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1、2 0 1 4年 8月 V o 1 3 2 N o 1 5 中学物理 直 角两面镜 的成像规律 王文琦 ( 湖北省孝感高中湖北 孝感4 3 2 0 0 0 ) 在装饰比较豪华的场所( 如商店、 酒店) ， 常常见到两个墙 面都安装了平面镜 站在两面镜之间向着镜面的交线方向看 去， 可以看到 自己的像 不仔细观察， 感觉跟平面镜成像规律是 一 样的 仔细观察后发现二者是有区别的 首先回顾一下平面镜的成像规律 ： 人站在镜面前向着镜面 看去， 可以看到一个等大正立的虚像 ， 物和像关于镜面对称 当 人举起右手的时候， 镜面中的像举起的是左手 为了下文的需 要， 将物点和像点用坐标表示： 设物点的坐
2、标为( ， Y ) ， 平面镜 在Y轴上 由于物点跟像点关于 Y轴对称， 所以像点的坐标为 ( 一 ， y ) 直角两面镜 的成像情景分为水平方向和竖直方向两种 情况 水平方向上的成像光路见图 1 平面镜 MO在Y轴上， 平面 镜NO在 轴上， 物体 A B水平放置 物点A的成像有两种情况 ： 其一， A点发出的光线经过MO的反射后再经过N O的反射而成 像 设 A点的坐标为( ， Y ) ， 经过 MO所成的像点为 C( 一 ， Y ) ， 再 经过NO成像于D( 一 ， 一y ) 点 其二， A点发出的光线经过 N O的 反射后再经过 M O的反射而成像 ( 光路图略) 经过 NO的像点坐
3、 标为( ， 一y ) ， 再经过MO的像点 C A E 0 ： ： ： ： ： 。 D 图 l 坐标为(一 ，一， ， ) 可见两种 情况的像点是重合的， 都是 D( 一 ，一) ， )点 比较物点 A ( ， Y )和像点 D( 一 ， 一y )的坐标 可见， 物点跟像点关于 0点对称 根据对称性作出 点的像点 E 连接E、 D两点就是物体A B的像 由此可见， 在水平方向上直 角两面镜所成的像是一个等大的虚像， 但是左右方向反过来 了， 从图中看就是物和像的箭头方向相反 再来分析竖直方向的成像情况 ， 见图2 x O z 平面上安装平 面镜 ， y O n 平面上安装平面镜 M， 物体
4、P Q竖直放置在两面镜 之间 P点的坐标设为( ， ， ， ， ) P点经过平面镜 成像于( 一 ， y ， = ) 点， 再经过平面镜 ， v 成像于 P ( 一 ， 一， ， ， ) 点 同理作出Q点 的像点 Q 连接 P 、 Q 两点就是 物体的像 比较物点 P( ， Y ， )和 像点P ( 一 ， 一 y ， ) 的坐标 ， 由于 。 坐标没有改变， 所以它是一个等 大正立的虚像 ， 轴是物和像的对 称轴线 综合以上分析得到直角两面 镜的成像规律： 它是一个等大正 z - - ，L 木 l f 、 一 - 图2 立的虚像 ， 物、 像关于镜面的交线对称， 像跟物相比较， 左、 右方
5、向颠倒了 形象地说， 当人举起右手的时候， 镜面中的像举起的 仍然是右手 这一点跟平面镜成像是不一样的 飞 出太 阳 系之 功 勋 核 动 力 电 池 沙卫 强 ( 东台市时堰中学江苏 东台2 2 4 2 1 1 ) 2 0 1 3年9月 1 2日美国航空航天局( N A S A) 科学家证实， 于 1 9 7 7年9月5日发射的“ 旅行者 1 号” ( V o y a g e r 1 ) 无人太空探 测器已经飞出了太阳系， 这是现时离地球最远的人造飞行器， 也是第一个进入星际空间的人造物体 这是人类探索史上一次 重大的里程碑!这个成就如同人类第一次完成环球航行， 或者 第一次踏足月球表面一样
6、 经历了 3 6年它还将工作到 2 0 2 5 年， 直到它的核动力电池耗尽之后， 才会停止工作 核动力电池为世界航天事业的发展做出了重大的贡献， 凝 聚了无数科学家的心血和智慧， 当然也应用了大量的物理知识 1 核动 力电池原理和构造 在科学家的字典里， “ 核动力电池” 被称为放射性同位素 电池 它的原理简单， 利用半衰期较长的放射性元素稳定衰变 时发出的热能射线， 加热热点材料， 通过半导体换能器将热能 转化成 电能 构造一般为： 最外层是 由合金制成的保护层 ， 次外层是防 止射线泄漏的辐射屏蔽层 ， 第三层是把热能转化成电能的换能 器， 最里层是放射性 同位素 同位素来源主要有锶 一
7、9 0( S r 一 8 0 9 0 ， 半衰期为 2 8年) 、 钚 一 2 3 8 ( P u一 2 3 8 ， 半衰期 8 9 6年) 、 钋 一 2 1 0 ( P o 一2 1 0半衰期为 1 3 8 4天) 等长半衰期的同位素 “ 旅行 者 1号” ( V o y a g e d) 中用的就是钚 “ 旅行者 1号” 主要应用核 动力电池提供的电能每天与控制中心保持联系， 发射信号功率 为 2 3瓦， 相当于冰箱内灯泡功率 2 核动力电池的优缺点 核动力电池尺寸小、 重量轻、 性能稳定可靠 、 工作寿命长、 环境耐受性好 衰变时放出的能量大小、 速度 ， 不受外界环境中 的温度、 化
8、学反应、 压力、 电磁场等的影响， 提供电能的同位素 工作时间非常长， 能为空间及各种特殊、 恶劣环境条件下的高 空、 地面、 海上和海底的自动观察站或信号站等提供能源 优点 显著而缺点也明显， 有放射性污染， 必须妥善防护， 而且一旦电 池装成后， 不管是否使用， 随着放射性源的衰变， 电性能都要 衰降 3 核动力电池的应用和未来 3 1 太空探测 器 对深空探测来说 ， 核电池意义重大 在太空中， 飞船能依 中学物理 V o 1 3 2 N o 1 5 2 0 1 4年 8月 中学生 如何 进行受 力分 析 戴洁琼 ( 宁波市北仑中学浙江 宁波3 1 5 8 0 0) 相互挤压 ， 木块受
9、到垂直斜面向上的弹 图1 木 授力 示意 图 仅适用于这个问题 ， 如果木块与斜面一起 向右作匀速直线运 力 ； 假设木块和斜面之间没有摩擦， 动， 学生没有生活经验 ， 就无法用这个思路来确定木块受不受 木块就会向下滑动， 由此可以判断， 静止的木块相对斜面有向 斜面对它的摩擦力了 下的滑动趋势， 所受的摩擦力 是沿斜面向上的 ” 综合上面三点， 我认为教材这样表达比较好 ： 我想教材对静止在斜面上物体的受力分析， 应不是局限于 例如， 一个木块静止在粗糙斜面上 ， 我们可以这样来分析 对这个问题的分析， 而是着眼于通过这个具体的例子给学生受 它的受力情况 力分析的思路以启迪与示范 从这个角
10、度来看 ， 上述表达不是 地球上物体一定受重力作用， 所以， 木块受到 G ， 方向竖直 很好 ， 具体为： 向下 ( 1 ) “ 我们按重力、 弹力、 摩擦力的顺序 99 受力分析过 我们还学过弹力和摩擦力这两种力， 物体受这两种力一定 程实际上是证明力存不存在 ， 以及其大小和方向的过程 重力 要与施力物体接触， 在这里木块与斜面接触 但接触不一定受 是主动力， 地球附近物体肯定存在重力， 先考虑重力， 这没问 弹力和摩擦力， 木块受没受斜面对它的弹力和摩擦力需经过证 题 但弹力和摩擦力是被动力 ， 常常需明确加速度， 以加速度来 明： 木块静止 ， 加速度为零， 根据平衡条件， 可以确定
11、一定受弹 证明其存在， 这就不一定先证明弹力， 后证明摩擦力 力 ， 因为如果不受弹力 ， 也不会受摩擦力 ， 木块就只受重力 例如， 上述斜面和木块一起向右匀加速运动的话 ， 因为木 了， 就不可能静止了， 再根据弹力知识， 可知 与斜面垂直 如 块需要一个向右的合力， 而重力是竖直向下的， 弹力若有是垂 果木块仅受G与 ， 也不会平衡 ， 还受斜面给它的静摩擦力 ， 直斜面斜向左的， 所以只能由沿斜面斜 向右的摩擦力来提供 ， 而摩擦力一定与接触面相切， 因此， 它的方向沿斜面向上 由此确定一定存在摩擦力， 再根据摩擦力存在的条件， 可以确 不难看出， 上述严谨的推证木块受力过程， 给学生
12、受力分 定木块受弹力作用 在这里 ， 就是先证明摩擦力存在 ， 再确定弹 析以示范， 由加速度来推证力的思路给学生以启发 靠的只有太阳能与核能 飞船距离太阳越远 ， 阳光越是微弱 ， 科学家通过利用微型和纳米级系统开发出了一种超微型 太阳能电池板的发电能力就越低； 为保证飞行器的能量供应， 电源设备， 这种设备通过放射性物质的衰变， 释放出带电粒子 ， 就需要应用核动力电源 从而获得持续电流 微型核电池的成功研制， 无疑推动了核动 3 2 核动力卫星 力的普及， 说不定不久的将来就会出现核动力笔记本、 核动力 核动力卫星使用核电源的人造地球卫星 核电源工作寿命 台式机、 核动力手机 长， 性能
13、可靠 ， 能提供较大的功率 它与太阳电池电源相 比， 适4 中国的核动力电池 自主研发之路 应环境能力强， 由于在卫星外部没有伸展开的大面积太阳电池 2 0 0 4年中国原子能科学院同位素所牵头研发“ 百毫瓦级 翼， 在低轨道飞行时大气阻力较小 在空间战中使用核电源能 钚 一 2 3 8同位素电池研制” 任务， 2 0 0 6年这颗电池的研制成功 ， 提高卫星的生存能力 核 电源适用于某些军用卫星和行星探 2 0 0 8年同位素所和协作单位并按制定的研究方案开展了大量 测器 的模拟实验、 示踪实验、 热实验等工作 最终检测表明电池性能 3 3 心脏搏动调节装置 完全达到了技术指标要求， 辐射防
14、护检测的各项指标均符合国 在医学上， 核动力电池已用于心脏起搏器和人工心脏 它 们的能源要求精细可靠 ， 以便能放人患者胸腔内长期使用 植 入人体内的电池以钽铂合金作外壳， 内装 1 5 0毫克钚2 3 8 ， 整个 电池只有 1 6 0克重 ， 体积仅 l 8 立方毫米 它可以连续使用 1 0 年 以上 3 4 水下监听器和海底电缆的中继站 在深海里， 太阳能电池派不上用场 ， 其他如燃料电池和化 学电池的使用寿命又太短， 因此现在已将核电池用作水下监听 器和海底电缆的中继站的电源， 用来监听敌潜水艇的活动和通讯 家安全要求通过了专家组的鉴定 这颗钚 一2 3 8同位素电池 ， 标志着我国在核电源系统研究上迈出了重要的一步， 填补了中 国核电池的空白 将于 2 0 1 3年发射 “ 嫦娥三号” 卫星对月球进行软着陆探 测， 针对月球上长达半个月时间， 且气温达到零下 1 8 0摄氏度 的寒冷月夜， 科研人员专门研制了 放射性同位素电池来帮助 月球车进行“ 冬眠” ， 等到太阳再次在月亮上升起时， 电池 自动 重启 ， 月球车开始进入工作状态， 而这样的放射性同位素电池 能持续工作 3 0年 8】
