞机" 是一种先进的军用飞机, 可以防止被雷达发现. 隐行飞机用的主要是吸波材料, 它的功能是通过吸收, 散射和干涉等多种方式使材料表面的电磁波能量转换成其他形式的能量, 从而减少飞机对电磁波的反射, 使雷达很难发现它. 4. 略. 三, 广播, 电视和移动通信 1. 略. 2. 如果电视机没有 A,V 字样的插孔, 可以把 VCD 机或录像机送来的信号加到电视机后面的射 频输入上. "audioin" 指音频输入,"audioout" 指音频输出,"videoin" 指视频输入,"videoout" 指视 频输出. 3. 68 频道的频道范围是 950MHZ ～958MHZ, 根据 C=λf,可以计算出其波长范围是 0. 32m ～ 0. 31m, 是分米数量级, 所以 68 频道属于" 分米波" . 四, 越来越宽的信息之路 1. 延迟时间是 0. 2s . 由于电磁波传播的速度太快, 市内电话相互之间的距离近, 电磁波传播造 成的延迟时间太短, 人们根本感觉不到. 2. 波长最短的红外线的频率大约相当于电视广播第二频道频率的 1×107 倍 3略
1
12
八年级第一章" 动手动脑学物理 参考答案
八年级第一章 动手动脑学物理" 参考答案
动手动脑学物理 及提示 p16 动手动脑学物理参考答案:
1. 学生想出了许多办法说明桌子声是由桌面的振动引起的. 方法(1) :在桌子上固定一根弹性较好的细棍, 细棍顶端固定一根细弹簧, 弹簧上连接一个 轻质小球, 敲打桌子, 轻质小球也随着跳起舞来.
方法(2) :在桌面上撒一些碎纸屑, 用力敲打桌面, 纸屑会跳动起来.
方法(3) :把手放在桌面上, 当用力敲打桌面时, 感觉手在振动, 说明桌面在振动
2. 通过查阅资料可知, 北京到上海的铁路线距离 s1=1500 km, 快车的速度 v1=105 km/h,火 车从北京到上海所用的时间为 t1= s1 =1. 3 h v1 北京到上海的航线距离为 s2=1200 km, 大型喷气式客机的速度 v2=600 km/h,则喷气式客机 从北京到上海所用的时间为 t2= s2 =2 h v2 声音在空气中的传播速度约为 v3=340 m/s,北京到上海的距离 s3=1000 km, 声音传到上海所 用的时间为 t3= s3 =0. 8 h v3 3. 能听到两次敲打声. 第一次声音是由铁传来的, 第二次听到的声音是由铁管中的空气传来的
. 3, 会听到一次或两次敲打的声音. 具体能听到几次, 与铁管的长度有关. (一般解题时, 会把长 理解为很长或无限长) 如没听到两次声音, 师生共同讨论是否能听到一次以上的声音? 需要哪些条件? 相关知识:长铁管至少要 40 米.
,255m(本题不要求格式, 只要能计算正确就行)
5, 小, 大, 温度
动手动脑学物理 及提示p18 动手动脑学物理参考答案:
1, 有些收音机没有"STEREO MONO" 开关, 但多数立体声收音机有此开关. 尽可能观察, 并做 此实验, 体验立体声和非立体声的不同. 如果耳机不是立体声的, 将开关放在"MONO" 位置接收 信号较灵敏
. 2, 此题没有统一答案, 只是让学生看看物理知识在实际中的应用. 是做了这方面的调查就行. 助听器普及的原因是多样的:如质量越来越好, 人们的经济实力逐步提高等.
动手动脑学物理 及提示p2 动手动脑学物理参考答案:
1, 略
2, 哨子很好做, 用塑料管和竹管都可以, 只要是能改变所吹管内空气柱的长度, 就可以改变音 调.
3,250Mz, 能
, 此题知识上的要求不高, 只要做了, 提高了学习物理的积极性, 就行了.
动手动脑学物理 及提示p28 动手动脑学物理参考答案:
1, 略
2, 工厂里的电动机, 车床等. 公路上主要有汽车的发动机, 喇叭等.
3,A,C 是有效, 合理的;B 有效, 但不合理;D 是无效的, 这种装置只是监测装置.
4, 略
动手动脑学物理 及提示p30 动手动脑学物理参考答案
1, 声音的音调和音色皆有, 相比之下, 主要是根据碗的音调不同来判断的.
2,3062m
3, 略 人教物理八年级第二 动手动脑学物理 动手动脑学物理" 人教物理八年级第二章" 动动手动脑学物理 参考答案及提示 p38
1, 因为光的传播速度极大, 约为 3×108m/s,所以可以近似认为在雷电发生的同时我们就看到了 闪电, 根据声音在空气中的速度以及时间, 即可求出雷电处距观察者的距离 s=340m/s×4s=1360 m.
2, 如图所示, 井底之蛙只能看到阴影线范围内的物体.
3, 因为光是沿直线传播的, 且光不能穿过不透明物体, 所以光射到不透明物体上后, 在这个物 体的一侧就会有一个光照射不到的区域, 这就是影子.
, 射击时瞄准目标, 影子, 日食, 月食, 针孔成像等.
动手动脑学物理 参考答案及提示p 41-p 2
1, 光路如图 1 所示, 反射角为 600; 如果光垂直射到平面镜上, 反射光将按原路返回(图 2) . 2, 光路如图所示. 改变同学的座位位置, 或改变黑板的角度, 用不易反光的材料.
3, 这是一道结合实际的题. 要体验后, 再回答. 用墙作反射面, 应用了光的反射规律.
, 这也是一道结合实际的题. 要观察, 体验后再回答, 教材图中光线的反射光线如图所示: 5, 略
动手动脑学物理 参考答案及提示p 46
1,D 2,
3, . 6m, 可以在较小的房间内检查视力.
, 如图:
5, 如图:
动手动脑学物理 参考答案及提示p 49
1, 丙
2, 如图所示:
3, 解答要点: (1)光从水进入空气中, 传播方向发生改变. (2)由于折射, 看起来水底变浅. (3)看起来, 浸在水中的铅笔底部(接触杯底部分) 上浮, 在空气与水面交界处折断. 该题也 可通过画光路图说明
4, 这是一道实践性练习. 看到的两枚硬币中有一个是硬币通过水面折射而成的像, 由于折射, 水中物体看起来比实际的高一些; 另一个是通过杯水侧面水的折射而成的像(下面较大的那个) 动手动脑学物理 参考答案及提示p53
1, 这是一道实践性练习题. 可以在课上完成, 也可以在课下完成. 用各种放大镜都可以看得很 清楚. 放大镜还可以自制. 最简单的放大镜可以用透明的玻璃杯盛上水代替.
2, 白; 黑; 透过. 红色的" 光" 字将消失, 只能看到一张红色的纸. 这是因为只有红光照射, 白纸 反射红光, 红色的" 光" 字也反射红光, 进入我们眼睛的只有红色光. 只用绿光照射时, 我们将看 到
绿纸上有一个黑色的" 光" 字. 这是因为只有绿光照射, 白纸反射绿光而呈绿色, 红颜色吸收绿 光, 没有反射光, 字呈黑色.
3, 因为白色物体能反射所有色光, 这样我们就能看到彩色画面.
, 我们将只能看到一些不规则的红色色块. 这是因为绚丽多彩的油画画面由各种颜料组成, 这 些颜料中只有红颜料能反射红色光.
p57 本节的练习, 全部用调查等方式进行, 教师应对学生的调查做必要指导. #################################
第三章 透镜及其应用的" 动手动脑学物
透镜及其应用的 动手动脑学物 理" 参考答案及提示 参考答案及提示 p62
1, 拿两块透镜让学生测出焦距. 这个问题已经演示过了, 这里让再做一遍, 是让学生加深印象, 同时让他们知道, 不同的透镜焦距是不同的.
2, 焦距短的透镜偏折得更多些.
3, 把小灯泡放在凸透镜的焦点上, 小灯泡发出的光通过凸透镜后就可以变成平行光. 这里利用 了前面学过的光路可逆性.
4, 甲
5, 甲, 乙两图中都是凹透镜
动手动脑学物理 参考答案及提示p65
1, 例立
2, 缩小, 例; 放大, 例; 放大, 正.
3, 手持凸透镜在窗户和室内的白墙之间移动, 移到某个位置时, 窗框外的景物能在墙上形成一 个清晰, 倒立的像.
, 凸透镜在灯泡和白墙之间移动时, 有两个位置可以在墙上得到所画图案的清晰的像. 离灯泡 较近的位置, 像是放大的; 离灯泡较远的位置, 像是缩小的. 所成的像都是倒立的实像.
动手动脑学物理 参考答案及提示p68
1, 照相机利用了物距大于二倍焦距时物体通过凸透镜成缩小, 倒立的实像的规律; 投影仪利用 了物距大于一倍焦距小于二倍焦距时物体通过凸透镜成放大, 倒立的实像的规律; 放大镜利用了 物距小于一倍焦距时物体通过凸透镜成放大, 正立虚像的规律.
2, 玻璃瓶相当于一个柱面透镜. 当铅笔由靠近水瓶的位置向远处慢慢移动时, 透过水瓶会看到 铅笔尖逐渐变长, 到某一位置时, 铅笔尖突然改变方向. 用凸透镜做实验, 当铅笔由靠近凸透镜的位置向远处慢慢移动时, 透过凸透镜会看到铅笔逐渐 变大, 而形状保持不变, 到某一位置时, 铅笔尖也会突然改变方向. (所用的凸透镜焦距要比较 短. )
3," 傻瓜相机" 也有光圈和快门, 只不过它们都安装在机身里面. 傻瓜相机内部增加了一些电子, 机械设备, 可以根据光线的明暗程度自动调整光圈, 快门, 不需要人工调节. 傻瓜相机也能自动 聚焦, 不需用手动调焦.
动手动脑学物理 参考答案及提示p70
1, 物体到眼睛距离为 25cm 时, 正常眼睛观察近处物体最清晰而又不疲劳. 让学生们各自测出 自己眼睛的近点并且相互比较. 正常眼, 近视眼, 远视眼的近点是不同的. 近视眼的明视距离相 对正常眼要短, 而远视眼的明视距离相对正常眼要长.
2, 前, 凹. 深
3, 近视镜片中间薄, 边缘厚, 是凹透镜; 远视镜片中间厚, 边缘薄, 是凸透镜. 度数深的眼镜 镜面弯曲得较多, 度数浅的眼镜镜片相对较平.
动手动脑学物理 参考答案及提示p73
1, 略
2, 把放大倍数较大(焦距较短) 的凸透镜放在靠近眼镜的位置时, 远处物体看上去变大了; 两 个放大镜位置对调以后, 远处物体看上去变小了. 为了使远处的物体看得更清楚, 就要使物体放 大, 所以要用两个焦距不同的放大镜.
动手动脑学物理" 第五章 电流和电路
" 动手动脑学物理" 参考答案一一, 电荷p
在通常情况下, 原子核所带的正电荷与核外电子总共所带的负电荷在数量上相等, 整个原子 呈电中性. 但是, 不同物质的原子核束缚电子的本领不同, 两种不同物质相互摩擦时, 一个物体 的部分电子会转移到另一个物体上. 这样, 得到电子的物体因获得多余的电子而带负电荷, 失去 电子的物体因缺少电子而带正电荷.
二, 电流和电路 动手动脑学物理" 参考答案p
1, 此题的目的是进行" 根据电路连接实物电路" 和" 根据实际电路画电路图" 的训练. 这种训练对于 学好电学至关重要, 教师可根据学生接受情况, 适当增加一些同类的练习, 要不断遵循" 示范—— 模仿——训练" 的模式循序渐进. 不仅要在纸上" 根据电路连接实物电路" 和" 根据实际电路画电路图", 还必须在实验室进行多次 实物连线练习. " 电路图" 与" 实物连接" 之间的对应关系, 是在学生循环往复的训练中内化和落实的.
2, 这是一个比较简单的实验设计, 可在教室或实验室完成.
3, 此题的目的是让学生把所学知识跟实际生活相联系, 可作为家庭作业. 让每个学生打开手电 筒, 观察内部结构, 然后画出电路图(简单的串联电路)
4, 略
三, 串联和并联动手动脑学物理" 参考答案p
1, 这是一个设计, 连接电路的问题, 要按电路图——实物图——实际电路这样三个步骤进行. 2, 这是一个已知电路图, 连接实物电路图的练习, 目的是让学生学会看电路图, 并且能通过对 照电路图, 确定电路中对应的实物元件是怎样连接的.
3, 电路中的灯泡, 电视机, 台灯以及小彩灯整体是用并联方式连接在电路中的, 灯泡和开关之 间, 单个小彩灯之间是串联的.
, 批示灯与用电器的电路是串联的. 正常情况下, 如果指示灯亮, 说明用电器在工作; 指示灯 不亮, 说明用电器不工作.
5, 这也是一个串联电路的设计练习, 但是和实际生活联系得更紧密. 做这个练习时要注意 STS 的教育.
四, 电流的强弱动手动脑学物理" 参考答案p
1,250mA;0. 12A
2. 这道题是个简单的单位换算练习. 教师还应在此增加几个同类练习. 要尽量联系实际, 不要用"0.
3 安培等于多少毫安?" 这样的缺少物理情景的练习. 应该注意所用的数据不脱离实际. 2, 这题除了练习电流表的使用外, 仍有训练电路连接能力的目的. 应该让学生先画电路图, 然 后再连实物图, 有条件时还可以在实验室验证自己的电路(不做统一要求) . 3, 这是个读数训练. 除此之外, 有投影电流表的学校可由教师调整实验电路给出不同的电流值, 组织学生竞赛, 看谁做的又快又准.
五, 探究串, 并联电路的电流规律
1, 用电器之间不用串联用并联, 还有电压方面的原因, 这里只要求学生知道它们可以分别控制 就行了. 2, 如果开关和它控制的灯泡之间并联, 后果是很危险的. 这点要让学生说出来并画图说明. 3, 两种接法都能控制电灯, 但是规范的接法是把开关接在火线和电灯之间, 这样在关灯之后电 灯上带电的可能性就很小了. 与此类似的还有, 安装螺丝口灯泡时火线应该在灯口的中心还是接在灯口内侧的螺纹套筒上? , 因为大地也是导体, 触电者也带电, 用手去拉他, 救助者也成为触电者了, 很危险. 断开电 路或用干木棒等绝缘物挑开电线, 是要切断电路. 因为木棒是绝缘体不容易导电, 不使救助者介 入电路而发生危险了. 5, 作为开放式的问题出现, 目的是让学生注意观察生活, 勤于思考, 对自己还未了解的新事物 (这里是新仪器) 具有好奇心. 第六章 电压 电阻 一, 电压 1. 此题的目的是训练学生动手连接闭合电路, 学习用电压表测量电压的方法. 注意要求学生不 仅在纸面上会连接电路, 画电路图, 而且一定要进行动手操作训练. 课本中只给出了连接小灯泡 的情况, 实际教学中也可改用其他用电器, 如小电机, 音乐门铃等, 换一个新的用电器就是一次 新的练习, 要多动手练才行. 另外, 在如何选取量程方面也要得到训练. 2. 这是一个自制电池的设计制作型练习, 又是一个让学生学会连接电压表, 并能读取电压表上 读数的技能性训练题目. 实验时应该指导学生采用" 试触", 即在合上开关时要轻轻接触一下就断 开, 而不是一下子将开关合到底长时间不断开. " 试触" 在电学实验中很重要, 要求学生掌握这种 方法. 根据电压表上指针的方向变化, 就可判断哪个金属片是电池的正极, 哪个金属片是电池的 负极. 本题可以考虑用一定的时间让学生交流(包括让同学们互相演示) . 3. 这是个电表读数练习题. 学生已有电流表读数的基础, 注意让学生分清不同量程下 1 个小格 所代表的不同的量值, 并要求学生在记录读取的测量数据时, 务必将数值和单位一并写出. 4. 这是一个训练学生正确连接电压表的题目. 初学者在连接电路时, 容易犯顾头不顾尾的毛病, 这里的错误是只想到要将电压表并联使用的原则, 而没有注意与电源连接的问题. 5,一节干电池电压是 1. 5V, 一个铅蓄电池电压是 2V , 要求电源电压是 6V, 需干电池 4 节串联, 铅蓄电池 3 节串联. 二, 探究串联电路中电压的规律 1, 不同之处: 电流表要串联在电路中使用. 电流表本身内阻非常小, 所以绝对不允许不通过任何用电器而 直接把电流表接在电源两极, 这样, 会使通过电流表的电流过大, 烧毁电流表. 电压表要并联在电路中使用, 和哪个用电器并联, 就测哪个用电器两端电压; 和电流表不同 的是, 电压表可以不通过任何用电器直接接在电源两极上, 这时, 测量的是电源电压. 相同之处: 电流表和电压表的使用步骤基本相同, 都分为调, 选, 连, 读四步: 调——使用前先将表的指针调到" 零刻度" 的位置. 选——根据电路的实际情况选用合适的量程. 在不知实际电流或电压的情况下, 可采用" 试触" 的 方法判断是否超过量程, 注意, 试触时要接在大量程的接线柱上, 并且试触时动作迅速. 连——按照电流表和电压表的各自连接方法将表正确连入电路, 同时注意表的正, 负接线柱与电 流流向的关系, 必须保证, 电流从表的正接线柱流入, 从负接线柱流出. 读——正确读出表指针所示的数值, 读数时一定要注意选用的量程及其对应的最小刻度值. 2,2. 5V;2. 5V;6. 3V 3, 这仍是一个自制电池的设计制作型练习题. 与上节不同的是选用水果代替盐水溶液, 实验时 仍应指导学生采用" 试触" 的方法, 根据电压表上指针的方向变化, 来判断哪个金属片是电池的正 极, 哪个金属片是电池的负极. 通过学生动手操作, 选取不同的金属和不同的水果 (每个学生自愿选取两种金属和一种水果) 进行实验, 可以考虑用一定的时间让学生交流(包括让同学们互相演示), 这种交流会使学生对 不同物质所具有的共性及个性有所认识. 三, 电阻 1, 电线 2 2,24;0. 024 3, 材料; 长度;
横载面积 四, 变阻器 1. 此题的目的是继续训练学生连接闭合电路的能力, 同时学会用变阻器控制小灯泡亮度的连接 方法. 注意不仅要在纸面上会连接电路, 画电路图, 还一定要进行多次练习. 这是上面" 探究怎样 用变阻器改变灯泡的亮度" 的巩固性题目. 2. 目的同上. 将接线柱接错, 使变阻器成为一个不变的电阻. 让学生指出错误之处后, 要求学 生动手改接. 第七章 欧姆定律 一, 探究电阻上的电流跟两端电压的关系 想想议议: 课本中就电压的改变给出了改变电池节数的方法(图 6-1), 这是最简单的. 同时课本在此采 用比较开放的方式, 让学生自己想办法处理电压的改变问题, 也提到可以使用学生电源等方法, 不过没有给出具体的操作方案, 教师可以根据学校和学生的实际情况进行处理. 一般是采用滑动 变阻器进行分压(图 6-2), 由于学生已经有串联电路中电压的规律和滑动变阻器的知识做铺 垫, 因此应该鼓励学生运用这种方法. 可以让学生想一想, 为什么电路图 6-1 的设计不够合理? 另外, 应该提醒学生注意:要考虑到物理规律的客观性, 普遍性和科学性, 在实验设计中, 要采 用更换定值电阻进行反复实验的方法. 这种方法对于学习物理是不可忽视的, 本章已是第二次出 现这种处理方法. 二, 欧姆定律及其应用 1. 应用欧姆定律的计算问题. 课本中的例题已经有了铺垫, 直接将已知的物理量代入公式计算 即可. (答案:I=2. 27A) 2. 不能直接将数值代入公式计算, 先将已知的物理量的单位统一为国际单位再代入公式进行计 算. (答案:U=210V) 3. 先将已知的物理量的单位统一为国际单位再代入公式进行计算. (答案:R=8. 8 ) 4, 串联后的总电阻为 20 ,I=0. 3A 5,
(1). 因为是在并联电路中, 所以电压都相等. 所以直接用 R=U/I=24V/0. 2A=120 (2). (很麻烦, 要算很多) 先求通过 R1 的电流为:I1=U/R1=2V/80 =0. 3A I 总=I1+I2=0. 3A+0. 2A=0. 5A R 总=U/I 总=24V/0. 5A=8 1/80 +1/R2=1/8 解得:R2=120 ∴R2=120 (3). 参考: I1=U/R1=24V/80 =0. 3A, 由 R1:R2=I2:I1 得:80 :R2=0. 2A:0. 3A 解得:R2=120 6,这种说法是错误的, 电阻是导体本身的属性, 电阻的大小决定于导体的材料, 长度, 横截面积和温 度, 不随电压或电流的变化而变化 三, 测量小灯泡的电阻 1, 滑动变阻器接线柱接错, 短路接入电路, 变阻器失去改变电路电阻的作用; 电压表正负接线 柱接错了; 电压表量程也选错了, 应选用 0~3V 的量程; 2,2. 25A(计算过程中电流中间结果取三位小数, 因题目中的电流数值为两位小数. ) 3, 结论: 得出的电阻随电压的降低变小 解释: 小灯泡的灯丝是用金属钨做成的 而纯金属的电阻率虽温度的升高而升高 即温度越高, 灯丝的电阻就越大 电压越高, 灯的电功率越大, 则温度越高 随电压的降低, 灯丝的温度下降 电阻跟着减小 所以得出的电阻值会变小 四, 欧姆定律和安全用电 1. 从安全教育的角度考虑, 使学生具有安全用电的意识. 2. 电流表的内阻很小, 直接接在电源两极后, 由 I=U/R 知, 通过电流表的电流与其内阻成反比, 故电路中的电流很大, 会烧坏电流表. 2. 查找资料能力的训练. 第八章 电功率 一, 电能 1. 本书的练习侧重与生活实际相联系. 最后一问的结论是开放的. 电费的变化可能是由于费率 调整, 或用电量有变化. 2. 这也是一个开放性问题, 让学生自己去计算一下, 意在学习处理实际问题. 3. 意在学习处理实际问题. . 意在学习处理实际问题. 5. 这可以让学生自己去查, 培养学生查找资料的能力. 二, 电功率 1. 0. 005A . 2. 0. 0KW 3. 220. 26V 4. 60. 5 5. 根据 P=UI,以电能表的标定电流值为上限,U 为 220V, 计算出总功率. (如总功率需要整 数, 则用去尾法, 同学们可以想想为什么?) 6. 要用电能表测量某用电器的电功率, 需关闭其他所有的用电器, 然后数出它工作时电能表在 一段时间(如 lmin) 内转过的圈数, 根据电能表的参数换算成电能, 利用公 P=W/t 即可算出. 可以补充以下问题:把你的计算结果与用电器铭牌上标识的额定功率相比较, 计算结果准确 吗? 如果结果不同, 原因可能是什么? 估计你家中还能安装多大功率的电器? 如果随手关掉不用 的用电器(如电灯, 电风扇等), 估算一下每月可以节约多少电能? 节约的电费是多少? 二, 测量小灯泡的电功率 1, 错误或不妥之处: 滑动变阻器接法不对, 应改为" 一上一下", 电压表的正负接线柱不对. 2,1936 ;6. 25W; 暗些 3,2×109KW;2×109J; 4,87. 6KW 5, 解释 1:长度变小了, 灯泡的电阻变小, 根据 P=U^2/R,所以功率变大了 解释 2:重新搭上去的灯丝, 通电后, 发光部分比以前短了. 灯丝短了, 就是, 灯泡的电阻变小 了, 在电压不变的情况下, 电流就会增大. 功率
=电流*电压, 所以功率反而提高了. 而灯丝的 粗细(横截面) 并没有改变(灯泡出厂时, 灯丝的粗细决定它的瓦数(功率) . 所以重新搭好的 灯丝就会超过额定功率工作. 当然就要亮得多了. 不过因是超负荷运行, 所以寿命也不长了. 这 种情况只能应急处理而以. 你还是得快快换新的灯泡(光源) 吧! 第八章 电功率 四 电与热 1, 80J 2,27000J 3, 0W;24000J ,1. 1×103W; 44 5, 略 6, 略 五, 电功率和安全用电 1. 略. 2. 可以用类似的题目, 对教室或实验室所有用电器进行统计和计算. 3. 略. 4. 保险丝电阻比较大, 使得电能转化为热的功率比较大, 保险丝温度易升高, 达到熔点后就自动 熔断. 六生活用电常识 1, 用电器之间不用串联, 用并联, 还有电压方面的原因, 这里只要求学生知道它们可以分别控 制就行了. 2, 如果开关和它控制的灯泡之间并联, 后果是很危险的. 这点要让学生说出来并画图说明. 3, 两种接法都能控制电灯, 但是规范的接法是把开关接在火线和电灯之间, 这样在关灯之后电 灯上带电的可能性就很小了. 与此类似的还有, 安装螺丝口灯泡时火线应该接在灯口的中心还是接在灯口内侧的螺纹套筒 上? , 作为开放式的问题出现, 目的是让学生注意观察生活, 勤于思考, 对自己还未了解的新事物(这 里是新仪器) 具有好奇心. 第九章电与磁 一, 磁现象 二, 磁场 1. 磁感线总是从 N 极出发回到 S 极. 因此, 磁体的名称以及小磁针的指向如图 8-1 所示. 2. 根据磁体北极的定义, 指南针 N 极总是指向北方. 而指南针 N 极所指方向与磁感线方向相同, 因此课本图 8. 1-9 的上端是地理的北极, 下端是地理的南极. 磁场总是从 N 极出发回到 S 极, 因 此图 8. 1-9 的下端是磁北极, 它应该位于地理南极附近. 3. 可以让学生按照课本上介绍的方法去做, 难点是按扣在针尖上的平衡问题. 也可以把经过磁 化的铁钉(或缝衣针等物体) 放在小块塑料泡沫(或小纸船) 里, 让它浮在水面上, 铁钉一定是 指向南北方向. . 磁体的应用有很多, 如铅笔盒, 磁性门吸, 擦外层玻璃用的刷子等等. 三, 电生磁 1, 甲图左端为 S 极, 右端为 N 极; 乙图上端为 N 极, 下端为 S 极. 2, 3,小磁针的 N 极由向下转为向右 , 线管在电流的作用下产生磁性, 和磁铁一样, 在地磁场的作用下只在南北方向上停下来 5, 植物的茎根据生长方式可以分为:直立茎, 缠绕茎, 攀缘茎和匍匐茎. 缠绕茎是指茎本身缠绕于其他的支柱上升, 缠绕的方向有左旋(逆时针方向), 如:牵牛, 马兜铃和菜 豆等; 有右旋(顺时针方向), 如:忍冬等; 有的可以左右旋的, 称中性缠绕茎, 如:何首乌. 因此, 牵牛是缠绕茎. 葡萄和丝瓜是属于攀缘茎中的卷须攀缘(攀缘茎还有气生根, 叶柄, 钩刺和吸盘攀缘另外 4 种) . 葡萄属于鼠李目的葡萄科, 为藤本植物, 依靠卷须攀缘. 丝瓜属于堇菜目的葫芦科, 为攀缘草本植物, 同葡萄一样, 依靠卷须攀缘. " 新教科书") 第八章" 电与磁" 第二节" 电生磁" 的" 动手动脑学物理" 栏目中的彩色图, 都是同一张彩 色照片——牵牛花的茎. " 旧教科书" 封四中的" 封面说明" 是:"这株牵牛花茎的缠绕方向与它的生 长方向有什么关系?"" 新教科书" 以这张照片提出了这样三个问题: " 观察自然界中缠绕植物的茎和 攀援植物的卷须, 它们的缠绕方向和生长方向有什么关系? 这跟螺线管中电流的方向与其北极方 向的关系是否相同? 对于不同的植物, 这种关系都一样吗?" 当我在中学第一次面对" 旧教科书" 时, 我不时的纳闷:编者为什么将这张照片选作封面图? 封四 中的" 封面说明" 针对这一植物照片提出的问题与物理有什么关系? 我对此一直在思考, 一直在寻 找着答案" 新教科书" 在学完" 电生磁" 后, 以这张照片提出的以上三个问题. 使我从中得到启发:牵 牛花茎的缠绕方向与它的生长方向的螺旋关系似乎与物理有联系. 特别是与物理学中的" 电与磁" 联系很大, 同时也与我们的日常生活联系很大. 这种关系大到宏观宇宙空间, 小到微观世界. 可 见, 编者独具匠心. 我们只有独具慧眼. 才可略知这张照片中蕴藏着这种螺旋关系的深刻含义. 一, 自然界中缠绕植物的茎和攀援植物的卷须. 它们的缠绕方向和生长方向有什么关系 我们日常生活中也常见到一些参天大树, 而这些树之所以高大, 就是这里我们所要讲的植物的
一 种器官——茎的发达的缘故, 一般乔木类植物都是这种茎. 我们把这种背地面而生的茎叫做直立 茎. 然而, 植物并不都是直立, 高大的, 有些植物的茎本身细长而柔软, 不能直立只能缠绕在其 他物体上向上生长, 这种茎叫做缠绕茎. 如牵牛花, 金银花的茎. 另外, 还有一些植物如黄瓜, 葡萄等, 它们的茎虽然也是细长柔软的, 但它们既不能直立生长, 也不能缠绕到别的物体
上, 可 是它们却可以借着茎上生出的卷须盘卷在别的物体上从而使茎向高处生长, 这种茎叫做攀援茎. 上面我们所谈的茎都起着连接根和叶的桥梁的作用, 并在根和叶之间不停地传送着营养物质. 大家都知道, 植物的叶子有向光性运动, 植物的茎总是向上生长有" 负向地性运动", 以便得到阳 光而进行光合作用, 根总是向下生长有" 向地性运动", 以便得到水和肥料, 植物的这种向光, 向 地和负向地性等运动, 统称为" 向性运动" . 植物之所以会产生向性运动, 主要是生长素作用的结 果. 攀援植物的卷须和缠绕茎, 在接触支持物的一面生长素含量少, 生长较慢; 而对面含生长素 多, 生长较快, 因此它们就螺旋式地缠绕在支持物上. 牵牛花(Ipomoea Nil), 别名子午钟, 喇叭花, 尊金钟. 旋花科. 一年生缠绕茎草本植物, 具短 毛. 叶为心脏形, 通常三裂. 秋季开花, 花冠漏斗形, 上面有 5 个浅浅的裂隙, 花色有紫红, 粉 红, 白等色. 花期 6～10 月, 一般清晨开放, 中午闭合. 原产热带美洲, 我国各地普遍栽培供观 赏. 性喜阳光, 播种一周即可发芽, 生长茂盛, 分枝多, 常种植于庭院, 篱边, 棚下成绿帘花屏. 种子卵圆形, 有黑色, 白色, 可入药, 治水肿腹胀, 大小便不利等症. 牵牛花的茎缠绕本领非凡, 它利用茎尖的" 运动" 能够依附支架不断向上爬攀. 茎的顶端 10cm ～1 5cm 一段, 由于各个方向的表面生长速度不一致, 能在空间不断改变自己的位置, 而且始终以一 定的方向旋转着, 即做有一定方向的" 转头运动", 并以此为半径, 在其圆周内遇到依附物后, 就 会把依附物缠绕起来, 攀向高处去争取阳光和雨露. 有趣的是, 牵牛花(还有扁豆, 马兜铃, 山 药等) 向左旋转缠绕而上, 其缠绕方向为反时针方向旋转, 即它的缠绕方向和生长方向有右手性 的规律(历史上达尔文, 华莱士等大博物学家, 生物学家都观察到攀援植物的手性. 达尔文专门 写过《攀援植物的运动和习性》一书, 书中描述了 2 种攀援植物, 其中 11 种是左旋的, 这个观 察结果和我们今天的观察很接近; 而有些植物如金银花, 菟丝花, 鸡血藤等始终向右旋转, 其缠 绕方向为顺时针方向旋转, 即它的缠绕方向和生长方向有左手性的规律; 而何首乌却是" 随心所欲" 地转头, 有时左旋, 有时右旋, 也就是它的缠绕方向和生长方向是无手性的. 那么, 有手性的这些缠绕茎植物为什么会有固定的缠绕方向呢? 科学家最新研究表明, 植物旋转 缠绕的方向特性, 是它们各自的祖先遗传下来的本能. 远在亿万年以前, 有两种攀援植物的始祖, 一种生长在南半球, 一种生长在北半球. 为了获得更多的阳光和空间, 使其生长发育得更好, 它 们茎的顶端就随时朝向东升西落的太阳. 这样, 生长在南半球植物的茎就向右旋转, 生长在北半 球植物的茎则向左旋转. 经过漫长的适应, 进化过程, 它们便退步形成了各自旋转缠绕的固定的 方向. 以后, 它们虽被移植到不同的地理位置, 但其旋转缠绕的方向特性却被遗传下来而固定不 变. 而起源于赤道附近的单援植物, 由于太阳当空, 它们就不需要随太阳转动, 因而其缠绕方向 没有固定, 可随意旋转缠绕. 可见, 分清植物的左旋, 右旋在实践中具有重要意义. 若错把左旋 植物以右旋方式缠绕在支架上, 则很快就会自行脱落; 若绕的方向与其习性相同, 则会缠得更紧, 顺利向上攀援, 生长发育良好. 二, 缠绕植物的茎的缠绕方向和生长方向跟螺线管中电流的方向与其北极方向的关系是否相同? " 新教科书" 在" 电生磁" 这一节中, 首先通过奥斯特实验现象的直观演示, 使学生观察到" 通电直导 线的周围有磁场, 磁场的方向跟电流的方向有关" 的电磁现象, 同时使学生确信电流及其周围的磁 场是同时存在而不可分的事实, 以建立起电流的磁效应的概念. 然后让学生把导线缠绕成螺线管, 从各条导线产生的磁场叠加在一起, 磁场就会强得多的实验事实入手, 引出问题, 让学生自己去 探究通电螺线管外部的磁场与哪种磁体相似, 接着再探究并总结, 表述通电螺线管两极的极性与 电流方向之间的关系, 以培养学生的空间想象力和表述能力. 之后又让学生实验, 探究电磁铁磁 性的强弱与哪些因素有关, 以培养学生动手动脑的实际应用和研究能力. 笔者认为, 在以上教学 活动结束之后, 并不要求活动的主导者向活动的主体提示或给出安培定则, 而是通过学生完成" 动 手动脑学物理" 活动, 观察和研究以牵牛花的茎的照片提出的问题. 总结并表述出安培定则的内容: 用右手握住螺旋管, 让弯曲的四指指向电流的方向, 与四指垂直的大拇指所指的方向就是螺旋管 的北极, 这是判断通电螺线管磁极的方法, 这个方法叫做安培定则. 一孔之见, " 新教科书" 讲完" 电 生磁" 后, 并没有直接给出这一定
则, 其目的恐怕就是让学生学习手性的概念在物理中的应用, 学 到螺旋的手性意义的科学知识, 通过" 动手动脑学物理", 体会, 领悟科学的方法——通电螺线管 的右手螺旋定则. 同时, 让学生认识自然, 探索自然的奥秘, 还要保护自然, 利用自然, 使它为 人类造福. 可见, 新课标教材的" 新", 不仅体现在教学目标, 知识内容和教材的结构上, 更重要 的体现在理念上. 它倡导探究式的学习, 强调科学与实际, 科学与社会的联系. 让学生在有趣的 物理学习中, 学到科学知识, 体验, 领悟科学的方法, 逐步树立科学的价值观. 三, 螺旋结构是自然界最普遍的一种形状 奇妙的螺旋形是自然界中最普遍, 最基本的物质运动形式. 这种螺旋现象对于认识宇宙形态有着 重要的启迪作用, 大至涡旋星系, 小至 DNA 分子. 都是在这种螺旋线中产生. 然而, 为何大自 然对螺旋结构如此偏爱呢? 从本质上来看, 螺旋结构是在一个拥挤的空间, 例如一个生物细胞稠密的环境里, 长分子链经常 采用规则的螺旋状构造, 这不仅让信息能够紧密地结合其中, 而且能够形成一个表面, 允许其他 微粒在一定的间隔处与它相结合. 例如,DNA 的双螺旋结构允许进行 DNA 的转录和修复. 采用 螺旋结构是受空间的局限, 例如 DNA 由于受到细胞内的空间局限而采用双螺旋结构, 就像是公 寓由于空间局限而采用螺旋梯的设计一样. 在生命科学中, 生命遗传物质——脱氧核糖核酸(DNA)的结构多数都是右旋的双螺旋结构. 一 些生物, 如螺旋形细菌, 蔓生植物向上盘绕以及海螺等均以右旋占绝大多数. 在粒子世界中, 微观粒子的自旋也有左旋和右旋之分. 神奇的超导现象正是由于电子与振动晶格 的相互作用使具有相反方向自旋和角动量的电子结成" 超导态" 而产生的, 在这个意义上说, 是电 子左旋和右旋的合作成就了超导现象. 在化学中, 有一些化合物, 分子的结构不同, 化学性质也不同. 如分子结构相对简单的矿物的晶 格就有左旋和右旋的. 用眼睛观察它们的结晶体, 可明显分辩出晶格的旋向. 比如, 左旋分子结 构的薄荷脑具有独特的香味, 而右旋分子结构的薄荷脑则几乎没有这种香味. 构成味精的谷氨酸 钠分子左旋起调味作用, 右旋则无调味作用. 在药品中, 药品名称相同但手性构型不同时, 药性也不同. 如四米唑的左旋体是驱蠕虫药, 而右 旋体是抗抑郁药; 甲状腺素钠的左旋体是甲状腺激素, 而右旋体是降血脂药; 氯霉素分子向右旅 有药性, 向左旋则无药性; 左旋多巴对早期帕金森氏病有效, 右旋多巴可引起血和血尿中血红蛋 白含量增加. 在日常生活中, 我们也总会碰到许多的螺旋形物品. 常见的连接件螺栓, 它的螺纹多是右旋, 螺 纹右旋是为了便于右手安装时用力(大多数人为右撇子) . 而绞拧的绳索则多是左旋. 绳索左旋 则是因为单股用右手捻, 右手捻自然成右旋, 并合后就绞成左旋. 在气象学中, 在北半球, 低压区形成左旋的气旋, 高压区形成右旋的气旋. 南半球则正好相反. 这是受地球自转影响的原因. 破坏力极大的飓风和龙卷风都是旋转的气流, 有的是左旋, 有的是 右旋. 在宇宙中, 物质运动必然会产生磁场, 天体和磁场是不可分割的整体, 只要天体存在, 它周围就 一定有磁场存在. 各类物质结构由于运动方向的不同, 运动速度的差异, 会产生无数大小不一, 强弱不同的磁场旋涡, 这种磁场旋涡就是神秘的" 黑洞" . 由于磁场具有力和能的特征, 所以" 黑洞" 虽然构成物质密度很小, 但因为它有极快的旋转运动速度, 当组成它的物质凝聚向一个方向做有 序运动时, 便产生很大的能量和极强的引力. 宇宙中一些分散的呈气态的氢, 氧类物质和呈固态 的硅, 铁类尘埃物质, 受" 黑洞" 吸引力作用, 在" 黑洞" 附近运动方向发生变化, 向其中心高速旋进, 会形成围绕" 黑洞" 中心运动的圆形气体尘埃环. 国外有报道, 哈勃望远镜已拍摄到" 黑洞" 周围边缘 呈翘曲状的尘埃圆盘, 这就更形象地证实了" 黑洞" 的旋涡性质和真实形态以及旋涡多呈漏斗状的 特点. 如地球上大气运动产生的热带气旋——" 台风", 从卫星图上可以清晰地看到" 台风" 的圆形旋 涡状云团. 还有江河湖海中的水涡流也是圆形旋涡状的, 水涡流同样有很大的能量和吸引力, 当 物体接近时会被吸引进漩涡之中. 大自然为何偏爱螺旋形结构, 答案就是中学语文中的一篇习文. 我爱上了螺旋形 不知从何年何月开始, 我通过观察事物的各种现象, 发现自然万物都有自己天然的图形. 为了求 生存, 很多生物的身体变成最能适应环境的形状. 在千姿百态, 纷繁复杂的图形中, 最生动, 最 有魅力的要算螺旋形了. 放眼眺望, 哪里有生命, 哪里有运动, 哪里就有螺旋形的身影. 透过天文望远镜, 我看到浩瀚的银河
系是个巨大的螺旋形, 螺旋形的中心是恒星最密集的部分, 称为银核, 银核四周聚集着大量的恒星, 构成银盘, 银河系在旋转, 在运动. 呵, 多么壮观的天 体运动! 站在葡萄架下, 乍一看, 我以为葡萄的枝条和卷须互相纠缠着, 杂乱无章. 但是仔细一看, 枝茎 上的一条条卷须, 都是螺旋形的, 它们巧妙地将叶子摆在朝着阳光源的位置上, 让其进入充分的 光合作用. 螺旋形的卷须呵, 扶叶递光, 有条不紊. 自然界中的螺旋形, 奥妙无穷, 人间杰出的美术家也望尘莫及. 瞧, 公山羊头上螺旋形的犄角, 造型何等矫健; 暴风把乌云吹成螺旋形, 气势何等雄浑; 变色龙将长尾巴卷成螺旋形, 神态何等 悠闲; 鹦鹉螺壳上的螺旋彩花纹, 结构何等完美; 声音从法国号的螺旋形铜管里飘逸而出, 音色 何等悠扬. …… 四, 电磁铁 五, 电磁继电器 扬声器 1. 水位没有到达金属块 A 时, 继电器线圈没有电流通过, 它的上面两个触点接触, 工作电路中 绿灯与电源构成回路, 绿灯亮; 当水位到达金属块 A 时, 继电器线圈有电流通过, 它的下面两个 触点接触, 工作电路中红灯与电源构成回路, 红灯亮. 2. 温度升高时, 水银面上升, 当水银面上升到与金属丝接触时, 电磁铁线圈就有电流流过, 产 生磁性吸引触点开关使之闭合, 这时工作电路就形成了一个回路, 电铃就响起来了. 3. 接通电源后, 电磁铁吸引衔铁, 敲击铃碗发声, 但同时铃碗与螺钉分离, 通过线圈的电路断 开, 电磁铁失去磁性, 衔铁由于弹性回到初始位置, 这时铃碗与螺钉又接触, 线圈的电路闭合, 电磁铁又吸引衔铁, 敲击铃碗发声……,如此往复, 电铃就不断发出声音. 蜂鸣器的连接如图 8 -2 所示. 六, 电动机 1, 转子; 定子; 通电; 磁场 2,25A;11KWh(度) 3, 这个问题对初中学生来说可能比较难, 只要能说出改变电流方向使电动机反转就可以了. 电 路如图所示. 参考图: , 按课本要求, 让学生自己课后调查家庭及社会中电动机的使用情况. 七, 磁生电 1, 后两种情况都能产生感应电流 2, 略 3, 手摇发电机的电流是交流电, 所以手摇发电机灯泡忽明忽暗, 手电筒的是直流电, 所以手电 筒灯泡持续发光. 4, 振动; 运动; 感应电流 5, 略 6,50;0. 02;50 第十章 信息的传递 一, 现代顺风耳——电话 1. 电话的种类很多, 学生能举出两三种就可以了. 录音电话机是一种和录音机结合在一起的电 话机. 这种电话机具有自动应答和录音功能. 当录音电话机接收到呼叫时, 若振铃数次而无人摘 机应答, 它就向对方发送主人留言, 并启动录音装置, 记录对方讲话. 投币电话机, 是一种具有 投币控制和通话计费功能的电话机. 另外, 还有移动电话机, 无绳电话机, 这在本章第三节中都 有介绍. 2. 略. 3. 通过此题锻炼学生学以致用的能力. 不要求他们记忆这些功能, 只要通过各种途径知道一两 项功能就行. 最好学生能试一试这些功能. " 程控电话有很多功能, 如来电显示, 是指接到电话的一方, 可以通过电话的显示屏看到打来 电话的电话号码. 三方通话就是办理了此项业务的用户, 当与甲通话时, 如需第三者加入, 可在 不中断与甲方通话的情况下, 拨叫第三者, 实现三方共同通话或分别与两方通话. 遇忙回叫, 是 当用户拨叫对方电话遇到忙音时, 使用此业务, 可不再拨号, 等待对方电话空闲时, 即能自动回 叫接通. 缩位拨号, 是利用较短的缩位号码来代替原来的电话号码, 进行拨号. 这样既可以节省 时间, 又可以减少拨号错误. . 这项活动非常有趣, 鼓励学生们做做. 二, 电磁波的海洋 1. 此题要求学生知道波长, 频率和速度的关系, 根据 C=λf 得出此立体声广播的波长是 3. 08m . 2. 学生通过此题可以认识收音机选台指示盘上的数字, 单位, 了解其物理意义. 可以使学生把 所学的电磁波的频率和波长的知识与实际联系起来, 具体化. 同时加深对电磁波的速度等于光速 的印象. 3. 雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备. 电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射, 雷达就是利用电磁波的这个特性 工作的. 波长越短的电磁波, 传播的直线性越好, 反射性能越强, 因此雷达用的是微波. 雷达的天线可以转动, 它向一定的方向发射不连续的无线电波(叫做脉冲), 每次发射的时 间不超过 ls, 两次发射的时间间隔约为这个时间的 100 倍, 这样, 发射出去的无线电波遇到障 碍物后返回时, 可以在这个时间间隔内被天线接收, 测出从发射无线电波到收到反射波的时间, 就可以求得障碍物的距离, 再根据发射电波的方向和仰角, 便能确定障碍物的位置了. 实际上, 障碍物的距离等情况是由雷达的指示器直接显示出来的. 当雷达向目标发射无线电 波时, 在指示器的荧光屏上呈现一个尖形脉冲; 在收到反射回来的无线电波时, 在荧光屏上呈现 第二个尖形 11
脉冲(图 9-3) . 根据两个脉冲的间隔可以直接从荧光屏上的刻度读出障碍物的距离. 现代雷达往往和计算机相连, 直接对数据进行处理. 利用雷达可以探测飞机, 舰艇, 导弹等军事目标, 还可以用来为飞机, 船只导航. " 隐形飞机" 是一种先进的军用飞机, 可以防止被雷达发现. 隐行飞机用的主要是吸波材料, 它的功能是通过吸收, 散射和干涉等多种方式使材料表面的电磁波能量转换成其他形式的能量, 从而减少飞机对电磁波的反射, 使雷达很难发现它. 4. 略. 三, 广播, 电视和移动通信 1. 略. 2. 如果电视机没有 A,V 字样的插孔, 可以把 VCD 机或录像机送来的信号加到电视机后面的射 频输入上. "audioin" 指音频输入,"audioout" 指音频输出,"videoin" 指视频输入,"videoout" 指视 频输出. 3. 68 频道的频道范围是 950MHZ ～958MHZ, 根据 C=λf,可以计算出其波长范围是 0. 32m ～ 0. 31m, 是分米数量级, 所以 68 频道属于" 分米波" . 四, 越来越宽的信息之路 1. 延迟时间是 0. 2s . 由于电磁波传播的速度太快, 市内电话相互之间的距离近, 电磁波传播造 成的延迟时间太短, 人们根本感觉不到. 2. 波长最短的红外线的频率大约相当于电视广播第二频道频率的 1×107 倍 3略
1
12