2．機(jī)械能守恒定律的各種表達(dá)形式
①
，即
；
②
；
；
用①時(shí)，需要規(guī)定重力勢能的參考平面。用②時(shí)則不必規(guī)定重力勢能的參考平面，因?yàn)橹亓菽艿母淖兞颗c參考平面的選取沒有關(guān)系。尤其是用ΔE增=ΔE減，只要把增加的機(jī)械能和減少的機(jī)械能都寫出來，方程自然就列出來了。
1．機(jī)械能守恒定律的兩種表述
(1)在只有重力做功的情形下，物體的動(dòng)能和重力勢能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化，但機(jī)械能的總量保持不變。用公式表示：E1=E2。
其中E1表示開始時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械能，包括初狀態(tài)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的動(dòng)能與勢能，E2表示最終時(shí)系統(tǒng)的機(jī)械能，包括末狀態(tài)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)物體的動(dòng)能與勢能。
(2)如果沒有摩擦和介質(zhì)阻力，物體只發(fā)生動(dòng)能和重力勢能的相互轉(zhuǎn)化時(shí)，機(jī)械能的總量保持不變。
對機(jī)械能守恒定律的理解：
①機(jī)械能守恒定律的研究對象一定是系統(tǒng)，至少包括地球在內(nèi)。通常我們說“小球的機(jī)械能守恒”其實(shí)一定也就包括地球在內(nèi)，因?yàn)橹亓菽芫褪切∏蚝偷厍蛩灿械�。另外小球的�?dòng)能中所用的v，也是相對于地面的速度。
②當(dāng)研究對象(除地球以外)只有一個(gè)物體時(shí)，往往根據(jù)是否“只有重力做功”來判定機(jī)械能是否守恒；當(dāng)研究對象(除地球以外)由多個(gè)物體組成時(shí)，往往根據(jù)是否“沒有摩擦和介質(zhì)阻力”來判定機(jī)械能是否守恒。
③“只有重力做功”不等于“只受重力作用”。在該過程中，物體可以受其它力的作用，只要這些力不做功，或所做功的代數(shù)和為零，就可以認(rèn)為是“只有重力做功”。
3．應(yīng)用動(dòng)能定理解題的步驟
(1)確定研究對象和研究過程。和動(dòng)量定理不同，動(dòng)能定理的研究對象只能是單個(gè)物體，如果是系統(tǒng)，那么系統(tǒng)內(nèi)的物體間不能有相對運(yùn)動(dòng)。(原因是：系統(tǒng)內(nèi)所有內(nèi)力的總沖量一定是零，而系統(tǒng)內(nèi)所有內(nèi)力做的總功不一定是零)。
(2)對研究對象進(jìn)行受力分析。(研究對象以外的物體施于研究對象的力都要分析，含重力)。
(3)寫出該過程中合外力做的功，或分別寫出各個(gè)力做的功(注意功的正負(fù))。如果研究過程中物體受力情況有變化，要分別寫出該力在各個(gè)階段做的功。
(4)寫出物體的初、末動(dòng)能。
(5)按照動(dòng)能定理列式求解。
[例3]如圖所示，斜面傾角為α，長為L，AB段光滑，BC段粗糙，且BC=2 AB。質(zhì)量為m的木塊從斜面頂端無初速下滑，到達(dá)C端時(shí)速度剛好減小到零。求物體和斜面BC段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ。
解：以木塊為對象，在下滑全過程中用動(dòng)能定理：重力做的功為mgLsinα，摩擦力做的功為
，支持力不做功。初、末動(dòng)能均為零。
mgLsinα
=0，
從本例可知，由于用動(dòng)能定理列方程時(shí)不牽扯過程中不同階段的加速度，所以比用牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)方程解題簡潔得多。
[例4]將小球以初速度v0豎直上拋，在不計(jì)空氣阻力的理想狀況下，小球?qū)⑸仙侥骋蛔畲蟾叨�。由于有空氣阻力，小球�(qū)嶋H上升的最大高度只有該理想高度的80%。設(shè)空氣阻力大小恒定，求小球落回拋出點(diǎn)時(shí)的速度大小v。
解：有空氣阻力和無空氣阻力兩種情況下分別在上升過程對小球用動(dòng)能定理：
和
，可得
，
再以小球?yàn)閷ο�，在有空氣阻力的情況下對上升和下落的全過程用動(dòng)能定理。全過程重力做的功為零，所以有：
，解得
從本題可以看出：根據(jù)題意靈活地選取研究過程可以使問題變得簡單。有時(shí)取全過程簡單；有時(shí)則取某一階段簡單。原則是盡量使做功的力減少，各個(gè)力的功計(jì)算方便；或使初、末動(dòng)能等于零。
[例5]質(zhì)量為M的木塊放在水平臺面上，臺面比水平地面高出h=0.20m，木塊離臺的右端L=1.7m。質(zhì)量為m=0.10M的子彈以v0=180m/s的速度水平射向木塊，并以v=90m/s的速度水平射出，木塊落到水平地面時(shí)的落地點(diǎn)到臺面右端的水平距離為s=1.6m，求木塊與臺面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。
解：本題的物理過程可以分為三個(gè)階段，在其中兩個(gè)階段中有機(jī)械能損失：子彈射穿木塊階段和木塊在臺面上滑行階段。所以本題必須分三個(gè)階段列方程：
子彈射穿木塊階段，對系統(tǒng)用動(dòng)量守恒，設(shè)木塊末速度為v1，mv0=mv+Mv1 ①
木塊在臺面上滑行階段對木塊用動(dòng)能定理，設(shè)木塊離開臺面時(shí)的速度為v2，
有：
②
木塊離開臺面后的平拋階段，
③
由①、②、③可得μ=0.50
從本題應(yīng)引起注意的是：凡是有機(jī)械能損失的過程，都應(yīng)該分段處理。
從本題還應(yīng)引起注意的是：不要對系統(tǒng)用動(dòng)能定理。在子彈穿過木塊階段，子彈和木塊間的一對摩擦力做的總功為負(fù)功。如果對系統(tǒng)在全過程用動(dòng)能定理，就會把這個(gè)負(fù)功漏掉。
[例6]如圖所示，小球以大小為v0的初速度由A端向右運(yùn)動(dòng)，到B端時(shí)的速度減小為vB；若以同樣大小的初速度由B端向左運(yùn)動(dòng)，到A端時(shí)的速度減小為vA。已知小球運(yùn)動(dòng)過程中始終未離開該粗糙軌道。比較vA 、vB的大小，結(jié)論是
A．vA>vB B．vA=vB C．vA<vB D．無法確定
解：小球向右通過凹槽C時(shí)的速率比向左通過凹槽C時(shí)的速率大，由向心力方程
可知，對應(yīng)的彈力N一定大，滑動(dòng)摩擦力也大，克服阻力做的功多；又小球向右通過凸起D時(shí)的速率比向左通過凸起D時(shí)的速率小，由向心力方程
可知，對應(yīng)的彈力N一定大，滑動(dòng)摩擦力也大，克服阻力做的功多。所以小球向右運(yùn)動(dòng)全過程克服阻力做功多，動(dòng)能損失多，末動(dòng)能小，選A。
2．木塊在木板上相對滑動(dòng)
一質(zhì)量為M的木板置于光滑水平面上，另一質(zhì)量為m的木塊以初速度v0在木板上滑動(dòng)，木塊與木板間存在大小為f的相互摩擦力，且木塊在木板上滑動(dòng)了一段距離s后兩物體相對靜止。
討論：此問題中由于木塊對木板有摩擦力，所以當(dāng)木塊在木板上滑動(dòng)的過程中，木板相對地面也滑動(dòng)了一段距離，設(shè)木塊和木板最后共同的速度為v′，這個(gè)速度我們是可以根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出來的。再設(shè)木板相對地面滑動(dòng)距離為s1，木塊相對于地面滑行的距離為s2。
s2-s1=s即木塊和木板對地面的位移之差就是相對位移。
木塊動(dòng)能減少，根據(jù)動(dòng)能定理有：mv2/2-mv′2/2=fs2
木板動(dòng)能增加，根據(jù)動(dòng)能定理有：Mv′2/2=fs1
上面兩式相減，得：mv2/2-mv′2/2-Mv′2/2=fs2-fs1=fs
等式左邊就是系統(tǒng)前后動(dòng)能的差，由于fs大于零，所以系統(tǒng)的動(dòng)能減少了。
由這個(gè)問題我們可以得到這樣的結(jié)論：由于系統(tǒng)內(nèi)的摩擦力做功，使系統(tǒng)機(jī)械能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生的內(nèi)能等于系統(tǒng)動(dòng)能的減少量且等于摩擦力乘以兩物體間的相對位移。這一結(jié)論在實(shí)際應(yīng)用中�？梢允箚栴}得到簡化，是一個(gè)比較有用的結(jié)論。
值得注意的是，摩擦力乘以相對位移并不是一個(gè)功，而是一對摩擦力做功的代數(shù)和。
1．動(dòng)能定理的表述
合外力做的功等于物體動(dòng)能的變化。(這里的合外力指物體受到的所有外力的合力，包括重力)。表達(dá)式為：W=ΔEk=Ek2-Ek1=mv22/2-mv12/2
其中，W為外力所做的總功，是各個(gè)外力所做功的代數(shù)和。Ek2表示物體末狀態(tài)的動(dòng)能，Ek1表示物體初狀態(tài)的動(dòng)能。Ek2與Ek1的差△Ek為物體動(dòng)能的變化量。
動(dòng)能定理也可以表述為：外力對物體做的總功等于物體動(dòng)能的變化。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，后一種表述比較好操作。不必求合力，特別是在全過程的各個(gè)階段受力有變化的情況下，只要把各個(gè)力在各個(gè)階段所做的功都按照代數(shù)和加起來，就可以得到總功。
(1)研究對象是一個(gè)物體
動(dòng)能定理是描述一個(gè)物體前后狀態(tài)量之差與過程量之間關(guān)系的一個(gè)規(guī)律，它的研究對象是一個(gè)物體。
(2)合外力引起物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，外力所做總功引起物體的動(dòng)能變化。
動(dòng)能定理反映的是外力的總功與物體動(dòng)能變化之間的關(guān)系，跟合外力與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系有所不同：如果一個(gè)物體受到的合外力不為零，物體的運(yùn)動(dòng)速度將發(fā)生變化；如果一個(gè)物體外力對它做的總功不為零，物體的動(dòng)能將發(fā)生變化。表面看來兩者似乎相同，但仔細(xì)分析會發(fā)現(xiàn)如果一個(gè)物體受到的合外力為零，物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)將保持不變；如果外力對一個(gè)物體所做總功為零，物體動(dòng)能保持不變，但物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)仍可能變化(運(yùn)動(dòng)方向可能變化)。
(3)動(dòng)能定理是一個(gè)標(biāo)量式，應(yīng)用時(shí)不用考慮方向。動(dòng)能是正標(biāo)量，無負(fù)值。但動(dòng)能的變化量△Ek可以為負(fù)，當(dāng)外力功的總和W為正功時(shí)，末動(dòng)能大于初動(dòng)能，△Ek為正；當(dāng)外力功的總和為負(fù)功時(shí)，末動(dòng)能小于初動(dòng)能，△Ek為負(fù)。
動(dòng)能定理中功W，既為物體所受合外力的功，也為物體所受各個(gè)外力功的代數(shù)和。而且其外力既可以是有幾個(gè)外力同時(shí)作用在物體上，也可以是先后作用在物體上的幾個(gè)力。如：一個(gè)物體先受到力F1的作用，F(xiàn)1對物體做功W1，后改用力F2作用于物體，F(xiàn)2對物體做功W2，則整個(gè)過程中外力對物體所做總功W=W1 +W2。
(4)和動(dòng)量定理一樣，動(dòng)能定理也建立起過程量(功)和狀態(tài)量(動(dòng)能)間的聯(lián)系。這樣，無論求合外力做的功還是求物體動(dòng)能的變化，就都有了兩個(gè)可供選擇的途徑。和動(dòng)量定理不同的是：功和動(dòng)能都是標(biāo)量，動(dòng)能定理表達(dá)式是一個(gè)標(biāo)量式，不能在某一個(gè)方向上應(yīng)用動(dòng)能定理。
(5)應(yīng)用動(dòng)能定理時(shí)，還應(yīng)注意參照物的選取。由于動(dòng)能定理中的功和動(dòng)能的大小均與參照物的選取有關(guān)，所以使用動(dòng)能定理時(shí)，參照物不能變化。一般情況下，均取地面為參照物，即動(dòng)能中物體的速度，各力做功中的物體位移，都是對地面而言的。
3．機(jī)械能
(1)動(dòng)能
物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能量叫做動(dòng)能。物體的動(dòng)能用公式表示為：Ek=mv2/2。國際單位制中，動(dòng)能的單位與功一樣，也是焦耳。
動(dòng)能是標(biāo)量，沒有方向。所以動(dòng)能只與物體運(yùn)動(dòng)的速度大小(速率)有關(guān)，而與物體的運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)。物體的動(dòng)能，一般情況下都是以地面為參照物的。物體的動(dòng)能最小為零，無負(fù)值。
動(dòng)能與動(dòng)量的聯(lián)系：都是描述物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的量，它們之間大小的關(guān)系為：Ek=P2/2m。對同一個(gè)物體，它的動(dòng)量增大，動(dòng)能也必然增大。反之，動(dòng)能增大，動(dòng)量也必然增大。動(dòng)量是矢量，有方向；動(dòng)能是標(biāo)量，沒有方向。動(dòng)量與速度的一次方成正比，動(dòng)能與速度的二次方成正比。
動(dòng)能與動(dòng)量的本質(zhì)區(qū)別還在于守恒定律中所表現(xiàn)出的特點(diǎn)不同：動(dòng)量是機(jī)械運(yùn)動(dòng)相互傳遞時(shí)表現(xiàn)出的一個(gè)守恒量；而動(dòng)能則是當(dāng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)向熱運(yùn)動(dòng)等其他形式運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化時(shí)所表現(xiàn)出的一個(gè)量。
(2)重力勢能
物體由于被舉高而具有的能量叫做重力勢能。用公式表示：Ep=mgh。重力勢能是標(biāo)量，沒有方向。
重力勢能有正負(fù)，重力勢能為正表示物體的勢能大于它的零勢能面的勢能，正的重力勢能數(shù)值越大表示物體的重力勢能越大；重力勢能為負(fù)表示物體的勢能小于它在零勢能面的勢能，負(fù)的重力勢能數(shù)值越大表示物體的重力勢能越小。
重力勢能的大小與零勢能面的選取有關(guān)。由于零勢能面的選取是任意的，所以物體的重力勢能也是相對的，故物體重力勢能的絕對量是沒有意義的，只有物體勢能的變化量才是有意義的。
(3)彈性勢能
物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫做彈性勢能。物體的彈性勢能的大小與物體的材料、發(fā)生彈性形變的大小等有關(guān)。
彈性勢能與彈力做功的關(guān)系，與重力勢能與重力做功的關(guān)系相類似：彈力做正功，物體的彈性勢能就減少；彈力做負(fù)功，或者叫外力克服彈力做功，物體的彈性勢能就增加。
對于彈性勢能，我們只要定性了解就可以了，中學(xué)范圍內(nèi)對它的大小不做定量的討論。
2．功率
(1)功率的定義
功跟完成這些功所用時(shí)間的比值，叫做功率。
①功率的定義式為：P=W/t。國際單位制中，功率的單位是瓦特，1瓦特=1焦耳/秒。功率的常用單位還有千瓦，1千瓦=1000瓦特。功率是表示做功快慢的物理量，即能量轉(zhuǎn)化快慢的物理量。
②功率的計(jì)算式：P=Fvcosθ，其中θ是力與速度間的夾角。
該公式有兩種用法：①求某一時(shí)刻的瞬時(shí)功率。這時(shí)F是該時(shí)刻的作用力大小，v取瞬時(shí)值，對應(yīng)的P為F在該時(shí)刻的瞬時(shí)功率；②當(dāng)v為某段位移(時(shí)間)內(nèi)的平均速度時(shí)，則要求這段位移(時(shí)間)內(nèi)F必須為恒力，對應(yīng)的P為F在該段時(shí)間內(nèi)的平均功率。
(2)平均功率與即時(shí)功率
平均功率表示一段時(shí)間內(nèi)某力做功的平均快慢，即時(shí)功率表示某一時(shí)刻某力做功的快慢。通常用公式P=W/t來計(jì)算平均功率，用公式P=Fvcosθ來計(jì)算即時(shí)功率，其中v為此時(shí)物體的即時(shí)速度。
(3)額定功率與實(shí)際功率，輸出功率與輸入功率
額定功率是某機(jī)械正常工作時(shí)的功率。機(jī)械不一定總在額定功率下工作，這時(shí)機(jī)械的即時(shí)功率叫做機(jī)械的實(shí)際功率。機(jī)械對外做功的實(shí)際功率，稱做此時(shí)機(jī)械的輸出功率；外界對機(jī)械做功的實(shí)際功率，稱做此時(shí)機(jī)械的輸入功率。
(4)汽車的兩種加速問題
當(dāng)汽車從靜止開始沿水平面加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，有兩種不同的加速過程，但分析時(shí)采用的基本公式都是P=Fv和F-f=ma。
①恒定功率的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于P恒定，隨著v的增大，F(xiàn)必將減小，a也必將減小，汽車做加速度不斷減小的加速運(yùn)動(dòng)，直到F=f，a=0，這時(shí)v達(dá)到最大值
。可見恒定功率的加速一定不是勻加速。這種加速過程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用W=Pt計(jì)算，不能用W=Fs計(jì)算(因?yàn)镕為變力)。這種運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖所示。
②恒定牽引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以A恒定，汽車做勻加速運(yùn)動(dòng)，而隨著v的增大，P也將不斷增大，直到P達(dá)到額定功率Pm，功率不能再增大了。這時(shí)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束，其最大速度為
，此后汽車要想繼續(xù)加速就只能做恒定功率的變加速運(yùn)動(dòng)了。可見恒定牽引力的加速時(shí)功率一定不恒定。這種加速過程發(fā)動(dòng)機(jī)做的功只能用W=Fžs計(jì)算，不能用W=Pžt計(jì)算(因?yàn)镻為變功率)。
要注意兩種加速運(yùn)動(dòng)過程的最大速度的區(qū)別。
[例2]質(zhì)量為2t的農(nóng)用汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為30kW，汽車在水平路面行駛時(shí)能達(dá)到的最大時(shí)速為54km/h。若汽車以額定功率從靜止開始加速，當(dāng)其速度達(dá)到v=36km/h時(shí)的瞬時(shí)加速度是多大？
解：汽車在水平路面行駛達(dá)到最大速度時(shí)牽引力F等于阻力f，即Pm=fžvm，而速度為v時(shí)的牽引力F=Pm/v，再利用F-f=ma，可以求得這時(shí)的a=0.50m/s2。
1．功
功是作用在物體上的力與物體在力的方向上發(fā)生的位移的乘積。用公式表示為W=Fscosθ，θ角是力與物體位移的夾角。
國際單位制中功的單位是焦耳，功的單位還有電子伏、千瓦時(shí)、卡等。它們之間的換算關(guān)系：1eV=1.6×10-19J，1kWh=3.6×106J，1cal=4.2J。
(1)首先明確做功的力以及這個(gè)力是否是合力。
我們在研究功的時(shí)候必須首先明確是在研究哪個(gè)力做的功，另外考慮到動(dòng)能定理的應(yīng)用條件，我們還應(yīng)該清楚這個(gè)力是否是物體所受的合力。
做功的兩個(gè)必要因素是：作用在物體上的力和物體在力的方向上發(fā)生的位移。
(2)功的本質(zhì)是力在空間的積累，它和位移相對應(yīng)(也和時(shí)間相對應(yīng))。
所謂積累，既可以是力在位移方向的分量Fcosθ與位移s的乘積，也可以是位移在力的方向上的分量scosθ與力F的乘積。理解功的概念時(shí)，要從本質(zhì)上進(jìn)行理解，而不能套公式。
(3)計(jì)算功的方法有兩種：
①按照定義求功。即：W=Fscosθ。在高中階段，這種方法只適用于恒力做功。當(dāng)
時(shí)F做正功，表示力在位移方向的分量與位移同向；當(dāng)
時(shí)F不做功，當(dāng)
時(shí)F做負(fù)功，表示力在位移方向的分量與位移反向。
②用動(dòng)能定理W=ΔEk或功能關(guān)系求功。當(dāng)F為變力時(shí)，高中階段往往考慮用這種方法求功。這里求得的功是該過程中外力對物體做的總功(或者說是合外力做的功)。
這種方法的依據(jù)是：做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化的過程，功是能的轉(zhuǎn)化的量度。如果知道某一過程中能量轉(zhuǎn)化的數(shù)值，那么也就知道了該過程中對應(yīng)的功的數(shù)值。
(3)功是能量改變的量度。力對物體做正功，導(dǎo)致物體能量增加；力對物體做負(fù)功，導(dǎo)致物體能量減少。
需要對負(fù)功再加以說明的是：一個(gè)力對物體做了負(fù)功，也可以說成物體克服這個(gè)力做了功，例如，物體豎直上拋時(shí)，重力對物體做了-6焦耳的功，也可以說物體克服重力做了6焦耳的功．
合力做的功等于各分力功的代數(shù)和。由于功是標(biāo)量，所以當(dāng)物體受到幾個(gè)力的作用時(shí)，各力所做的功相加，就等于合力所做的功。
(4)功與參照物有關(guān)，一般必須以地面為參照物。
另外，因?yàn)楣Φ臎Q定因素之一位移與參照物有關(guān)，所以功的大小還與參照物的選取有關(guān)。比如，我用力推桌子，但沒有推動(dòng)。以地面為參照物我沒有做功，而以運(yùn)動(dòng)的物體為參照物，我卻做了功。所以一般情況下研究功，必須以地面為參考物。
(5)一對作用力和反作用力做功的特點(diǎn)
(1)一對作用力和反作用力在同一段時(shí)間內(nèi)做的總功可能為正、可能為負(fù)、也可能為零。
(2)一對互為作用反作用的摩擦力做的總功可能為零(靜摩擦力)、可能為負(fù)(滑動(dòng)摩擦力)，但不可能為正。
[例1]如圖所示，質(zhì)量為m的小球用長L的細(xì)線懸掛而靜止在豎直位置。在下列三種情況下，分別用水平拉力F將小球拉到細(xì)線與豎直方向成θ角的位置。在此過程中，拉力F做的功各是多少？(1)用F緩慢地拉；(2)F為恒力；(3)若F為恒力，而且拉到該位置時(shí)小球的速度剛好為零。可供選擇的答案有
A．
B．
C．
D．
解：(1)若用F緩慢地拉，則顯然F為變力，只能用動(dòng)能定理求解。F做的功等于該過程克服重力做的功。選D
(2)若F為恒力，則可以直接按定義求功。選B
(3)若F為恒力，而且拉到該位置時(shí)小球的速度剛好為零，那么按定義直接求功和按動(dòng)能定理求功都是正確的。選B、D
在第三種情況下，由
，可以得到
，可見在擺角為
時(shí)小球的速度最大。實(shí)際上，因?yàn)镕與mg的合力也是恒力，而繩的拉力始終不做功，所以其效果相當(dāng)于一個(gè)擺，我們可以把這樣的裝置叫做“歪擺”。
48．(6分)假說-演繹法是在觀察和分析基礎(chǔ)上提出問題，通過推理和想像提出解釋問題的
假說，根據(jù)假說進(jìn)行演繹推理，再通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)演繹推理的科學(xué)方法。果蠅體表硬而長
的毛稱為剛毛，一個(gè)自然繁殖的直剛毛果蠅種群中，偶然出現(xiàn)了一只卷剛毛雄果蠅。請
回答下列問題：
(1)卷剛毛性狀是如何產(chǎn)生和遺傳的呢？有一種假說認(rèn)為這是親代生殖細(xì)胞中X染色體上的基因發(fā)生顯性突變，請嘗試再寫出兩種假說：
①
②
(2)已知這只卷剛毛雄果蠅與直剛毛雌果蠅雜交，F(xiàn)1全部直剛毛，F(xiàn)1雌雄果蠅隨機(jī)交配，F(xiàn)2的表現(xiàn)型及比例是直剛毛雌果蠅：直剛毛雄果蠅：卷剛毛雄果蠅=2：1：1，此時(shí)最合理的假說是 。
若為你提供以下純合的果蠅作為材料：直剛毛雌果蠅、直剛毛雄果蠅、卷剛毛雌果蠅、卷剛毛雄果蠅。請你根據(jù)上述材料選擇親本類型，設(shè)計(jì)一個(gè)最具說服力的實(shí)驗(yàn)(只進(jìn)行一次雜交實(shí)驗(yàn))，以驗(yàn)證該假說：
實(shí)驗(yàn)方案：
請繪出驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的遺傳圖解(用A-a表示基因)，并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
47．(6分)1952年，赫爾希和蔡斯完成了著名的噬菌體侵染細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)，據(jù)圖分析：
(1)實(shí)驗(yàn)包括4個(gè)步驟：
①噬菌體與大腸桿菌混合培養(yǎng)：
②35S和32P分別標(biāo)記噬菌體；
③放射性檢測；
④離心分離。
該實(shí)驗(yàn)步驟的正確順序是 (用數(shù)字表示)。
(2)如果讓放射性同位素主要分布在圖中離心管的上清液中，則獲得的實(shí)驗(yàn)中噬菌體的培養(yǎng)方法是 。
A．用含35S的培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體
B．用含32P培養(yǎng)基直接培養(yǎng)噬菌體
C．用含35S的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌，再用此細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體
D．用含32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)細(xì)菌，再用此細(xì)菌培養(yǎng)噬菌體
(3)用被32P標(biāo)記的噬菌體去侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌，離心后，發(fā)現(xiàn)上清液中有放射性物質(zhì)存在，這些放射性物質(zhì)的來源可能是 。
(4)噬菌體的DNA連續(xù)復(fù)制n次后，產(chǎn)生的子代噬菌中含親代噬菌體的DNA的個(gè)體應(yīng)占總數(shù)的 。
(5)噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)證明了 。
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