论述物理知识在体育运动中的运用 在体育训练和竞技中，运动员的奔跑、跳跃、投掷、推拉、击打、蹬踢等运动都包含着丰富而深奥的物理学知识。如果运动员懂得这些知识并加以运用，必会对自己的运动成绩和竞技水平产生事半功倍的效果。特别是作为一名体校的物理教师，在讲授课本内容的时候，不失时机地穿插讲解一些物理学知识点在体育中的运用，必会提高学生参入运动的积极性，使他们感到学有所用、学有所得，便于巩固学到的科学文化知识，最终达到完成教育教学任务的目的。下面我来论述物理知识在体育运动中的一些运用。 一、“速度”的概念在体育运动中的运用 速度表示物体在单位时间内通过的路程。单位时间内通过的路程越长，物体运动的越快，反之，越慢。比赛场上的大多数运动，几乎都与速度的快慢有关联。比如径赛和短道速滑等项目，运动员的比赛成绩都是通过用时的多少来确定。裁判员根据运动员到达终点时消耗时间的多少来决定最终的名次，用时少的速度就快些;而银幕前和比赛现场的观众 则特别关注跑或游在最前面的运动员，他们是根据在相同的时间内跑或游的路程长短来判断快慢。 体校教师经常会参与各种级别运动会的计时工作，每次赛前培训会议上，裁判长总会强调，掐表的时候一定要注意观察，看到发令枪“冒烟”迅速开始计时。物理教师当然知道 其中的奥妙，因此，在讲授速度的概念时，以此为例，告知学生，空气中声音的传播速度是340m/s，光的传播速度是30万公里/秒，然后引导学生思考，学生们运用速度的概念 经过简单的计算，马上就会明白其中的道理。 竞技体育不仅是实力的比拼，更是战术的博弈。而利用速度的变化制定实施的战术最为常见，也最为简单有效，并且被广泛运用于各类竞技项目中。 比如，篮球比赛中，球员突然启动或者停止甩开防守，行进间急停跳投，假动作快慢集合扰乱防守人的节奏，快攻中加速奔跑摆脱防守等等，都是通过速度的改变来达到目的。还有马拉松比赛，平静漫长的奔跑过程，是实力的对抗，更是智慧的较量，2004年雅典 奥运会，我国选手孙英杰虽然只获得一万米长跑的第六名，但正是在她的高质量变速领跑下，消耗了对手的体力，我国另一位运动员邢慧娜匀速跟跑，保存了体力，最终赢得一万米长跑的奥运会金牌。 二、“弹性形变”在体育运动中的运用 弹性形变是指物体受到外力作用后，形状发生改变，当外力消失后，物体逐渐恢复原有形状，这样的形变称之为弹性形变。
科幻电影中的物理现象[技巧] 论述科幻电影中的物理现象 学院:文学院 专业:汉语言文学四班 姓名:杨九丽 学号:110101119 论述科幻电影中的物理现象科幻电影中的“可能”与“不可能” 如果用科学去解读电影，会发现很多电影中有很多的“可能”和“不可能”。《超时空接触》，也谈到了超时空转移，可见人们对这种技术的兴趣历久不衰，皆因在爱因斯坦的相对论中，没有任何东西可快过光速，所以，关于人类要实现星际飞行的梦想，必须要依靠时空的瞬间转移了。 所谓“瞬间转移”技术，就是将人、物体、信息或者数据瞬间从一个地方消失。再在另一个地方将之重新现形。瞬间的概念是指这个旅行过程中的时间和空间将会消失，我们可以从一个地点瞬间到达另一地点，不需要走一段物理路线，或者说在一个地方消失，同时在另一个地方重现。其实这曾经是科学大师爱因斯坦提出的理论，也就是把物体化解为能量，传送到遥远的地方，然后再把能量还原为物体。10年前，科学界认为这是不可能的事。但是或许爱因斯坦的这个理论真的不可能，但是目前的研究表明从另一个角度理解却也是可能的。1993年3月，瞬间转移终于走出科幻小说，变成了理论上的可能。当时，美国物理学家查尔斯?贝尼特和 I BM的一个研究小组证实，瞬间转移是可行的。自那以后，科学家利用光子作了大量试验，证明瞬 间转移事实上是可行的。1997年，美国的泽林格尔教授证明，光粒子可以同时瞬间转移很长的距离。1998年，加州技术研究所的物理学家和欧洲的两个研究小
组把瞬间转移的设想变成了现实，他们把一个光子在同轴光缆上成功地瞬间转移了一米。正如预测的那样，当光子被成功复制后，原始光子就不存在了。 然而，用远程瞬间传物模式进行人类和其他物体试验目前似乎还遥遥无期。出生于马来西亚的林平奎教授称，要将生物进行瞬间转移传输，仍是遥不可及的事情。林博士承认:“我们的实验与科幻片仍有些区别。我们暂时只能遥距传送激光中的光子，还不能将物件瞬间转移。”林博士发表了许多有价值的论文，他表示，他研究的目标是证明瞬间转移是可以做到的，这对未来技术的发展是有用的。他介绍说，普通人在预测一个足球的运行路线或者飞机在哪里着陆，靠的都是牛顿物理学理论，但在量子世界，一个比原子世界还要小的世界，物理学的一般经验就站不住脚了，你会发现很多奇妙的事情发生，粒子好像可以同时出现在不同的地方。物理学家们把量子的状态称作“超自然的”。科学家们下一步研究的重点是，把体积比光子大的实质物体，瞬间传送到远地。林博士说:“原则上我认为可行，但可能是一千年后的事。打个比喻，我们现在发明的，只能算是算盘(量子瞬间转移)，要制造超级电脑(生物体瞬间转移)，这条路仍很漫长。” 所以，目前为止，瞬间转移对于具体的人、物体、信息仍是“不可能”的。 当然，除了《超时空接触》中的瞬间转移外，许多科幻电影中大都具有“物理因素”，自然，其中的“可能”“不可能”因素也更多。 仔细研究《功夫足球》，会发现，虽然电影让人看得过瘾，但是如果足球踢到这个份上，球要不就飞上了外太空，脱离地球引力再也回不来了，要不就是还没来得及飞出去，就被一脚踢爆了。因为按照球飞出去的抛物线和功夫足球中球从飞出到落地的时间推算，球最高点达到了1万5千800多公里，早就脱离了大气散逸层，脱离了地心引力，永远地飞入了外太空，不可能再回到地面了。 哈利?波特的隐身斗篷是一个现实光学问题，我们都注意到了日常生活中常见的光学现象，光线运动方向会发生改变。完美隐身就是通过改变光线的路径，使光
50个一学就会的物理小魔术 1、鸡蛋透视 魔术演示：魔术师拿出一支蜡烛，用打火机点燃。接着，魔术师又拿出一个小碗，再将瓶中的清水倒入小碗备用。魔术师拿出一枚鸡蛋，对观众说：“下面，我就要用一种神秘的方法，对这枚鸡蛋进行透视。”魔术师将鸡蛋拿到烛火上方熏烤，鸡蛋逐渐变黑，很快，鸡蛋蛋壳全部变成黑色。魔术师将这个被熏得乌黑的“黑蛋”轻轻放入水碗中，奇异的景象马上出现了：鸡蛋入水之后，乌黑的鸡蛋立刻变得透明，一层透明的物质，包裹着黑色的内核，仿佛是一颗硕大的水晶浸泡在水中，简直妙不可言！ 魔术揭秘：这个魔术是一种物理现象。被蜡烛熏黑的鸡蛋放入水中，之所以会出现“透视”现象，是因为经过蜡烛熏烤，由于燃烧不充分，鸡蛋的表面出现了碳层，形成非亲水界面，于是中间形成一层空气层，在水中反射光线导致的光影，并非直的透视。 2、水油之恋 魔术演示：魔术师将两个杯子放到桌子上，两个杯子分别盛装玫瑰色和金黄色的液体，魔术师又拿出一个小塑料片，盖在盛有玫瑰色液体的玻璃杯口上，然后，魔术师将这个玻璃杯翻转过来，倒扣在盛有金黄色液体的玻璃杯上。稍稍停顿之后，魔术师轻轻地将塑料片向外移动一下，这时，奇妙的景象出现了：玫瑰色液体沿着杯壁静静地向下流淌，流到下面的玻璃杯中，下面杯子里的金黄色液体也在无声地上升。金黄色液体越来越多，玫瑰色液体流到下面杯子里，出现圆润的葡萄状颗粒，几分钟之后，魔术师抽去小塑料片，金黄色液体全部上升到上面的杯子里。这时候，魔术师用两手用力顶住两个杯子，将两个杯子平放，两个杯子里顿时呈现出不可思议的景象：两个杯子的液体中出现数个褐色的巨大而均匀的颗粒，在玫瑰色的背景衬托下给人如梦如幻的感觉。 魔术揭秘：魔术师事先向一个杯子里注入清水，然后加入少许高锰酸钾片剂，用玻璃棒搅拌，使之充分溶解，制成玫瑰色的高锰酸钾水溶液，然后再将食用油倒入另一个玻璃杯中，表演的时候，直接拿出这两杯液体就可以了。因为食用油和水的密度不同，水的密度大于食用油的密度，因此将盛有高锰酸钾水溶液的杯子倒扣在盛有食用油的杯子上面，移动塑料片之后，高锰酸钾水溶液就会沿着杯壁流到下面的杯中，同时将密度较小的食用油排挤到上面的杯子里，从而发生两种液体的置换。最后魔术师抽走塑料片，将两个杯子平放，两种液体混合在一起，呈现出奇异的景象。虽然水与油不相融合，但在这个节目中，水与油相互依恋，缠缠绵绵，表演效果很好。 3、意念燃灯 魔术演示：魔术师将一个灯泡拧到灯头上，将灯头插到插座上，接通电源，灯泡亮起来，证明灯泡无异常。魔术师手执灯泡发功，并说：“亮！”灯泡立刻就亮起来。魔术师又喊：“灭！”灯泡立刻就灭了。如此反复多次。 魔术揭秘：魔术师所用灯泡为LED特制灯泡。灯泡内有一个磁力开关，外界磁铁能直接影响灯泡的开关，磁铁靠近磁戒时，灯泡发光。魔术师手戴一枚磁戒，通过磁戒影响该灯泡的明灭。 4、听话的小瓶 魔术演示：魔术师拿出一个盛满水的塑料瓶，瓶子里有一个小玻璃瓶。魔术师说：“大家看到了，在这个塑料瓶中，有一个小玻璃瓶，那是我的小宝贝，很听话的。”魔术师对着瓶子说一句：“宝贝上去！”只见这个小玻璃瓶径直上升，直到瓶口。“宝贝下来！”魔术师又下达
体育中的物理知识 情景扫描（人物事件的描述） 机械运动是自然界中最简单、最基本的运动形态。各种各样的机械运动随处可见；在我们从事体育活动时，我们不仅让体育器材做着各种运动，我们自己也在不停地进行着机械运动。我们运用运动学知识不仅可以来解释很多的运动现象，还可以指导我们从事各种运动，以达到更好的运动效果： 在游泳池里我们如何获得前进的动力？短跑为什么要采用蹲踞的姿势？在运动场上和实力相当的对手进行拔河比赛时，如何才能做到稳操胜券？在推铅球时如何才能推得更远？等等。 动感地带（设计的问题） 一年一度的全校运动会就要开始了，传统的拔河比赛将率先举行，从同学的身高体重来看，各个班都差不多，力气也应大小相当，如何才能在势均力敌中胜出？这是我们在准备比赛的过程中首先应搞清楚的。 问题1：拔河比赛比什么？是哪边拉力大哪边赢吗？ 问题2：我们在拔河时，我们向前运动还是向后运动由什么因素决定？ 问题3：比赛中，我们所受的摩擦力大小与哪些因素有关？如何增大摩擦力？ 十几位同学如何用力合力才最大？ 实践活动（安排活动） 问题1： 理论分析：很多人会说：当然是比哪一队的力气大喽！实际上，这个问题并不那么简单。根据牛顿第三定律（即当物体甲给物体乙一个作用力时，物体乙必然同时给物体甲一个反作用力，作用力与反作用力大小相等，方向相反，且在同一直线上），对于拔河的两个队，甲对乙施加了多大拉力，乙对甲也同时产生一样大小的拉力。可见，双方之间的拉力并不是决定胜负的因素。 问题2： 理论分析：把一队拔河的同学视为整体，分析他们的受力情况：竖直向下有重力，竖直向上是地面的支持力。水平方向上有绳子拉力和地面的摩擦力。队伍向前运动还是向后运动取决于绳子拉力和地面的摩擦力哪个大。当拉力大于摩擦力，人就向前运动；当摩擦力等于拉力人保持静止。摩擦力不可能大于拉力，那如何实现向后倒，把对方拉过来呢？ 模拟拔河：找两位同学代替两队进行比赛，从旁边进行观察和分析。 当两位同学力气悬殊时，力气大的同学很轻松就可以把力气小的同学拉过来：他可能是直接收绳子，也可能是边拉边移动脚步。但当两位同学力气相当时，问题就不是这样简单：当摩擦力等于拉力人保持静止，这时获胜者的脚在原地不动，他是利用腰腹力量身体向后倒，把对方拉过来，在对方身体前倾不方便发力时，再向移动脚步使自己的身体变为好发力原姿势，重复前面的过程，逐渐将对方拉过来而获胜。 问题3：
科幻电影中的物理知识 科幻电影是好莱坞类型电影里的一个分支。它的情节往往包含了各种各样的科学奇想，有依附于现有已知科学定理的，也有关于未来图景的超前假想。和其它类型电影一样，科幻电影是电影工业化的产物，其人物、叙事和主题都有一定的模式，就像批量生产的圣诞节商品，主要目的是满足人的娱乐需求。作为类型电影的缺陷也很明显，大部分科幻电影往往注重视觉奇观而缺少深刻的内涵。当然，其中也不乏一些在美学、思想和历史上有价值的经典作品。 以下，我将例举最近看了一些科幻电影其中有一些新颖的现象，最为科幻影视作品所钟情的物理元素，从中探寻科幻电影和科学尤其是物理学之间的联系。可以用物理学知识在这里分析一下。 科幻影片《橡胶飞车》中，化学家罗宾·威廉姆斯是一位连自己的结婚日都忘了，一味埋头于自己研究的天才科学家。世上自然没有这样的科学家，但是他发明的橡胶球也许是现实中不可能存在的物质。他发明的橡胶弹性非常好，能自己产生能量自动来回弹跳。所以取了个意为"飞来飞去的橡胶"的名字"飞行橡胶(Flying Rubber)" 。科学家们的研究内容常常被用做科幻电影的主要素材。 但是飞行橡胶违反了组成宇宙的最基本的法则"能量守恒定律"。所谓能量守恒定律是指不管什么物质都不能自己生成能量或消灭能量。而是只是转变成了另一种形态。所以拿着橡胶球轻轻地抛出时我们最期望看到的就是橡胶球重新回到原位。这种情况称为"完全弹性冲突"，不转化和摩擦能一样不能重新恢复的能量，下落时从势能转化成动能，上升时再转化成势能。如果橡胶球的势能在空气或地面转化成摩擦能或热能，橡胶球就很难再回到原位。即只能回到比原来较低的高度。所以橡胶球上升到比下落高度更高的地方或随意运动的情况是不可能出现的。实际上如果物质具有这种性质的话就不用担心能量的枯竭了，遗憾的是这种事是绝对不存在的。 然而和影片《橡胶飞车》不同，类似的科学理论或科学技术有时也出现在电影中。基努·李维斯主演的影片《连锁反应(Chain Reaction)》就是如此。这部电影虽然没有引起人们的关注但是对主攻物理学的人提供了相当有意思的看点。 如影片所述，现实中存在释放声波后发光的现象。这种把声波能转化成光能的现象叫做"声致发光(Sonoluminescence)"。翻译成我们的话就是"声音发光"。气缸型液体管内发出声音的话，声波能将会形成出非常小的气团。声波使小气团剧烈地震动，气团就会反复忽小忽大，约有50微米大小。这时液体内几乎没有空气分子，所以气团几乎处于真空状态。相反，液体相对就像具有了很高的压力。这样的压力不均衡再次把气团粉碎成1微米大小的气珠。在粉碎的瞬间气团中瞬间就发出光来。 影片中出现了主人公艾迪做着摩托车挡住冲击波的场面。依靠如此弱的反应就能获得影片中所描述得那么强的能量是不可能的。如果利用氢的同位素重氢也许可能，但结果仍是个未知数。 十分科学式的这部电影中也隐藏着科学上的错误。研究生艾迪结束研究后休息时，敲打电子键盘偶然发现了声波发光现象。通入特定频率时突然发生了声波发光的连锁反应。但是实际上即使电子键盘发出声波也看不到声波发光现象。为了产生声波发光现象必须准确地向液体管内的气团发送声波。所以不可能通过电子键盘从最底部发送声波。更有意思的是诱发声波发光的声波在我们人耳听不到的频率范围内。所以利用电子键盘发送声波的影片设定虽然很浪漫，但是不符
带电粒子在电场中的运动 1.如图所示，A 处有一个静止不动的带电体Q ，若在c 处有初速度为零的质子和α粒子，在电场力作用下由c 点向d 点运动，已知质子到达d 时速度为v 1，α粒子到达d 时速度为v 2，那么v 1、v 2等于：（ ） A. :1 B.2 ∶1 C.2∶1 D.1∶2 2.如图所示， 一电子沿等量异种电荷的中垂线由 A →O → B 匀速运动，电子重力不计，则电子除受电场力外，所受的另一个力的大小和方向变化情况是：（ ） A ．先变大后变小，方向水平向左 B ．先变大后变小，方向水平向右 C ．先变小后变大，方向水平向左 D ．先变小后变大，方向水平向右 3.让 、 、 的混合物沿着与电场垂直的方向进入同一有界匀强电场偏转， 要使它们的偏转角相同，则这些粒子必须具有相同的( ) A.初速度 B.初动能 C. 质 量 D.荷质比 4.如图所示，有三个质量相等，分别带正电，负电和不带电的小球，从上、下带电平行金属板间的P 点.以相同速率垂直电场方向射入电场，它们分别落到A 、B 、C 三点， 则 ( ) A 、A 带正电、 B 不带电、 C 带负电 B 、三小球在电场中运动时间相等 C 、在电场中加速度的关系是aC>aB>aA D 、到达正极板时动能关系 E A >E B >E C 5．如图所示，实线为不知方向的三条电场线，从电场中M 点以相同速度垂直 于电场线方向飞出a 、b 两个带电粒子，运动轨迹如图中虚线所示，不计粒 子重力及粒子之间的库仑力，则（ ） A ．a 一定带正电，b 一定带负电 B ．a 的速度将减小，b 的速度将增加 C ．a 的加速度将减小，b 的加速度将增加 D ．两个粒子的动能，一个增加一个减小 6．空间某区域内存在着电场，电场线在竖直平面上的分布如图所示，一个质量为m 、电荷量为q 的小球在该电场中运动，小球经过A 点时的速度大小为v 1，方向水平向右，运动至B 点时的速度大小为v 2， 运动方向与水平方向之间的夹角为α，A 、B 两点之间的高度差与水平距离均为H ，则以下判断中正 确的是（ ） A ．若v 2>v 1，则电场力一定做正功 B ．A 、B 两点间的电势差2221()2m U v v q =- C ．小球运动到B 点时所受重力的瞬时功率2P mgv = D ．小球由A 点运动到B 点，电场力做的功22211122 W mv mv mgH =-- 2 H 11H 21H 31
带电粒子在电场中的运动专题练习 1．一个带正电的微粒，从A 点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB 运动，如图，AB 与电场线夹角θ=30°，已知带 电微粒的质量m =1.0×10－7kg ，电量q =1.0×10－10C ，A 、B 相距L =20cm ．（取g =10m/s 2 ，结果保留二位有效数字）求： （1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由． （2）电场强度的大小和方向？ （3）要使微粒从A 点运动到B 点，微粒射入电场时的最小速度是多少？ 2．一个带电荷量为－q 的油滴，从O 点以速度v 射入匀强电场中，v 的方向与电场方向成θ角，已知油滴的质量为m ，测得油滴达到运动轨迹的最高点时，它的速度大小又为v ，求： (1) 最高点的位置可能在O 点的哪一方？ (2) 电场强度 E 为多少？ (3) 最高点处(设为N )与O 点的电势差U NO 为多少？ 3. 如图所示，水平放置的平行板电容器，原来两板不带电，上极板接地，它的极板长L = 0.1m ， 两板间距离 d = 0.4 cm ，有一束相同微粒组成的带电粒子流从两板中央平行极板射入，由于重力作用微粒能落到下板上，已知微粒质量为 m = 2×10-6kg ，电量q = 1×10-8 C ，电容器电容为C =10-6 F ．求 (1) 为使第一粒子能落点范围在下板中点到紧靠边缘的B 点之内，则微粒入射速度v 0应为 多少？ (2) 以上述速度入射的带电粒子，最多能有多少落到下极板上？ 4.如图所示，在竖直平面内建立xOy 直角坐标系，Oy 表示竖直向上的方向。已知该平面内存在沿x 轴负方向的区域足够大的匀强电场，现有一个带电量为2.5×10－4 C 的小球从坐标原 点O 沿y 轴正方向以0.4kg.m/s 的初动量竖直向上抛出，它到达的最高点位置为图中的Q 点，不计空气阻力，g 取10m/s 2 . （1）指出小球带何种电荷； （2）求匀强电场的电场强度大小； （3）求小球从O 点抛出到落回x 轴的过程中电势能的改变量. 5、如图所示，一对竖直放置的平行金属板A 、B 构成电容器，电容为C 。电容器的A 板接地，且中间有一个小孔S ，一个被加热的灯丝K 与S 位于同一水平线，从丝上可以不断地发射出电子，电子经过电压U 0加速后通过小孔S 沿水平方向射入A 、B 两极板间。设电子的质量为m ，电荷量为e ，电子从灯丝发射时的初速度不计。如果到达B 板的电子都被B 板吸收，且单位时间内射入电容器的电子数为n 个，随着电子的射入， 两极板间的电势差逐渐增加，最终使电子无法到达B 板，求： （1）当B 板吸收了N 个电子时，AB 两板间的电势差 （2）A 、B 两板间可以达到的最大电势差(U O ) （3）从电子射入小孔S 开始到A 、B 两板间的电势差达到最大值所经历的时间。 6．如图所示是示波器的示意图，竖直偏转电极的极板长L 1=4cm ，板间距离d=1cm 。板右端距离荧光屏 L 2=18cm ，（水平偏转电极上不加电压，没有画出）电子沿中心线进入竖直偏转电场的速度是 v=1.6×107 m/s ，电子电量e=1.6×10-19C ，质量m=0.91×10-30kg 。 (1)要使电子束不打在偏转电极上，加在竖直偏转电极上的最大偏转电压U 不能超过多大？ (2)若在偏转电极上加u=27.3sin100πt (V)的交变电压，在荧光屏竖直坐标轴上能观察到多长的线段？ 7．两块水平平行放置的导体板如图所示，大量电子（质量m 、电量e ） 由静止开始，经电压为U 0的电场加速后，连续不断地沿平行板的方向从 两板正中间射入两板之间。当两板均不带电时，这些电子通过两板之间的时间为3t 0；当在两板间加如图所示的周期为2t 0，幅值恒为U 0的周期 性电压时，恰好．．能使所有电子均从两板间通过。问： ?这些电子通过两板之间后，侧向位移的最大值和最小值分别是多少？ ?侧向位移分别为最大值和最小值的情况下，电子在刚穿出两板之间时的动能之比为多少？ 1．（1）微粒只在重力和电场力作用下沿AB 方向运动，在垂直于AB 方向上的重力和电场力必等大反向，可知电场力的方向水平向左，如图所示，微粒所受合力的方向由B 指向A ，与初速度v A 方向相反，微粒做匀减速运动．（2）在垂直于AB 方 向上，有qE sin θ－mg cos θ=0 所以电场强度E =1.7×104 N/C V U v 图3-1-6
物理与魔术 魔术，又叫戏法，依靠和运用光、声、电等物理和化学的多种科学原理，用奇特的艺术构思，造成种种离奇巧妙的表演形象；许多魔术的构成，都运用了物理原理。魔术上我们也可以学习到相当多的知识，其中不乏物理知识，有些很小的原理就可以让我们表演一个十分精彩的游戏。所以我们希望揭开魔术的神秘面纱，探究其中的物理知识。 一，空杯取物 （一）表演 表演者拿出一只空玻璃杯，让观众观看之后，将杯子置于桌上，用布盖住，表演者在空中抓几下，往杯子方向一挥，揭开布，杯中就装满了水。 （二）原理 玻璃杯的正中插有两块背面相靠的平面镜，背向观众的方向装有水（或别的物体），面向观众的一面是空的。在观众看来，由于平面镜成像，杯子看起来是空的。用布盖在杯子上时，顺手将杯子转过180度，将装有水的一面向着观众，揭开布时，看到的杯子中就装满了水。 ]二，空箱取物 （一）表演 表演者拿出一只前方开口的木箱，里面空无一物。当表演者将顶盖向前翻下时，就可以从木箱中取出物品来。若将物品再放入箱中，再盖上顶盖，从前面看去，箱中又空无一物。（二）原理 这个魔术的原理还是平面镜成像的原理。在木箱的两个后角处各放一块平面镜，与箱壁成45度角，两平面镜成90度角。因为两侧壁成的像刚好与后壁重合，事先可以将物品放入箱中的平面镜后，从前面看去，木箱是空的。将顶盖翻下时挡住前方的开口处，物品就可以从上方取出。这个魔术还可以改装为《人头蛇身》，在两平面镜处开一缺口，人躲藏在平面镜后，露出一个头，再在人头处放一个蛇身既可。 三，会自动上浮下沉的浮子 （一）表演 表演者拿出一可乐瓶子，里面装满水，水中漂浮一个红色的浮子。表演者说：瓶中浮子我要它上浮就上浮，要它下沉就下沉。然后拿出一根魔棒，指着瓶子说：下沉，浮子果然下沉。然后指着瓶子说：上浮，浮子果然上浮。浮子可以在表演者的指挥下向上或向下沉浮。（二）原理 这个魔术是利用物体的浮沉原理表演的，可乐瓶中的浮子是用塑料做的，是一个里面装有砂石的密封的小塑料瓶子，小塑料瓶子受压体积就变小。小塑料瓶子放入可乐瓶后，将可乐瓶密封。表演时，一手持魔棒，另一只手握住可乐瓶，用力握时，压强增大，使小塑料瓶子的体积变小，浮力减少，小塑料瓶子就下沉；当握力减少时，压强就减少，小塑料瓶子的体
体育运动中的物理问 题集锦
体育运动中的物理问题集锦 丰富多彩的体育运动与物理知识有着密切的联系，以体育运动为背景的试题，具有浓郁的生活气息，能够让学生体会到物理知识的实用性——物理学对提高体育运动水平具有广泛指导作用。物理教学中可以有意识地设计、选用这类习题，指导学生分析解决体育运动中的实际问题，提高学生的科学文化素质，提高学生学习物理的兴趣，增强学生综合运用知识分析、解决实际问题的能力。 解答此类问题时，弄清问题情景是前提，简化物理过程（状态）是要诀，建立理想模型是关键，然后运用相关的知识进行分析，从而获得问题的解答。 本文整理了部分涉及体育运动的物理问题，权作引玉之砖。 一、原地跳起（直线运动） 例1（2005年高考理综物理试题）原地跳起时，先屈腿下蹲，然后突然蹬地，从开始蹬地到离地是加速过程（视为匀加速），加速过程中重心上升的距离称为“加速距离”，离地后重心继续上升，在此过程中重心上升的最大距离称为“竖直高度”，现有下列数据： 人原地上跳的“加速距离”d1=O．50m，“竖直高度”；跳蚤原地上跳的“加速距离”，“竖直高度”，。假想人具有与跳蚤相等的起跳加 速度，而“加速距离”仍为0．50m。则人上跳的“竖直高度”是多少？ 解析设跳蚤起跳的加速度为口，离地时的速度为口，则对加速过程和离地后上升过程分别有 若假想人具有和跳蚤相同的加速度a，在这种假想下人离地时的速度为V，与此相应的竖直高度为H，则对加速过程和离地后上升过程分别有 由以上各式可得 代入数值，得。 二、接力赛跑（直线运动、） 例2甲乙两运动员在训练交接棒的过程中发现：甲经短距离加速后能保持9 m/s的速度跑完全程；乙从起跑后到接棒前的运动是匀加速的，为了确定乙起跑的时机，需在接力区前适当的位置设置标记，在某次练习中，甲在接力区前S0＝13.5 m处作了标记，并以V ＝9 m/s的速度跑到此标记时向乙发出起跑口令，乙在接力区的前端听到口令时起跑，并恰好在速度达到与甲相同时被甲追上，完成交接棒，已知接力区的长度为L＝20 m。 求：⑴此次练习中乙在接棒前的加速度a。 ⑵在完成交接棒时乙离接力区末端的距离。 解析⑴在甲发出口令后，，甲乙达到共同速度所用时间为：
带电粒子在电场中的运动 强化训练 1．（多选题）冬天当脱毛衫时，静电经常会跟你开个小玩笑．下列一些相关的说法中正确的是( ) A ．在将外衣脱下的过程中，内外衣间摩擦起电，内衣和外衣所带的电荷是同种电荷 B ．如果内外两件衣服可看作电容器的两极，并且在将外衣脱下的某个过程中两衣间电荷量一定，随着两衣间距离的增大，两衣间电容变小，则两衣间的电势差也将变小 C ．在将外衣脱下的过程中，内外两衣间隔增大，衣物上电荷的电势能将增大(若不计放电中和) D ．脱衣时如果人体带上了正电，当手接近金属门把时，由于手与门把间空气电离会造成对人体轻微的电击 2.(2012·新课标全国卷) （多选题）如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子( ) A ．所受重力与电场力平衡 B ．电势能逐渐增加 C ．动能逐渐增加 D ．做匀变速直线运动 3．(2011·安徽卷)如图6－3－12甲所示，两平行正对的金属板A 、B 间加有如图乙所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P 处．若在t 0时刻释放该粒子，粒子会时而向A 板运动，时而向B 板运动，并最终打在A 板上．则t 0可能属于的时间段是( ) A ．0＜t 0＜T 4 B.T 2＜t 0＜3T 4 C.3T 4＜t 0＜T D ．T ＜t 0＜9T 8 4．示波管是一种多功能电学仪器，它的工作原理可以等效成下列情况：如图所示，真空室中电极K 发出电子(初速度不计)经过电压为U 1的加速电场后，由小孔S 沿水平金属板A 、B 间的中心线射入板中．金属板长为L ，相距为d ，当A 、B 间电压为U 2时，电子偏离中心线飞出电场打到荧光屏上而显示亮点．已知电子的质量为m ，电荷量为e ，不计电子重力，下列情况中一定能使亮点偏离中心的距离变大的是( ) A ．U 1变大，U 2变大 B ．U 1变小，U 2变大 C ．U 1变大，U 2变小 D ．U 1变小，U 2变小 5．(2011·广东卷) （多选题）如图6－3－14为静电除尘器除尘机理的示意图．尘埃在电场中通过某种机制带电，在电场力的作用下向集尘极迁移并沉积，以达到除尘的目的．下列表述正确的是( ) A ．到达集尘极的尘埃带正电荷 B ．电场方向由集尘极指向放电极 C ．带电尘埃所受电场力的方向与电场方向相同 D ．同一位置带电荷量越多的尘埃所受电场力越大 6．如图所示，D 是一只二极管，AB 是平行板电容器，在电容器两极板间有一带电微粒P 处于静止状态，当两极板A 和B 间的距离增大一些的瞬间(两极板仍平行)，带电微粒P 的运动情况是( ) A ．向下运动 B ．向上运动 C ．仍静止不动 D ．不能确定 7．（多选题）如图6－3－16所示，灯丝发热后发出的电子经加速电场后，进入偏转电场，若加速电压为U 1，偏转电压为U 2，要使电子在电场中偏转量y 变为原来的2倍，可选用的方法有(设电子不落到极板上)( ) A ．只使U 1变为原来的1 2倍 B ．只使U 2变为原来的1 2倍 C ．只使偏转电极的长度L 变为原来的2倍 D ．只使偏转电极间的距离d 减为原来的1 2 倍 8．(2013·沈阳二中测试) （多选题）在空间中水平面MN 的下方存在竖直向下的匀强电场，质量为m 的带电小球由MN 上方的A 点以一定初速度水平抛出，从B 点进入电场，到达C 点时速度方向恰好水平，A 、B 、C 三点在同一直线上，且AB ＝2BC ，如图6－3－17所示．由此可见( ) A ．电场力为3mg B ．小球带正电 C ．小球从A 到B 与从B 到C 的运动时间相等
高考物理带电粒子在电场中的运动常见题型及答题技巧及练习题(含答案)含解 析 一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动 1．在如图所示的平面直角坐标系中，存在一个半径R ＝0.2m 的圆形匀强磁场区域，磁感应强度B ＝1.0T ，方向垂直纸面向外，该磁场区域的右边缘与y 坐标轴相切于原点O 点。y 轴右侧存在一个匀强电场，方向沿y 轴正方向，电场区域宽度l ＝0.1m 。现从坐标为（﹣0.2m ，﹣0.2m ）的P 点发射出质量m ＝2.0×10﹣9kg 、带电荷量q ＝5.0×10﹣5C 的带正电粒子，沿y 轴正方向射入匀强磁场，速度大小v 0＝5.0×103m/s （粒子重力不计）。 （1）带电粒子从坐标为（0.1m ，0.05m ）的点射出电场，求该电场强度； （2）为了使该带电粒子能从坐标为（0.1m ，﹣0.05m ）的点回到电场，可在紧邻电场的右侧区域内加匀强磁场，试求所加匀强磁场的磁感应强度大小和方向。 【答案】（1）1.0×104N/C （2）4T ，方向垂直纸面向外 【解析】 【详解】 解：（1）带正电粒子在磁场中做匀速圆周运动，根据洛伦兹力提供向心力有： 20 0v qv B m r = 可得：r =0.20m =R 根据几何关系可以知道，带电粒子恰从O 点沿x 轴进入电场，带电粒子做类平抛运动，设粒子到达电场边缘时，竖直方向的位移为y 根据类平抛规律可得：2012 l v t y at == ， 根据牛顿第二定律可得：Eq ma = 联立可得：41.010E =?N/C （2）粒子飞离电场时，沿电场方向速度：30 5.010y qE l v at m v ===?g m/s=0v 粒子射出电场时速度：02=v v 根据几何关系可知，粒子在B '区域磁场中做圆周运动半径：2r y '= 根据洛伦兹力提供向心力可得： 2 v qvB m r '=' 联立可得所加匀强磁场的磁感应强度大小：4mv B qr '= =' T 根据左手定则可知所加磁场方向垂直纸面向外。
科幻电影中的物理意义 学院：物理与电气信息 工程学院 专业：自动化 班级： 姓名： 学号： 科幻电影中的物理知识
科学并非“在实验室里只有科学家们才听得懂的悄悄话”，科学是一门所有人都可以讨论的学问。 科学家们的研究内容常常被用做科幻电影的主要素材。可是在很多情况下，在编剧们创造性的添加了自己的幻想之后，影片本身却常常会违反最基本的物理规律。 也许你已经知道，迄今为止规模最大的粒子加速器——大型强子对撞机（LHC）将于年内运转。两位俄国数学家预言，它有可能被证明是世界上第一台时间机器。 穿越时空总是能让人产生浓厚的兴趣，也成为很多科幻电影，对于众多科幻电影，"时间旅行"即穿越时空常常成为它们的灵感源泉维护因果律的如《12只猴子》(12 Monkeys)，挑战因果律的如《终结者》(The Terminator)系列，改变汗青的如《罗拉快跑》(Run Lola)、《蝴蝶效应》(The Butterfly Effect)同物理学家们所争论的一样，这些影片无一不牵扯到时间旅行的因果律问题。 要想在过去、现在和未来间自由穿梭，只有在时间机器建成后才有希望变为现实。当LHC投入运转后，每个在其中通过的粒子会在时空中形成一种冲击波，让周围的空间和时间发生扭曲。当两个这样的引力波彼此朝对方趋近的时候，可能会造成十分壮观的结果。在某些极端场合，撞击的引力波会在时空中撕出一个“虫洞”来，即通常所说的可以穿越时空的隧道。如果LHC真的做到了这点，那么，任何研究领域所取得的进展都会黯然失色。从这个意义上说，强子对撞机可能标志着一个历史新里程，而2008年，则有望成为时空元年。
现今能够处理完成这个问题的最具使心服力确当属"平行太空"（Parallel Universes）定见该定见认为，在时空旅行中，有可能产生新的平行世界这个构想由Hugh Everett 于1957年在《现代物理评论》发表，初称之为"多重太空定见"（Many Worlds Theory）他认为，在量子力学中，每当一次测量完成，则被呈现的只是好些个可能的结果之一，其余可能的结果虽不能呈现，但它们并不是不存在，而是在另外的太空中接续存在每次回到过去所做的改变汗青的行动，均可能产生出1个新的世界。 这种高度抽象的"多世界"定见也被科幻电影引入过。例如在《回到未来》中，Dr. Brown向Marty诠释"平行世界"时，在黑板上画的概况图恰是出自霍金的《时间简史》目前，物理学家认为，回到过去的个人行为不成能改变汗青至于为什么，他们只是坚决相信"物理学定律会阻止"时空旅行者改变汗青，而未能给出完善的诠释。 数十年来，物理学家一直在努力探索时空之旅可能的真实机制。对于时空如何发生变化的最佳描述，源自于爱因斯坦的广义相对论。1905年，爱因斯坦在狭义相对论中指出：1个人如果做高速运动，时间对他来说就会变慢；如果他的运动速率趋近于光速，时间对他来说就会近乎障碍同时，狭义相对论认为，光速没有办法超越，时间不成能倒流然而广义相对论被提出后，许多科学家从中瞥见了时间旅行的可能性，包括诸如"一位航天员可以在他出发之前即回到地球"的假想。所以研究人员一直在寻找它的某些瑕疵——或者说尚未引起重视的层面，以期取得突破。通过以往这些努力源源不断地涌现出的时间
带电粒子在电场中的运动 带电粒子经电场加速：处理方法，可用动能定理、牛顿运动定律或用功能关系。带电粒子经电场偏转：处理方法：灵活应用运动的合成和分解。 带电粒子在匀强电场中作类平抛运动，U、 d、 l、 m、 q、 v0已知。 (1)穿越时间: (2)末速度: (3)侧向位移: （4）偏角：
1、如图所示，长为L、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中，一带电量为+q、质量为m的小球，以初速度v0从斜面底端 A点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端B点时，速度仍为v0，则（） A．A、B两点间的电压一定等于mgLsinθ/q. B．小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能 C．若电场是匀强电场，则该电场的电场强度的最大值一定为mg/q D．如果该电场由斜面中点正止方某处的点电荷产生，则该点电荷必为负电荷. 2、如图所示，质量相等的两个带电液滴1和2从水平方向的匀强电场中0点自由释放后，分别抵达B、C两点，若AB=BC，则它们带电荷量之比q1：q2等于（） A．1：2 B．2：1. C． 1:2 D．2：1 3．如图所示，质量为m、电量为q的带电微粒，以初速度v 从A点竖直向上射 入水平方向、电场强度为E的匀强电场中。当微粒经过B点时速率为V B ＝2V ， 而方向与E同向。下列判断中正确的是( ) A、A、B两点间电势差为2mV 2/q. B、A、B两点间的高度差为V 2/2g. C、微粒在B点的电势能大于在A点的电势能 D、从A到B微粒作匀变速运动.
4．一个带正电的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB运动，如图，AB与电场线夹角θ=30°，已知带电微粒的质量m=1.0×10－7kg，电量q=1.0×10－10C，A、B相距L=20cm．（取g=10m/s2，结果保留二位有效数字）求：（1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由． （2）电场强度的大小和方向？ （3）要使微粒从A点运动到B点，微粒射入电场时的最小速度是多少？ 1.7×104N/C v A= 2.8m/s 5．一个带电荷量为－q的油滴，从O点以速度v射入匀强电场中，v的方向与电场方向成θ角，已知油滴的质量为m，测得油滴达到运动轨迹的最高点时，它的速度大小又为v，求： (1) 最高点的位置可能在O点的哪一方？ (2) 电场强度E为多少？ (3) 最高点处(设为N)与O点的电势差U NO为多少？ U NO = q mv 2 sin2 2
个一学就会的物理小魔术 .50个一学就会的物理小魔术1、鸡蛋透视魔术演示：魔术师拿出一支蜡烛，用打火机点燃。接着，魔术师又拿出一个小碗，再将瓶中的清水倒入小碗备用。魔术师拿出一枚鸡蛋，对观众说：“下面，我就要用一种神秘的方法，对这枚鸡蛋进行透视。”魔术师将鸡蛋拿到烛火上方熏烤，鸡蛋逐渐变黑，很快，鸡蛋蛋壳全部变成黑色。魔术师将这个被熏得乌黑的“黑蛋”轻轻放入水碗中，奇异的景象马上出现了：鸡蛋入水之后，乌黑的鸡蛋立刻变得透明，一层透明的物质，包裹着黑色的内核，仿佛是一颗硕大的水晶浸泡在水中，简直妙不可言！魔术揭秘：这个魔术是一种物理现象。被蜡烛熏黑的鸡蛋放入水中，之所以会出现“透视”现象，是因为经过蜡烛熏烤，由于燃烧不充分，鸡蛋的表面出现了碳层，形成非亲水界面，于是中间形成一层空气层，在水中反射光线导致的光影，并非直的透视。2、水油之恋魔术演示：魔术师将两个杯子放到桌子上，两个杯子分别盛装玫瑰色和金黄色的液体，魔术师又拿出一个小塑料片，盖在盛有玫瑰色液体的玻璃杯口上，然后，魔术师将这个玻璃杯翻转过来，倒扣在盛有金黄色液体的玻璃杯上。稍稍停顿之后，魔术师轻轻地将塑料片向外移动一下，这时，奇妙的景象出现了：玫瑰色液体沿着杯壁静静地向下流淌，流到下面的玻璃杯中，下面杯子里的金黄色液体也在无声地上
升。金黄色液体越来越多，玫瑰色液体流到下面杯子里，出现圆润的葡萄状颗粒，几分钟之后，魔术师抽去小塑料片，金黄色液体全部上升到上面的杯子里。这时候，魔术师用两手用力顶住两个杯子，将两个杯子平放，两个杯子里顿时呈现出不可思议的景象：两个杯子的液体中出现数个褐色的巨大而均匀的颗粒，在玫瑰色的背景衬托下给人如梦如幻的感觉。魔术揭秘：魔术师事先向一个杯子里注入清水，然后加入少许高锰酸钾片剂，用玻璃棒搅拌，使之充分溶解，制成玫瑰色的高锰酸钾水溶液，然后再将食用油倒入另一个玻璃杯中，表演的时候，直接拿出这两杯液体就可以了。因为食用油和水的密度不同，水的密度大于食用油的密度，因此将盛有高锰酸钾水溶液的杯子倒扣在盛有食用油的杯子上面，移动塑料片之后，高锰酸钾水溶液就会沿着杯壁流到下面的杯中，同时将密度较小的食用油排挤到上面的杯子里，从而发生两种液体的置换。最后魔术师抽走塑料片，将两个杯子平放，两种液体混合在一起，呈现出奇异的景象。虽然水与油不相融合，但在这个节目中，水与油相互依恋，缠缠绵绵，表演效果很好。 3、意念燃灯魔术演示：魔术师 将一个灯泡拧到灯头上，将灯头插到插座上，接通电源，灯泡亮起来，证明灯泡无异常。魔术师手执灯泡发功，并说：“亮！”灯泡立刻就亮起来。魔术师又喊：“灭！”灯泡立刻就灭了。如此反复多次。
体育运动中的物理问题集锦 丰富多彩的体育运动与物理知识有着密切的联系，以体育运动为背景的试题，具有浓郁的生活气息，能够让学生体会到物理知识的实用性——物理学对提高体育运动水平具有广泛指导作用。物理教学中可以有意识地设计、选用这类习题，指导学生分析解决体育运动中的实际问题，提高学生的科学文化素质，提高学生学习物理的兴趣，增强学生综合运用知识分析、解决实际问题的能力。 解答此类问题时，弄清问题情景是前提，简化物理过程（状态）是要诀，建立理想模型是关键，然后运用相关的知识进行分析，从而获得问题的解答。 本文整理了部分涉及体育运动的物理问题，权作引玉之砖。 例 的最大距离称为“竖直高度”，现有下列数据：人原地上跳的“加速距离”d ，“竖直高度”，。假想人具有与跳蚤 H，则对 。 例 。 12 S1＝S2＋S0 联立以上四式解得： 2 2 3 m/s 2 V a S == ⑵在这段时间内，乙在接力区的位移为： 2 2 13.5 m 2 V S a == 完成交接棒时，乙与接力区末端的距离为：L－S2＝6.5 m 评注如果学生对接力赛交接棒问题情境熟悉，能将实际情境抽象成匀速直线运动追赶匀加速直线运动，问题便不难解决。注意接力区有一定的长度，交接棒必须在接力区内完成。 三、跳水运动（竖直上抛运动）
例3 一跳水运动员从离水面10m 高的平台上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0．45m 达到最高点。落水时身体竖直，手先入水（在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计），从离开跳台到手触水面，他可以用于完成空中动作的时间是_______s （计算时可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个点，取 ，结果保留二位有效数字）。 解析 运动员的跳水过程是一个很复杂的过程，现在要讨论运动员在空中的运动时间，这个时间与运动员所做的动作以及水平运动无关，只由竖直分运动决定，因此忽略运动员的动作，把运动员当成一个质点，同时忽略他的水平运动，这两点题目都作了说明，所以一定程度上，“建模”的要求已经有所降低，但我们应该理解这样处理的原因。这样，我们把问题提炼成了质点作竖直上抛运动的物理模型。 可画出示意图如图1。由图可知，运动员作竖直上抛运动，上升高度h=0．45m ；从最高点下降到手触到水面， ? ? 所以运动员在空中用于完成动作的时间约为 例2．5m ，如图2 球被击后的运动可以看作平抛运动。当球刚好触网而过时， ? 当球刚好打在边界线上时，／ 故 应满足： 。评注 射程较大，可能越界，所以 存在一个范围。对排球恰好触网和压线这两种临界状态进行分析，求出击球 例4倾斜雪道的长为25 m ，顶端高为15 m ，下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接，如图所示。一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v 0＝8 m/s 飞出，在落到倾斜雪道上时，运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起。除缓冲外运动员可视为质点，过渡轨道光滑，其长度可忽略。设滑雪板 与雪道的动摩擦因数μ＝0.2，求运动员在水平雪道上滑行的距离（取g ＝10 m/s 2 ） 解析如图选坐标，斜面的方程为： 3 tan 4 y x x θ== ① 运动员飞出后做平抛运动 0x v t =② 2 12 y gt = ③