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急求一份大学物理实验报告《压力传感器和CCD的使用》的数据和处理结果

网友发布 2023-05-17 09:05 · 头闻号汽车汽配

本课题研究的意义:(填写课题在理论上和应用上的价值)

本课题研究的是压力电缆传感器与CCD系统在防盗,监视,监测等需求中的结合运用。针对其特征,可将其应用在监狱,劳改所,戒毒所,用于监测。也可用于博物馆,家庭等,起到防盗作用。在这些应用领域中,要求传感器的隐蔽性和对现场情况的及时了解,所以将压力电缆传感器和CCD结合一起运用,此传感器不易被发现,与CCD一起运用,可起到更好的防盗,监测作用。

随着科技的发展,人们对于用于公共事业或者是私人需求的防盗监视产品的要求越来越高,人们要求高效率,高性能(例如能同时适应高温和低温等特殊环境),低成本,操作简单等,本课题正是为适应这种社会需求而产生的。

调研(社会调查)情况:

传感器技术是现代测量和自动化系统的重要技术之一,从宇宙开发到海底探秘,从生产的过程控制到现代文明生活,几乎每一项技术都离不开传感器,因此,许多国家对传感器技术的发展十分重视。如日本把传感器技术列为六大核心技术(计算机、通信、激光、半导体、超导体和传感器)之一。

在各类传感器中压力传感器具有体积小、重量轻、灵敏度高、稳定可靠、成本低、便于集成化的优点,可广泛用于压力、高度、加速度、液体的流量、流速、液位、压强的测量与控制。除此以外,还广泛应用于水利、地质、气象、化工、医疗卫生等方面。由于该技术是平面工艺与立体加工相结合,又便于集成化,所以可用来制成血压计、风速计、水速计、压力表、电子称以及自动报警装置等。压力传感器已成为各类传感器中技术最成熟、性能最稳定、性价比最高的一类传感器。

CCD广泛应用在数码摄影、天文学,尤其是光学遥测技术、光学与频谱望远镜,和高速摄影技术如Lucky imaging。CCD在摄像机、数码相机和扫描仪中应用广泛,只不过摄像机中使用的是点阵CCD,即包括x、y两个方向用于摄取平面图像,而扫描仪中使用的是线性CCD,它只有x一个方向,y方向扫描由扫描仪的机械装置来完成。

CCD的加工工艺有两种,一种是TTL工艺,一种是CMOS工艺,现在市场上所说的TTL和CMOS其实都是CCD,只不过是加工工艺不同,前者是毫安级的耗电量,而后者是微安级的耗电量。TTL工艺下的CCD成像质量要优于CMOS工艺下的CCD。CCD广泛用于工业,民用产品。

拟采用研究方法:(具体写本课题的研究方法和实施方案)

(1)根据压力电缆传感器的特性,设计检测前端电路,电路满足耐高温和耐低温的特点,如出现越界情况时,压力电缆传感器检测出情况后报警,同时CCD监测到现场情况,将传感器报警信号与CCD监测信号发送到同一网关节点,然后网关节点将信号通过无线方式发送到上位机。

其中精简 51 内核作为网关结点的微处理器。

整体结构图如下:

(2)前端电路主要包括压力模块,CCD模块。其中,压力模块包括压力传感器单元和信号放大单元,其中压力传感器模块用于感应外部压力,并将压力转换成差分电压值,信号放大单元主要用于放大输入的电压信号,并由差分信号转换为单路电压信号。

研究计划:(填写课题的研究内容和时间节点)

(阶段时间表:

2012年3月15日 毕业设计开题,学生交毕业设计开题报告,答辩

2012年5月9日;学院进行毕业设计中期检查,交译文

2012年5月30日;交毕业设计论文,学院集中审阅

2012年6月11-15学生毕业答辩)

文献综述(不少于1000字正文+15篇参考文献,其中应包含英文参考文献)

1.在电子计算机、机器人、自动控制技术等技术中应用广泛。实际应用十分广泛,大至数控机床 、汽车小至家用电器都有传感器。传感器的安装、连接方式等多方面因素都能影 响传感器的测量结果。只有通过实践,亲自动手使用传感器,才能知道传感器的应该与其他电路如何连接,怎样才能正常工作。我们通常使用 的压力传感器主要是利用压电效应制造而成的,这样的传感器也称压电传感器

压电传感器中主要使用的压电材料包括有石英、酒石酸钾钠和磷酸二氢胺。其中石英(二氧化硅)是一种天然晶体,压电效应就是在这种晶体中发现的,在一定的温度范围之内,压电性质一直存在,但温度超过这个范围之后,压电性质完全消失(这个高温就是所谓的“居里点”)。

压电效应是压电传感器的主要工作原理,压电传感器不能用于静态测量,因为经过外力作用后的电荷,只有在回路具有无限大的输入阻抗时才得到保存。实际的情况不是这样的,所以这决定了压电传感器只能够测量动态的应力。

压电传感器主要应用在加速度、压力和力等的测量中。压电式加速度传感器是一种常用的加速度计。它具有结构简单、体积小、重量轻、使用寿命长等优异的特点。压电式加速度传感器在飞机、汽车、船舶、桥梁和建筑的振动和冲击测量中已经得到了广泛的应用,特别是航空和宇航领域中更有它的特殊地位。压电式传感器也可以用来测量发动机内部燃烧压力的测量与真空度的测量。也可以用于军事工业,例如用它来测量枪炮子弹在膛中击发的一瞬间的膛压的变化和炮口的冲击波压力。它既可以用来测量大的压力,也可以用来测量微小的压力。

2CCD图像传感器,也就是电荷耦合器件图像传感器。可以将图像资料由光信号转换成电信号,是一种进入影像世界不可缺少的取像元件。CCD图像传感器与传统的摄像管比较,具有体积小、重量轻、用电省、价格低、寿命长、防震性强以及不受磁场影响等优点。

对于多监控摄像机系统,希望所有的视频输入信号是垂直同步的,这样在变换摄像机输出时,不会造成画面失真,但是由于多摄像机系统中的各台摄像机供电可能取自三相电源中的不同相位,甚至整个系统与交流电源不同步,此时可采取的措施有:均采用同一个外同步信号发生器产生的同步信号送入各台摄像机的外同步输入端来调节同步,从而获得合适的垂直同步,相位调整范围0~360度。

CCD感光元件的核心是感光二极管 (photodiode),该二极管在接受光线照射后产生输出电流,电流强度与光照强度相对应。

CCD感光元件除包括感光二极管之外,在其周边还包括一个用于控制相邻电荷的存储单元,但感光二极管占据了绝大数面积,也就是说CCD感光元件中的有效感光面积较大,在同等条件下可接收到较强的光信号,对应的输出电流也较强,表现在输出结果上即捕捉的图像内容丰富、清晰;

工作原理:在接受光照后,感光元件产生相对应的电流,电流大小与光强相对应,因此感光元件输出的电信号是模拟的。在CCD中,每个感光元件并不对此做进一步处理,而是将电信号直接输出到下一个感光元件的存储单元,结合该元件生成的模拟信号后在输出给第三个感光元件,依次类推,知道结合最后一个感光元件的信号最终形成统一的输出。由于感光元件生成的电信号很微弱,无法直接进行模数转换工作,因此这些输出数据必须做统一的放大处理,这项任务由传感器中的放大器专门负责,经放大器处理之后,每个像点的电信号强度都获的同样幅度的增大,但由于CCD本身无法进行AD转换,因此还需要一个专门的模数转换芯片进行处理,最终以、二进制数字图像矩阵的形式输出给专门的DSP处理芯片。

3以计算机、单片机实验开发系统完成程序编辑、编译、下载程序等任务。

参考文献:

[1]张建民传感与检测技术机械工业出版社

[2]刘笃仁,韩保君,刘靳传感器原理及应用技术西安电子科技大学出版社,

[3]孙运旺传感器技术与应用浙江大学出版社200609

[4]马斌单片机原理及应用人民邮电出版社,200910

[5]王建校,王建国51 系列单片机及C51 程序设计科学出版社, 2002

[6]徐维祥,刘旭敏单片机微型计算机原理及应用大连理工大学出版社,20027 [1]贾石峰传感器原理与传感器技术机械工业出版社,2009

[7] 张一斌,余件坤单片机原理课程设计中南大学出版社,2009

[8] 戴佳,戴卫恒51单片机C语音应用程序设计实例精讲电子工业出版社,2007

[9] 龙威林,杨冠声,胡山单片机应用入门化学工业出版社,2008

[10] 齐向东,刘立群单片机控制技术实践中国电力出版社,2009

[11] 边春元,李文涛,江杰C51单片机典型模块设计与应用机械工业出版社,2008

[12]CCD Image Sensors and Analog-to-Digital Conversion

[13] DENVIR D J, ConROY E Electron Multiplying CCDs[Z] Proc SPIE, 2003, 4877: 55~68

[14] JERRAM P, POOL P, BELL R, et al The LLLCCD: Low Light Imaging without the need for an intensifier[Z] Proc SPIE, 2001, 4306: 178~186

[15]Piezo Polymer Coax Cable

物理小故事

要说2018年初汽车圈话题最多的品牌是谁,那么非本田莫属了。前有南京思域群挑衅600万以下跑车,后有本田CR-V机油增多事件。而目前,关于本田CR-V“机油门”事件的爆发,本田的其他车型,如冠道、思域、杰德等车型的车主也都发现了类似机油增多的问题。目前已有一些冠道车主也开始进行“机油维权”。

出现本次情况的车型基本都是2017款搭载有15T涡轮增压发动机的车型,而对于这台15T发动机为何会有这番表现,目前官方给出的说法是:受影响的车辆主要遍布在寒冷的东北地区,当温度较低时,进入到曲轴箱的汽油未能够气化与机油相融合,导致机油增多。另外,有些经销商给出的解决方案是为部分车主提供免费换机油。 

对于本次本田机油增多的问题,显然是无法通过更换机油来彻底解决的。那么机油增多到底会给汽车发动机带来什么样的问题,才导致本田车主进行大规模的维权呢? 

关于本田机油增多的事件,笔者为此提了几个问题:

一、本田的15T发动机为什么会机油增多?

二、机油增多对于日常行车所带来的影响有多少?

三、机油增多对于发动机的伤害有多大? 

第一个问题:本田的这台15T发动机为什么机油增多?

对于这个问题,本田目前没有给出官方认证。而从机油乳化等现象以及专家的分析来看,造成本田CR-V机油增多很可能是由汽缸和活塞之间密封性不严造成的,其本身的高压缩比和增压技术使汽油会通过缝隙流入到机油中。因此,所谓的机油增多,多出来的那一部分就是汽油。 

结合车主对于机油增多现象的描述:机油乳化、机油中汽油味等分析,对于这个猜测也获得了大部分人的认可。 

第二个问题:机油增多对于日常行车所带来的影响多少?

每辆车的发动机都有一个机油尺,那是用来检查发动机机油量。对于发动机的机油量,不能太少,同时也不能太多,一定要在它的刻度范围之内才是最佳。但如果机油过多,会增加发动机曲轴的运转阻力和搅动到缸壁上的机油增加,容易造成油耗上升和动力下降、产生烧机油故障以及加剧燃烧室内积炭的的形成等等问题,包括机油一系列的作用都有有所影响。 

第三个问题:机油增多对于发动机的伤害有多大?

我们知道机油又成为润滑油,它的作用有润滑、冷却、清洗清洁、密封防漏、防锈防蚀、减震缓冲、抗磨。 

而当机油中混入了汽油,那么机油将会被稀释,而汽油并不具备以上功能。如果机油中混进汽油,将会导致整个机油的冷却、润滑等系统效果变差,这样就会增加发动机负荷,影响动力。 

对于发动机的伤害则是机油的润滑效果减少,能直接影响发动机整体的润滑效果,磨损加剧甚至损坏。长此以往就会严重影响发动机的寿命。 

写在最后:本田此次的“机油增加”事件,看似是一起车主维权,但从本质上来说是本田发动机的设计缺陷问题。从以上的分析可以看出,机油增加不仅会增加日常用车、保养的成本,最大的问题还是发动机的损伤。本田通过几年前的几款车型,在我们的固有印象中树立了“耐用”“质量”的品牌特征,而此次却出现了发动机问题,这也难怪会有如此大规模的消费者维权事件。望本田能重视本次事件,给予消费者一个合理的解释和解决方案。

居里夫人

一、望远镜的发明

1608年6月的一天,伽利略听说,一个荷兰人把一片凸镜和一片凹镜放在一起,做了一个玩具,可把看见的东西放大。这一夜,伽利略坐在桌子前,蜡烛点了一支又一支,他反复思考着,琢磨着,为什么两个这样的镜片放在一起,就能起放大作用呢?天亮了,伽利略决定自己动手做一个。

他找来一段空管子,一头嵌了一片凸面镜,另一头嵌了一片凹面镜,一个小望远镜做成了。拿起来一看,可以把原来的物体放大三倍。伽利略没有满足,他进一步改进,又做了一个。

他带着这个望远镜跑到海边,只见茫茫大海波涛翻滚,没有一条船。当他拿起了望远镜再看时,一条船正从远处向岸边驶来。实践证明,它可以放大八倍。

伽利略不断地改进着,不断地制造着,最后,他的望远镜可以将原物放大三十二倍。

一天晚上,皎洁的月光洒满大地,伽利略拿起自己的望远镜对准了月亮。咦,月亮并不是象几千年来人们所说的那样光滑无瑕,那上面象地球一样,有高山、深谷,还有火山的裂痕呢!

二、自由落体运动

落体问题,人们很早就注意到了。在伽利略之前,古希腊的亚里士多德的学说认为,物体下落的快慢是不一样的。它的下落速度和它的重量成正比,物体越重,下落的速度越快。比如说,十公斤重的物体,下落的速度要比一公斤重的物体快十倍。

一千七百多年来,在书本里,在学校的讲台上,一直把这个违背自然规律的学说当作圣经来讲述,没有任何人敢去怀疑它。这是因为,亚里士多德提出过 “地球中心说”,它符合奴隶主阶级和封建统治阶级的利益,因此,亚里士多德的其它学说也就得到了保护。

伽利略选择了比萨斜塔作试验场。有一天,他带了两个大小一样,但重量不等,一个重一百磅的实心铁球,一个重一磅的空心铁球,登上了五十多米高的斜塔。塔下,站满了前来观看的人。大家议论纷纷,有人讥笑他:“这个青年一定是疯了,让他胡闹去罢!亚里士多德的理论还会错吗!”

只见伽利略出现在塔顶,两手各拿一个铁球,大声喊道:“下面的人看清楚啦,铁球落下去了。”他把两手同时张开。人们看到,两个铁球平行下落,几乎同时落到了地面上。那些讽刺讥笑他的人目瞪口呆。

三、万有引力定律

牛顿一人在家中的果园中,由于边走路边思考问题,无意间撞到园中的苹果树,这时一个苹果正好砸在牛顿的头上。牛顿突然从问题中醒悟过来,捡起了苹果,这时他又陷入一个问题:为什么苹果会落到地上,而不是飘上天空。最终牛顿提出一个最简单的现象产生的举世定律:万有引力。

一天,保姆要出去,临走前叮嘱牛顿:“我有事,先出去下,肚子饿了去煮鸡蛋吃,我烧好水了。”保姆回来发现牛顿把一块怀表拿去煮了。而牛顿却在研究发明。这个故事告诉我们不要太投入一件事,该收手时就收手。

四、瓦特的故事

18世纪中叶,英国格拉斯葛大学,有位名叫里德斯德的教授,一天晚上,他把瓦特约到自己的办公室,对瓦特说:“我知道你是个很聪明的机器修理工,我想请你帮我一个忙。”

瓦特说:“我能帮你什么忙呢?”

里德斯德教授说:“我的一套机器图纸被人偷去了。但是要按照图纸把这台机器造出来是非常困难的,偷图纸的人一定会来找你帮忙加工的。如果那人来找你,请你务必告诉我。”

就在这时,教授的一个青年助手,拎着一把水壶进来,给他俩每人沏了一杯咖啡。那位助手把水壶放在火炉上,关上门就出去了。教授起身走到门边,把门反锁了起来。

教授和瓦特边喝咖啡边谈着教授的图纸。渐渐地,瓦特觉得头昏脑胀,他估计是咖啡有问题,只觉得浑身无力,一会儿就昏昏沉沉地睡着了。

当瓦特醒来时,已经是第二天了。他睁眼一看,里斯德教授已经死了,在教授的颈上有一枚五厘米长带有软木塞的针。瓦特支撑着爬起来去开门,却发现门是反锁着的,钥匙在教授的身上。瓦特回忆起昨晚的事,怀疑是那个助手干的。

但那个助手出去了就再没有进来,教授颈上的针又是谁扎的呢?他盯着教授颈上的毒针和那软木塞仔细看了好一会,终于弄明白了:水蒸气在膨胀时,它的压力比水要大近千倍。

那个助手把水壶放在火炉上时,就把插有毒针的软木塞堵在壶嘴上了,并且将壶嘴对准了教授的颈部。水烧开的时候,因壶嘴被软木塞子堵着,蒸汽的压力就不断增加,最后蒸汽的压力达到一定程度,软木塞带着毒针喷射出去,射向了教授。

警察来了以后,瓦特谈了自己的想法。经过警察的侦破,凶手就是教授的助手。 后来,瓦特从水蒸气得到启发发明了蒸汽机。

五、法拉第的故事

法拉第1791年9月22日生于萨里郡纽因顿的一个铁匠家庭。13岁就在一家书店当送报和装订书籍的学徒。他有强烈的求知欲,挤出一切休息时刻贪婪地力图把他装订的一切书籍资料都从头读一遍。

读后还临摹插图,工工整整地作读书笔记;用一些简单器皿照着书上进行实验,仔细观察和分析实验结果,把自己的阁楼变成了小实验室。在这家书店呆了八年,他废寝忘食、如饥似渴地学习。他之后回忆这段生活时说:“我就是在工作之余,从这些书里开始找到我的哲学。

这些书中有两种对我个性有帮忙,一是《大英百科全书》,我从它第一次得到电的概念;另一是马塞夫人的《化学对话》,它给了我这门课的科学基础。”

法拉第主要从事电学、磁学、磁光学、电化学方面的研究,并在这些领域取得了一系列重大发现。1820年奥斯特发现电流的磁效应之后,法拉第于1821年提出“由磁产生电”的大胆设想,并开始了艰苦的探索。

1821年9月他发现通电的导线能绕磁铁旋转以及磁体绕载流导体的户外,第一次实现了电磁户外向机械户外的转换,从而建立了电动机的实验室模型。

之后经过无数次实验的失败,最后在1831年发现了电磁感应定律。这一划时代的伟大发现,使人类掌握了电磁户外相互转变以及机械能和电能相互转变的方法,成为现代发电机、电动机、变压器技术的基础。

电磁铁的磁力与什么有关系的实验报告 急!!!!!!!!!

居里夫人简介

居里夫人 Marie Curie(1867-1934)法国籍波兰科学家,研究放射性现象,发现镭和钋两种放射性元素,一生两度获诺贝尔奖。居里夫人 Marie Curie(1867-1934)法国籍波兰科学家,研究放射性现象,发现镭和钋两种放射性元素,一生两度获诺贝尔奖。作为杰出科学家,居里夫人有一般科学家所没有的社会影响。尤其因为是成功女性的先驱,她的典范激励了很多人。很多人在儿童时代就听到她的故事 但得到的多是一个简化和不完整的印象。世人对居里夫人的认识。很大程度上受其次女在1937年出版的传记《居里夫人》(Madame Curie)所影响。这本书美化了居里夫人的生活,把她一生所遇到的曲折都平淡地处理了。美国传记女作家苏珊·昆(Susan Quinn)花了七年时间,收集包括居里家庭成员和朋友的没有公开的日记和传记资料。於去年出版了一本新书:《玛丽亚· 居里:她的一生》(Maria Curie: A Life),为她艰苦、辛酸和奋斗的生命历程描绘了一幅更详细和深入的图像。

居里夫人:两次荣获诺贝尔奖的伟大科学家

在世界科学史上,玛丽·居里是一个永远不朽的名字。这位伟大的女科学家,以自己的勤奋和天赋,在物理学和化学领域,都作出了杰出的贡献,并因此而成为唯一一位在两个不同学科领域、两次获得诺贝尔奖的著名科学家。

一、靠自学走进巴黎大学

玛丽·居里于1867年出生于波兰华沙,她是家中5个子女中最小的。她的父亲是一名收入十分有限的中学数理教师,妈妈也是中学教员。玛丽的童年是不幸的,她的妈妈得了严重的传染病,是大姐照顾她长大的。后来,妈妈和大姐在她不满10岁时就相继病逝了。她的生活中充满了艰难。这样的生活环境不仅培养了她独立生活的能力,也使她从小就磨炼出了非常坚强的性格。

玛丽从小学习就非常勤奋刻苦,对学习有着强烈的兴趣和特殊的爱好,从不轻易放过任何学习的机会,处处表现出一种顽强的进取精神。从上小学开始,她每门功课都考第一。15岁时,就以获得金奖章的优异成绩从中学毕业。她的父亲早先曾在圣彼得堡大学攻读过物理学,父亲对科学知识如饥似渴的精神和强烈的事业心,也深深地薰陶着小玛丽。她从小就十分喜爱父亲实验室中的各种仪器,长大后她又读了许多自然科学方面的书籍,更使她充满幻想,她急切地渴望到科学世界探索。但是当时的家境不允许她去读大学。19岁那年,她开始做长期的家庭教师,同时还自修了各门功课。这样,直到24岁时,她终于来到巴黎大学理学院学习。她带着强烈的求知欲望,全神贯注地听每一堂课,艰苦的学习使她身体变得越来越不好,但是她的学习成绩却一直名列前茅,这不仅使同学们羡慕,也使教授们惊异,入学两年后,她充满信心地参加了物理学学士学位考试,在30名应试者中,她考了第一名。第二年,她又以第二名的优异成绩,考取了数学学士学位。

1894年初,玛丽接受了法国国家实业促进委员会提出的关于各种钢铁的磁性科研项目。在完成这个科研项目的过程中,她结识了理化学校教师比埃尔·居里,他是一位很有成就的青年科学家。用科学为人类造福的共同意愿使他们结合了。玛丽结婚后,人们都尊敬地称呼她居里夫人。1896年,居里夫人以第一名的成绩,完成了大学毕业生的任职考试。第二年,她又完成了关于各种钢铁的磁性研究。但是,她不满足已取得的成绩,决心考博士,并确定了自己的研究方向。站到了一条新的起跑线上。

二、镭之光

1896年,法国物理学家贝克勒尔发表了一篇工作报告,详细地介绍了他通过多次实验发现的铀元素,铀及其化合物具有一种特殊的本领,它能自动地、连续地放出一种人的肉眼看不见的射线,这种射线和一般光线不同,能透过黑纸使照象底片感光,它同伦琴发现的X射线也不同,在没有高真空气体放电和外加高电压的条件下,却能从铀和铀盐中自动发生。铀及其化合物不断地放出射线,向外辐射能量。这使居里夫人发生了极大的兴趣。这些能量来自于什么地方?这种与众不同的射线的性质又是什么?居里夫人决心揭开它的秘密。1897年,居里夫人选定了自己的研究课题--对放射性物质的研究。这个研究课题,把她带进了科学世界的新天地。她辛勤地开垦了一片处女地,最终完成了近代科学史上最重要的发现之一--发现了放射性元素镭,并奠定了现代放射化学的基础,为人类做出了伟大的贡献。

在实验研究中,居里夫人设计了一种测量仪器,不仅能测出某种物质是否存在射线,而且能测量出射线的强弱。她经过反复实验发现:铀射线的强度与物质中的含铀量成一定比例,而与铀存在的状态以及外界条件无关。

居里夫人对已知的化学元素和所有的化合物进行了全面的检查,获得了重要的发现在:一种叫做钍的元素也能自动发出看不见的射线来,这说明元素能发出射线的现象决不仅仅是铀的特性,而是有些元素的共同特性。她把这种现象称为放射性,把有这种性质的元素叫做放射性元素。它们放出的射线就叫“放射线”。她还根据实验结果预料:含有铀和钍的矿物一定有放射性;不含铀和钍的矿物一定没有放射性。仪器检查完全验证了她的预测。她排除了那些不含放射性元素的矿物,集中研究那些有放射性的矿物,并精确地测量元素的放射性强度。在实验中,她发现一种沥青铀矿的放射性强度比预计的强度大得多,这说明实验的矿物中含有一种人们未知的新放射性元素,且这种元素的含量一定很少,因为这种矿物早已被许多化学家精确地分析过了。她果断地在实验报告中宣布了自己的发现,并努力要通过实验证实它。在这关键的时刻,她的丈夫比埃尔·居里也意识到了妻子的发现的重要性,停下了自己关于结晶体的研究,来和她一道研究这种新元素。经过几个月的努力,他们从矿石中分离出了一种同铋混合在一起的物质,它的放射性强度远远超过铀,这就是后来被列在元素周期表上第84位的钋。几个月以后,他们又发现了另一种新元素,并把它取名为镭。但是,居里夫妇并没有立即获得成功的喜悦。当拿到了一点点新元素的化合物时,他们发现原来所做的估计太乐观了。事实上,矿石中镭的含量还不到百万分之一。只是由于这种混合物的放射性极强,所以含有微量镭盐的物质表现出比铀要强几百倍的放射性。

科学的道路从来就不平坦。钋和镭的发现,以及这些放射性新元素的特性,动摇了几世纪以来的一些基本理论和基本概念。科学家们历来都认为,各种元素的原子是物质存在的最小单元,原子是不可分割的、不可改变的。按照传统的观点是无法解释钋和镭这些放射性元素所发出的放射线的。因此,无论是物理学家,还是化学家,虽然对居里夫人的研究工作都感到有兴趣,但是心中都有疑问。尤其是化学家们的态度更为严谨。为了最终证实这一科学发现,也为了进一步研究镭的各种性质,居里夫妇必须从沥青矿石中分离出更多的、并且是纯净的镭盐。

一切未知的世界都是神秘的。在分离新元素的研究工作开始时,他们并不知道新元素的任何化学性质。寻找新元素的唯一线索是它有很强的放射性。他们据此创造了一种新的化学分析方法。但是他们没有钱,没有真正的实验室,只有一些自己购买或设计的简单的仪器。他们出于工作效率的考虑,分头开展研究。由居里先生试验确定镭的特性;居里夫人则继续提炼纯镭盐。

有志者事竟成!大自然的任何奥秘都会都会被那些向它顽强攻关的人们揭开。1902年年底,居里夫人提炼出了十分之一克极纯净的氯化镭,并准确地测定了它的原子量。从此镭的存在得到了证实。镭是一种极难得到的天然放射性物质,它的形体是有光泽的、象细盐一样的白色结晶。在光谱分析中,它与任何已知的元素的谱线都不相同。镭虽然不是人类第一个发现的放射性元素,但却是放射性最强的元素。利用它的强大放射性,能进一步查明放射线的许多新性质。以使许多元素得到进一步的实际应用。医学研究发现,镭射线对于各种不同的细胞和组织,作用大不相同,那些繁殖快的细胞,一经镭的照射很快都被破坏了。这个发现使镭成为治疗癌症的有力手段。癌瘤是由繁殖异常迅速的细胞组成的,镭射线对于它的破坏远比周围健康组织的破坏作用大的多。这种新的治疗方法很快在世界各国发展起来。在法国,镭疗术被称为居里疗法。镭的发现从根本上改变了物理学的基本原理,对于促进科学理论的发展和在实际中的应用,都有十分重要的意义。

三、金子一般的心灵

由于居里夫妇的惊人发现,1903年12月,他们和贝克勒尔一起获得了诺贝尔物理学奖。他们夫妇的科学功勋盖世,然而他们却极端藐视名利,最厌烦那些无聊的应酬。他们把自己的一切都献给了科学事业,而不捞取任何个人私利。在镭提炼成功以后,有人劝他们向政府申请专利权,垄断镭的制造以此发大财。居里夫人对此说:“那是违背科学精神的,科学家的研究成果应该公开发表,别人要研制,不应受到任何限制”。“何况镭是对病人有好处的,我们不应当借此来谋利”。居里夫妇还把得到的诺贝尔奖金,大量地赠送别人。

1906年,居里先生不幸因车祸而去世,居里夫人承受着巨大的痛苦,她决心加倍努力,完成两个人共同的科学志愿。巴黎大学决定由居里夫人接替居里先生讲授物理课。居里夫人成为著名的巴黎大学有史以来第一位女教授,还是在他们夫妇分离出第一批镭盐的时候,就开始了对放射线各种性质的研究。仅1889年到1904年间,他们就先后发表了32篇学术报告,记录了他们在放射科学上探索的足迹。1910年,居里夫人又完成了《放射性专论》一书。她还与人合作,成功地制取了金属镭。1911年,居里夫人又获得诺贝尔化学奖。一位女科学家,在不到10年的时间里,两次在两个不同的科学领域里获得世界科学的最高奖,这在世界科学史上是独一无二的事情!

1914年,巴黎建成了镭学研究院,居里夫人担任了学院的研究指导。以后她继续在大学里授课,并从事放射性元素的研究工作。她毫不吝啬地把科学知识传播给一切想要学习的人。她从16岁开始,成年累月地学习、工作,整整50年了。但她仍不改变那严格的生活方式。她从小就有高度的自我牺牲精神,早年她为了供姐姐上学,甘愿去别人家里做佣人。在巴黎求学期间,为了节约灯油和取暧开支,她每天晚上都在图书馆读书,一直到图书馆关门才走。提取纯镭所需要的沥青铀矿,在当时是很贵重的,他们从自己的生活费中一点一滴地节省,先后买了8、9吨,在居里先生去世后,居里夫人把千辛万苦提炼出来的,价值高达100万金法郎以上的镭,无偿地赠送给了研究治癌的实验室。

1932年,65岁的居里夫人回到祖国,参加“华沙镭研究所”的开幕典礼。居里夫人从青年时代起就远离祖国,到法国求学。但是她时刻也没有忘记自己的祖国。小时候,她的祖国波兰被沙俄侵占,她就非常痛恨侵略者。当他们夫妇从矿物中分离出新元素以后,她把新元素命名为钋。这是因为钋的词根与波兰国名的词根一样。她以此表示对惨遭沙俄奴役的祖国的深切怀念。

1937年7月14日,居里夫人病逝了。她最后死于恶性贫血症。她一生创造、发展了放射科学,长期无畏地研究强烈放射性物质,直至最后把生命贡献给了这门科学。她一生中,共得过包括诺贝尔奖等在内的10种著名奖金,得到国际高级学术机构颁发的奖章16枚;世界各国政府和科研机构授予的各种头衔多达100多个。但是她一如既往地那样谦虚谨慎。伟大的科学家爱因斯坦评价说:“在我认识的所有著名人物里面,居里夫人是唯一不为盛名所颠倒的人。”

坎巴拉犀牛发动机原型

和电流大小,匝数多少,铁芯的粗细长短都有关。

学生相互议论:假设通过电磁铁的电流由1A增加到2A,电磁铁的磁性会怎样?是否可以这样推测:导线中的2A电流是两股1A电流汇合而成的,每股电流都产生一个磁场,两个相同磁场合在一起,电磁铁的磁性增强了。

如果电磁铁的电流不变,线圈由100匝增加到200匝,它的磁性又会怎样?是否可以这样推测:200匝线圈是由两组100匝线圈组合而成的,每组线圈都产生一个磁场,两个相同磁场合在一起,电磁铁的磁性增强了。

通过以上推测可以想到:电磁铁的线圈匝数越多,通过的电流越大,电磁铁的磁性将越强。

●制定计划与设计实验

通过怎样的实验来检验以上猜想呢?这个实验需要解决三个问题,同学们讨论了解决这三个问题的各种可能方法:

(1)怎样测量电磁铁磁性的强弱?

学生A:看它能吸起多少根大头针或小铁钉。

学生B:看它能吸起多少铁屑(用天平称)。

学生C:看它对某一铁块的吸引力(用弹簧测力计把被电磁铁吸住的铁块拉开时弹簧测力计的读数)有多大。

(2)怎样改变和测量通过电磁铁线圈的电流?

学生D:用滑动变阻器改变线圈中的电流,用电流表测量电流的大小。

学生E:用增减电池来改变线圈中的电流,用串联小灯泡的亮度来比较电流的大小。

(3)怎样改变电磁铁线圈的匝数?

学生F:使用中间有抽头、能改变线圈匝数的现成电磁铁产品。

学生G:临时制作电磁铁线圈,边实验、边绕制。

教师建议:用学生C,D,F提出的方法来组成探究实验的方案。

●进行实验与收集证据

按照教师的建议,学生分小组进行实验操作:把开关、滑动变阻器、电流表、电磁铁串联起来接到电源上,当滑动变阻器取不同值时测量电流和电磁铁对铁块的吸引力,把测量数据填入下表(表1)。

电流/A

电磁铁对铁块的引力/N

改变线圈匝数,调节滑动变阻器,使电流保持不变,测量不同匝数时电磁铁对铁块的吸引力,把实验数据填入下表(表2)。

匝数

电磁铁对铁块的引力/N

●分析与论证

各个小组从本组实验的表1数据看到,当电磁铁线圈匝数不变、电流逐渐增大时,电磁铁对铁块的吸引力是同步增大的;从表2数据看到,在电流相同的情况下、电磁铁线圈的匝数增加时,电磁铁对铁块的吸引力是同步增大的。由此可以证实:电磁铁的磁性强弱和电磁铁线圈的匝数、通过电磁铁线圈的电流有关,电磁铁线圈的匝数越多、电流越大,磁性越强。

●评估

回顾以上操作,看看有什么不妥的地方:当改变线圈匝数的时候,是否确实做到了线圈中电流和线圈的形状都不变?当测量电磁铁的吸引力时,是否用的是同一个铁块?有没有其他因素影响了实验结果?如果这些因素在实验中都作了充分的考虑,实验的结果应该是可靠的。

●交流与合作

各个小组把实验过程和结果写成实验报告,并分别在班上报告本组的实验结果,进行讨论和交流。

二、科学内容

本标准的科学内容分为物质、运动和相互作用以及能量三大部分。下表为科学内容标准的一级主题与二级主题。这种主题式的呈现形式不代表教材的结构或教学的顺序。教材的编写者可以根据内容标准组织编写不同特色的教材。

内容标准中的活动建议不是规定的教学内容,教师可以从中选用,也可以结合当地情况开展其他活动。

物理科学是一门实验科学,在义务教育阶段应让学生通过观察、操作、体验等方式,经历科学探究过程,逐步学习物理规律,构建物理概念,学习科学方法,逐步树立科学的世界观。

一级主题

二 级主题

物质 物质的形态和变化

物质的属性

物质的结构与物体的尺度

新材料及其应用

运动和相互作用 多种多样的运动形式

机械运动和力

声和光

电和磁

能量 能量、能量的转化和转移

机械能

内能

电磁能

能量守恒

能源与可持续发展

主题一 物 质

各种物体、微粒和场,都是以不同形式存在着的物质。“物质”所涉及的科学内容,多数与日常生活和自然现象密切相关,与新材料的发展前沿相联系。学习这些内容不仅能让学生在3~6年级科学课程的基础上进一步认识物质世界,而且有利于学生树立正确的科学观。

这部分内容大致分为三类。第一类是对于身边物质的初步认识,学习时应注意联系学生的生活;第二类是对于物质结构和物体尺度的初步认识,这部分内容由于尺度太小或太大,人类缺少直接经验,因此应注意科学方法的运用;第三类是和当前蓬勃发展的材料科学相联系的,学习中应该注意体会科学·技术·社会的关系。

“物质”划分为以下四个二级主题:

·物质的形态和变化

·物质的属性

·物质的结构与物体的尺度

·新材料及其应用

(一)物质的形态和变化

1内容标准

(1)能用语言、文字或图表描述常见物质的物理特征。能从生活和社会应用的角度,对物质进行分类。

例1调查自然界、日常生活中的一些物质,列表归纳这些物质的相同点和不同点。根据不同物质在物理性质(形态、弹性、颜色)和用途上的差异进行分类。

(2)有评估某些物质对人和环境的积极和消极影响的意识。尝试与同学交流对当地环境资源利用的意见。

例2讨论塑料、化肥、清洁剂、灭蚊片和农药等对人和环境的影响。

(3)能区别固、液和气三种物态。能描述这三种物态的基本特征。

例3观察周围的物质,根据形状和体积的稳定性和流动性,说明固体、液体、气体的不同特征。列举自然界和日常生活中的各种不同状态的物质。

(4)能说出生活环境中常见的温度值。了解液体温度计的工作原理。会测量温度。尝试对环境温度问题发表自己的见解。

例4调查生活中常见的温度计,了解这些温度计的工作原理,解释为什么液体温度计中的液体会有不同。 例5尝试对温室效应、热岛效应等发表自己的见解。

(5)通过实验探究物态变化过程。尝试将生活和自然界中的一些现象与物质的熔点或沸点联系起来。

例6运用物态变化的知识,了解高压锅的原理。

注意:培养学生将学到的物理知识及技术与生活密切联系的意识。在课程中渗透科学·技术·社会的观念是《标准》提倡的基本理念之一。

(6)能用水的三态变化解释自然界中的一些水循环现象。有节约用水的意识。

2活动建议

(1)调查学校和家庭的用水状况,设计一个学校或家庭的节水方案。

(2)观察并探究电冰箱中的物态变化。

例如:放进冰箱的新鲜蔬菜过几天为什么会失去水分?冰箱内壁的水珠到哪里去了?写出探究报告。

注意:电冰箱中的物态变化有典型特点,电冰箱内既有熔化和凝固,也有汽化和液化、升华和凝华。让学生应用物理知识解释身边的一些物理现象,会使学生产生亲近感、成就感。这是从生活走向物理,从物理走向社会的理念的具体体现。

(3)通过观察,探究自然界中的霜、雪、雨、露等天气现象。

注意:探究自然界中的各种物理现象,是学生学习物理的另一种基本方法。自然界中的各种物理现象是比较复杂的,学习物理应尽可能联系各种自然现象,突出基本的物理原理,但不要求学生做出完美的解释。这是从自然到物理的基本理念的体现。

(4)调查当地水资源的利用状况,并对当地水资源的利用提出自己的见解。

(5)调查本地农田灌溉(或污水处理)的主要方式,了解先进的灌溉技术。

(二)物质的属性

1内容标准

(1)能描述物质的一些属性。尝试将这些属性与日常生活中物质的用途联系起来。

例1通过实验,探究几种金属和塑料的弹性、硬度。说明生活中是怎样应用物质的这些属性的。

例2通过磁铁等磁性物质,感知物质的磁性和磁化现象,调查磁性材料在生活中的用途。

例3通过实验,探究物质的导电性,讨论是否任何物体都具有导电性。通过观察、查阅资料,比较导体、半导体、绝缘体的不同。

(2)初步认识质量的概念。会测量固体和液体的质量。

例4分别说出质量为几千克、几克的一些物品。

注意:应该让学生学习一些基本物理量的测量方法,以便使其认识到感觉是不可靠的。还应 该让学生对物理量单位的大小有感性认识,发展其估测能力。

(3)通过实验理解密度的概念。尝试用密度知识解决简单的问题。能解释生活中一些与密度有关的物理现象。

例5用密度知识鉴别体育课用的铅球是否是纯铅制的。

(4)了解物质的属性对科技进步的影响。 例6从学校数据库或因特网上收集有关物质属性的信息。

注意:《标准》提倡尽可能将信息技术应用于物理教学过程。有条件的学校应充分利用现代教学手段,激发学生学习兴趣,扩展学生视野。条件受限的学校可以充分利用当地的课程资源,以便让学生感受到物理知识对生活、生产的影响。

例7调查市场上的服装面料或炊具,了解它们的名称和物理属性。

注意:将物理知识与生活实际相结合,是《标准》提倡的学习方法之一。应尽可能让学生接触生活、接触社会。

2活动建议

(1)利用一块磁铁和几根缝衣针,制作指南针,并验证同极相斥、异极相吸的现象。

(2)测量一些固体和液体的密度。如可让学生自己设计一种方案,测量酱油、食用油、醋、盐、塑料制品、肥皂和牛奶等日用品的密度。教师应向学生进行安全和保护环境方面的指导。

(三)物质的结构与物体的尺度

1内容标准

(1)知道物质是由分子和原子组成的。

例1用图形、文字和语言描述原子、分子模型。

(2)了解原子的核式模型。了解人类探索微观世界的历程,并认识这种探索将不断深入。

例2观看介绍物质微观世界的音像资料。

注意:有条件的学校可以通过多媒体技术向学生展示丰富多彩的微观世界,以便学生了解微观世界并感受探索的乐趣。

(3)大致了解人类探索太阳系及宇宙的历程,并认识人类对宇宙的探索将不断深入。

例3用望远镜观察天体。

(4)对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的了解。

例4设计图表。根据物体尺度的大小,按电子—原子核—原子—分子—生物体—地球—太阳系—银河系的顺序排列。

注意:图表的形式可以是多种多样的,教师应让学生充分展示。

2活动建议

(1)自己设计实验方案,探究分子间的引力和斥力。

(2)从图书馆、因特网和学校的数据库中收集有关人类对宇宙进行探索的资料。

(3)观看《宇宙与人》等科普**。

(四)新材料及其应用

1内容标准

(1)初步了解半导体的一些特点。了解半导体材料的发展对社会的影响。

(2)初步了解超导体的一些特点。了解超导体对人类生活和社会发展可能带来的影响。

例1阅读有关的科普资料,了解超导现象以及超导体在磁悬浮列车、超导输电等方面可能的应用。

(3)初步了解纳米材料的应用和发展前景。

例2收集有关信息,了解纳米材料的有关知识。

(4)有保护环境和合理利用资源的意识。

例3参观生产某种材料(如建材、塑料等)的工厂,了解这些材料的生产过程和应用情况,调查生产这些材料可能造成的环境污染,提出治理这些污染的设想。 2活动建议

(1)让学生从资料室、因特网上收集有关新材料研究和开发的信息,并写出一篇小论文。

(2)调查生活、生产中应用的一些新材料,弄清它们的名称、用途、特点和属性等,并列表显示调查结果。

主题二 运动和相互作用

物质处于永恒的运动中,不同的物质和不同的运动形式又发生着相互作用。了解物质的运动和相互作用的规律,是认识物理现象所必需的。这部分内容具有很强的规律性,对它的学习有利于发展学生的科学探究能力和解决问题的能力,有利于培养学生的科学态度和科学精神。

在这部分内容的学习中,应该让学生经历对知识探究和领悟的过程,发展获取信息、处理信息和解决实际问题的能力。

“运动和相互作用”划分为以下四个二级主题:

·多种多样的运动形式

·机械运动和力

·声和光

·电和磁

(一)多种多样的运动形式

1内容标准

(1)能用实例解释机械运动及其相对性。

(2)能从生活、自然中的一些简单热现象推测分子的热运动。初步认识宏观热现象和分子热运动的联系。

例1用自己的语言或图形描绘分子的热运动。

(3)能用实验证实电磁相互作用。能举例说明电磁波在日常生活中的应用。

例2通过磁铁插入线圈时电流表指针运动的实例,说明不同运动形式之间有联系。

(4)能举例说明自然界存在多种多样的运动形式。知道世界处于不停的运动中。

例3通过氯化钠在水中溶解、盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠等现象,证明组成物质的微粒是在运动的,运动形式是多样的。 2活动建议

(1)观看有关机械运动的录像片,对有关现象用机械运动的相对性进行解释。

(2)从自然现象或实验事实中举出事例,说明组成物质的微粒在不停地运动。

(二)机械运动和力

1内容标准

(1)能根据日常经验或自然现象粗略估测时间。会使用适当的工具测量时间。能通过日常经验或物品粗略估测长度。会选用适当的工具测量长度。

例1利用步长估测学校教学楼的长度。

例2调查市场上出售的成品服装和鞋子尺码的国家标准。通过对自己身体各部位的测量,搞清自己应购买哪种规格的上衣、裤子和鞋子。

(2)能用速度描述物体的运动。能用速度公式进行简单计算。

(3)通过常见事例或实验,了解重力、弹力和摩擦力。认识力的作用效果。能用示意图描述力。会测量力的大小。知道二力平衡条件。了解物体运动状态变化的原因。

例3实验探究磁铁可以改变钢球运动的方向。

例4观察体育运动中的射箭,弓对箭的弹力使箭由静止到运动。

(4)通过实验探究,理解物体的惯性。能表述牛顿第一定律。

例5坐在汽车里,体验当汽车静止、以某一速度正常行驶、速度增加、速度减小、转弯等时刻的感觉。

(5)通过实验探究,学会使用简单机械改变力的大小和方向。

(6)通过实验探究,学习压强的概念。能用压强公式进行简单计算。知道增大和减小压强的方法。了解测量大气压强的方法。

例6估测自己站立时对地面的压强。

(7)通过实验探究,认识浮力。知道物体浮沉的条件。经历探究浮力大小的过程。知道阿基米德原理。

例7知道潜水艇浮沉的原理。

(8)通过实验探究,初步了解流体的压强与流速的关系。

例8简单解释飞机的升力。

2活动建议

(1)测量自己的脉搏,再测出正常走路时一步的长度。

注意:以上做法相当于在自己的身体上设置了一个“时钟”和一把“尺子”,可以在没有钟表和皮尺的情况下估算走路的平均速度。这有利于因地制宜培养学生的估测能力。

(2)学读汽车、摩托车上的速度表。

(3)讨论测量火车(汽车)速度的各种方案(注意安全,不能靠近被测车辆),进行实测。学读《旅客列车时刻表》。

(4)查阅电冰箱等家用电器在运输、安装时对倾斜程度的要求。设计一种方法检查这些机器的倾斜程度。

(5)用弹簧或橡皮筋制作简易测力计,探究弹簧的弹力与橡皮筋伸长量的关系。

(6)用饮料软管制作口吹喷雾器。

(三)声和光

1内容标准

(1)通过实验探究,初步认识声产生和传播的条件。了解乐音的特性。了解现代技术中与声有关的应用。知道防治噪声的途径。

例1在鼓面上放一些碎纸屑,敲击鼓面,使其发声,观察纸屑的运动。敲击音叉,观察与其轻触的乒乓球的运动。

例2将闹钟放到玻璃罩中,抽去空气,这时几乎听不到声音。慢慢放入空气,声音从无到有,从小到大。

例3收集超声波的应用实例。

例4举例说明建筑物中是如何防治噪声的。

(2)通过实验,探究光在同种均匀介质中的传播特点。探究并了解光的反射和折射的规律。

例5演示激光束(或太阳光束)在平面镜上的反射(用玩具激光器产生激光,用烟雾显示激光,注意不能直射眼睛),入射光束与平面镜的夹角增大时,反射光束与平面镜的夹角也增大。

例6演示激光束(或太阳光束)从空气射入水中时发生偏折。

(3)通过实验,探究平面镜成像时像与物的关系。认识凸透镜的会聚作用和凹透镜的发散作用。探究并知道凸透镜成像的规律。了解凸透镜成像的应用。

例7了解凸透镜的应用——放大镜、照相机、投影仪。

例8了解人眼成像的原理,了解近视眼和远视眼的成因与矫正办法。

(4)通过观察和实验,知道白光是由色光组成的。比较色光混合与颜料混合的不同现象。

例9观察两只手电分别射出的红光与蓝光在白墙上重叠部分的颜色。观察红、绿颜料混合后的颜色。

(5)知道波长、频率和波速的关系。了解波在信息传播中的作用。

例10知道人是怎样听到声音的。

2活动建议

(1)调查社区(或学校)中噪声污染的情况和已采取的防治措施,提出进一步防治噪声的建议。

(2)阅读投影仪或照相机的说明书,通过说明书学习使用投影仪或照相机。

(3)用两个不同焦距的凸透镜制作望远镜。

(四)电和磁

1内容标准

(1)通过实验,探究通电螺线管外部磁场的方向。

(2)通过实验,了解通电导线在磁场中会受到力的作用,力的方向与电流及磁场的方向都有关系。

例1了解动圈式扬声器的结构和原理。

例2探究直流电动机换向器的原理。

(3)通过实验,探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。

例3收集电磁感应在生产、生活中应用的事例。

(4)知道光是电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。

例4举例说明电磁波的存在。

例5根据广播电台的发射频率计算波长。

(5)了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。

例6了解微波炉的原理。

例7了解移动通信中基地台的作用。

例8了解数字信号和模拟信号的基本区别。

例9简单介绍光缆通信和卫星通信。

2活动建议

(1)在教师指导下研究动圈式扬声器是否可以当做动圈式话筒使用。

(2)用绝缘导线、铁钉、铁片等自制有线电报机。

(3)在教师指导下学习使用电磁继电器。

(4)调查电磁波在现代社会中的广泛应用。

主题三 能量

能量的转化和守恒是自然科学的核心内容之一,从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质。它广泛渗透在各门学科中,并和各种产业及日常生活息息相关。这部分内容对于学生树立科学的世界观、联系生活生产实际、形成可持续发展的意识以及进一步学习其他科学技术,都是十分重要的。

这部分内容具有较强的综合性,应该注意和本课程其他部分的联系,注意和其他学科的融合,注意可再生能源的开发、环境保护等可持续发展观念的体现。

“能量”划分为以下六个二级主题:

·能量、能量的转化和转移

·机械能

·内能

·电磁能

·能量守恒

·能源与可持续发展

(一)能量、能量的转化和转移

1内容标准

(1)通过实例了解能量及其存在的不同形式。能简单描述各种各样的能量和我们生活的关系。

(2)通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以互相转化。

(3)结合实例认识功的概念。知道做功的过程就是能量转化或转移的过程。

例 实验:试管中的水蒸气把橡胶塞弹出(实验时注意安全),水蒸气的内能转化成了橡胶塞的动能,这时,水蒸气做了功;电流流过电炉丝,电能转化成了物体的内能,这时,电流做了功。

(4)结合实例理解功率的概念。了解功率在实际中的应用。

2活动建议

(1)讨论:太阳能在地球上怎样转化成各种形式的能

(2)调查常见机械和电器的铭牌,比较它们的功率。

(二)机械能

1内容标准

(1)能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化。能用实例说明机械能和其他形式的能的转化。

例1说明荡秋千游戏中动能和势能的转化情况。

例2说明公园中小孩玩蹦蹦床时机械能的转化情况。

(2)知道机械功的概念和功率的概念。能用生活、生产中的实例解释机械功的含义。

(3)理解机械效率。

例3测定某种简单机械的机械效率。

(4)了解机械使用的历史发展过程。认识机械的使用对社会发展的作用。

2活动建议

通过阅读了解人类利用机械的历史,写一篇小论文。

(三)内能

1内容标准

(1)通过观察和实验,初步了解分子动理论的基本观点,并能用其解释某些热现象。

例1观察扩散现象,并能用分子热运动的观点进行解释。

(2)了解内能的概念。能简单描述温度和内能的关系。

(3)从能量转化的角度认识燃料的热值。

(4)了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。

例2了解蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机的基本原理及这些发动机对生产力发展所起的作用。

(5)了解热量的概念。

(6)通过实验,了解比热容的概念。尝试用比热容解释简单的自然现象。

例3解释海陆风的成因。

2活动建议

研究电冰箱内外的温度差与所耗电能的关系,提出节能措施。

(四)电磁能

1内容标准

(1)从能量转化的角度认识电源和用电器的作用。

(2)通过实验探究电流、电压和电阻的关系。理解欧姆定律,并能进行简单计算。

(3)会读、会画简单的电路图。能连接简单的串联电路和并联电路。能说出生活、生产中采用简单串联或并联电路的实例。

(4)会使用电流表和电压表。

(5)理解电功率和电流、电压之间的关系,并能进行简单计算。能区分用电器的额定功率和实际功率。

(6)通过实验探究,知道在电流一定时,导体消耗的电功率与导体的电阻成正比。

例1解释:家庭电路中导线连接处如果接触不好,往往会在那里发热,出现危险。

(7)了解家庭电路和安全用电知识。有安全用电的意识。

例2了解:我国电网用交流供电,频率是50 Hz,电压是220 V。

2活动建议

(1)通过实验,探究影响金属导体电阻的因素。

(2)测量小灯泡工作时的电阻,画出电阻随电压变化的图线,并进行讨论。

(3)学读家用电能表,通过电能表计算电费。

(4)调查当地近年来人均用电量的变化,讨论它与当地经济发展的关系。

(五)能量守恒

1内容标准

(1)知道能量守恒定律。能举出日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析物理现象的意识。

(2)通过能量的转化和转移,认识效率。

(3)初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。

例分析:火炉的温度高,可以利用它散发的热量取暖。但是,散失的能量虽然还存在于自然界,却不能全部自动聚集起来再利用。

2活动建议

(1)讨论和分析两个具体的永动机设计方案,说明永动机是不可能的。

(2)访问农机或汽车维修人员,了解内燃机中燃料释放热量的去向,讨论提高效率的可能途径。

(3)调查当地几种炉灶的能量利用效率,写出调查报告。

(六)能源与可持续发展

1内容标准

(1)能通过具体事例,说出能源与人类生存和社会发展的关系。

例1介绍不同历史时代人类利用的主要能源。

(2)能结合实例,说出不可再生能源和可再生能源的特点。

(3)了解核能的优点和可能带来的问题。

例2了解当前处理核废料的常用办法。

例3了解我国和世界上核能利用的最新进展。

(4)了解世界和我国的能源状况。对于能源的开发利用有可持续发展的意识。

2活动建议

(1)收集资料,举办小型报告会,讨论能源的利用带来的环境影响,如大气污染、酸雨、温室效应等,探讨应该采取的对策。

(2)收集当地一段时间空气质量的数据,分析空气质量变化的原因。

(3)分别从炊事、取暖、交通等方面对当地燃料结构近年来的变化作调查研究,从经济、环保和社会发展等方面进行综合评价。

(4)调查当地使用的能源,如水能、风能、太阳能、燃料的化学能或核能等,及其对当地经济和环境的影响。

汽油机压缩比为什么不能再高点呢

坎巴拉任务报告一

《火星卫星维修任务报告》任务来源:歌利亚国家制造厂任务目标:安装新的散热板到老化的DunaAS-P卫星飞船上,坐标6DBT3并取回火星空间站的科研数据人员:杰比迪哈三级飞行员,比利三级工程师载具:火星维修一号,货舱内装有必要的工具任务描述在接到要求后,Strutco结构公司(我的航天公司名称)建造了火星维修一号,这是坎巴拉人第一次在火星轨道上进行两艘航天器的交接及维修任务,所以大家都非常重视。火星11,308,472m高的轨道上目前有一艘7年前发射的科研空间站,搭配了MPL-LG-2实验舱,目前有三名宇航员在空间站进行研究工作,已经接到了通知,准备接应前来的火星维修一号飞船。在飞船工作一切准备就绪后,下面就是等待漫长的窗口期,即从地球出发到达火星用时最少的时机,期间两名宇航员可以尽情享受地球上的空气,而不是飞船中难闻的气味。大概过了两百多天,发射场太空追踪站发来消息称地球已经达到最佳窗口,从地球轨道出发需要大概一千两百多的dv就可以进入火星逃逸轨道。我们的维修一号搭配了目前最先进的设备,最上面级的飞船使用了KL-21低温发动机,最大dv可达4551m/s。运载火箭使用了KR-2l犀牛发动机和六枚S2-33克莱兹戴尔马固体火箭,可达到6000左右的dv。总体来说,来返于火星需要8000左右的dv即可,飞船的性能可以满足接下来的维修任务了,于是发射场工作人员接到通知,连夜准备飞船的发射工作,包括运输飞船到达指定的发生场地,建设发射稳定支架,检查飞船情况等。第二天早晨,两名宇航员登上了飞船的舱门,准备开始接下来漫长的任务。“看起来他们相当信任你的飞行技术嘛,小杰”在前往遥远的火星途中,通讯系统可能会出现任何问题,此时如果飞船是依靠无人探测电脑控制的话,会陷入失控的境界,于是维修一号的手动控制权交给了两名宇航员,但是配备了航电辅助导航系统,所以有一定的驾驶辅助。“请注意,距离飞船点火还有10分钟的时间,请你们调整好姿态,绑好座椅上的安全带”发射站工作人员通过无线电进行了提醒。“嘿比利,把你脑袋给转晕了可不能怪我呀”杰比迪哈边整理自己的座椅边说,“那你就欠我一袋零食啦”比利拍了拍自己的脑袋。其实作为太空工程师,比利的抗眩晕能力并不比飞行员差,他必须在旋转中抓住飘荡的扳手螺丝以及最爱的零食。“你说我们这次离开地球会过多久呢”“也许几个月,也许几年吧,TongShen博士的实验飞船在轨道上漂了七年才到达了火星,我们这次抓住了最好的窗口期,不会很久的”“希望如此吧,我只是不太想离开家太久”杰比迪哈透过舷窗看到了太阳正从大海的那一头冉冉升起,金色的光芒像一把利剑倒映在波光粼粼的湖面上。“宇航员总是要牺牲自我的,我们只有步步为营,才可以为将来的发展创造机会。修好了卫星,就可以发射探测器进入火星表面了,有了卫星信号的中继就不用担心探测器的远程控制问题”Strutco结构公司已经准备发射无人探测器进入那个红色的神秘星球进行探索,所以他们两人这次的行动是为了探索行动而做准备。“请注意,飞船即将点火发射,请做好准备”地面人员在发射前进行了最后的通知。“一路顺风,伙计们”红色的火舌从巨大的钟型发动机下方喷出,火箭开始了向上的前进。巨大的加速度使两个坎巴拉人有点喘不过气,很快火箭就突破了一马赫的速度(340m/s),然后突破了浓密的大气层,进入了黑黑的太空。一切都很稳定,可是在速度达到8个马赫之后,运载火箭的一号固体助推火箭发生了松动,脱离了火箭向前方冲去,由于推力改变,方向发生了剧烈的偏移。座舱内警报声响起,两名宇航员突然感觉被甩了起来,因为此时火箭正在旋转。“该死的”,杰比迪哈强撑着摸到了操纵面板,分离了失控的运载火箭,然后控制动量轮使飞船恢复平稳的航向。“怎么会这样,我们的运载火箭本来打算推出地球引力范围的,现在好了,我们得用本应该返回的燃料来出发了”不一会指挥部发来了消息,要求任务继续,不过优先前往火星空间站进行燃料补给“那我们就赌一把吧”杰比迪哈启动了维修飞船的引擎,开始加速。72天后,飞船到达了机动节点,开始了进一步的加速,在消耗了1300dv后,辅助轨道计算电脑显示将会进入火星逃逸轨道。接下来就是漫长的等待期了,坎巴拉人并不怕等待,只要给他们带上几包零食就可以了。过了大概300多天,飞船显示进入了火星的逃逸轨道,不过此时距离火星太远,并不能清晰的看见。“开始修正轨道”杰比迪哈通过向不同方向的加速,首先减速进入火星轨道,然后通过改变交升角与空间站达到同一平面,最后寻找交汇点进行交接(此处不详细叙述)在完成与火星空间站的对接后,维修一号只剩下2080的dv了,宇航员们与空间站的实验人员进行了交流并拿取了空间站这几年的实验报告,准备返航交付,并且补充了一半燃料。从空间站出发,利用同样的方式交会了AS-P卫星。杰比迪哈打开Rcs推进器控制飞船精确缓慢地靠近那孤独漂泊的卫星,在距离2m时,打开了飞船前方的抓勾,控制住了卫星的移动。“好了,已经捕获了卫星,看你的了,比利”工程师比利穿戴好了宇航服,背上舱外推进背包,进入了过渡舱。随着舱门的打开,周围很快陷入了寂静,那是真空独有的声音。“该上场了”比利熟练的操纵推进器,从舱门飘了出去,然后打开了头灯,顺着飞船的躯体向货舱飞去。“好的,找到你了”在工程师的头灯照射下,夹在服务舱和油箱之间的圆柱形货舱显了出来,比利小心的打开了货舱的舱门,怕里面的东西被吸出来,其实不用担心,货舱并没有加压,也意味着不能存放零食。比利向需要的东西飘去,那是一些白色的板,具有良好的散热功能,仪器在工作时都会产生热量,太阳的热辐射也会聚集热量,所以为了航天器长久的运行,必须安置散热器。“宝贝就是你了”比利慢慢的将散热板拿起,即使这些板长达2m,由于太空环境一个人也可以轻松的搬起。比利携带着散热板飞出了货舱,接着飞向了那颗卫星。这颗卫星由一个无人探测核心,两个红外哨兵追踪器,中继通讯器,功率可达100G,还有一些电池和推进剂组成。维修一号的抓勾已经抓住了卫星的中间部位,所以它并不会飘走,在没有装备抓勾之前,比利在月球轨道维修那些卫星,一不小心对着卫星来了几下,它们就嗖得飘走了。比利将旧的散热板取下,将新的散热板摆在了合适的位置,然后用激光焊接枪进行连接。经过几个小时的工作,比利连上了所有的散热板,然后他透过舷窗向座舱中的杰比迪哈打了个手势,启动了散热器后便慢慢的回到了飞船中。“传感器显示卫星已经连接了新的新的散热板,干得好坎巴拉人,等你们回来一定给你们休假两个星期”指挥中心发来了消息。“我们现在就可以休假了,哈哈”“好好放松吧,接下来返程还有很长的路呢”在接下来的返程窗口期等待中,维修一号与火星空间站的坎巴拉人发起了许多的通信交流,包括火星的数据。“也许下一次载人火星的飞行员就是你了,杰比迪哈”比利说道“到时候我就把你撞坏的飞船修好”经过了一百多天的等待,返程达到了最佳窗口期,杰比迪哈启动了飞船,告别了空间站的宇航员们,加速驶出了火星的轨道。“地球逃逸轨道匹配成功”辅助电脑显示了轨道转移结果。“很好机灵鬼,准备开始减速”。在经过三百天的太阳轨道旅游后,维修一号准备进行最后的程序,减速,进入地球。在地球上空已2280m/s飞行的维修一号,开始了全力的减速。在减速前,杰比迪哈检查了燃料量,还剩2000左右的dv,进入地球轨道应该是没问题了。可是途中却发生了燃料泄露情况,导致飞船减速至743m/s时消耗完了燃料。“糟糕了,燃料用尽了”“数据显示维修一号将会在地球上空约8千万米略过地球并且逃逸地球进入太阳公转轨道,距离逃离地球引力范围还有35天”“该死的,我们必须向地球控制中心汇报”此时追踪站的工作人员已经发现了异常“维修一号的轨道没有没有闭合,这意味着他们减速失败了”“他们如果逃逸了地球,进入了太阳轨道,恐怕救援行动赶不上宇航员的健康恶化速度啊”但是最近频繁的太空活动,导致许多的宇航员已经被派出进行任务,地球中心可用的宇航员非常少了。“我们还有哪些飞行员”“我们剩下五名宇航员,一名工程师,三名科学家,还有一名飞行员,只是,这名飞行员前不久刚毕业,还没有进入太空进行任务,目前也只是在地球航天中心进行模拟训练。经验不足”“没办法了,只能赌一把了,让工程部立刻部署救援飞船,我们要赶在他们脱离引力之前救下他们,记住,飞船上装载着重要的实验数据,有着两名经验丰富的宇航员,我们绝不放弃任何一个人”#坎巴拉太空计划#

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2021-09-08

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这可以说是事故了吧

不知道该咋说了

帮忙写成英文,有中文原稿,翻译成英文,制作英文简历用,急急急!

汽油机压缩比不能再高点的原因:压缩的是空气和汽油,汽油难压缩。

简介:

汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油,所以压缩冲程压缩的也是空气和汽油。汽油是液体,所以不容易被压缩。

而柴油机吸气冲程吸入的是空气,所以压缩冲程压缩的也是空气。气体容易被压缩,所以柴油机的压缩比高。

所以:汽油机压缩比不能再高点的原因:压缩的是空气和汽油,汽油难压缩。

有些专用名词不太熟,你自己结合专业再完善一下。

Educational

Background

Nanchang

University,

211

universities,

the

school

system

to

study

the

internal

combustion

engine

during

the

professional

courses

Including

metal

technology,

tolerance

and

technology

measurement

'engineering

graphics,

automotive

construction,

automotive

theory,

automotive

electronic

control

technology,

engine

emissions

and

control,

computer

graphics,

design

and

manufacture

of

internal

combustion

engine,

supercharged

internal

combustion

engine

technology,

engine

working

the

process,

the

internal

combustion

engine

manufacturing

technology,

engine

theory,

etc

Work

performance;

1,

involved

in

08,09

in

project

development:

including

LJ465QR1E6,

LJ465Q-2ANE6,

LJ465Q-2AE6

model

design

and

development,

the

current

LJ465QR1E6,

LJ465Q-2ANE6,

LJ465Q-2AE6

engines

are

equipped

with

car

production

market

Responsible

for

engine

prototype,

test

and

measurement

machine

2,

involved

in

the

company

for

10

years

LJ166F

model

development,

is

mainly

responsible

for

the

carburetor,

air

filter,

fuel

filter

design

and

development

3,

involved

in

the

quality

of

research

pump,

through

the

water

seal

to

improve

the

structure

and

materials

to

reduce

the

failure

rate

of

the

pump

4,

involved

LJ465Q-2ANE6

engine

noise

abnormal

sound

research

projects,

by

improving

the

tension

wheel

to

improve

the

engine

and

generator

to

eliminate

the

sound

of

abnormal

Involved

in

the

project

M1

vehicles

with

engine

development

Project

Description:

The

project

09

key

projects

for

the

company

to

develop

the

LJ465Q-2ANE6

engine

matching

mini-car,

was

listed

in

2010

Responsibility:

1,

is

responsible

for

engine

testing

and

test

machine

2,

LO,

an

experiment

was

car

troubleshooting,

disassemble,

prepare

test

reports;

on

the

engine

for

machine

measurement;

3,

the

production

of

technical

documents:

production

of

technical

issues

notices,

purchase

materials

list,

assembly

technology

conditions

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