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初中物理

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    2008年北京奥运会圣火传递最神圣的要算圣火登峰了.5月8日凌晨1点30分至3点30分,19名火炬手分批从珠峰北坡海拔8300米的突击营地出发,向顶峰冲刺.在距顶峰30米处,罗布占堆从火种灯中引燃了取火棒,再用取火棒点燃了第一棒火炬手吉吉手中的火炬.随后经过王勇峰、尼玛次仁、黄春贵的传递后,第五棒、也是最后一棒火炬手次仁旺姆于9点17分在8844.43米的珠峰顶峰展示了熊熊燃烧的“祥云”火炬.
    经过6个小时的艰苦跋涉,北京奥运会“祥云”火炬于上午9点多,抵达世界最高峰珠穆朗玛峰顶峰,并进行传递.北京奥运圣火珠峰传递获得圆满成功.根据以上资料回答下列问题:
    (1)采集奥林匹克圣火的唯一方式是让阳光集中在一枚凹面镜的中央,让它产生高温,然后引燃圣火.你知道这是运用到了哪些光学知识?此原理在我们的日常生活中还有哪些运用?试举一例.
    (2)火炬手和相关人员凌晨三点就从8300米的大本营出发,短短的五百多米他们花了六个多小时攀爬…,请你计算一下火炬手们在这段路程中行进的平均速度是多少?若正常人步行速度以1米/秒计算,正常人步行速度为圣火传递队员行进速度的多少倍?
    本题信息:物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “2008年北京奥运会圣火传递最神圣的要算圣火登峰了.5月8日凌晨1点30分至3点30分,19名火炬手分批从珠峰北坡海拔8300米的突击营地出发,向顶峰冲刺.在距顶峰3...” 主要考查您对

球面镜(凸面镜、凹面镜)

速度的计算

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  • 球面镜(凸面镜、凹面镜)
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凸面镜定义:
用球面的外侧作反射面的球面镜叫做凸面镜。

凹面镜定义:
凹面的抛物面镜,平行光照于其上时,通过其反射而聚在镜面前的焦点上,反射面为凹面,焦点在镜前,当光源在焦点上,所发出的光反射后形成平行光束,也叫凹镜,会聚镜。


凸面镜:
1. 原理:
    平行光线投射到凸面镜上,反射的光线将成为散开光线,如果顺着反射光线的相反方向延伸到凸面镜镜面的后面,可会聚并相交于一点,这一点就是凸面镜的主焦点(F),属虚性焦点   
     从物体的某一点(A)作一与主轴平行的直线为入射光线,入射光线到达球面镜镜面时,发生反射,反射后的方向相反的直线为反射光线,此反射光线必然通过主焦点(F)。
     从物体的同一点(A)通过镜面的曲率中心(C)的连线为副轴,此副轴与上述通过主焦点的反射光线发生相交的点(A′),即为该物体成像之处。

顶点 镜面的中心点O称为镜的顶点。
中心 球面的球心C称为镜面中心。
主轴 连结顶点O与镜面中心的点划线。
焦点 跟主轴平行的近轴光线射到球面上,反射光线会聚于主轴上一点,这一点称为焦点,用字母F表示。
焦距 焦点到顶点的距离叫焦距,用字母f表示。
作用 凸面镜具有发散作用。

2. 应用:
    凸面镜应用较为广泛,可用于转弯镜、广角镜等,最为常见的就是倒车镜与哈哈镜,利用了对光发散的原理,可以扩大视野,从而更好地注意到后方车辆的情况。(汤匙的背面就相当于一个凸面镜,而正面凹下去的地方就相当于一个凹面镜)

凹面镜:
1. 成像原理:凹面镜的原理是反射成像。

2. 成像规律:
      当物距小于焦距时成正立、放大的虚像,物体离镜面越远,像越大。当物距大于1倍焦距小于2倍焦距时,成倒立、放大的实像,当物距等于2倍焦距时,成倒立、等大的实像,当物距大于2倍焦距时,成倒立、缩小的实像,物体离镜面越远,像越小。成的实像与物体在同侧,成的虚像与物体在异侧。
      凹镜不仅可以使平行光线汇聚于焦点,还能使焦点发出的光线反射成平行光。

3. 焦距:
物体位于凹球面镜球心外时,成倒立缩小的实像,像位于焦点与球心之间;
物体位于焦点与球心之间时,成倒立放大的实像,像位于球心外侧;物体位于焦点以内时,成正立放大的虚像,像在镜面的另一侧。
U=f时不成像。 焦距在镜面前圆心后,但不在R/2处。
但如果入射光线是近轴光线,则可近似认为焦距在R/2处。

4. 光学特点:
(1)凹面镜上的反射现象都遵从光的反射定律。
(2)平行于主轴的光线经凹面镜反射后,反射光线会聚于焦点处。凹面镜的焦点是实际光线的会聚点,因此是实焦点。
(3)凹面镜对光线起会聚作用,因此焦距越小,会聚本领越大。
(4)四条特殊光线:平行于主轴的光线经凹面镜反射后,会聚于焦点;过焦点的入射光线经反射后平行于主轴;过球面中心的入射光线沿原路反回;从顶点入射的光线与其反射光线关于主轴对称。

5. 应用:
(1)利用凹面镜对光线的会聚作用:太阳灶、台灯、电视卫星天线、雷达。
(2)利用过焦点的光线经反射后成为平行于主轴的平行光:探照灯、手电筒以及各种机动车的前灯。 还有太阳能焊接机,医用头灯,反射式望远镜等。
三种面镜的比较:
平面镜 凸面镜 凹面镜
反射面 平面 凸面 凹面
示意图
对平行光的反射特点 (1)既不会聚也不发散

(2)光路可逆
(3)遵守光的反射定律
(1)有发散作用

(2)F是虚焦点
(3)光路可逆
(4)遵守光的反射定律
(1)有会聚作用

(2)F是实焦点
(3)光路可逆
(4)遵守光的反射定律
成像 正立,等大虚像 正立,缩小虚像 正立,缩小的虚像
应用 梳妆打扮用的镜子 汽车观后镜 太阳灶等

实像、虚像及其异同:
1.实像物体上某点发出的光,经过面镜反射或透镜折射后的实际光线,如果是会聚的,其会聚点就是该点的实像点。镜前物体可以看成是由许多点组成的,对应于物体上每一个物点都有一个像点,这些像点就组成r 物体的实像。简单地说,实像是由实际光线会聚彤成的像。实像既可以用肉眼看到,义能被光屏接到。

2.虚像物体上某点发出的光,经过面镜反射或透镜折射后的实际光线,如果是发散的,则它们不可能会聚,这时它们的反向延长线的交点,就是虚像点。对应于物体上每一个物点都有一个虚像点,这些虚像点就组成了物体的虚像。简单地说,虚像是由实际光线的反向延长线会聚形成的像。虚像只能用肉眼看到,不能用光屏接到。

3. 实像与虚像的异同
实像 虚像
不同点 是否由实际光线会聚而成 不是
是否能用光屏接收到 不能
正立还是倒立 倒立 正立
相同点 都能用肉眼看到,都可以是放大,缩小或等大的

影子和倒影:
    影子和倒影影子(如图甲)是南于光在均匀介质中沿直线传播形成的,由于光线被不透明物体所遮挡,在不透明物体的后面形成一个光线达不到的区域,这就是所说的影子;倒影(如图乙)是平面镜成的虚像,水面相当于平面镜,岸边的景物在水中成虚像,这就是所说的倒影。

计算公式:
v=。其中v表示速度,s表示路程,t表示通过这段路程所用的时间。

巧选参照物简化速度的计算:
   恰当地选择参照物,可使某些关于速度计算的复杂问题变得简单。像超车、错车,漂流物问题等都可以这样试试!不要形成定势,只盯着地面或地面上静止的物体做参照物!

例1在一列以18m/s的速度匀速行驶的火车上,某乘客以2m/s的速度在车厢内行走(车厢长 20m).下列说法正确的是(  )
A.乘客用ls的时间从车厢头走到车厢尾
B.乘客用11s的时间从车厢头走到车厢尾
C.乘客用10s的时间从车厢头走到车厢尾
D,乘客用1.25s的时间从车厢头走到车厢尾

解析研究地面上运动的物体我们首先想到的参照物是地面。本题如果以地面为参照物,火车和乘客都在运动,问题很复杂,如果我们选取匀速行驶的火车为参照物,问题就会简单许多,只剩下一个相对于参照物运动的物体——乘客,无论乘客从车头走到车尾,或从车尾走到车头,相对车厢走的路程都是车厢长 20m,相对于车的速度为2m/s,由速度公式的变形,可求出时间,则乘客无论从车头走到 车尾或从车尾走到车头所需时间均相等,故正确答案为C。

答案:C

比值类问题解决方法:
     求比值的问题,把所给条件写成比的形式后,根据速度公式或者其变形公式,把所要求的硅用比值表示出来,化简,代入数据,计算得出结果。

例甲乙两匀速直线运动的物体的速度之比勾 4:3,运动的时间之比为4:1,则两车通过的路程之比为 (   )
A.4:3
B.4:l
C.  3:4
D.16:3

解析:有速度公式变形得s=vt,利用速度公式来求路程之比

答案:D


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