作为杰出的教学工作者，能够保证教课的顺利开展，作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容，帮助高中教师提前熟悉所教学的内容。高中教案的内容具体要怎样写呢？下面是由小编为大家整理的“第七章动力学的基本问题”，仅供参考，希望能为您提供参考！

第七章动力学的基本问题

一、全章说明

概述

这一章是在前几章的基础上运用牛顿运动定律进一步分析和处理直线运动的力学问题。从物体受力情况的分析开始，进而分析动力学的两类基本问题、连接体问题和超重失重问题。通过本章的教学，要使学生清楚地理解运用牛顿运动定律处理力学问题的基本思路和方法，并能够按照这一基本思路和方法独立地分析和解决力学问题。这是本章教学的基本要求。

这一章在知识方面，没有更多的新的知识点，主要侧重在应用牛顿运动定律分析、解决问题的思路和方法的阐述和训练上，课本叙述力求循序渐进，思路清晰，对学生有启发性，期望学生能逐渐体会和理解运用牛顿运动定律处理问题的基本方法，加深对知识的理解，提高综合分析问题的能力。

修订本把原来在本章的有关静力学的内容，合并入“第八章物体的平衡”中。这样每章容量小了，问题更加集中，思路更清爽、明快一些，希望更有利于教和学。

单元划分

本章可分为三个单元：

第一单元第一节，物体受力分析。

第二单元第二节，分析动力学的两类基本问题。

第三单元第三、第四节，分析连接体和超重失重问题。

具体说明

1．本章着重在牛顿定律的应用。首先，要通过定律的应用加深对所学知识的理解。课本在这方面给予了注意。如力和运动的关系问题，物体受力的分析问题，静摩擦力方向的判定问题等等。在课文的叙述、例题的选择与分析等方面都注意了针对学生学习的难点和易发生误解之处，引导学生澄清认识，加深理解。

2．在应用牛顿定律分析解决问题时，应着重使学生学到正确的思路和方法。但不能空讲方法论，也不能单纯记住解题步骤。课本除了注意选择恰当的例题和习题，在叙述和分析问题时特别注意分析思路之外，还画龙点睛式地对一些重要和常用的方法进行介绍。如明确研究对象，隔离的方法，定性和半定量分析的方法，连接体问题中整体和局部的关系的处理，在互相垂直的两个方向上应用牛顿运动定律求解问题等等。希望对学生有所启发和帮助，但在教学中不宜脱离开对具体问题的分析单独讲方法。

3．隔离法是分析问题的一种基本方法。因为事物都不是孤立存在，而是相互联系的，分析具体问题时将物体隔离开便于逐个分析。在解决连接体问题时，作为基本方法，尤其常常用到。但在有些书中或教学中把它作为一种模式强调，过于死板僵化。这不利于学生思维能力的培养和对问题的灵活处理。为此，本章采取的做法是：先在第一节物体受力分析中，在强调明确研究对象时介绍隔离法，重点仍在于强调“明确研究对象”。以后在分析问题时就注意应用隔离分析的方法，到第三节连接体问题中则依据题目的具体情况灵活使用隔离分析或整体分析的方法。希望这样的处理能更有利于使学生思路清晰，有助于提高能力。

4．本章没有什么新知识点，教学中可以较多地发挥学生的积极主动精神，多启发学生独立分析和讨论问题。根据学生的实际情况，可以采用教师讲解和学生自学讨论相结合等多种不同的灵活的教学方法，教师在关键处给以指导和点拨。只有通过学生自己的思考活动，学生才能真正澄清认识、理解问题、掌握方法。这一章提供了一个机会和条件，希望教学中能很好地利用它。

5．本章小结既是对这一章的小结，又是对前几章知识的全面小结。最好以学生自己总结为主，这样做，对于加深学生对知识的理解，提高学生的能力，是大有好处的。

二、教学要求和教学建议

全章教学要求

1．在前几章知识的基础上对力的概念有进一步认识，掌握分析物体受力情况的正确方法。

2．掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

3．掌握解决有关连接体问题的基本思路和方法。

4．理解超重和失重问题。

（一）物体受力分析

教学要求

·对力的概念有进一步认识，掌握分析物体受力情况的正确方法。

1．能正确地确定压力、支持力、拉力、摩擦力的方向。

2．对于确定的研究对象，会正确地分析周围有哪些物体对它施加力的作用，能画出受力示意图。

3．能结合物体的运动状态分析物体受力情况。

教学建议

1．能否正确对物体受力情况进行分析，是解决力学问题的前提，也是对学生掌握知识的程度的重要检验。进行物体受力分析，不但要求学生对力有正确认识，还要对物体运动情况或运动趋势有正确判断。因此本节是承前启后的一节，既是对以前所学知识的小结，也是学习后面知识的基础，教学中要给予充分注意。

2．关于受力分析，要使学生注意以下几点：

①明确研究对象，即分析哪个物体受力，只考虑别的物体施予它的力；②能指出施力物体；③不要漏掉确实存在的力，也不要凭空增加力，合力和它的分力不可重复考虑；④要结合物体运动状态分析受力情况；⑤画出物体受力示意图。

明确研究对象后，分析受力时常用隔离法，这是研究较复杂问题的基本方法。

3．忽略次要因素是一种理想化的方法，在分析物体受力时同样适用。比如：如果摩擦力远小于其它力时就可不计，所谓光滑就是这种情况的理想化。课本对此有专门的介绍，希望在教学中注意引导学生理解和运用。

4．物体受力分析是解决力学问题的基本功，必须要求学生很好地掌握和运用。但在教学中不可操之过急，对所有学生一律要求，或是在这一节中就要求学生分析过于复杂的问题。对于基本方法掌握不好的学生要给予一定的指导帮助，以减少后面学习的困难。节后的练习是基本要求，学生应扎扎实实掌握好。

（二）动力学的两类基本问题

教学要求

·掌握应用牛顿运动定律解决问题的基本思路和方法。

1．知道动力学的两类基本问题，掌握求解这两类基本问题的思路和基本步骤。

2．会应用牛顿运动定律分析解决物体在斜面上运动的问题。

3．会在互相垂直的两个方向分别应用牛顿运动定律求解问题。

4．会综合应用牛顿运动定律和运动学公式解答有关问题。

教学建议

1．解决动力学问题，首先要确定研究对象，其次要搞清研究对象的受力情况和运动情况，而不要急于进行计算。应帮助学生逐渐习惯于对问题先做定性的或半定量的分析，弄清问题的物理情景，最后再选择最优方案进行计算。对此，一定要对学生提出明确要求，养成正确的习惯，这对以后的学习很有帮助。

2．很多动力学问题都可以在互相垂直的两个方向上分别进行分析和求解。这样可以使复杂问题变得简单，课本中给出了例题，并用“旁批”的形式加以强调，希望引起注意。

3．本节最后，用花纹线框内的内容，对解决动力学问题的基本方法和步骤做了小结。最好根据学生的实际情况，引导学生自己总结，得出结论。

4．节后的练习三中的第1题，将问题分成几个小题目，让学生逐个解答，意在引导学生思路，帮助学生明确解决动力学问题的基本步骤，为解决复杂问题打下较好的基础。后面的第2、第3、第4题，也是同样目的，希望在指导学生练习时予以重视。

（三）连接体问题

教学要求

·掌握解决有关连接体问题的基本思路和方法。

1．会用隔离分析的方法和整体分析的方法解决连接体问题。限于相连物体的加速度大小相同的情况。

2．能根据具体情况选择使用隔离法或整体分析法。

教学建议

1．本节通过对两个例题的分析，帮助学生理解和掌握解决连接体问题的基本思路和方法。其中依据题目的具体情况分别交替使用了隔离法和整体分析法。并在例题1之后的花纹框中对这两种方法的使用做了说明。这是为了提高学生灵活运用各种方法分析问题的能力，免使学生思维僵化。教学中请予注意。

2．本节例题2，既是连接体，还着重分析了静摩擦力做动力的情况，帮助学生澄清一些容易混淆的认识。节末的思考与讨论也是针对这一问题的。希望对解决静摩擦力这一学习难点有些帮助。

3．节后练习三的第4题，作为连接体的一个实例，让学生分析牛顿第二定律实验的条件的问题，既巩固了有关解决连接体问题的知识，又与前面的知识相呼应，明确了实验条件为Ｍm，希望学生认真思考解决。

（四）超重和失重

教学要求

·理解超重和失重问题。

1．知道超重和失重分别是指物体对支持面的压力?或对悬绳的拉力大于和小于物体所受重力的情况。

2．知道产生超重和失重现象的条件。

教学建议

1．课本以人在升降机中的情况为例，详细分析了人对升降机地板压力的变化，以帮助学生理解超重和失重现象。

2．课本分别介绍了超重、失重和完全失重，并在节末强调指出，“物体处于超重和失重状态时，地球作用于物体的重力始终存在，大小也没有发生变化，只是物体对支持物的压力?或对悬挂物的拉力发生了变化，看起来好像物重有所增大或减小。”要让学生通过本节学习对这一问题有明确的认识。

3．在学生的日常生活中，不容易观察和体会超重和失重现象。节后的小实验“观察失重现象”，材料易得，比较容易完成，又会引起学生兴趣，教师可指导学生自己进行实验，要注意引导学生认真观察，进行分析，这对学生理解和确信失重现象的产生是有好处的。

4．阅读材料“失重和开发宇宙”，可以开阔学生眼界，有条件的还可以再多介绍一些情况，或组织学生阅读课外书籍和资料或看科技影视片。

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高三物理期末复习提纲：动力学1.牛顿第一运动定律(惯性定律)：物体具有惯性，总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止2.牛顿第二运动定律：F合=ma或a=F合/ma{由合外力决定，与合外力方向一致}3.牛顿第三运动定律：F=-F′{负号表示方向相反，F、F′各自作用在对方，平衡力与作用力反作用力区别，实际应用：反冲运动}4.共点力的平衡F合=0，推广{正交分解法、三力汇交原理｝5.超重：FNG，失重：FN6.牛顿运动定律的适用条件：适用于解决低速运动问题，适用于宏观物体，不适用于处理高速问题，不适用于微观粒子〔见第一册P67〕注：平衡状态是指物体处于静止或匀速直线状态，或者是匀速转动。高三物理期末复习提纲：力1)常见的力1.重力G=mg(方向竖直向下，g=9.8m/s2≈10m/s2，作用点在重心，适用于地球表面附近)2.胡克定律F=kx{方向沿恢复形变方向，k：劲度系数(N/m)，x：形变量(m)｝3.滑动摩擦力F=μFN{与物体相对运动方向相反，μ：摩擦因数，FN：正压力(N)｝4.静摩擦力0≤f静≤fm(与物体相对运动趋势方向相反，fm为最大静摩擦力)5.万有引力F=Gm1m2/r2(G=6.67×10-11N·m2/kg2，方向在它们的连线上)6.静电力F=kQ1Q2/r2(k=9.0×109N·m2/C2，方向在它们的连线上)7.电场力F=Eq(E：场强N/C，q：电量C，正电荷受的电场力与场强方向相同)8.安培力F=BILsinθ(θ为B与L的夹角，当L⊥B时：F=BIL，B//L时：F=0)9.洛仑兹力f=qVBsinθ(θ为B与V的夹角，当V⊥B时：f=qVB，V//B时：f=0)注：高三物理期末复习提纲(1)劲度系数k由弹簧自身决定;(2)摩擦因数μ与压力大小及接触面积大小无关，由接触面材料特性与表面状况等决定;(3)fm略大于μFN，一般视为fm≈μFN;(4)其它相关内容：静摩擦力(大小、方向)〔见第一册P8〕;(5)物理量符号及单位B：磁感强度(T)，L：有效长度(m)，I：电流强度(A)，V：带电粒子速度(m/s)，q：带电粒子(带电体)电量(C);(6)安培力与洛仑兹力方向均用左手定则判定。2)力的合成与分解1.同一直线上力的合成同向：F=F1+F2，反向：F=F1-F2(F1F2)2.互成角度力的合成：F=(F12+F22+2F1F2cosα)1/2(余弦定理)F1⊥F2时：F=(F12+F22)1/23.合力大小范围：|F1-F2|≤F≤|F1+F2|4.力的正交分解：Fx=Fcosβ，Fy=Fsinβ(β为合力与x轴之间的夹角tgβ=Fy/Fx)注：(1)力(矢量)的合成与分解遵循平行四边形定则;(2)合力与分力的关系是等效替代关系，可用合力替代分力的共同作用，反之也成立;(3)除公式法外，也可用作图法求解，此时要选择标度，严格作图;(4)F1与F2的值一定时，F1与F2的夹角(α角)越大，合力越小;(5)同一直线上力的合成，可沿直线取正方向，用正负号表示力的方向，化简为代数运算。高三物理期末复习提纲：直线运动1)匀变速直线运动1.平均速度V平=s/t(定义式)2.有用推论Vt2-Vo2=2as3.中间时刻速度Vt/2=V平=(Vt+Vo)/24.末速度Vt=Vo+at5.中间位置速度Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/26.位移s=V平t=Vot+at2/2=Vt/2t7.加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo为正方向，a与Vo同向(加速)a0;反向则a0｝8.实验用推论Δs=aT2{Δs为连续相邻相等时间(T)内位移之差｝9.主要物理量及单位：初速度(Vo)：m/s;加速度(a)：m/s2;末速度(Vt)：m/s;时间(t)秒(s);位移(s)：米(m);路程：米;速度单位换算：1m/s=3.6km/h。注：(1)平均速度是矢量;(2)物体速度大，加速度不一定大;(3)a=(Vt-Vo)/t只是量度式，不是决定式;(4)其它相关内容：质点、位移和路程、参考系、时间与时刻〔见第一册P19〕/s--t图、v--t图/速度与速率、瞬时速度〔见第一册P24〕。2)自由落体运动1.初速度Vo=02.末速度Vt=gt3.下落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算)4.推论Vt2=2gh注：(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，遵循匀变速直线运动规律;(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(重力加速度在赤道附近较小，在高山处比平地小，方向竖直向下)。(3)竖直上抛运动1.位移s=Vot-gt2/22.末速度Vt=Vo-gt(g=9.8m/s2≈10m/s2)3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs4.上升最大高度Hm=Vo2/2g(抛出点算起)5.往返时间t=2Vo/g(从抛出落回原位置的时间)注：(1)全过程处理：是匀减速直线运动，以向上为正方向，加速度取负值;(2)分段处理：向上为匀减速直线运动，向下为自由落体运动，具有对称性;(3)上升与下落过程具有对称性，如在同点速度等值反向等。

高考物理第三轮专题复习动力学

第一部分动力学
明确研究对象进行受力分析和运动分析是整个力学的基础，是做好题目的前提和关键，而运动定律则将原因（力）和结果（加速度）联系起来，为解决力学问题提供了完整的方法，直线运动和曲线运动属于运动定律的应用。
(一)、力与平衡
【考纲解读】平衡问题大多以力学背景呈现，涉及力学、热学、电学等部分知识。按照考纲的要求，本专题内容可以分成三部分，即：力的概念、三个性质力；力的合成和分解；共点力作用下物体的平衡。其中重点是对摩擦力和弹力的理解、熟练运用平行四边形定则进行力的合成和分解。难点是受力分析。
一.典型题例
题型1.（受力分析问题）如图所示，物体A靠在倾斜的墙面上，在与墙面和B垂直的力F作用下，A、B保持静止，试分析A、B两个物体的受力个数。
题型2.（弹簧连接体问题）如图，在一粗糙的水平面上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2和3，中间分别用一原长为L，劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块与地面间的动摩擦因数为。现用一水平力向右拉木块3，当木块一起匀速运动时，1和3两木块之间的距离是（不计木块宽度）（）
题型3.（电场和重力场内的物体平衡问题）如图，倾角为300的粗糙绝缘斜面固定在水平地面上，整个装置处在垂直于斜面向上的匀强电场中，一质量为m、电荷量为-q的小滑块恰能沿斜面匀速下滑，已知滑块与斜面之间的动摩擦因数为，求该匀强电场场强E的大小。
题型4.（复合场内平衡问题）如图，坐标系xOy位于竖直平面内，在该区域有场强E=12N/C、方向沿x轴正方向的匀强电场和磁感应强度大小为B=2T、沿水平方向的且垂直于xOy平面指向纸里的匀强磁场。一个质量m=4×10-5kg，电荷量q=2.5×10-5C带正电的微粒，在xOy平面内做匀速直线运动，运动到原点O时，撤去磁场，经一段时间后，带电微粒运动到了x轴上的P点（g=10m/s2）,求：
⑴P点到原点O的距离
⑵带电微粒由原点O运动到P点的时间
题型5.（摩擦力问题）在粗糙的水平面上放一物体A,A上再放一质量为m的物体B，AB间的动摩擦因数为，施加一水平力F给物体A，计算下列情况下A对B的摩擦力的大小
⑴当AB一起做匀速运动时
⑵当AB一起以加速度a向右做匀加速运动时
⑶当力F足够大而使AB发生相对运动时
题型6（相似三角形问题）如图2所示，已知带电小球A、B的电荷量分别为QA、QB，OA=OB，都用长L的绝缘丝线悬挂在绝缘墙角O点处。静止时A、B相距为d。为使平衡时AB间距离减为d/2，可采用以下哪些方法（）
A.将小球A、B的质量都增加到原来的2倍；
B.将小球B的质量增加到原来的8倍；
C.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半；
D.将小球A、B的电荷量都减小到原来的一半，同时将小球B的质量增加到原来的2倍
二.专题突破
1.某大型游乐场内的新型滑梯可以等效为如图所示的物理模型．一个小朋友在AB段的动摩擦因数μ1tanθ，BC段的动摩擦因数为μ2tanθ，他从A点开始下滑，滑到C点恰好静止，整个过程中滑梯保持静止状态．则该小朋友从斜面顶端A点滑到底端C点的过程中（）
A．地面对滑梯始终无摩擦力作用
B．地面对滑梯的摩擦力方向先水平向左，后水平向右
C．地面对滑梯的支持力的大小始终等于小朋友和滑梯的总重力的大小
D．地面对滑梯的支持力的大小先小于、后大于小朋友和滑梯的总重力的大小
2.质量为m的物体，放在质量为M的斜面体上，斜面体放在水平粗糙的地面上，m和M均处于静止状态，如图，在物体m上施加一个水平力F，在F由零逐渐加大到Fm的过程中，m和M仍保持静止状态，在此过程中，下列判断哪些是正确的（）
A.斜面体对m的支持力逐渐增大
B.物体m受到的摩擦力逐渐增大
C.地面受到的压力逐渐增大
D.地面对斜面体的摩擦力由零逐渐增大到Fm
3.如图，两个弹簧的质量不计，劲度系数分别为k1、k2，它们一端固定在P、Q上，当物体平衡时上面的弹簧处于原长，若要把物体的质量换为2m（弹簧的长度不变，且弹簧均处于弹性限度内），当物体再次平衡时，物体将比第一次平衡时下降的距离x为（）
A.B.
C.D.
4.如图，一质量为m、带电量为q的小球用细线系住，线的一端固定在O点，若在空间加上匀强电场，平衡时线与竖直方向成600，则电场强度的最小值为（）
A.mg/2qB.
C.2mg/qD.mg/q
5.如图，AC是上端带定滑轮的固定竖直杆，质量不计的轻杆BC一端通过铰链固定在C点，另一端B悬挂一重为G的物体，且B端系有一根轻绳，并绕过定滑轮A，用力F拉绳，开始时角BCA大于900，现使角BCA缓慢减小，直到杆BC接近竖直杆AC。此过程中，轻杆B端所受的力将（）
A.大小不变B.逐渐增大C.逐渐减小D.先减小后增大
6.如图，光滑平面上固定金属小球A，用长l0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接，让它们带上等量同种电荷，弹簧伸长量为x1，若两球电量各漏掉一半，弹簧伸长量变为x2，则有：（）
7.两根相距为L的足够长的金属直角导轨如图所示放置，它们各有一边在同一水平面内，另一边垂直于水平面。质量均为m的金属细杆ab、cd与导轨垂直接触形成闭合回路，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ，导轨电阻不计，回路总电阻为2R。整个装置处于磁感应强度大小为B，方向竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在平行于水平导轨的拉力F作用下以速度V1沿导轨匀速运动时，cd杆也正好以速率向下V2匀速运动。重力加速度为g。以下说法正确的是()
A．ab杆所受拉力F的大小为μmg＋
B．cd杆所受摩擦力为零
C.回路中的电流强度为
D．μ与大小的关系为μ＝
三.考题欣赏
1．（20xx海南物理）如图，水平地面上有一楔形物块，其斜面上有一小物块b，b与平行于斜面的细绳的一端相连，细绳的另一端固定在斜面上．a与b之间光滑，a和b以共同速度在地面轨道的光滑段向左运动．当它们刚运行至轨道的粗糙段时
A．绳的张力减小，b对a的正压力减小
B．绳的张力增加，斜面对b的支持力增加
C．绳的张力减小，地面对a的支持力增加
D．绳的张力增加．地面对a的支持力减小
2．（20xx安徽）L型木板P（上表面光滑）放在固定斜面上，轻质弹簧一端固定在木板上，另一端与置于木板上表面的滑块Q相连，如图所示。若P、Q一起沿斜面匀速下滑，不计空气阻力。则木板P的受力个数为（）
A．3B．4C．5D．6
3.（09北京）如图所示，将质量为m的滑块放在倾角为的固定斜面上。滑块与斜面之间的动摩擦因数为。若滑块与斜面之间的最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，重力加速度为g，则（）
A．将滑块由静止释放，如果＞tan，滑块将下滑
B．给滑块沿斜面向下的初速度，如果＜tan，滑块将减速下滑
C．用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动，如果=tan，拉力大小应是2mgsin
D．用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动，如果=tan，拉力大小应是mgsin
4.（09天津）物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上。B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是

5.（09广东）某缓冲装置可抽象成图所示的简单模型。图中为原长相等，劲度系数不同的轻质弹簧。下列表述正确的是
A．缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B．垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等
C．垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等
D．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变
6.（09广东）如图所示，表面粗糙的斜面固定于地面上，并处于方向垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中。质量为m、带电量为+Q的小滑块从斜面顶端由静止下滑。在滑块下滑的过程中，下列判断正确的是（）
A．滑块受到的摩擦力不变
B．滑块到地面时的动能与B的大小无关
C．滑块受到的洛伦兹力方向垂直斜面向下
D．B很大时，滑块可能静止于斜面上
7.（09江苏）用一根长1m的轻质细绳将一副质量为1kg的画框对称悬挂在墙壁上，已知绳能承受的最大张力为，为使绳不断裂，画框上两个挂钉的间距最大为（取）（）
A．B．
C．D．
8.（09广东）建筑工人用图所示的定滑轮装置运送建筑材料。质量为70.0kg的工人站在地面上，通过定滑轮将20.0kg的建筑材料以0．500m／s2的加速度拉升，忽略绳子和定滑轮的质量及定滑轮的摩擦，则工人对地面的压力大小为(g取l0m／s2)（）
A．510NB．490NC．890ND．910N
9.（09山东）如图所示，光滑半球形容器固定在水平面上，O为球心，一质量为m的小滑块，在水平力F的作用下静止P点。设滑块所受支持力为FN。OF与水平方向的夹角为0。下列关系正确的是（）
A．B．F＝mgtan
C．D．FN=mgtan
10.（09安徽）为了节省能量，某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站上扶梯时，它会先慢慢加速，再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程，如图所示。那么下列说法中正确的是()
A.顾客始终受到三个力的作用
B.顾客始终处于超重状态
C.顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方，再竖直向下
D.顾客对扶梯作用的方向先指向右下方，再竖直向下
11.（09浙江）如图所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为，斜面的倾角为，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为（）
A．mg和mgB．mg和mg
C．mg和mgD．mg和mg
12.(2008全国卷Ⅱ)如图9所示，一固定斜面上两个质量相同的小物块A和B紧挨着匀速下滑，A与B的接触面光滑．已知A与斜面之间的动摩擦因数是B与斜面之间动图9摩擦因数的2倍，斜面倾角为α，B与斜面之间的动摩擦因数是()
A.23tanαB.23cotα
C．tanαD．cotα
四.学法指导
力与物体的平衡常用解题思路：
第一步：选择研究对象（注意整体法与隔离法的应用）
第二步：进行受力分析（一定要准确，不然做题就会全错。一般受力分析的顺序是：场力（重力、电场力、磁场力）、弹力（接触面的弹力、绳子弹力、杆的弹力）、摩擦力等
第三步：选择合适的方法处理力（处理方法有：力的合成（一般适用于三力平衡）、力的分解（正交分解、图像法、相似三角形等）
第四步：列举方程求解（有时还需要讨论）
注意：对研究对象进行受力分析，作好受力分析图是解题的关键。解决问题，一是要认清物体平衡状态的特征和受力环境是分析平衡问题的关键；二是要学会利用力学平衡的结论（比如：合成法、正交分解法、效果分解法、三角形法、假设法等）来解答。三是要养成迅速处理大计算量和辨析图形几何关系的能力。

(一)、力与平衡(答案)
一.典型题例
题型2：C
题型3.解析：
得：
题型4.解析：匀速直线运动时：受力平衡
得：v=10m/s，与x轴370斜向右上③
撤去磁场后受2个力结合速度方向可知做类平抛运动
沿v方向：
垂直v方向：
得：OP=15mt=1.2s⑥
题型5、解析：⑴因AB向右做匀速运动，B物体受到的合力为零，所以B物体受到的摩擦力为零。
⑵因AB无相对滑动，所以B物体受到的摩擦力为静摩擦力，此时不能用滑动摩擦力的公式来计算，用牛顿第二定律对B物体有
⑶因为AB发生了相对滑动，所以B物体受到的摩擦力为滑动摩擦力，用滑动摩擦力的公式来计算，
题型6：AD
二.专题突破
1.BD2.AD3.A4.B5.A6.C7.AD
三.考题欣赏
1.C2.C3.C4.D5.BD6.CD7.A8.B9.A10.C11.A12.A

第七章生物的进化

一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，作为高中教师就要根据教学内容制定合适的教案。教案可以让学生能够在教学期间跟着互动起来，帮助高中教师在教学期间更好的掌握节奏。你知道怎么写具体的高中教案内容吗？下面是小编精心为您整理的“第七章生物的进化”，供大家借鉴和使用，希望大家分享！

第七章生物的进化
教学目的1.了解达尔文自然选择学说的主要内容。2.了解种群，种群基因库、基因频率的概念，以及基因频率的计算方法。3.了解突变和基因重组为生物进化提供原材料的原因。4.通过对桦尺蠖在工业区体色变黑例子的学习，了解自然选择在生物进化中的作用。5.了解隔离的概念和类型，以及隔离与物种形成的关系。
教学重点1．基因频率的概念。2．自然选择在生物进化过程中的作用。3．隔离的概念和类型，以及物种形成的方式。
教学难点1．基因频率的概念和计算方法。2．自然选择在生物进化过程中的作用。
教学用具1．非洲野牛迁徒生活的录像片断。2．英国曼彻斯特地区18世纪中期到20世纪中期浅色型和黑色型桦尺蠖数量变化的CAI课件。3．加拉帕克斯岛地雀演化的CAI课件。
教学方法：教师讲述，学生归纳，探究相结合。课时安排：2课时　
引言：我们已经知道地球上现存的有记载的生物种类大约200多万种，还有许许多多种生物没有被我们发现，没有发现的生物数目可能要比已经发现的多10倍，更何况已经绝灭的生物比现存的还要多得多。据估计，曾在地球上生活过的生物种数可能多达5亿～10亿。这么多的生物从无到有，从少到多，从简单到复杂，从低等到高等，一批又一批地“踏上”地球，又“远离”地球走向灭亡，进行着自然界的“新陈代谢”，这就是生物的进化。（板书）
设问：生物为什么会进化？生物进化的实质是什么？生物进化有什么规律？
讲述：19世纪，达尔文提出的以自然选择学说为核心的生物进化论，已被广大学者所承认，任何理论通常都要随着知识的增加而改进，随着遗传学和生态学等现代生物科学的发展和深入到生物进化理论的研究，使达尔文进化理论不断完善和发展，形成了以自然选择学说为基础的现代生物进化理论。（板书）
观看：录像——非洲草原野牛四季生活及生殖过程，突出迁徙路经大河时，许多个体被淹死或被鳄鱼吃掉的情景。
提问：请同学们根据录像及初中所学有关知识总结归纳出达尔文自然选择学说的主要内容是什么？有什么重要意义及局限性？（回答：主要内容包括：过度繁殖，生存斗争，遗传变异、适者生存。）
提问：什么是过度繁殖？（回答：任何一种生物的繁殖能力都很强，在不太长的时间内能产生大量的后代表现为过度繁殖。）
提问：为什么自然界中的生物总是繁殖的多生存下来的少呢？（回答：因为生存条件是有限的，生物在争夺有限的空间和食物的情况下同种生物个体之间、种与种之间、生物与无机环境之间进行着激烈的生存斗争，斗争的结果是一部分个体被淘汰。）
提问：生物个体的幸存与被淘汰的基础是什么？（回答：生物个体具有既能保持亲本的性状又会出现不同的变异性状。达尔文清楚地知道可遗传的变异是生物进化的基础。）
提问：在生存斗争中，什么样的个体容易获胜，并生存下来？（回答：有利变异个体容易在生存斗争中获胜并将这些变异遗传下去，不利变异个体则容易被淘汰。达尔文把这种适者生存不适者被淘汰的过程叫作自然选择。）
在长期的自然选择过程中，微小的有利变异得到积累变为显著变异，从而产生了适应特定环境的生物新类型，这就是生物进化的原因。
提问：达尔文自然选择学说有什么重要意义？（回答：科学的解释了：（1）生物进化的原因；（2）生物的多样性和适应性。）
提问：什么是生物进化的原因？（回答：在长期的自然选择过程中，微小的有利变异得到积累变为显著变异，从而产生了适应特定环境的生物新类型，这就是生物进化的原因。）
讲述：由于受到当时科学发展水平的限制，自然选择学说对于（1）遗传和变异的本质，（2）自然选择如何对可遗传的变异起作用的问题不能作出科学的解释。
在21世纪的今天，随着现代生物科学的发展，关于生物进化过程的研究，虽然仍以达尔文进化理论为框架，但达尔文原来的思想却被大大改进和扩展了。关于自然选择等问题的研究，已经从生物个体为单位发展到了以种群为基本单位。形成了以自然选择学说为基础的现代进化理论。（板书）设问：现代生物进化理论的主要内容包括哪几方面？
讲述：主要内容包括四个方面：（1）种群是生物进化的单位；（2）突变和基因重组产生进化的原材料；（3）自然选择决定生物进化的方向；（4）隔离导致物种的形成。
提问：为什么说种群是生物进化的单位呢？种群的定义是什么？讲述：请通过实例分析归纳出种群的概念。例如：（1）一个池塘中的全部鲤鱼；（2）一个池塘中的全部鱼；（3）一片草地上的全部植物；（4）一片草地上的全部蒲公英。
引导学生总结出（1）与（4）属于种群，因此，总结出种群是指生活在同一地点的同种生物个体的总和。
提问：种群的组成有什么特点？个体之间存在着什么关系？（回答：种群个体间具有年龄和性别的差异，并不是机械的结合在一起。个体之间存在关系是：彼此可以交配实现基因交流，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。）
讲述：因此说种群是生物繁殖的基本单位。达尔文清楚地知道只有能遗传的变异才对进化过程有意义。也就是说可遗传的变异是物种或种群进化的基础。
提问：进化所需要的变异的来源有几方面？（回答：突变和基因重组。）
讲述：由减数分裂和有性生殖引起的基因重组，通过产生不同基因的组合，都提高了群体的可遗传变异。例如，人有23对染色体，即使每对染色体只含有一对杂合的等位基因，通过自由组合就会产生出8万多种不同配子，这样在一个新生儿中就可能有6′l07个以上的基因重组。考虑到染色体上有许许多多对杂合基因，因此实际上基因重组数可能是一个天文数字。由此可见，一个个体所含的基因仅仅是种群中基因的小小组成部分。
提问：种群中全部个体的基因称为什么？（回答：一个种群所含有的全部基因，叫做这个种群的基因库。）
讲述：我们知道多指为显性基因控制的遗传病，而绝大多数人表现为正常。白化病是隐性基因控制的遗传病，但绝大多数人表现正常。
提问：以上事实说明了什么？（回答：说明不同的基因在种群的基因库中所占的比例是不同的。）
讲述：某种基因在某个种群中出现的比例叫做基因频率。
提问：怎样才能知道某种基因的基因频率呢？讲述：可通过抽样调查的方法获得。例如，从某种种群中随机抽出100个个体测知基因型为AA、As、aa的个体分别为30、60和10，其中A基因频率为多少？a基因频率为多少？教师的引导下由学生自己计算得出：A基因频率＝；a基因频率＝
提问：（1）种群中某基因的频率能否发生变化？（2）导致种群中某基因频率发生变化的因素有哪些？
观看：用CAI课件模拟英国曼彻斯特地区桦尺蠖从19世纪中期到20世纪中期，浅色型桦尺蠖和黑色型桦尺蠖所占比例发生剧烈变化的过程。首先出现19世纪中期长满地衣的浅色树干及树干上栖息着浅色与黑色9：1的桦尺蠖的画面。
提问：1850年以前该地区的桦尺蠖为什么以浅色为主？黑色个体很少的原因是什么？回答：因为浅色与环境色彩相似，是桦尺蠖的保护色。黑色易被天敌捕食，而受到控制。
讲述：调查发现浅色基因频率为95％，黑色基因频率为5％，这说明黑色基因是突变产生的。观看：出现第二个画面，即随着英国工业的发展，工厂排出的煤烟使地衣不能生存，结果树皮裸露并被熏成黑色的树干及栖息着浅色与黑色1：9的两色桦尺蠖。
探究实验：让学生背对电脑屏幕，教师哨声一响学生转身迅速用鼠标点掉一个桦尺蠖，哨声一响再背过身去这样重复多次后，统计剩下的两色桦尺蠖的数量。
讨论：(1)多数幸存者的颜色与生存环境有什么关系？(与生存环境颜色相近)
讨论：(2)你的实验结果与自然选择有什么关系？(与自然选择结果类似)
提问：以上实验结果说明两色桦尺蠖的数量变化的根本原因是什么？（回答：原因是黑色基因（S）与浅色基因（s）两种基因出现的频率发生了改变，这是长期自然选择的结果。）
讲述：由此可见，种群中的基因频率是可以改变的，导致基因频率改变的因素是：基因突变、基因重组、自然选择。
总之，种群中的个体一代一代死亡，但基因库却在代代相传的过程中保持和发展。因此说，生物进化的过程实质上就是种群基因频率发生变化的过程。所以说种群是进化的单位。
引言：我们已经知道了：（1）生物进化的实质是种群基因频率的改变。（2）种群是生物进化的单位。（3）影响种群基因频率改变的因素有基因突变、基因重组、自然选择。
提问：基因突变与基因频率的改变有什么关系呢？（回答：基因突变是可遗传变异的根本来源。这是因为基因突变可产生新基因（等位基因），是基因频率改变的基础。）
提问：基因突变有什么特点？回答：基因突变的特点有：（1）普遍存在的；（2）随机发生的；（3）突变频率是很低的；（4）多数对生物体是有害的；（5）不定向的。讲述：自然界中生物的自然突变频率很低，而且一般对生物体是有害的。
提问：为什么还能够改变种群中的基因频率呢？回答：这是因为种群都由许多个体组成，每个个体都有成千上万个基因，虽然每个基因的突变率很低，但每个种群的每一代都会产生大量的突变基因。
讲述：例如，果蝇约有104万对基因，假定每个基因的突变率都是10－5，若有一个中等数量的果蝇种群（约有108个个体），请同学们计算出每一代出现基因突变数是多少？（由学生计算得出结论）每一代出现基因突变数是107个。说明种群中每一代产生的基因突变的数量是很大的，并通过繁殖得到积累是基因频率改变的基础。突变有利有害不是绝对的，是相对的。这取决于生物的生存环境。再次出示英国曼彻斯特地区19世纪中期到20世纪中期浅色桦尺蠖和黑色桦尺蠖比例变化的画面，引导学生答出（S）黑色基因是基因突变产生的，对桦尺蠖的生存是有害的，但随着英国工业的发展，桦尺蠖生存环境的改变，有害的基因（S）变为有利的基因。因此说，突变基因的有害与有利是相对的，不是绝对的。
提问：基因重组与基因频率的改变有什么关系？回答：由于基因突变是不定向的，突变的结果可产生相应的等位基因。如前所述，假如人的23对同源染色体上都有一对等位基因，通过减数分裂和受精作用，在后代中则可产生6′107个以上基因重组类型，使种群中出现大量的可遗传变异，从而使突变基因频率扩增。由于这些变异的产生是不定向的，无法定向改变基因频率。
设问：生物进化的方向是如何决定的呢？请同学们阅读课文P66页（第二段）P67（第一段），同时回忆CAI课件所展示的结果，四人一组讨论，从宏观（性状）和微观（基因）两个方面分析英国曼彻斯特地区从19世纪中期到20世纪中期，桦尺蠖比例的变化，说明桦尺蠖进化过程的原因。
讲述：1．从宏观（性状）上来看进化过程为：19世纪中期桦尺蠖的浅色性状与环境色彩相似，属于保护色，较能适应环境而大量生存；黑色性状与环境色彩差异很大，不能适应环境，易被捕食者捕食，因此，突变产生后，后代的个体数受到限制。19世纪中期到20世纪中期，由于地衣死亡，桦尺蠖栖息的树干裸露并被烟熏黑，使得黑色性状与环境色彩相似而大量生存，浅色性状与环境色彩差异很大，易被捕食者捕食而大量被淘汰。表现为适者生存，不适者被淘汰。
2．从微观（基因）来看进化过程为：19世纪中期以前，由于黑色基因（S）为不利变异基因，控制的性状不能适应环境而受到限制，因此，当时种群中浅色基因（s）的频率为95％，黑色基因（S）的频率为5％。到20世纪中期由于黑色基因（S）控制的性状能适应环境而大量生存并繁殖后代，浅色基因（s）控制的性状不能适应环境而大量被淘汰，使后代数量大量减少。浅色基因（s）的频率下降为5％，黑色基因（S）的频率上升为95％。结果是淘汰了不利变异的基因并保留了有利变异基因，通过遗传逐渐积累。
由此可见，种群产生的变异是不定向的，经过长期的自然选择和种群的繁殖使有利变异基因不断积累，不利变异基因逐代淘汰，使种群的基因频率发生了定向改变，导致生物朝一定方向缓慢进化。因此，定向的自然选择决定了生物进化的方向。
请根据桦尺蠖的进化过程分析：（1）是否产生了新的物种，为什么？回答：没有产生新的物种，因为曼彻斯特地区的桦尺蠖是一个种群，个体之间彼此可以自由交配，实现基因交流，并通过繁殖将各自的基因传递给后代。
提问：（2）什么是物种？物种又是如何形成的？回答：物种是指分布在一定的自然区域内，具有一定的形态结构和生理功能，而且在自然状态下能够相互交配和繁殖，并能够产生可育后代的一群生物个体。即物种是代代相传保持一个共同基因库的群体。
问：骡子是怎样产生的？能否传种接代？说明什么问题？(骡子是马和驴的杂交后代，不能繁殖，原因是马和驴是两个物种)
讲述：这一事实说明不同物种之间不能交配，或即使交配成功，也不能产生可育的后代，该现象称之为生殖隔离。
请分析说明：区分物种的主要依据是什么？(区分物种的主要依据是有无生殖隔离)
提问：生殖隔离（物种）形成的主要原因是什么？
观看：演示CAI课件，给出加拉帕戈斯群岛的地图。请同学们用地理知识估算岛与岛之间的距离。再出示不同岛上的植被情况（突出果实的大小），让学生了解各岛屿的生存条件。最后出示有不同特征的地雀，特别突出地雀喙形大小的特征，然后让学生根据地雀的特征和岛屿生存条件将地雀安放在适宜的岛上（放错会发出鸣响）。
讲述：加拉帕戈斯群岛上的14种地雀都起源于同一个物种，是南美雀类的后代。请同学们分析，它们形态特征形成显著差异的原因是什么？
提问：加拉帕戈斯群岛之间的水域起了什么作用。回答：起到地理隔离的作用。讲述：一个种群由于地理环境原因被分割成了许多个小的种群——这种隔离称为地理隔离。被地理条件隔开的小种群的基因组成或基因频率起初就不可能完全相同。
提问：根据基因突变的随机性的特点，长期的隔离对不同岛屿上地雀小种群的基因组成有什么影响？回答：由于突变是随机的，被分割的小种群可能会出现完全不同的突变。由于地理隔离，各种群间没有基因交流，因此一个种群中的突变自然不会引起另一种群的改变。
提问：根据不同岛屿的生态环境特点分析14种地雀形成显著差异的根本原因是什么？回答：由于地理隔离，各种群生活在不同的生态环境中，因而有不同的选择方向。即，不同种群选择保留下的基因不同，使分开的种群的基因库组成和基因频率产生了很大的差异。这就是14种地雀形态特征显著差异的根本原因。
讲述：经过长期地理隔离，不同种群在形态特征。生活习性上有了显著的差异，若再次相遇仍能交配和繁殖可育后代，这样的不同种群称之为亚种。如，东北虎和华南虎属于不同的虎亚种。如果通过长期的地理隔离，使不同种群个体之间形成生殖隔离（不能发生基因交流）。新物种就产生了，如，加拉帕戈斯群岛上的14种地雀的形成过程，就是长期的地理隔离导致生殖隔离的结果。
因此说：物种形成的原因是突变和基因重组。自然选择及隔离三个基本环节综合作用的结果。不同新物种形成的过程进行的十分缓慢，往往需要成千上万代甚至更长。
小结：现代生物进化理论的基本观点是：进化的基本单位是种群；进化的实质是种群基因频率的改变
物种形成的基本环节是：突变和基因重组——提供进化的原材料；自然选择——基因频率定向改变，决定进化的方向；隔离——物种形成的必要条件
第八章生物与环境第一节生态因素
教学目的1.理解生态因素的概念。2.理解非生物因素（光、温度、水）对生物的影响。3.理解生物因素（种内关系和种间关系）对生物的影响。4.理解生态因素的综合作用。
教学重点1.光、温度和水对生物的影响。2.种内关系和种间关系。教学难点1.互利共生和寄生的区别。2.生态因素的综合作用。
教具准备：多媒体教学软件（或录像带、投影片）、小道具模型（三叶草、有香味的花、蚂蚁、三角烧瓶、酒精灯等）
教学方法：观察、探索、论证与归纳相结合；以激发学习兴趣，鼓励竞争为导向。课时安排：一课时
引言：生物无论生活在什么样的环境中，都会受到环境中的各种因素的影响。例如（演示下列现象）：①给过敏性鼻炎患者闻花香，患者会怎样？（会立即打喷嚏）②将水洒在含羞草的叶片上，叶片会怎样？（立即合拢）③将蚂蚁放在三角烧瓶中加热，蚂蚁会怎样？（随着温度的升高，蚂蚁活动加剧直至死亡。）
从上述例子不难看出，环境中的各种因素对生物的影响是十分深刻的。因此，我们把环境中影响生物的形态、生理和分布的因素，叫做生态因素。（用屏幕显示课题及生态因素的概念、种类）
生态因素包括非生物因素和生物因素。下面请同学们看一段录像片（与课本内容基本一致），并回答下列问题：（用屏幕显示）①光对植物、动物的形态、生理、分布有什么影响？找出片中的实例。②温度对植物、动物的形态，生理，分布有什么影响？用片中的实例说明。③水对动物，植物的形态，生理、分布有什么影响？找出片中的实例。
在学生回答的基础上，出示板书内容。并提问：①除光、温度和水以外，还有哪些因素属于非生物因素？（空气、土壤……）②影响公鸡打鸣的非生物因素是什么？（光）
自然界中的每一个生物，都受到周围很多其他生物的影响。这些生物，既有同种的，也有不同种的。因此就形成了种内关系和种间关系。（在屏幕上打出种内、种间关系的概念及种类，并简述之。然后，以小组为单位，用抢答的方式，判断出所播放的画面是那一种关系。）（注：a.滚动播放，直至全部找出。b.播放的画面包括种内、种间关系，以便于区分，如可将狼与羊、兔子与草、雌螳螂在交配后吃掉雄螳螂的画面组成一组播放。c.采用小组计分制。）
提问：①在片中，海葵与寄居蟹的关系属互利共生，蛔虫与人的关系是寄生。虽然都是两种生物共同生活在一起，但它们是有区别的，你能说出它们的不同吗？②为什么作物播种或栽培不能过密？
种间关系数量关系图特点实例
互利共生

两种生物在数量上同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化。地衣；
大豆与根瘤菌
寄生寄生生物的生存离不开寄主，但寄生生物的存在对寄主有害，在一定程度上又会影响宿主的数量。蛔虫与人；
噬菌体与细菌
竞争
不同物种间生态需求越接近竞争越激烈。在两种生物生存能力不同时，数量上呈现出“你死我活”的同步性变化。牛与羊；
水稻与稗
捕食
两种生物在数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化。草与牛；
兔与狼
环境中的各种生态因素，对生物体是同时共同起作用的，而不是单独地、孤立地起作用。（显示板书）例如片中看到的海葵，除与寄居蟹有关系外，还与周围环境中的其他因素有关，如水温、食物、天敌等，受着各种生态因素的综合影响。但各种生态因素所起的作用并不是同等重要的，有关键因素和次要因素之分。
问：对海葵来说，上述生态因素中哪一个是关键因素？（答：寄居蟹）
总之，生物的生存受到很多种生态因素的影响，这些生态因素共同构成了生物的生存环境。生物只有适应环境才能生存。
重播本堂课板书内容，作为本节课的小结。
第八章生物与环境第二节种群和生物群落
教学目的1．了解种群的特征。2．了解种群数量的变化。3．了解研究种群数量变化的意义。4．了解生物群落的概念和结构。
教学重点1．种群的特征。2．种群数量的变化。3．生物群落的概念。教学难点：种群数量的变化。
教具准备1.录像资料：野兔成灾、蝗灾。2.剪报资料：澳大利亚野兔成灾、山西发生蝗灾。3.投影片（或自制挂图）：①种群年龄组成的三种类型；②我国人口数量变化曲线；③影响种群数量变化的因素；④某海岛上环颈雉种群的增长曲线；⑤大草履虫种群的增长曲线；⑥某岛屿上绵羊种群的增长曲线；⑦两种增长类型比较；⑧森林生物群落和湖泊生物群落的垂直结构；⑨森林生物群落的水平结构。
教学方法：讲述，谈话与讨论相结合。课时安排：二课时。
引言：在生产实践中，常常碰到这样的问题：草原的牧民在承包的草场上该放养多少牛羊，经济效益才最好；沿海的渔民该捕捞多少鱼虾，才能既获得好的收益又能持续发展；农业生产中怎样控制害虫的数量，才能获得大丰收。要解决这些问题，必须研究生物的群体单位——种群和生物群落。我们先来复习一下第七章学过的种群概念。
提问：什么是种群？（回答：生活在同一地点的同种生物的一群个体。）
练习：下列叙述中属于种群的是：1．一个池塘中的全部鱼。2．一片草地上的全部蒲公英。3．世界上的全部鸟。4．一片农田的全部东亚飞蝗。（回答：2和4是种群。）
讲述：如果某种生物对人类是有益的，人们总是希望它们越来越多；如果某种生物对人类是有害的，人们总想使它们越来越少。由此可见：种群研究的核心问题是种群数量的变化。要研究种群数量的变化，首先要了解种群的一些特征。这些特征主要包括种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例等。
种群密度是指单位空间内某种群的个体数量。
提问：实际研究中，不可能逐一计数某个种群的个体总数，如何测定某物种的种群密度呢？（回答：计数种群的一小部分，估计整个种群的密度。）
讲述：对了，这就是常用的取样调查法。要测定某地的某种植物的种群密度，常用的取样调查法，实习3介绍的就是这种方法。要测定某地的某种动物的种群密度，常用的取样调查法是标志重捕法。标志重捕法就是在被调查的种群的生存环境中捕获一部分个体，将这些个体标志后再放回原来的环境，经过一定期限后进行重捕，根据重捕中标志个体占总捕获数的比例，来估计该种群的数量。公式是种群数量N=（标志个体数X重捕个体数）/重捕标志数
提问：经过测定，我国某地的野驴，平均每100km2不足两头，而同一地区的灰仓鼠，平均每100km2有数十万只。由此可得出什么结论？（回答：相同的环境条件下，不同物种的种群密度不同。）
提问：在一片农田中的东亚飞蝗，夏天种群密度较高，秋未则降低。由此可得出什么结论？（回答：不同的环境条件下，同一物种的种群密度不同。）
小结：种群密度是种群的重要特征。种群密度随环境条件和物种的不同而不同。
讲述：种群密度为什么会发生变化呢？我们继续研究种群的其他特征。
出生率是指种群中单位数量的个体在单位时间内新产生的个体数目。死亡率是指种群中单位数量的个体在单位时间内死亡的个体数目。
提问：出生率和死亡率与种群密度的关系如何？（回答：出生率高于死亡率，种群密度增加；出生率低于死亡率，种群密度下降。）（投影片：我国人口数量变化曲线）
讨论：长期以来，我国的人口增长很快，主要原因是什么？（结论：出生率高，死亡率低是导致我国人口增长过快的主要原因。）
讨论：控制我国人口增长的措施？（结论：在死亡率低的前提下，只能控制人口出生率。）（在此可批判马尔萨斯反动的人口论观点。）
小结：出生率和死亡率是决定种群密度和种群大小的重要因素。
讲述：与出生率和死亡率密切相关的是种群的年龄组成。
年龄组成是指一个种群中各年龄期的个体数目的比例。一般分为三个年龄期：幼年期，成年期和老年期。
提问：按年龄组成可分为几种类型？（回答：1．幼年多、老年少，2．幼年少、老年多，3．比例适中。）（投影片：年龄组成的三种类型）
提问：幼年多、老年少，种群密度的变化趋势是什么？（回答：种群密度会逐渐增大。）
提问：幼年少。老年多，种群密度的变化趋势是什么？（回答：种群密度会逐渐减小。）
提问：比例适中，种群密度的变化趋势是什么？（回答：种群密度会保持稳定。）
小结：种群的年龄组成可用于预测种群密度的变化趋势，按变化趋势分为三种类型：增长型、衰退型。稳定型。
讲述：与出生率有关的另一个种群特征是种群的性别比例。性别比例是指种群中雌雄个体数目的比例。
提问：种群的性别比例失调，对种群密度有什么影响？（回答：种群的性别比例失调，出生率就会下降，种群密度明显降低。）
讲述：生产上常利用性引诱剂诱杀害虫的雄性个体，达到事半功倍的杀虫效果。
小结：性别比例通过影响出生率来影响种群密度。
讲述：种群除了以上所讲的特征外，还有迁人和迁出等特征。
总结：综上所述，种群数量变化是种群研究的核心问题，种群密度是种群的重要特征。出生率和死亡率。年龄组成，性别比例以及迁人和迁出等都可以影响种群的数量变化。其中出生率和死亡率。迁入和迁出是决定种群数量变化的主要因素，年龄组成是预测种群数量变化的主要依据。
引言：《光明日报》消息：“澳大利亚野兔成灾。估计在这片国土上生长着六亿只野兔，它们与牛羊争牧草，啃树干，造成大批树木死亡，破坏植被导致水土流失，专家计算，这些野兔每年至少造成一亿美元的财产损失。兔群繁殖之快，数量之多足以对澳洲的生态平衡产生威胁。
澳洲本来没有兔子，一八五九年，一个叫托马斯奥斯汀的英国人来澳定居，带来了二十四只野兔，放养在他的庄园里，供他打猎取乐。奥斯汀绝对没有想到，一个世纪之后，这二十四只野兔的后代达到六亿只之多。”（有条件的学校，教师可播放澳大利亚野兔成灾的录像片或蝗灾的录像片，没有录像资料的可以给学生读有关的剪报内容。）
提问：一只野兔是一个个体，澳大利亚的全部野兔属于什么？（回答：是一个种群。）
讲述：澳大利亚野兔成灾，实际上是种群的数量变化问题。澳大利亚野兔为什么成灾？成灾后人们该采取什么对策？这节课我们接着来研究种群数量的变化。请大家阅读课本第94页第四段，注意分析影响种群数量变化的因素。
阅读：提问：种群数量是由什么决定的？（回答：种群的数量是由出生率和死亡率、迁入和迁出等决定的。）
提问：哪些因素影响种群数量的变化，怎样影响？（回答：气候、食物、被捕食、传染病等因素可以影响种群数量的变化，它们通过对出生率和死亡率、迁入和迁出的影响来影响种群数量的变化。）
讲述：凡是影响种群的出生率和死亡率、迁入和迁出的因素，都会引起种群的数量变化。这些因素有自然因素，也有人为因素。现代社会中，对种群数量变化的影响越来越大的是人类活动。（投影片：影响种群数量变化的因素。）
讲述：在这些因素的综合影响下种群数量会发生各种变化，包括增长、波动、稳定和下降等。下面我们主要研究种群的增长。（投影片：某海岛上环颈雉种群的增长；我国人口数量变化曲线。）
提问：两个种群的增长有什么共同特点？（回答：连续增长，曲线大致呈“J”型）
讨论：出现“J”型增长曲线的条件。（注意与影响种群数量变化的四种因素对照）（结论：理想条件：食物或养料充足，空间条件充裕，气候适宜，没有敌害等。）
种群迁入一个新环境后，在一定时期内种群的增长大致符合“J”型曲线。（投影片：大草履虫种群的增长曲线；某岛屿绵羊种群的增长曲线。）
提问：两个种群的增长有什么共同特点？（回答：增长到一定程度（K）后不再增长，曲线呈“S”型。）
讲述：对，这就是“S”型增长。这种增长的特点是增长率逐渐下降。请分析为什么这两个种群的数量不能无限增长？（回答：在有限的环境中，随着种群密度的增大，种内斗争必将加剧，捕食者也会增加，种群的出生率就会降低，死亡率增高，增长率下降。）讲述：“S”型曲线出现的条件是：空间有限，食物有限，有捕食者存在等非理想条件。
小结：种群数量的增长有两种类型，在理想的环境条件下，种群数量连续增长，呈现“J”型曲线；在有限的环境条件下，种群数量的增长率逐渐下降，呈现“S”型曲线。（投影片：两种增长类型比较）
讨论：澳大利亚野兔为什么成灾？其他地区的野兔为什么不会成灾？（结论：因为气候适宜，空间充裕，牧草繁盛，没有敌害，所以澳大利亚野兔种群属于“J”型曲线增长。其他地区的环境条件是有限的。）
讨论：如何控制野兔种群的增长？（结论：引进野兔的天敌。）
讲述：对，我们不能改变澳大利亚的气候，也不可能缩小空间，更不能减少牧草，只能引入天敌。
读剪报：“二十世纪五十年代，科学家采用载液瘤病毒杀死了百分之九十的野兔，澳大利亚人才算松了一口气。”
分组讨论：蝗虫是对农业危害极大的害虫，大家讨论一下蝗灾发生的主要原因。
结论：1．食物不是主要原因，因为蝗灾的发生与粮食增产并无直接联系。2．空间条件也不是主要原因，因为蝗灾发生时空间并无变化。3．也不可能是没有敌害，因为蝗灾发生，它的大敌应该增多。4.主要原因是气候条件。
读剪报：《山西日报》消息：“由于去冬今春严重干旱，以蝗虫为主的病虫害在我省由南到北大面积发生。”
讲述：这则报道证明了我们的分析是正确的。下面我们再来分析讨论一个实际问题。
讨论：水产养殖专业户在一个池搪中放养了鲤鱼，每年捕捞多少才合适呢？（结论：合理的捕捞量与K值有关，一般为K/2，因为这样，种群的增长量最大。）
小结：研究种群数量变化可为防治害虫提供科学依据，还可帮助人们对野生生物资源合理利用和保护。
讲述：通过以上学习，我们已经了解了种群的特征，种群的数量变化，知道种群是自然界中生物存在的群体单位。但是，在自然界中，一个种群是不可能单独存在的，它必然与其他种群通过种间关系有着紧密联系。
在一定自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和，叫做生物群落，简称群落。（投影片：森林群落、湖泊群落垂直结构。）大家观察这两种生物群落，都是由多个种群组成的，各个种群之间具有直接或间接的关系。比如，它们分别占据一定的空间，形成一定的空间结构。
观察：森林群落、湖泊群落有无分层现象。（回答：有，动植物都分上、中，下三层。）
讲述：生物群落在垂直方向上具有明显的分层现象，这就是生物群落的垂直结构。（投影片：森林群落的水平结构。）
观察：水平方向上种群的分布和密度有什么特点？（回答：不同地段分布着不同的种群，种群的密度也有个别。）
讲述：在水平方向上的分区段现象，就是生物群落的水平结构。
垂直结构和水平结构是生物群落的空间结构，生物群落还有演替等现象，同学们课后可自己阅读有关资料。
总结：经过两个课时的学习，我们了解了种群和生物群落的一些知识：
在一定区域内的生物，同种的个体形成种群，不同的种群形成生物群落。
种群具有种群密度、出生率和死亡率、年龄组成、性别比例等特征。环境中的各种生态因素都可能影响种群的数量变化，在理想条件下，种群的增长呈现“J”曲线，在有限的环境条牛下，种群的增长呈现“S”型曲线。了解种群的数量变化规律对人们的生产生活实践有着重要意义。
生物群落在空间上有垂直结构和水平结构。
思考题：1．读剪报：“可是，好景不长。到了二十世纪五十年代，人们发现野兔又多了起来。原来，新一代的野兔己对粘液瘤病毒产生了免疫力。”请同学们根据所学知识帮助澳大利亚人解决这个问题。（参考答案：用新种病毒来解决。）2．草原的牧民承包了一片草场，要想取得好的经济效益，必须确定合理的载畜量。为什么？
（参考答案：草场的环境条件是有限的，如草的产量等，牲畜过多，食物不足，畜产品的产量不高，而且过度放牧容易造成草场的毁坏；牲畜过少，不能充分利用资源，造成浪费，同样经济效益不高。）
第八章生物与环境第三节生物与环境的相互关系一、生态系统的类型
教学目的1．理解生态系统的概念。2．了解生态系统的类型。教学重点：生态系统的概念。
教学难点：1．生态系统的概念。2．运用直观教学手段，使学生了解不同类型的生态系统的特点。
教具准备：多媒体课件（或录像、挂图）。教学方法：讲授、启发式教学与自学相结合。课时安排：一课时。
讲述：（创设情境，复习并引入新课）同学们，如果我们以一口池塘为研究对象。（课件：池塘生态系统）那么，通常情况下，池塘中会有些什么生物呢？（答：鱼、虾、浮游藻类、小甲壳动物等。）
问：池塘中所有的鱼是一个种群吗？为什么？（答：不是。因为鱼有许多种。）
问：池塘中鱼、虾、浮游植物等所有生物组成什么？（答：生物群落。）
问：池塘中除生物群落还有什么呢？（答：有水、溶解在水中的物质、照射到池塘的阳光等无机环境。）
讲述：生物群落和无机环境存在什么关系呢？下面我们来看两个事例。（多媒体课件、录像或讲解）
事例1：1998年，我国长江流域发生特大洪涝灾害。大灾过后，我国政府痛下决心，宣布在长江中上游地区实施天然林保护工程。
问：保护植被和防治洪涝灾害有什么关系呢？（植被大量破坏，引起水土严重流失，气候变化异常，旱涝灾害频繁发生。）
事例2：南极科考中，科学家发现，南极的企鹅体内竟然有杀虫剂DDT。这一地区从来没有施洒过农药，那么，DDT是哪来的呢？（答：农田中大量使用DDT，随雨水冲刷进入水体后，导致水生生物中毒，远在南极的企鹅也难幸免。）
可见，生物群落和无机环境之间相互作用、相互影响、密不可分，它们之间形成一个有机统一的整体。我们把生物群落和无机环境相互作用而形成的统一整体，叫做生态系统。
讲述：一口池塘就是一个生态系统。同理，一块草地，一片森林，一块农田，都可以各自成为一个生态系统，它们的共同特征是：在一定的空间和时间范围内，在各种生物之间以及生物群落和无机环境之间，通过能量流动和物质循环而相互作用形成一个统一整体。而生态系统的时空范围有大有小，小到一口池塘，大到地球上全部生物及无机环境，即生物圈。生物圈是地球上最大的生态系统。
讨论：1．森林和河流的无机环境有什么不同？（主要区别在于森林是陆地无机环境组合，而河流为淡水水域无机环境组合。）
2．森林和河流中的生物群落分布有什么不同？（主要区别是森林乔木和树栖动物为主，而河流以水生动植物为主。）
讲述：可见，由于无机环境组合的不同，导致生物群落的分布不同，森林和河流生态系统类型显著不同。在生物圈这个最大的生态系统中，存在着许多的不同的生态系统类型。
讲述：地球上的生态系统可以分为陆地生态系统和水域生态系统，陆地生态系统中，根据各生态系统的植被分布情况，可分为森林生态系统、草原生态系统、农田生态系统等。水域生态系统中，又可分为海洋生态系统、淡水生态系统等类型。
下面以森林生态系统为例分析其主要特点：（也可选学生比较熟悉的生态系统为例）（课件，录像或讲授）
问：森林生态系统分布在什么地区？（答：湿润和较湿润地区。）
问：主要的动植物有哪些？（答：植物以乔木为主，动物以营树栖和攀援生活的种类特别多，如犀鸟、松鼠、眼镜猴等。）
讲述：对，森林生态系统的主要特点是：动、植物种类繁多，群落的结构复杂，因而种群的密度和群落结构能够长期处于较稳定的状态。那么，森林有什么作用呢？（师生共同得出森林的经济效益、生态效益和社会效益。）
接下来请同学们结合课件（或录像）介绍，阅读课本内容中的草原生态系统、农田生态系统、海洋生态系统和淡水生态系统。（阅读后）指导学生归纳：
名称分布区域主要特点主要生物生态效益
森林生态系统湿润或较
湿润地区动植物种类繁多，群落结构复杂，长期较稳定植物：乔木为主；动物：营树栖和攀援生活类多(1)是人类的资源宝库(2)维持生物圈的稳定(3)改善生态环境
草原生态系统干旱地区动植物种类少，群落结构简单，不稳定易变化植物：草本为主，少量灌木丛
动物：营穴居生活类多(1)提供大量肉、奶和毛皮
(2)调节气候，防风固沙
海洋生态系统动植物多，集中在水深200米以内，生态环境稳定植物：浮游植物为主；动物：主要是浮游动物，鱼、虾等(1)调节气候方面起着重要作用
(2)蕴藏丰富的资源
湿地生态系统沼泽、沿海滩涂、河流、湖泊等动植物资源丰富，湿地类型多，与气候关系密切植物：芦苇等
动物：水禽、鱼类等(1)生活和工农业的用水来源(2)能补充地下水(3)有丰富的生物资源(4)控制洪水、调节气候等
农田生态系统人的作用非常明显，动植物种类少，群落结构单一人工种植的各种农作物在一定程度上受人工控制的生态系统，为人类生活提供物质资源。
城市生态系统(1)是城市居民与周围生物和非生物环境相互作用的生态系统，也是人类改造自然环境的基础上建立起来的特殊人工生态系统(2)人类活动对它的发展起支配作用。对其他生态系统具有高度的依赖性和干扰性(3)改善和保护城市生态环境是人类在城市建设和发展过程中应高度重视的课题
海洋生态系统和淡水生态系统，可让学生就划分依据（盐度），主要影响因素（阳光、温度、盐度），主要动，植物等方面描述归纳。教师要强调海洋生态系统是一个巨大的生态系统，占地球表面积的71％。海洋中蕴藏着丰富的资源，将成为未来人类开发的主要对象。同时要强调指出水域生态系统的生物群落在空间结构上的分层现象。
小结：在各种类型的生态系统中，生活着各种类型的生物群落。在不同的生态系统中，生物种类和群落的结构都有差。但是，各种类型的生态系统在结构和功能上都是一个统一整体。生物类型虽然具有分布上的区域性，但又具有一定的迁移性，无机环境虽然具有气象、地貌上的差异性，但也具有天气、水域的连续性，所以地球上的全部生物及无机环境的总和构成地球上最大的生态系统——生物圈。生物圈、生物圈与人的关系请同学课外阅读“生物圈漫谈”。
第八章生物与环境第三节生物与环境的相互关系二、生态系统的结构
教学目的1．掌握生态系统的成分。2．掌握食物链和食物网。教学重点1．生态系统的成分。2．食物链和食物网。
教学难点1．生产者、消费者和分解者之间的关系。2．初级消费者和次级消费者的概念。3．第一营养级、第二营养级等概念。
教具准备：投影片、电脑软件。教学方法：探讨发现法。讲述法。课时安排：一课时。
引言：上节课同学们学习了《生态系统的概念和类型》的夸关知识，那么这些类型的生态系统其组成如何？其营养结构怎样呢？我们还是带着这些问题共同去探讨本课的内容——《生态系统的结构》。
教师：（检查上课时的作业：请每位同学回家后仔细观察身边的小“生态系统”有哪些生物？如“池塘生态系统”“稻田生态系统”“森林生态系统”“盘山自然保护区生态系统”有哪些生物。）请同学回答。学生：（回答各生态系统的生物。）如：“稻田生态系统”学生回答是：有水稻、杂草、蝗虫、鼠、蟋蟀、青蛙、野兔、蛇、麻雀等。（教师根据学生观察到的各种生物种类，利用教学软件，在大屏幕上一一展示出“稻田生态系统”“池塘生态系统”“森林生态系统”和“盘山自然保护区生态系统”的画面。）
教师：通过观察，请你们比较各生态系统在结构上有哪些相同点？学生：每个生态系统都有动物、植物。
教师：生态系统除生物之外还有其他成分吗？学生：有。无机环境。如：阳光、温度、水、岩石、土壤、空气、氧气、无机盐等。
教师：对。这就是生态系统成分之一。即非生物的物质和能量。学生：老师，非生物的物质和能量是生物赖以生存的条件，这样说可以吗？
教师：可以，因为生物只有从无机环境中摄取非生物的物质和能量，才能生存和发展。所以，你说的很正确。教师：同学们观察到的生态系统中有很多绿色植物，如杨树、柳树、松树、柏树、鲜花、绿草、水稻、玉米、杂草等等。假如生态系统中没有绿色植物，生态系统将如何呢？学生：各种生态系统不能维持。因为没有绿色植物，无机环境中的太阳能就不能转变成化学能。没有绿色植物，生态系统自身不能制造有机物，各种动物无法生存。所以，没有绿色植物生态系统无法维持。可见，绿色植物是生态系统的主要成分。
教师：你们回答的非常正确，正是绿色植物制造的有机物，才为动物的生存提供了物质和能量，才为生态系统的稳定奠定了基础，所以把绿色植物称为生态系统的生产者。教师：生产者的同化作用属于何种代谢类型？学生：自养型。
教师：自养型生物除绿色植物外，还有其他生物吗？学生：有。如铁细菌、硝化细菌等化能合成作用的生物。
教师：生产者在生态系统中占主导地位。做为生态环境的享有者——人类应如何保护生产者，发展生产者，使生产者更好地为人类服务呢？（学生讨论）学生：保护花草树木，植树造林，种花种草，发展生产者。
教师引言：《市场营销学》有关买卖双方称谓中，称买方为消费者，这是因为所购商品不是自己制造的而归自己利用。生态系统中的各种动物也不能制造有机物，它必须直接或间接地以绿色植物制造的有机物为食，利用现成的有机物，所以，我们也称这些动物为消费者。
教师：依据消费者直接或间接利用绿色植物制造的有机物的次序，将其分为：（1）直接以绿色植物为食的动物叫初级消费者。如：蝗虫等。（2）以植食性动物为食的肉食性动物称为次级消费者。如：蛙、食虫鸟等。（3）以次级消费者为食的肉食性动物称为三级消费者。如：蛇、鹰等。
教师：消费者的同化作用属于何种代谢类型？学生：异养型。
教师：请同学们想想，稻田中的败叶、各种动物粪便和尸体，为何能逐渐分解成无机物，归还到无机环境中去呢？学生：有细菌和真菌。
教师：对。我们把这些细菌和真菌称为分解者。学生：老师，没有分解者，行吗？
教师：（利用软件，展示没有分解者的生态系统中动物遗体，植物残枝败叶等堆积如山，生态系统面临崩溃的画面。）
教师：从画面中已经得到答案，不行！由此可见，分解者在生态系统中占有重要地位。
教师小结：总之，一个生态系统要稳定平衡的发展，生产者、消费者、分解者必须是紧密联系，缺一不可的。
教师：请同学们想一想，在“稻田生态系统”中各种生物之间是什么关系？如：水稻与蝗虫之间，蝗虫与青蛙之间，青蛙和蛇之间是什么关系？学生：吃与被吃的关系。
教师：对。我们把在生态系统中，各种生物之间由于食物关系而形成的联系，叫做食物链。请写出稻田中的食物链。
教师：根据食物链中生物获取营养的次序把生物分为第一营养级，第二营养级等。请同学们对“水稻—蝗虫—青蛙—蛇”“水稻—蝗虫—蛇”两条食物链划分营养级。学生：水稻为第一营养级；蝗虫为第二营养级；青蛙为第三营养级；蛇为第三或第四营养级。
教师强调：（1）生产者永远是第一营养级。（2）对某一动物而言，其营养级是不固定的。如：蛇。
教师：请同学们看温带草原生态系统投影片，数一数有几条食物链？对某一生物而言，可以以多种生物为食，也可以被多种生物所食吗？请仔细观察。学生：共9条。可以。
教师：在一个生态系统中，许多条食物链彼此相互交错连结成的复杂的营养关系，叫食物网。
教师：食物网上某一生物的增加或减少，对整个生态系统有何影响？学生：某一生物的增减都会影响整个生态系统的种群变化。所以我们要珍爱每种生物，特别是濒临灭绝的生物种群，确保生态系统平衡健康发展。
教师：回答很好，正是因为食物链和食物网的存在，才构成了生态系统的营养结构，保证了能量的流动和物质循环沿着这种渠道去进行。
小结：这节课，我们学习了生态系统的成分。即：非生物的物质和能量、生产者、消费者、分解者，以及营养结构包括食物链和食物网等知识。希望同学要认真理解各种成分之间的关系，在日常生活中要主动参与，力求保持生态系统结构的完整性，使生态系统健康。平衡地发展。
第八章生物与环境第三节生物与环境的相互关系三、生态系统的能量流动
教学目的1.掌握生态系统能量流动的过程和特点。2.了解研究生态系统能量流动的意义。
教学重点：生态系统能量流动的过程和特点。教学难点：生态系统能量流动的特点及其形成原因。
教学方法：引导探索、谈话、讨论相结合。课时安排：一课时。
复习：生态系统的营养结构是什么？（回答：是食物链和食物网。）
复习：如果我们写一个一般的食物链，就是：生产者→初级消费者→次级消费者，这么写的意思是什么？学生：是后一营养级以前一营养级为食的现象，后一营养级从前一营养级获得了物质和能量，物质和能量就从前一营养级流动到后一营养级。我们现在就学习生态系统的能量是怎样流动的。
提问：那么，能量是怎样输入生态系统的？能量流动的渠道是什么？能量流动的过程是怎样的？请同学们阅读教材“能量流动的过程”一段，并思考这些问题。（在同学们阅读后，分别请几位同学总结这几个问题。）
讲述：生态系统流动的能量来自太阳能，即生态系统中能量的源头是太阳。但并不是所有的太阳能都参与生态系统中的能量流动，必须是输入到生态系统的第一营养级的能量才能开始在生态系统中流动。怎样输入？依赖于生产者的光合作用把太阳能转变成化学能。生产者固定的太阳能总量就是流经这个生态系统的总能量。它沿着食物链流动。
提问：输入生态系统的能量是怎样流动的？或者说，生产者固定的太阳能流向什么方向？讲述：生产者固定的太阳能有三个去处：一部分被自身的生命活动消耗了，即被细胞呼吸分解了；储存在体内的能量一部分被初级消费者摄食同化流入下一营养级，没被初级消费者利用的枯枝落叶和初级消费者摄食未消化而排出的粪便中的这一部分被分解者释放出来。简单他说，生产者固定的太阳能的三个去处是：呼吸消耗，下一营养级同化，分解者分解。对于初级消费者所同化的能量，也是这三个去处。并且可以认为，一个营养级所同化的能量＝呼吸散失的能量十分解者释放的能量十被下一营养级同化的能量。但对于最高营养级的情况有所不同。
提问：生态系统中能量流动有什么特点？形成这些特点的原因是什么？相邻两个营养级之间的能量传递效率是多少？教材107页也有两个问题，请同学们带着这些问题阅读教材“能量流动的特点”一段，阅读完后，可以讨论一下这些问题。（待同学们阅读完后）现在请一位同学概括一下能量流动的特点。是单向流动和逐级递减。为什么是这样呢？请继续回答。讲述：对于单向流动来讲，是说能量只能从前一营养级流向后一营养级，而不能反向流动，可以理解为肉食动物以植食动物为食，植食动物不能以肉食动物为食。植物与植食动物的关系也是如此。对于逐级递减来讲，也是教材的第二个问题，一个营养级同化的能量，不能百分之百流向下一营养级，除了自身呼吸消耗外，还有一部分未被下一营养级利用。这就决定了能量越流越少。
在赛达伯格湖，第二营养级只获得第一营养级同化能量的13．5％，第三营养级只获得第二营养级同化能量的20％，能量在相邻两个营养级间的传递效率只有10％～20％，那么，其余
80％～90％的能量哪里去了？请一位同学回答这个问题。
讲述：对，被呼吸消耗，被分解者释放，还有一大部分未被利用。未被利用的，可以理解为后一营养级不能利用的（如荒地中的草根）和后一营养级能利用而未利用的（如羊不可能将草地的草吃净。这些未利用的能量除少量被分解者分解释放外，它们或者进入别的生态系统，如被河水冲向海洋，或者沉积在湖底成为有机质沉积物，或者仍然是前一营养级的生存个体，保持了前一营养级的生产能力。
提问：在赛达伯格湖一个营养级所同化的能量，是怎样分配的？
是未利用的呼吸的下一营养级同化的分解者释放的。提问：能量金字塔是什么含义？如以生物个体数量表示有无例外？（请一位同学回答）讲述：研究能量流动的意义在于使能量持续高效地流向对人类有益的部分。比如草原怎样放牧产畜量高而草原又不退化？农作物怎样才能给人类提供更多的产品？教材中提到的办法就是一个好办法。假如给你一个池塘，你该怎样经营，才能最大获益？请大家讨论。（讨论后请几个同学阐述他们的结论）
现在已经出现一种叫做“生态农业”的农业经营模式。这种经营模式可以最小投入，得到最大收益。比如桑基渔塘就是一例。（在此稍作解释）
总结：通过学习生态系统的能量流动，我们知道生态系统必须不断地从外界获取能量。能量是一切生命的动力，是生态系统的基础。能量流动维持各个营养级的生命和繁殖后代，使得一个生态系统得以存在和发展。
第八章生物与环境第三节生物与环境的相互关系四、生态系统的物质循环
教学目的1.掌握生态系统物质循环的概念。2.掌握碳循环的过程。3.掌握能量流动和物质循环的关系。4.培养学生的环保意识。
教学重点：碳循环的过程。教学难点：能量流动和物质循环的关系。
教学用具：制作下列投影片：①光合作用过程示意图；②细胞呼吸过程示意图；③碳循环示意图；④能量流动和物质循环的关系示意图。教学方法：教师讲述、谈话与学生讨论相结合。课时安排：一课时。
[复习提问]1.生态系统的能量源头是什么？2.输入这个生态系统的总能量是什么？3.能量流动的主渠道是什么？4.简述能量流动的特点。
［引言］生态系统中能量的源头是太阳能，而生态系统中的物质却是由地球提供的。地球为什么能为生物源源不断地提供各种物质呢？比如，生物在不停的呼吸过程中，每天都要消耗大量的氧，为什么我们并未感到大气中的氧不断减少呢？原来，在生物群落与无机环境之间，物质是不断地循环的。
授新课l提问：什么是生态系统的物质循环？（回答概念）
提问：概念中的物质是指什么？（回答：是组成生物体的基本化学元素。教师补充说明，不是指由这些元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的物质。）提问：概念中所说的循环是什么？（回答：是物质往返运动。）
提问：概念中所说的生态系统指的是什么？（回答：地球上最大的生态系统——生物圈。）
教师小结：生态系统的物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境之间的往返运动，其中伴随着复杂的物质变化和能量变化，不是物质的单纯移动，生态系统的物质循环离不开能量的驱动。
学生讨论：光合作用、细胞呼吸及分解作用等有关知识。出示光合作用过程示意图投影片
提问：根据图回答，光合作用过程中碳的传递过程。出示细胞呼吸过程示意图投影片
提问：根据图回答，细胞呼吸过程中碳的传递过程。提问：微生物的分解作用是指什么？
提问：碳在无机环境中的存在形式怎样？提问：碳在生物群落的存在形式怎样？（回答：有机物。）
提问：碳在无机环境与生物群落之间以什么形式循环？（回答：CO２）
提问：碳在生物群落内部以什么形式循环？（回答：有机物。）提问：能量流动的特点？（回答：单向，不循环，逐级递减。）
讲述：能量在流经生态系统的各营养级的时候，由于各营养级的生物自身细胞呼吸消耗了一部分能量，并且各营养级的生物总有一部分未被一下个营养级生物利用，因而能量流动是：单向的，不循环的，逐级递减的。
提问：物质循环的特点？（回答：在无机环境和生物群落之间反复循环。）讲述：正因为物质可以重复利用，所以物质是永恒的（物质不灭定律）。
问：滥伐森林对碳循环有何影响？（碳循环过程受阻，大气中碳的含量就会明显增多。）
问：化石燃料的燃烧对碳循环又有什么影响？（使大气中CO２的含量增高，进而导致气温升高。）
提问：什么是温室效应？讲述：大气中CO２越多，对地球上逸散到外层空间的热量的阻碍作用就越大，从而使地球温度升高得越快，这种现象就叫温室效应。提问：温室效应对生物圈和人类社会有何影响？
根据能量流动和物质循环关系示意图的投影片总结本节课学习的主要内容。
第八章生物与环境第三节生物与环境的相互关系五、生态系统的稳定性
教学目的1．理解生态系统稳定性的概念。2．理解抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念，二者的区别、联系，具有抵抗力稳定性的原因。3．理解生态系统稳定性的保护。
教学重点1．生态系统稳定性的概念。2．抵抗力稳定性和恢复力稳定性。
教学难点1.生态系统稳定性的概念。2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的区别及相互联系。
教学用具：实物投影仪、录像机、简单草原生态系统模拟模型、河流（水域）生态系统污染及治理的录像。热带雨林、北极苔原等生态系统的照片或画片。热带雨林、北极苔原生态系统食物网简图。“生物圈II”实验资料　
教学方法：教师讲述与学生讨论分析结合。课时安排：一课时。
引言：前面我们学习了生态系统的类型、结构和功能。既然人类弄清了各种生态系统的成分，结构，也知道了它们如何通过能量流动和物质循环建立起有机的联系，形成一个统一的整体。那么，人类能否在生物圈之外建造一个适于人类长期生活的生态系统呢？美国的科学家们做了这样的实验。
教师分发“生物圈II号”实验资料（教师应对教材有关的内容加以补充，如：建造的时间、占地面积、空间大小、投入研究的资金、实验的时间和方法、出现的问题、实验结果及其分析），指导学生阅读，安排学生顺序思考。讨论下列问题：
问题一，科学家们为什么要建造“生物圈II号”并进行实验呢？（回答：深入研究生态系统的结构和功能，并试验人类离开地球能否生存。）问题二，在“生物圈II号”中模拟生物圈建立了哪些生态系统？里面有哪些成分？（回答：有微型的森林、沙漠、农田、海洋、溪流；里面有土壤、水源、空气、太阳光，多种多样的动植物和微生物等成分。非生物的物质和能量、生产者、消费者和分解者应有尽有。）问题三，八位科学家原打算在“生物圈II号”中自给自足生活两年，为什么中途撤出了？这个实验过程中出现了什么问题？（回答：1．由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈II号”的混凝土中的钙反应生成碳酸钙，导致氧气含量由21％下降到14％，二氧化碳含量猛增。2．昆虫中除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外基本死亡，食物链等营养结构联系中断。3．靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，粮食严重减产。……）问题四，生物圈1号出现这些问题了吗？“生物圈II号”实验失败说明了什么问题？（回答：生物圈1号没有出现这样的问题，整个生物圈保持相对稳定。该实验的失败表明，在现有技术条件下，人类还无法建造一个脱离地球自然环境而又能让人类休养生息的生态系统。）
教师讲述：原因是这样的，生态系统的结构和功能难以像真正的生物圈那样，长期保持相对稳定，具备生态系统的稳定性。
出示简单草原生态系统模型（草→羊→狼）提问：当该草原迁入一群羊后，将发生什么样的变化？
让学生利用模型演示（回答：羊群迁入后，一方面吃草增多，草在短期内数量减少，造成羊群食物相对短缺；另一方面狼的食物充足，在一定时间内繁殖增多，两方面的结果使羊的数量又减少。随着羊的数量减少，狼食物短缺，种内斗争加剧，数量也减少，而草的数量由于羊的减少而逐渐增多，最后三者的数量保持在一定范围内。）
讲述：由于生态系统中生物的迁入，迁出及其它变化使生态系统总是在发展变化的，当生态系统发展到一定阶段时，它的结构和功能能够保持相对稳定，我们就把：生态系统具有保持和恢复自身结构和功能相对稳定的能力，称为生态系统的稳定性。
提问：你们都到哪旅游过？（回答：北京香山、颐和园、龙庆峡……蓟县盘山。）
提问：在蓟县有一片原始森林，那里树木郁郁葱葱，百鸟争鸣，风景秀丽迷人，名字也好听，叫“八仙桌子”，（学生笑，略停顿）你们去过吗？（回答：没有。）
讲述：我去“八仙桌子”做过调查，发现那里害虫种类非常多，它们以林木为食，但是在那里从未出现害虫的大发生，也从未造成大的伤害。
　提问：这又是什么原因呢？（回答：害虫数量增加时，食虫鸟类由于食物丰富，数量也会增多，这样害虫种群就会受到抑制。）
讲述：答得非常好，正是由于生态系统调整本身各成分的数量，抵抗了外界的干扰。在生物学上就把生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力，称之为抵抗力稳定性。
提问：你们还能举出一些能证明生态系统具有抵抗力稳定性的实例吗？（回答：“气候干旱时，森林中的动植物种类和数量一般不会有大的变化。”
“池塘生态系统受到轻度污染（例洗衣服的泡沫）后，第二天消失了。”
组织学生讨论：（1）抵抗力稳定性的本质（核心）是什么？“抵抗干扰、保持原状”；（2）判断同学们所举的例子是不是属于抵抗力稳定性。
利用学生所举的抵抗力稳定性实例提问：这些生态系统是怎样保持这种稳定性的？(回答：调整生态系统自身的结构和功能。)
提问：是谁去调整的？（回答：生态系统自身。）
讲述：生态系统之所以具有抵抗力稳定性，就是因为生态系统内部具有一定的自动调节能力。
展示北极苔原生态系统图片及食物网简图。
提问：该生态系统生物种类多吗？（回答：略。）（以下同）提问：该生态系统的营养结构如何？提问：假如地衣大面积死亡，将产生什么结果？提问：该生态系统的自动调节能力如何？
讲述：生态系统的成分越单纯，营养结构越简单，自动调节能力越小，抵抗力稳定性越低。
展示热带雨林生态系统图片及食物网简图，按相同步骤由学生总结出：生态系统中各个营养级的生物种类越多，营养结构越复杂，自动调节能力越大，抵抗力稳定性就越高。播放淮河流域（或大湖）污染及治理的录像。
提问：这些水域在环境污染下，还能保持稳定性吗？说明了什么问题？（回答：不能，一个生态系统的自动调节能力是有一定限度的，如果外界因素的干扰超过了这个限度，生态系统的相对定状态就会遭到破坏。）
提问：停止排污后，这些水域又出现什么变化，说明了什么？（回答：又恢复了原状。外界因素的干扰消除后，生态系统具有重建稳态的能力。）
讲述：生态系统在遭到外界干扰因素的破坏以后恢复到原状的能力，叫做恢复力稳定性。
讲述：生态系统的稳定性就包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性等方面。
分组讨论：讨论题1，河流、草原、北极苔原。森林生态系统哪些具有抵抗力稳定性？哪些具有恢复力稳定性？
讨论总结：抵抗力稳定性和恢复力稳定性是生态系统中同时存在的两种稳定能力。
讨论题2，比较草原、北极苔原、森林生态系统，抵抗力稳定性谁强谁弱？恢复力稳定性谁高谁低？（学生讨论回答：略）
接着提问：为什么抵抗力稳定性强的生态系统恢复力稳定性低？（学生讨论回答：略）
讲述：抵抗力稳定性与恢复力稳定性之间往往存在着相反的关系。
问题五，“生物圈II号”实验给了我们什么启示？（回答：人类既然离不开地球，就应保护好地球，保护好人类赖以生态的自然环境。）
提问：我们应该怎样维持地球生态系统的稳定性？（学生踊跃回答）
“不买使用氟利昂的冰箱”“多植树、种草种花”“不使用一次性木筷和饭盒”“不乱砍滥伐森林”“控制污染物的排放”
讲述：同学们讲得很好，我们要保护好地球——人类唯一的家园。
教师总结：1．生态系统的结构和功能总是处于不断变化的过程中，生态系统的稳定只是相对的稳定。2．生态系统的稳定性是生态系统所具有的一种能力。3．生态系统的稳定性包括抵抗力稳定性和恢复力稳定性。4．生物圈是人类生存的唯一环境，而人类活动的干扰正在全球范围内使生态系统偏离稳态，我们要保护并提高生态系统的稳定性。
第九章人与生物圈第一节生物圈的稳态
教学目标1.知识方面(1)生物圈的概念(理解)；(2)生物圈稳态能够自我维持的原因(理解)；(3)酸雨等全球性环境问题(理解)。
2．态度观念方面（1）通过学习生物圈的概念，理解生物与无机环境的和谐统一，增强爱护环境的意识；（2）通过学习生物圈稳态的自我维持，理解生物圈稳态的原因，树立人类社会的可持续性发展的观点；（3）通过了解全球性环境问题，理解人类生存与环境的关系、人类发展与环境的关系，提高拯救、优化环境的意识。
3．能力方面（1）处理信息的能力：通过回答阅读提纲中问题的方式，引导学生阅读材料，培养学生处理信息，归纳、总结知识的能力；（2）进行思维能力的训练：在课堂上，给予学生充分的思考、讨论的机会，在培养学生语言表达能力的同时，进行思维训练，培养思维能力。
重点、难点1．重点：（1）生物圈的概念是本节的教学重点。因为“生物圈”是生物与无机环境相互作用、协同发展的统一整体，理解生物圈的概念，是进一步学习生物圈的稳态、生物圈稳态的自我调节的基础。（2）酸雨等全球性环境问题也是本节的教学重点。本节以酸雨为例，真切地反映了生物与无机环境的关系，阐述了人类面临的严峻的环境形势，增强学生的使命感，强调了保护生物圈的重要性。
2．难点：生物圈稳态的自我维持是本节教学的难点。因为在生物圈这一大范围内理解稳态的维持，是比较抽象的，学生难以理解。但是可以通过理解其中某一生态系统或某一方面稳态的维持来突破难点。
教学模式：“目标——发展”模式流程：材料引入——掌握原理——了解现状——巩固提高
教学手段：录像、板图等。课时安排1课时。
设计思路：首先以“生物圈Ⅱ号”为背景材料，引出课题，使学生明确地球是人类目前惟一的家园，要保护地球。通过分析“生物圈Ⅱ号”失败的原因讨论生物圈稳态的维持，使学生明确，人类在地球上生存、繁衍、发展的基础是生物圈的稳态。然后以录像的形式使学生了解人类面临的环境问题，萌生环境危机的紧迫感。最后，通过讨论提出可行性建议，培养学生参与意识。
重点提示1．环境问题是每个公民都关心的问题，因为维持他们生存和发展的每一分子的物质都离不开环境。所以教学过程中容易产生共鸣。因此教师应很好地利用这一点，合理安排教学内容，展开教学。2．环境问题是一个很大的问题，教学过程中要从具体的问题入手，深入讨论，将问题谈透，防止泛泛讨论。
教学过程：一、材料引入
以《“生物圈Ⅱ号”的终结》为背景材料，引起学生对生物圈问题的思考，并作为本课的开场白。思考以下问题：1．“生物圈Ⅰ号”、“生物圈Ⅱ号”分别代表什么？2．进行“生物圈Ⅱ号”实验的意义是什么？3．设计“生物圈Ⅱ号”的原理是什么？4．“生物圈Ⅱ号”由哪些成分组成？5．什么原因导致了这场实验的失败？6．实验的失败又说明了什么？
通过阅读和思考，不仅使学生联想到高二所学的有关生态系统的结构、生态系统能量流动、生态系统物质循环、生态系统稳定性等已有的知识结构，而且促使学生从整个生物圈的高度重新审视生态系统的知识，将新问题与己有知识之间建立起有机联系。
二、掌握原理
通过以上的学习、讨论，使学生明确只有生物圈的稳定，人类才能在地球上生存、发展，地球是我们的惟一家园。从而进一步引起学生对本节知识学习的兴趣，明确本节的学习目的。
1．生物圈的概念。这一部分内容是本节的重点之一，主要通过阅读、讨论来解决，阅读的目的在于了解，讨论的目的在于在大脑思维活动的基础上，通过语言表达将思维过程外显，达到思维训练的目的。
阅读提纲：（1）地球由哪些圈层组成？生物圈指的是其中的哪些圈层？（2）什么是生物圈？（3）生物圈是怎样形成的？你能用简单图表的形式表示其形成过程吗？
此部分中第3问是一个具有开放性、有一定难度的问题，它不仅要学生看懂教材，还要将知识内容在理解的情况下，整合为一体，从而达到突出重点，培养学生学习能力的目的。
2．生物圈稳态的自我调节。此部分是本节的教学难点。为解决这一难点，首先，仍然从“生物圈Ⅱ号”所设计的问题出发，更进一步讨论是什么原因导致了“生物圈Ⅱ号”的失败。
思考：（1）“生物圈Ⅱ号”中能量是怎样流动的？（2）“生物圈Ⅱ号”中物质是怎样循环的？（3）“生物圈Ⅱ号”失败的原因？（4）生物圈自动调节能力的基础是什么？为什么？
通过（1）～（3）小问，学生理解了能量的流动和物质的循环在生物圈稳态中的作用，更强调了生物圈的自我调节能力，使学生理解就目前科学技术发展的水平来看，地球是我们惟一的家园，通过对（4）小问的分析回答，使学生了解维持生物圈的稳态，应从爱惜生物圈的一草一木、一水一石做起，对我们的生存空间应倍加爱惜。
三、了解现状：现在我们的地球是怎样的状况？这是学生此时最想了解的问题。
（1）全球性环境问题是什么？可以通过提问的形式由学生归纳。（2）你想了解哪些内容？
此时可以通过括放录像《我们的地球》，使学生通过声像真切地感受环境的危机，倾听地球的呐喊。这套录像中所涉及环境污染的内容很多，教师可根据学生的需求重点选择2～3个供学生课上观看，其余留在机动课观看。其中关于酸雨的一段应在课上看，便于对教材内容的理解和掌握。
（3）酸雨的形成及危害。
通过看录像和阅读教材，回答阅读提纲，达到初步理解酸雨的成因、危害的目的。问题如下：①酸雨形成的主要原因是什么？②二氧化硫的来源是什么？③二氧化硫的去路是什么？④酸雨的危害是什么？⑤怎样减轻和避免酸雨的危害？
四、巩固提高：此部分内容作为对本节知识的总结和提高，在理解和掌握了原理的基础上，提出保护生物和可持续性发展的口号，将学生的思路从观看录像后悲伤的情境唤醒：地球的危机，实质上就是人类的危机，经济的发展决不能以破坏环境为代价。
1．有人认为经济发展和环境保护是一对矛盾，你对这种说法是怎样认识的？2．你如何认识教材中提到的“原料——产品——原料——产品”这一生产模式，能举例说明吗？3．请同学们利用课余时间，了解一下天津市在环境保护方面采取了哪些措施，效果如何。
此部分通过对问题的思考，加深对生物圈稳态知识的理解和掌握，同时能够使学生联系实际进行学习。
实验观察二氧化硫对植物的影响
教学目标1．利用不同浓度二氧化硫气体对植物影响的对照实验，理解大气中二氧化硫对植物的危害，进而提高控制二氧化硫污染的环保意识。2．学会观察二氧化硫对植物影响的实验方法。3．在实验观察中培养耐心细致、实事求是的科学态度。
难点、重点分析
学生完成本实验似无多大难度，但是要使实验比较准确，应把实验重点放在以下两个方面：1．测试放入植物的幼苗后玻璃罩容积的方法。因为玻璃罩容积的测试方法，是本实验必须学会的一种实验方法。2．观察并如实记录实验现象。实验现象记录得是否及时，详细程度，真实情况都将直接影响对实验结果的分析。另外，这也是完成第三个教学目标的基本条件。
课时安排：本实验的课内部分为1～2课时。课外准备实验材料——植物幼苗的培养时间，则视所采用的受试植物的种类及当地气候条件的不同而有所区别。
设计思路：本实验由课外准备与课内实验两部分组成。
一、课外准备
1．培养植物幼苗此项工作可由学生自己完成，这样可以训练学生学习培养幼苗的方法以及供对照实验用的实验材料（幼苗）的选择方法。2．课外预习通过教师的书面指导，学生完成预习内容，达到了解实验梗概、理解实验原理、明白实验方法步骤的目的，为课内实验奠定基础。
二、课内实验
学生分组实验之前，安排“教师检查学生的准备工作”这一环节，为分组实验落实物质准备和必要的理论知识准备。
第二个环节是“教师的讲解”，体现教师对实验指导的主导作用。讲解的重点放在实验设计的原则、步骤、要求以及注意事项上，内容力求少而精。
第三个环节是“分组实验”，这是本实验的主体，时间上要给予充分保证，学生操作要求分工合作。
学生实验结束之后，安排“总结”。总结包括汇报实验结果，分析实验结果，找出某些规律，解释异常现象，鼓励学生创新等内容。这是学生实验的延伸和深化，舍此不能称为一个完整的实验。安排此环节，还可培养学生的科学态度和工作方法。
最后是“整理”，这对于学生科学习惯的养成是必不可少的一环。
教学过程一、课外准备
1．实验所需植物幼苗的准备工作。城市中学和农村中学的实验材料准备工作有所不同。
农村中学的教师可根据当地条件要求学生：（1）根据大田或园田所栽培的植物，自选实验材料，或根据自家条件，自己培养植物幼苗。（2）于实验前自己移栽幼苗。城市中学的教师应要求学生自己培养幼菌：（1）自选植物种子，进行播种培养幼苗。（2）全班集体培养植物幼苗或按组分别培养自己所用的植物幼苗。
2．预习实验指导。布置预习作业时，教师应提出预习要求：（1）实验中需要哪几种药品，它们各自的用途是什么？（2）明白放入植物幼苗后玻璃罩容积的测量方法。（3）了解对照实验的设计方法。（4）对实验结果做出预期。
二、课内实验
1．教师检查学生的准备工作。（1）检查学生准备植物幼苗的种类及相关的材料用具。（2）请几个学生分别回答有关问题：
①本实验中对照实验的设计方法。②二氧化硫制备方法：说出配制两种不同浓度的二氧化硫所需亚硫酸钠的质量的计算方法；制备二氧化硫的方法和原理。③实验前为什么要给幼苗浇足水？④实验前为什么要将幼苗在阳光下放置0.5h？实验过程中为什么要将实验装置放在向阳处？
2．实验前教师讲解。（1）对照实验的设计原则。（2）简述实验步骤。测量玻璃罩容积→计算并称取所需要亚硫酸钠的质量→完成实验装置→观察幼苗受害部位及受害程度。（3）实验现象重点记录内容。叶片颜色的变化，伤斑的部位、形状及颜色；同一片叶子的受害顺序；不同叶龄的叶片受害的时间顺序及受害程度；植株死亡时间。（4）实验注意事项。①准确计算并称量配制两种不同浓度二氧化硫所需的亚硫酸钠的质量。②亚硫酸钠投入盛有稀硫酸的小烧杯中后，应立即扣上玻璃罩。③玻璃罩与玻璃板之间必须用凡士林密封。
3．分组实验。组内同学分工合作，完成以下工作：（1）测试1、2、3号三个同样大小的玻璃罩容积：用注水法和溢水法分别测出空罩及放入幼苗后的容积。（2）计算玻璃罩内二氧化硫浓度分别为14mg／m3和28mg／m3所需亚硫酸钠的质量。（3）称取两份相应质量的亚硫酸钠。（4）取1号与2号小烧杯，各倒入2ml稀硫酸。（5）在1、2、3号三块玻璃板边缘分别涂上凡士林，将三株幼苗分放在三块玻璃板中央。1号、2号小烧杯分放在1号与2号幼苗旁。（6）将称好的两份亚硫酸钠分别迅速投入1号和2号小烧杯中，立即扣上玻璃罩。3号烧杯和3号幼苗扣上3号罩。（7）观察记录：上述装置放在向阳处，观察三株幼苗变化。每5min观察一次。教师为学生提供实验现象记录表，记录表的格式如下。学生做记录时，必须说明实验用的植物名称。
第九章人与生物圈第二节生物多样性及其保护
教学目的1．了解生物多样性的价值；2．了解我国生物多样性的概况；3．了解如何保护生物多样性。
教学重点1．生物多样性的价值。2．生物多样性的保护。
教学难点1．生物多样性的间接使用价值。2．生物多样性的概念及其三个层次的保护。
教学用具：当地生物多样性使用价值实例的图片、资料；我国或当地特有、珍稀、古老生物实例的图片、资料；生物多样性面临威胁的图例、录像片或幻灯片；电教（含多媒体）设备；自制相关表格；角色标牌。
教学方法：讲述法、讨论（含角色辩论）法。课时安排：二课时。
引言：（从上节课生态系统稳定性的保护引入第九章生态环境的保护）师：今天我们要学习第九章的第一节（板书）。
关于生物的多样性，请同学们联系前面几章新学的知识，阅读课本P116再进行三个方面的归纳（板书：）。生：阅读课文。
师：生物多样性的三个层次，我们可以从第六章，第七章、第八章的相关内容来讨论（出示自制表格，或屏幕显现：生物多样性的三个层次）。
章目每层次相关的内容
遗传和变异基因是遗传的信息，基因控制性状遗传，基因的变异等决定遗传的多样性
生物的进化种群是进化的单位，基因突变、基因重组和自然选择使种群的基因库在代代相传过程中保持和发展导致物种的多样性
生物与环境种群、群落和生态系统，生态系统的类型和生态系统的结构成分的多样性均表现出生态系统的多样性
从上表可以看出，生物多样性其实包含了遗传的多样性，物种的多样性和生态系统的多样性。我们说的保护生物的多样性就是指基因，物种和生态系统三个层次上的保护。
据报载（1999年12月6日《文汇报》），素有“北大荒”之称的中国重要商品粮基地——黑龙江垦区，1999年全面停止了持续半个世纪的垦荒，“北大荒”不再开荒。这是因为连年的垦荒虽然为中国人的吃饭问题做了贡献，却也使三江平原的湿地惭积缩小了60％，丹顶鹤、东方白鹳等频危水禽和多种候鸟被迫迁徙他乡了。那么，粮食重要还是鸟禽重要？为什么要停止垦荒而保护上述水禽和候鸟？这就涉及到生物多样性的价值问题（板书）。
师：请同学们阅读课本有关内容，回答思考题1（板书）。首先我们来讨论生物多样性的直接使用价值。生：（逐条举例说明）师：总结同学发言。酌情提供资料（仿生的或美学的）——多媒体或投影显示相关图片、文字。
师：我们接着讨论生物多样性的间接价值。间接使用价值是其生态功能。也就是生物与生物之间具有相互依存和相互制约的关系。无论哪种生态系统，野生生物都是不可缺少的。野生生物一旦减少，生态系统的稳定性就要遭到破坏。实际上生态系统中的任何物种都有其生存功能，即间接使用的价值。这与我们学习过生态系统结构中的哪个问题有联系呢！请用具体例子来说明。生：……师：（总结学生发言或提供实例）师：最后让我们来了解生物多样性的潜在使用价值。(板书)潜在使用价值是我们对大量野生生物的使用价值还未发现、未研究、未开发利用的部分。正因为其价值是未知的，更需要保护，否则一旦该物种在地球上消失，其基因库也就消失了，潜在价值也消失了。我国中草药的使用价值，在开发利用之前，也是潜在的使用价值。
师：生物的多样性是人类赖以生存和发展的物质基础，是人类的环境保证，是人类及其子孙后代极宝贵的财富，那么我国生物多样性的状况怎样？请大家阅读教科书P117～118页相关内容。首先看看我国生物多样性的特点（板书）。第一，物种丰富：（屏幕或表格显示）第二（板书）
类别数量占世界同种比例（％）
高等植物
陆栖脊椎动物
鱼类
藻类
真菌
细菌约3万种
约2340种
2804种
5000种
8000种
500种10
10
12
16
17
0.2
师：请同学们联系当地实际情况，据自己知道的古老的或特有种类说出来交流交流。（或教师展示相关资料）生：……
师：现在我们阅读教科书相关内容和看彩图，重点看第三个特点（板书）。师：关于第四个特点，也要结合当地实际，看看我们的家乡，我们生活的环境中有哪些生态系统类型。生：……师：我们知道在现代文明社会人们面临着世界上人口、粮食、环境、资源等重大问题的威胁，而生物多样性又面临着什么样的威胁呢？（板书）请同学们阅读教科书P118相关内容。生：……
师：请同学们阅读教科书P118～119相关内容，同时回答思考题2（板书）。生：……师：（展示资料和图片调……我国生物多样性面临着威胁，极需要保护，这是最重要的问题。
生物多样性面临威胁的事例和资料，除课本上叙述以外，我们还可以从我们的身边，我们经历过的或传媒上了解到，这些威胁是怎么造成的？怎么来解除这些威胁？这些我们下节课将要讨论。师：小结本节课堂内容，并布置预习题。
预习题：保护生物多样性，我们能做什么？（请搜集当地或你熟悉的某物种、某生态系统急需保护的相关资料）。
师：上节课我们讲到我国生物多样性面临着威胁。这种威胁是如何造成的？（板书）大家可以阅读教科书P119相关内容，再以自己熟悉的例子来说明。生1：一是……生2：二是……生3：三是……生4：四是……
师：同学们概括得很全面，上述这些原因总的来说都是人为因素造成的，来自人类活动的结果。要解除生物多样性面临的威胁，人类要做哪些努力？这就是生物多样性面临的最要的另一个问题——急需要保护。现在我们来讨论思考题3（板书）。
首先，我们阅读教科书中关于生物多样性保护几个方面的内容（板书）。生：……
师：生物多样性的保护包括就地保护，迁地保护和加强教育、加强法制管理。同时我们还强调合理地利用生物多样性，让生物多样性更好地、可持续地为人类造福。现在我们全班同学分成8个小组（或按原班级学习小组，或按原座位就近靠拢成组），每组分配（或挑选）一种角色（在小组某个座位放一角色标牌），各组按各自角色在保护生物多样性的行动中（或以当地保护生物多样性的典型，紧迫的事例中）相关角色理应承担的义务，职责和新面临的实际困难，应采取的措施（行动）进行讨论。要求：每种角色（每组）选１人记录该组讨论的要点，并代表本组参加全班讨论。每人发言限1分钟时间，不少于三个要点。角色种类——行政官员：市长、县长等政府领导；职业人员：农、林、渔、牧等业主；专业人员：科学家、技术员；经营者：商、企业主；执法者：司法人员、护卫人员；保护主义者：保护协会成员；教育工作者：教育机构工作者，教师；学生：大、中小学生。生：分组讨论各自的论题、论点，全班讨论，各组代表发言。师：（小结，或就当地典型事例中的实际问题阐述自己的观点。特别提醒，我们每个公民都应了解自己的家乡或生存环境，关心生物多样性问题，关爱
每一种生物。）

20xx高考物理复习电磁感应中的动力学和能量问题学案

微专题14电磁感应中的动力学和能量问题
电磁感应中的动力学问题
1．题型简述：感应电流在磁场中受到安培力的作用，因此电磁感应问题往往跟力学问题联系在一起．解决这类问题需要综合应用电磁感应规律(法拉第电磁感应定律、楞次定律)及力学中的有关规律(共点力的平衡条件、牛顿运动定律、动能定理等)．
2．两种状态及处理方法
状态特征处理方法
平衡态加速度为零根据平衡条件列式分析
非平衡态加速度不为零根据牛顿第二定律进行动态分析或结合功能关系进行分析
3．动态分析的基本思路
解决这类问题的关键是通过运动状态的分析，寻找过程中的临界状态，如速度、加速度最大值或最小值的条件．具体思路如下：
Ⅰ.电磁感应中的平衡问题
(20xx全国甲卷)如图，两固定的绝缘斜面倾角均为θ，上沿相连．两细金属棒ab(仅标出a端)和cd(仅标出c端)长度均为L，质量分别为2m和m；用两根不可伸长的柔软轻导线将它们连成闭合回路abdca，并通过固定在斜面上沿的两光滑绝缘小定滑轮跨放在斜面上，使两金属棒水平．右斜面上存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于斜面向上．已知两根导线刚好不在磁场中，回路电阻为R，两金属棒与斜面间的动摩擦因数均为μ，重力加速度大小为g.已知金属棒ab匀速下滑．求
(1)作用在金属棒ab上的安培力的大小；
(2)金属棒运动速度的大小．
解析：(1)设导线的张力的大小为T，右斜面对ab棒的支持力的大小为N1，作用在ab棒上的安培力的大小为F，左斜面对cd棒的支持力大小为N2．对于ab棒，由力的平衡条件得2mgsinθ＝μN1＋T＋F①
N1＝2mgcosθ②
对于cd棒，同理有mgsinθ＋μN2＝T③
N2＝mgcosθ④
联立①②③④式得F＝mg(sinθ－3μcosθ)⑤
(2)由安培力公式得F＝BIL⑥
这里I是回路abdca中的感应电流，ab棒上的感应电动势为E＝BLv⑦
式中，v是ab棒下滑速度的大小．由欧姆定律得I＝ER⑧
联立⑤⑥⑦⑧式得v＝(sinθ－3μcosθ)mgRB2L2⑨
答案：(1)mg(sinθ－3μcosθ)
(2)(sinθ－3μcosθ)mgRB2L2
对金属棒正确进行受力分析和运动过程分析是解题的关键．
如图，两个倾角均为θ＝37°的绝缘斜面，顶端相同，斜面上分别固定着一个光滑的不计电阻的U型导轨，导轨宽度都是L＝1．0m，底边分别与开关S1、S2连接，导轨上分别放置一根和底边平行的金属棒a和b，a的电阻R1＝10．0Ω、质量m1＝2．0kg，b的电阻R2＝8．0Ω、质量m2＝1．0kg.U型导轨所在空间分别存在着垂直斜面向上的匀强磁场，大小分别为B1＝1．0T，B2＝2．0T，轻细绝缘线绕过斜面顶端很小的光滑定滑轮连接两金属棒的中点，细线与斜面平行，两导轨足够长，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10．0m/s2．开始时，开关S1、S2都断开，轻细绝缘线绷紧，金属棒a和b在外力作用下处于静止状态．求：
(1)撤去外力，两金属棒的加速度多大？
(2)同时闭合开关S1、S2，求金属棒a、b运动过程中达到的最大速度？
解析：(1)设撤去外力，线拉力为T，两金属棒的加速度大小相等，设为a，
则m1gsinθ－T＝m1a
T－m2gsinθ＝m2a
解得a＝2m/s2
(2)a、b达到速度最大时，速度相等，设为v，此时线拉力为T1，a中感应电动势为E1，电流为I1，b中感应电动势为E2，电流为I2，则
E1＝B1lv，I1＝E1R1；E2＝B2lv，I2＝E2R2，
又m1gsinθ－T1－B1I1l＝0
T1－m2gsinθ－B2I2l＝0
联立解得v＝10m/s
答案：(1)2m/s2(2)10m/s
Ⅱ.电磁感应中的非平衡问题
如图所示，光滑的平行金属导轨水平放置，电阻不计，导轨间距为l，左侧接一阻值为R的电阻．区域cdef内存在垂直轨道平面向下的有界匀强磁场，磁场宽度为s.一质量为m、有效电阻为r的金属棒MN置于导轨上，与导轨垂直且接触良好，受到F＝0.5v＋0.4(N)(v为金属棒速度)的水平外力作用，从磁场的左边界由静止开始运动，测得电阻两端电压随时间均匀增大．(已知：l＝1m，m＝1kg，R＝0.3Ω，r＝0.2Ω，s＝1m)
(1)判断该金属棒在磁场中是否做匀加速直线运动？简要说明理由；
(2)求加速度的大小和磁感应强度B的大小；
(3)若撤去外力后棒的速度v随位移x的变化规律满足v＝v0－B2l2mR＋rx，且棒在运动到ef处时恰好静止，则外力F作用的时间为多少？
解析：(1)是．
R两端电压U∝I∝E∝v，U随时间均匀增大，即v随时间均匀增大，所以加速度为恒量．
(2)E＝BlvI＝ER＋rF安＝BIl
F－F安＝ma，
将F＝0.5v＋0.4代入，得：
0.5－B2l2R＋rv＋0.4＝a
因为加速度为恒量，与v无关，所以a＝0.4m/s2
0．5－B2l2R＋r＝0，代入数据得：B＝0.5T.
(3)设外力F作用时间为t，则
x1＝12at2v0＝at
x2＝mR＋rB2l2v0x1＋x2＝s，
代入数据得0.2t2＋0.8t－1＝0
解方程得t＝1s或t＝－5s(舍去)．
答案：(1)是(2)0.4m/s20.5T(3)1s
如图，足够长的光滑导轨固定在水平面内，间距L＝1m，电阻不计，定值电阻R＝1．5Ω.质量m＝0.25kg、长度L＝1m、电阻r＝0.5Ω的导体棒AB静置在导轨上．现对导体棒施加一个平行于导轨、大小为F＝1．25N的恒力，使得导体棒由静止开始运动．当棒运动到虚线位置时速度达到v0＝2m/s.虚线右侧有一非匀强磁场，导体棒在里面运动时，所到位置的速度v(单位m/s)与该处磁感应强度B(单位T)在数值上恰好满足关系v＝12B2，重力加速度g取10m/s2．
(1)求导体棒刚进入磁场时，流经导体棒的电流大小和方向；
(2)导体棒在磁场中是否做匀加速直线运动？若是，给出证明并求出加速度大小；若不是，请说明理由；
(3)求导体棒在磁场中运动了t＝1s的时间内，定值电阻R上产生的焦耳热．
解析：(1)当v0＝2m/s时，B0＝0.5T
感应电动势E0＝B0Lv0＝1V
感应电流I0＝E0R＋r＝0.5A
方向由B向A
(2)速度为v时，磁感应强度为B
感应电动势E＝BLv，感应电流I＝ER＋r，安培力FA＝BIL
得到FA＝B2L2vR＋r
由题，B2v＝0.5T2m/s，则安培力FA＝0.25N，导体棒所受合力F合＝F－FA＝1N，为恒力，所以做匀加速直线运动．
由F合＝ma，可得a＝4m/s2
(3)t＝1s时，导体棒的速度v＝v0＋at＝6m/s
t＝1s内，导体棒的位移s＝v0t＋12at2＝4m
由动能定理，Fs－W克安＝12mv2－12mv20
由功能关系，W克安＝Q
定值电阻R上的焦耳热QR＝RR＋rQ
代入数据，QR＝0.75J
答案：(1)0.5A由B到A(2)是4m/s2(3)0.75J
1．(多选)如图所示，在磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中，有一水平放置的U形导轨，导轨左端连接一阻值为R的电阻，导轨电阻不计．导轨间距离为L，在导轨上垂直放置一根金属棒MN，与导轨接触良好，电阻为r，用外力拉着金属棒向右以速度v做匀速运动．则金属棒运动过程中()
A．金属棒中的电流方向为由N到M
B．电阻R两端的电压为BLv
C．金属棒受到的安培力大小为B2L2vr＋R
D．电阻R产生焦耳热的功率为B2L2vR
解析：选AC由右手定则判断得知金属棒MN中的电流方向为由N到M，故A正确；MN产生的感应电动势为E＝BLv，回路中的感应电流大小为I＝Er＋R＝BLvR＋r，则电阻R两端的电压为U＝IR＝BLvRR＋r，故B错误；金属棒MN受到的安培力大小为F＝BIL＝B2L2vR＋r，故C正确；电阻R产生焦耳热的功率为P＝I2R＝BLvR＋r2RB2L2v2RR＋r2，故D错误．
2．如图1所示，两相距L＝0.5m的平行金属导轨固定于水平面上，导轨左端与阻值R＝2Ω的电阻连接，导轨间虚线右侧存在垂直导轨平面的匀强磁场．质量m＝0.2kg的金属杆垂直置于导轨上，与导轨接触良好，导轨与金属杆的电阻可忽略．杆在水平向右的恒定拉力作用下由静止开始运动，并始终与导轨垂直，其v－t图象如图2所示．在15s末时撤去拉力，同时使磁场随时间变化，从而保持回路磁通量不变，杆中电流为零．求：
(1)金属杆所受拉力的大小F；
(2)0－15s内匀强磁场的磁感应强度大小；
(3)撤去恒定拉力之后，磁感应强度随时间的变化规律．
解析：(1)10s内金属杆未进入磁场，
所以有F－μmg＝ma1
由图可知a1＝0.4m/s2
15s～20s内仅在摩擦力作用下运动，
由图可知a2＝0.8m/s2，解得F＝0.24N
(2)在10s～15s时间段杆在磁场中做匀速运动．
因此有F＝μmg＋B20L2vR
以F＝0.24N，μmg＝0.16N代入解得B0＝0.4T.
(3)撤去恒定拉力之后通过回路的磁通量不变，设杆在磁场中匀速运动距离为d，撤去外力后杆运动的距离为x，
BL(d＋x)＝B0Ld，
其中d＝20m，x＝4t－0.4t2
由此可得B＝2050＋10t－t2T.
答案：(1)0.24N(2)0.4T
(3)B＝2050＋10t－t2T
3．(20xx全国甲卷)如图，水平面(纸面)内间距为l的平行金属导轨间接一电阻，质量为m、长度为l的金属杆置于导轨上．t＝0时，金属杆在水平向右、大小为F的恒定拉力作用下由静止开始运动．t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动．杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为μ.重力加速度大小为g.求：
(1)金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；
(2)电阻的阻值．
解析：(1)设金属杆进入磁场前的加速度大小为a，由牛顿第二定律得ma＝F－μmg①
设金属杆到达磁场左边界时的速度为v，由运动学公式有v＝at0②
当金属杆以速度v在磁场中运动时，由法拉第电磁感应定律可知，杆中的电动势E＝Blv③
联立①②③式可得E＝Blt0(Fm－μg)④
(2)设金属杆在磁场区域中匀速运动时，金属杆中的电流为I，根据欧姆定律I＝ER⑤
式中R为电阻的阻值，金属杆所受的安培力为f＝BIl⑥
因金属杆做匀速运动，由牛顿运动定律得F－μmg－f＝0⑦
联立④⑤⑥⑦式得R＝B2l2t0m.
答案：(1)Blt0(Fm－μg)(2)B2l2t0m
电磁感应中能量问题
1．题型简述：电磁感应过程的实质是不同形式的能量转化的过程，而能量的转化是通过安培力做功来实现的．安培力做功的过程，是电能转化为其他形式的能的过程；外力克服安培力做功的过程，则是其他形式的能转化为电能的过程．
2．解题的一般步骤
(1)确定研究对象(导体棒或回路)；
(2)弄清电磁感应过程中，哪些力做功，哪些形式的能量相互转化；
(3)根据能量守恒定律或功能关系列式求解．
3．求解电能应分清两类情况
(1)若回路中电流恒定，可以利用电路结构及W＝UIt或Q＝I2Rt直接进行计算．
(2)若电流变化，则
①利用安培力做功求解：电磁感应中产生的电能等于克服安培力所做的功；
②利用能量守恒求解：若只有电能与机械能的转化，则减少的机械能等于产生的电能．
Ⅰ.动能定理和能量守恒定律在电磁感应中的应用
如图所示，一个“U”形金属导轨靠绝缘的墙壁水平放置，导轨长L＝1．4m，宽d＝0.2m．一对长L1＝0.4m的等宽金属导轨靠墙倾斜放置，与水平导轨成θ角平滑连接，θ角可在0°～60°调节后固定．水平导轨的左端长L2＝0.4m的平面区域内有匀强磁场，方向水平向左，磁感应强度大小B0＝2T．水平导轨的右端长L3＝0.5m的区域有竖直向下的匀强磁场B，磁感应强度大小随时间以ΔBΔt＝1．0T/s均匀变大．一根质量m＝0.04kg的金属杆MN从斜轨的最上端静止释放，金属杆与斜轨间的动摩擦因数μ1＝0.125，与水平导轨间的动摩擦因数μ2＝0.5．金属杆电阻R＝0.08Ω，导轨电阻不计．
(1)求金属杆MN上的电流大小，并判断方向；
(2)金属杆MN从斜轨滑下后停在水平导轨上，求θ角多大时金属杆所停位置与墙面的距离最大，并求此最大距离xm.
解析：(1)由法拉第电磁感应定律，则有：E＝ΔΦΔt＝ΔBΔtdL3
由闭合电路欧姆定律得：I＝ER
由上式，可得MN棒上的电流大小：I＝1．25A
根据右手定则，则MN棒上的电流方向：N→M；
(2)设导体棒滑出水平磁场后继续滑行x后停下，
由动能定理得：mgL1sinθ－μ1mgL1cosθ－μ2(mg＋B0Id)
(L2－L1cosθ)－μ2mgx＝0
代入数据得：
0．16sinθ＋0.16cosθ－0.18＝0.2x
当θ＝45°时，x最大，
解得：x＝0.82－0.9＝0.23m
则有：xm＝L2＋x＝0.63m.
答案：(1)1．25N由N→M(2)45°0.63m
能量转化问题的分析程序：先电后力再能量
如图所示，倾角30°的光滑倾斜导体轨道(足够长)与光滑水平导体轨道连接，轨道宽度均为L＝1m，电阻忽略不计．匀强磁场Ⅰ仅分布在水平轨道平面所在区域，方向水平向右，大小B1＝1T；匀强磁场Ⅱ仅分布在倾斜轨道平面所在区域，方向垂直于倾斜轨道平面向下，大小B2＝1T．现将两质量均为m＝0.2kg，电阻均为R＝0.5Ω的相同导体棒ab和cd，垂直于轨道分别置于水平轨道上和倾斜轨道上，并同时由静止释放．取g＝10m/s2．
(1)求导体棒cd沿斜轨道下滑的最大速度的大小；
(2)若已知从开始运动到cd棒达到最大速度的过程中，ab棒产生的焦耳热Q＝0.45J，求该过程中通过cd棒横截面的电荷量；
(3)若已知cd棒开始运动时距水平轨道高度h＝10m，cd棒由静止释放后，为使cd棒中无感应电流，可让磁场Ⅱ的磁感应强度随时间变化，将cd棒开始运动的时刻记为t＝0，此时磁场Ⅱ的磁感应强度为B0＝1T，试求cd棒在倾斜轨道上下滑的这段时间内，磁场Ⅱ的磁感应强度B随时间t变化的关系式．
解析：(1)cd棒匀速运动时速度最大，设为vm，棒中感应电动势为E，电流为I，
感应电动势：E＝BLvm，电流：I＝E2R，
由平衡条件得：mgsinθ＝BIL，代入数据解得：vm＝1m/s；
(2)设cd从开始运动到达最大速度的过程中经过的时间为t，通过的距离为x，cd棒中平均感应电动势E1，平均电流为I1，通过cd棒横截面的电荷量为q，
由能量守恒定律得：mgxsinθ＝12mv2m＋2Q，
电动势：E1＝BLxt，电流：I1＝E12R，电荷量：q＝I1t，
代入数据解得：q＝1C；
(3)设cd棒开始运动时穿过回路的磁通量为Φ0，cd棒在倾斜轨道上下滑的过程中，设加速度大小为a，经过时间t通过的距离为x1，穿过回路的磁通量为Φ，cd棒在倾斜轨道上下滑时间为t0，则：Φ0＝B0Lhsinθ，
加速度：a＝gsinθ，位移：x1＝12at2，Φ＝BLhsinθ－x1，hsinθ＝12at20.
解得：t0＝8s，
为使cd棒中无感应电流，必须有：Φ0＝Φ，
解得：B＝88－t2(t＜8s)．
答案：(1)1m/s(2)1C(3)B＝88－t2(t＜8s)
Ⅱ.动量定理和动量守恒定律在电磁感应中的应用
(20xx江西师大附中试卷)如图所示，两足够长且不计其电阻的光滑金属轨道，如图所示放置，间距为d＝1m，在左端斜轨道部分高h＝1．25m处放置一金属杆a，斜轨道与平直轨道区域以光滑圆弧连接，在平直轨道右端放置另一金属杆b，杆a、b电阻Ra＝2Ω、Rb＝5Ω，在平直轨道区域有竖直向上的匀强磁场，磁感强度B＝2T．现杆b以初速度v0＝5m/s开始向左滑动，同时由静止释放杆a，杆a由静止滑到水平轨道的过程中，通过杆b的平均电流为0.3A；从a下滑到水平轨道时开始计时，a、b杆运动速度－时间图象如图所示(以a运动方向为正)，其中ma＝2kg，mb＝1kg，g＝10m/s2，求：
(1)杆a在斜轨道上运动的时间；
(2)杆a在水平轨道上运动过程中通过其截面的电量；
(3)在整个运动过程中杆b产生的焦耳热．
解析：(1)对b棒运用动量定理，有：
BdI－Δt＝mb(v0－vb0)
其中vb0＝2m/s
代入数据得到：Δt＝5s
即杆在斜轨道上运动时间为5s；
(2)对杆a下滑的过程中，机械能守恒：mgh＝12mav2a
va＝2gh＝5m/s
最后两杆共同的速度为v′，由动量守恒得
mava＋mbvb＝(ma＋mb)v′
代入数据计算得出v′＝83m/s
杆a动量变化等于它所受安培力的冲量，由动量定理可得I安＝BIdΔt′＝mava－mav′
而q＝IΔt′
由以上公式代入数据得q＝73C
(3)由能量守恒得，共产生的焦耳热为Q＝magh＋12mbv20－12(ma＋mb)v′2＝1616J
b棒中产生的焦耳热为Q′＝52＋5Q＝1156J.
答案：(1)5s(2)73C(3)1156J
如图所示，倾斜的金属导轨和水平的金属导轨接在一起，各自的两条平行轨道之间距离都为d，倾斜导轨与水平面间的夹角为30°，在倾斜导轨的区域有垂直于轨道平面斜向上的匀强磁场，在水平导轨的区域有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小都为B，倾斜导轨上放有金属棒a，在紧靠两导轨连接处的水平导轨上放有金属棒b，a、b都垂直于各自的轨道，a质量为m，b质量为2m，a、b与水平的金属导轨间的动摩擦因数是μ，倾斜的金属导轨光滑．倾斜轨道间接有电阻R，a、b的电阻值都是R，其余电阻不计．开始时，a固定，b静止，且a距水平导轨平面的高度为h，现释放a，同时给a一个平行于倾斜导轨向下的初速度，a就在倾斜导轨上做匀速运动，经过两导轨的连接处时速度大小不变，在此过程中b仍然静止，滑上水平导轨后即与b金属棒粘在一起，在水平导轨上运动距离L后静止．求：
(1)a在倾斜导轨上匀速运动的速度v0大小？
(2)a在倾斜导轨上运动的过程中，金属棒a上产生的热量Q是多大？
(3)a、b一起在水平导轨上运动的过程中，电阻R上产生的热量QR是多大？
解析：(1)设在倾斜导轨上运动的过程中，感应电动势为E，其中的电流强度为Ia，受到的磁场力为F，则
E＝Bdv0，R总＝32R
Ia＝E/R总，Ia＝2Bdv03R
F＝BIad，F＝2B2d2v03R
由于a在倾斜导轨上做匀速运动，所以所受的合外力为零，则：
F＝mgsin30°
解得：v0＝3mgR4B2d2
(2)a在倾斜导轨上运动的过程中，设a、b和电阻R中的电流强度分别是Ia、Ib和IR，产生的热量分别是Qa、Qb和Q1，则
Ia＝2IRIb＝IR
由：Q＝I2Rt得
Qa＝4Q1，Qb＝Q1
根据能量守恒有：mgh＝Qa＋Qb＋Q1
Q1＝16mgh，所以Qa＝23mgh
(3)设a、b粘在一起的共同速度为v，由动量守恒定律则有：
mv0＝3mv
ab在水平轨道上运动过程，克服摩擦力做功W，则
W＝μ3mgL
设电流流过a、b产生的热量共为Qab，则有：
Qab＝12QR
根据能量守恒定律得：12×3mv2＝QR＋Qab＋W
得：QR等于电阻R上产生的热量QR＝9m3g2R216B4d4－2μmgL
答案：(1)3mgR4B2d2(2)23mgh(3)9m3g2R216B4d4－2μmgL
4．(20xx东北三省四市教研联合体模拟考试)(多选)如图所示，平行导轨放在斜面上，匀强磁场垂直于斜面向上，恒力F拉动金属杆ab从静止开始沿导轨向上滑动，接触良好，导轨光滑．从静止开始到ab杆达到最大速度的过程中，恒力F做功为W，ab杆克服重力做功为W1，ab杆克服安培力做功为W2，ab杆动能的增加量为ΔEk，电路中产生的焦耳热为Q，ab杆重力势能增加量为ΔEp，则()
A．W＝Q＋W1＋W2＋ΔEk＋ΔEp
B．W＝Q＋W1＋W2＋ΔEk
C．W＝Q＋ΔEk＋ΔEp
D．W2＝Q，W1＝ΔEp
解析：选CD功是能量转化的量度，做功的过程就是能量转化的过程．力F做的功导致内能的增加、杆动能的增加和重力势能的增加，所以有W＝Q＋ΔEk＋ΔEp，选项AB错误，C正确；克服重力做的功等于杆重力势能的增加量，即W1＝ΔEp，克服安培力做的功等于电路产生的焦耳热，即W2＝Q，选项D正确．
5．(20xx成都二诊)如图所示，水平面上固定着两根相距L且电阻不计的足够长的光滑金属导轨，导轨处于方向竖直向下、磁感应强度为B的匀强磁场中，铜棒a、b的长度均等于两导轨的间距、电阻均为R、质量均为m，铜棒平行地静止在导轨上且与导轨接触良好．现给铜棒a一个平行导轨向右的瞬时冲量I，关于此后的过程，下列说法正确的是()
A．回路中的最大电流为BLImR
B．铜棒b的最大加速度为B2L2I2m2R
C．铜棒b获得的最大速度为Im
D．回路中产生的总焦耳热为I22m
解析：选B给铜棒a一个平行导轨的瞬时冲量I，此时铜棒a的速度最大，产生的感应电动势最大，回路中电流最大，每个棒受到的安培力最大，其加速度最大，I＝mv0，v0＝Im，铜棒a电动势E＝BLv0，回路电流I＝E2R＝BLI2mR，选项A错误；此时铜棒b受到安培力F＝BIL，其加速度a＝Fm＝IB2L22Rm2，选项B正确；此后铜棒a做变减速运动，铜棒b做变加速运动，当二者达到共同速度时，铜棒b速度最大，据动量守恒，mv0＝2mv，铜棒b最大速度v＝I2m，选项C错误；回路中产生的焦耳热Q＝12mv20－122mv2＝I24m，选项D错误．
6．如图，足够长的光滑平行导轨水平放置，电阻不计，MN部分的宽度为2l，PQ部分的宽度为l，金属棒a和b的质量ma＝2mb＝2m，其电阻大小Ra＝2Rb＝2R，a和b分别在MN和PQ上，垂直导轨相距足够远，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感强度为B，开始a棒向右速度为v0，b棒静止，两棒运动时始终保持平行且a总在MN上运动，b总在PQ上运动，求a、b最终的速度．
解析：本题由于两导轨的宽度不等，a、b系统动量不守恒，可对a、b分别用动量定理，a、b运动产生感应电流，a、b在安培力的作用下，分别作减速和加速运动．回路中电动势E总＝Ea－Eb＝2Blva－Blvb，
随着va减小，vb增加，E总减小，安培力F＝E总lB/(3R)也随之减小，故a棒的加速度a＝Fa/(2m)减小，b棒的加速度a′＝Fb/m也减小．
当E总＝0，即2Blva＝Blvb时，两者加速度为零，两棒均匀速运动，且有vb＝2va①
对a、b分别用动量定理－Fat＝2m(va－vb)②
Fbt＝mvb③
而Fa＝2Fb④
联立以上各式可得：va＝v03，vb＝2v03.
答案：v0323v0

文章来源：http://m.jab88.com/j/22738.html

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