器官移植 (Organ transplantation)
器官移植将健康的器官移植到通常是另一个人体内使之迅速恢复功能的手术,目的是代偿受者相应器官因致命性疾病而丧失的功能。
广义的器官移植包括细胞移植和组织移植。若献出器官的供者和接受器官的受者是同一个人,则这种移植称自体移植;供者与受者虽非同一人,但供受者(即同卵双生子)有着完全相同的遗传素质,这种移植叫做同质移植。人与人之间的移植称为同种(异体)移植;不同种的动物间的移植(如将黑猩猩的心或狒狒的肝移植给人),属于异种移植。
常用的移植器官有肾、心、肝 、胰腺与胰岛、甲状旁腺、心肺、骨髓、角膜等。在发达国家,肾移植已成为良性终末期肾病(如慢性肾小球肾炎、慢性肾盂肾炎等所致的慢性肾功能衰竭)的首选常规疗法。
器官移植历史
器官移植是活性移植,要取得成功,技术上有3个难关需要突破。
一是移植器官一旦植入受者体内,必须立刻接通血管,以恢复输送养料的血供,使细胞赖以存活,这就要求有一套不同于缝合一般组织的外科技术,而这种完善的血管吻合操作方法,直到1903年才由A.卡雷尔创制出来。
二是切取的离体缺血器官在常温下短期内(少则几分钟,多则不超过1小时)就会死亡,不能用于移植。而要在如此短促的时间内完成移植手术是不可能的。因此,要设法保持器官的活性,这就是器官保存。方法是降温和持续灌流,因为低温能减少细胞对养料的需求,从而延长离体器官的存活时间,灌流能供给必需的养料。直到1967年由F.O.贝尔泽、1969年由G.M.科林斯(均为美国人)分别创制出实用的降温灌洗技术,包括一种特制的灌洗溶液,可以安全地保存供移植用肾的活性达24小时。这样才赢得器官移植手术所需的足够时间。
三是医疗上用的器官来自另一个人。但是受者作为生物有着一种天赋的能力和机构(免疫机构),能对进入其体内的外来“非己”组织器官加以识别、控制、摧毁和消灭。这种生理免疫过程在临床器官移植上表现为排斥反应,导致移植器官破坏和移植失败。移植器官正象人的其他细胞一样,有二大类主要抗原:ABO血型和人类白细胞抗原(HLA),它们决定了同种移植的排斥反应。ABO血型只有4种(O、A、B、AB),寻找ABO血型相同的供受者并不难;但是HLA异常复杂,现已查明有7个位点,即HLA——A、B、C、D、DR、DQ、DP,共148个抗原,其组合可超过200万种。除非同卵双生子,事实上不可能找到HLA完全相同的供受者。所以,同种移植后必然发生排斥反应,必须用强有力的免疫抑制措施予以逆转。到1960年代才陆续发现有临床实效的免疫抑制药物:硫唑嘌呤(1961)、泼尼松(1963)、抗淋巴细胞球蛋白(ALG,1966) 、环磷酰胺(1971),这以后才能使移植的器官长期存活。1962年美国J.E.默里(1990年诺贝尔生理学或医学奖获得者)第一次进行人体肾移植获得长期存活,器官移植作为医疗手段,才成为现实。
【第一次器官移植】
1989年12月3日,世界首例肝心肾移植成功。这一天,美国匹兹堡大学的一位器官移植专家,经过21个半小时的努力,成功地为一名患者进行了世界首例心脏、肝脏和肾脏多器官移植手术。
这位名叫辛迪-马丁的妇女今年26岁,是第二次接受移植手术治疗。三年前她曾做过心脏移植手术,但她体内对移入的心脏产生了排斥作用,并患了肝炎和肾功能障碍。马丁手术后情况正常。
器官移植种类
要移植的器官若为成对的器官(如肾),可取自尸体,也可取自自愿献出器官的父母或同胞;而整体移植的单一器官(如心、肝),只能取自尸体。移植于原来解剖部位,叫做原位移植,如原位肝移植,必需先切除原来有病的器官;而移植于其他位置则称为异位移植或辅助移植,原来的器官可以切除也可以保留。若移植的器官丧失功能,还可以切除,并施行再次、三次甚至多次移植。一次移植两个器官的手术叫做联合移植,如心肺联合移植。同时移植3个以上器官的手术叫多器官移植。移植多个腹部脏器(如肝、胃、胰、十二指肠、上段空肠)时,这些器官仅有一个总的血管蒂,移植时只需吻合动、静脉主干,这种手术又名“一串性器官群移植”。现在还不能用动物器官作移植,因为术后发生的排斥反应极为猛烈,目前的药物不能控制,移植的器官无法长期存活。
器官移植应用
进入80年代后,由于外科技术的进步、保存方法的改进、高速交通的发达、移植中心的建立,特别是新的副作用少、效力强大的免疫抑制剂如环孢素 A和单克隆抗体OKT3的应用,器官移植器官移植与死亡判断的疗效大为提高,最新问世的免疫抑制剂为 FK506。现在常用的移植器官有肾、心、肝、胰腺与胰岛、甲状旁腺、心肺、骨髓、角膜等;处于临床初用或实验阶段的有心肺、肺、小肠、肾上腺、胸腺、睾丸以及肝细胞、胎肝细胞、脾细胞输注等。在先进国家中,肾移植已成为良性终末期肾病(如慢性肾小球肾炎、慢性肾盂肾炎等所致的慢性肾功能衰竭)的首选常规疗法,到1990年底全球已施行234559例次(中国5000余次),存活10年以上者成批出现,许多人恢复工作,结婚、生育一如常人。心、肝移植到1990年共分别施行16136和14168例次(在中国分别为3和58例),1年存活率分别达90%和80%以上,最长存活均已20年,工作、生活均甚满意。胰腺移植到1990年底已达2836例次(中国8例次),已出现8年以上有功能存活者,适用于治疗Ⅰ型糖尿病。一串性器官群移植到1990年已有21例,其中治疗上腹部肝、胰等恶性肿瘤伴有腹腔淋巴转移的15例中,有9例长期存活。中国在带血管胚胎甲状旁腺移植、胚胎胰岛移植以及带血管异体脾移植、肾上腺移植等方面积累了较多经验,成绩较好,而国外对这些移植极少报道。 有些部位,如角膜的移植较为特殊。可能由于该部位没有血管生长,血流中的免疫活性淋巴细胞不能接触角膜,这儿成为免疫特惠部位。因此,角膜原位移植很少发生排斥反应,效果甚好,成功率达95%以上;即使发生排斥,也仅表现为角膜混浊,应用泼尼松龙有效。角膜移植已成为常规手术,在眼科中广泛应用。
【组织移植】
指各类组织包括皮肤、脂肪、筋膜、肌腱、硬膜、血管、淋巴管、软骨和骨2006广西器官移植讲坛的移植。其中除同种皮肤移植属活性移植,其表现与上述器官移植特点相同外,其他各类组织移植则属于另一种类型,叫做非活性移植或结构移植。移植后组织的功能并不决定于移植组织内的细胞,而仅仅依靠移植物组织所提供的机械结构:支持性基质和解剖网络,使来自受者的同类细胞得以在此定居。因此,结构移植时移植组织内细胞的活性并非必要,事实上这些细胞已失去活力。新鲜组织可用作移植,有活细胞,移植后不会发生排斥反应,因此,毋须应用免疫抑制药物。
器官移植中的伦理学问题
器官移植中主要的伦理学问题是提供器官的供者在什么情况下提供的器官:是否自愿或事先有无同意捐献器官的意愿?是否供者可以不需要这个器官而保持其生活质量?抑或供者已经不再需要所提供的器官?答复如果都是肯定的,器官移植就可视为符合伦理学。
西方国家许多人都立下遗嘱,死后愿将器官无偿地捐献给需要它的人。西方国家车祸较多,因车祸而死亡者身体一般均较健康,器官可供移植。也有亲属自愿献出一个肾脏以挽救亲属生命者。法国则规定,凡生前未表示拒绝捐献脏器者,经治医院有权在其死后将脏器取出以供移植。国外许多国家已开始应用脑死亡概念,若昏迷病人脑电图多次呈一直线,而又不属服用麻醉药、深低温、婴幼儿等情况,即使靠人工呼吸机、升压药物尚能维持心跳血压者,也可确认为死亡,其脏器可提供移植。
美国曾有申请成立营利性的企业,经营供移植的人类脏器,但被国会否决。因为一旦提供器官有利可图,便可能诱使一些人以此谋利,出售不合格的器官,甚至把急需用钱的人解剖开来拍卖给有钱的人。
器官移植的技术要求较高,费用也很惊人,以最常见的肾移植为例,每例的费用约为3~4万元,还不算手术成功后终身服用的抗排异的免疫抑制剂。肝移植费用更数倍于此。当卫生资源有限时,器官移植病人的费用,往往会挤掉其他人可享用的卫生资源。这是从宏观上不能不考虑的一个伦理第四届羊城肝移植高峰论学问题,也是一个卫生经济和卫生政策问题。国外在60年代一度广泛开展器官移植,以后逐年减少,收缩到几个中心深入研究。当然,像角膜移植、皮肤移植等费用不大、贮存要求不高而疗效肯定的器官移植是值得推广的。
器官移植是将某个健康的器官通过手术或其他方法放置到一个患有严重疾病、危在旦夕的病人身体上,让这个器官继续发挥功能,从而使接受捐赠者获得新生。
器官移植在二十世纪以前一直是人类的梦想,在二十世纪初期,医学界对治疗那些身体某个器官功能严重衰竭的病人依旧束手无策。由于受种种客观条件的限制,器官移植在当时只是停留在动物实验阶段。到了五十年代,世界各地的医生开始进行人体试验,但由于不能很好地控制移植后的排斥反应,器官移植的效果不尽人意。这种情况一直延续到诺华公司发明了免疫抑制药物--环孢素(新山地明)。环孢素的发明使移植后器官存活率大大提高,器官移植事业得到了飞速的发展,这是二十世纪尖端医学的重大成就之一。
【可以接受器官移植的脏器包括】:
心脏:由各种病因导致的心脏衰竭的病人,心脏移植是唯一的治疗方法。
肺脏:终末期良性肺部疾病的患者,经过传统内科治疗无法治愈,但估计尚有1-3年存活希望,可考虑进行肺移植手术来改善身体状况。
肝脏:处于良性肝病末期,无法用传统内科手术治疗的患者,肝脏移植是唯一的方法。
肾脏:当一些疾病对肾脏产生损害,肾脏不能发挥正常的生理功能时,就会逐渐发展为肾功能不全,氮质血症,其终末期就是尿毒症。挽救尿毒症患者生命的方法包括透析和肾脏移植。
胰脏:胰脏移植多数是与肾脏移植同时进行的,主要用于治疗晚期糖尿病、I型糖尿病、和胰切除后糖尿病。
除了上述器官,尚有患有脾脏、小肠等可以通过接受移植手术获得治愈。
移植医学的贡献
半个世纪以来,移植学作为一门独立的学科历经坎坷,达到了今天的临床应用阶段,使得成千上万的终末期患者重获新生。移植医学不愧是本世纪医学奇迹之一,并且不断向其它医学领域扩展和挑战。半个世纪的移植医学对人类的贡献如下:
1. 发现人类及各种常用实验动物的主要组织相容性抗原系统,并明确主要组织相容性复合物(MHC)为移植治疗的基本障碍。
2. 各类器官移植外科技术的发展和完善以及各种显微外科移植动物模型的建立和应用。
3. 免疫抑制剂的开发和临床应用,使器官移植得以成为稳定的常规治疗手段我国器官移植科学新闻发布会。
4. 从细胞水平到亚细胞水平,直到DNA水平的不断深入的基础研究,为揭示排斥机理、寻求用药对策打下了基础,使临床诊断及治疗水平达到了新的高度。
5. 对新型疾病的认识和挑战,如移植物抗宿主病和本次会议提出的xenosis、微嵌合体与自身免疫性疾病的关系等。
6. 基因治疗在移植学中的应用有可能预示用克隆技术开发无抗原性生物器官替代物的兴起。曾有人提出移植学的最终出路在于免疫耐受和异种移植,而现在则有倾向认为生物工程器官更有可能一箭双雕。
C.A.Vacanti关于组织学工程的演讲使人们进入了对未来的遐想。应用polymer纤维作为基底质,多种细胞得以生长,从而构成具有复性结构的组织。该技术拟用于耳或鼻的再造。英国剑桥大学和F.Bath的研究中心现已初步掌握控制青蛙发育的基因技术,并能重复无头蛙、无肢体蛙或无尾蝌蚪的生长实验。无疑,该技术与克隆羊技术一样,一方面会给移植学带来新的希望,另一方面亦可激发医学伦理学争辩的波澜。
器官移植分类:
1.自体移植,指移植物取自受者自身;
2.同系移植,指移植物取自遗传基因与受者完全相同或基本相似的供者;
3.同种移植,指移植物取自同种但遗传基因有差异的另一个体;
4.异种移植,指移植物取自异种动物。
器官移植排斥的类型
一、宿主抗移植物反应
受者对供者组织器官产生的排斥反应称为宿主抗移植物反应(host versus graft reaction,HVGR)根据移植物与宿主的组织相容程度,以及受者的免疫状态,移植排斥反应主要表现为三种不同的类型。
(一)超急排斥
超急排斥(hyperacute rejection)反应一般在移植后24小时发生。目前认为,此种排斥主要由于ABO血型抗体或抗Ⅰ类主要组织相容性抗原的抗体引起的。受者反复多次接受输血,妊娠或既往曾做过某种同种移植,其体内就有可能存在这类抗体。在肾移植中,这种抗体可结合到移植肾的血管内皮细胞上,通过激活补体有直接破坏靶细胞,或通过补体活化过程中产生的多种补体裂解片段,导致血小板聚集,中性粒细胞浸润并使凝血系统激活,最终导致严重的局部缺血及移植物坏死。超急排斥一旦发生,无有效方法治疗,终将导致移植失败。因此,通过移植前ABO及HLa 配型可筛除不合适的器官供体,以预防超急排斥的发生。
(二)急性排斥
急性排斥(acute rejection)是排斥反应中最常见的一种类型,一般于移植后数天到几个月内发生,进行迅速。肾移植发生急性排斥时,可表现为体温度升高、局部胀痛、肾功能降低、少尿甚至无尿、尿中白细胞增多或出现淋巴细胞尿等临床症状。细胞免疫应答是急性移植排斥的主要原因,CD4+T(TH1)细胞和CD8+TC细胞是主要的效应细胞。即使进行移植前HLA配型及免疫抑制药物的应用,仍有30%~50%的移植受者会发生急性排斥。大多数急性排斥可通过增加免疫抑制剂的用量而得到缓解。
(三)慢性排斥
慢性排斥(chronic rejection)一般在器官移植后数月至数年发生,主要病理特征是移植器官的毛细血管床内皮细胞增生,使动脉腔狭窄,并逐渐纤维化。慢性免疫性炎症是导致上述组织病理变化的主要原因。目前对慢性排斥尚无理想的治疗措施。
二、移植物抗宿主反应
如果免疫攻击方向是由移植物针对宿主,即移植物中的免疫细胞对宿主的组织抗原产生免疫应答并引起组织损伤,则称为移植物抗宿主反应(graft versus host reaction,GVHR)。GVHR的发生需要一些特定的条件:①宿主与移植物之间的组织相容性不合;②移植物中必需含有足够数量的免疫细胞;③宿主处于免疫无能或免疫功能严重缺损状态。GVHR主要见于骨髓移植后。此外,脾、胸腺移植时,以及免疫缺陷的新生儿接受输血时,均可发生不同程度的GVHR。
急性GVHR一般发生于骨髓移植后10—70天内。如果去除骨髓中的T细胞,则可避免GVHR的发生,说明骨髓中T细胞是引起GVHR的主要效应细胞。但临床观察发现,去除骨髓中的T细胞后,骨髓植入的成功率也下降,白血病的复发率,病毒、真菌的感染率也都升高。这说明,骨髓中的T细胞有移植物抗白血病的作用,可以压倒残留的宿主免疫细胞,避免宿主对移植物的排斥作用;也可以在宿主免疫重建不全时,发挥抗微生物感染的作用。因此,选择性地去针对宿主移植抗原的T细胞,而保留其余的T细胞,不但可以避免GVHR,而且可以保存其保护性的细胞免疫功能。
器官移植发展史
回眸二十世纪医学发展史,器官移植无疑是人类攻克疾病的征程中一座屹立的丰碑。在这其中,肝移植又是难度最大的项目,这不仅要有高水平的外科队伍,同时要有相关学科的大力丰富知识,才能为晚期肝病的患者提供再生的机会。
1977年10月,开展了国内第一例人体原位肝移植
2001年7月,国内第一个施行劈离式肝移植
2004年11月,上海第一个开展小肠和肝脏的联合移植
2004年12月,国内第一例7个脏器的联合移植
2005年7月,国内第一例运用肝移植成功救治一名妊娠合并急性脂肪肝患者
2005年9月,上海第一个将胰十二指肠切除术与肝移植结合
人体器官移植条例
就发物理 我们老师给的:知识点
1.质点(A)
在某些情况下,可以不考虑物体的大小和形状,称为质点。(常考:地球公转)
2.参考系(A)
描述研究对象相对参考系的运动情况时,可假设参考系是“不动”的(没有绝对静止的)
3.路程和位移(A)
路程是物体运动轨迹的长度,是标量。
位移表示物体(质点)的位置变化。从初位置到末位置作一条有向线段,用这条有向线段表示位移,是矢量。(重点要区分标量和,标量有大小没方向,矢量有大小有方向)
4.速度 平均速度和瞬时速度(A)
如果在时间 内物体的位移是 ,它的速度就可以表示为
(1)
由(1)式求得的速度,表示的只是物体在时间间隔 内的平均快慢程度,称为平均速度。
如果 非常非常小,就可以认为 表示的是物体在时刻t的速度,这个速度叫做瞬时速度。
速度是表征运动物体位置变化快慢(常会写大小来混淆你)的物理量,是位移对时间的变化率,是矢量。
5.匀速直线运动(A)
任意相等时间内位移相等的直线运动叫匀速直线运动。
6.加速度(A)
加速度是速度的变化量与发生这一变化所用时间的比值, a 的方向与△v的方向一致,是矢量。
加速度是表征物体速度变化快慢的物理量,与速度v、速度的变化 v均无必然关系。(必记一个公式:a=(Vt-Vo)/t {以Vo为正方向,a与Vo同向(加速)a>0;反向则a<0})
7.用电火花计时器(或电磁打点计时器)研究匀变速直线运动(A)
用电火花计时器(或电磁打点计时器)测速度
对于匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于平均速度:纸带上连续3个点间的距离除以其时间间隔等于打中间点的瞬时速度。
可以用公式 求加速度(为了减小误差可采用逐差法求)。注意:对 要正确理解:连续、相等的时间间隔位移差
8.匀变速直线运动的规律(B )
速度公式:vt=vo +at
位移公式:x=vot+ at2
推论:vt2-vo2=2ax
中间时刻速度公式: =
中间位移速度公式:
位移差公式:
关于初速度等于零的匀加速直线运动(T为等分时间间隔),有以下特点:
1T末、2T末、3T末……瞬时速度之比
v1∶v2∶v3∶……∶vn=1∶2∶3∶……∶n
1T内、2T内、3T内……位移之比
S1∶S2∶S3……:Sn=12∶22∶32∶……∶n2
第一个T内、第二个T内、第三个T内……位移之比
SⅠ∶SⅡ∶SⅢ∶……∶SN=1∶3∶5∶……∶(2N-1)
从静止开始通过连续相等的位移所用时间之比
t1∶t2∶t3∶……∶tn=1∶ -1)∶ - )∶… …∶ - (少考)
9.匀速直线运动的x-t图象(A)
匀速直线运动的x-t图象一定是一条直线。随着时间的增大,如果物体的位移越来越大或斜率为正,则物体向正向运动,速度为正,否则物体做负向运动,速度为负。
匀速直线运动的v-t图象是一条平行于t轴的直线,匀速直线运动的速度大小和方向都不随时间变化。
10.匀变速直线运动的v-t图象(A)
匀变速直线运动的v-t图象为一直线,直线的斜率大小表示加速度的数值,即a=k,可从图象的倾斜程度可直接比较加速度的大小。
v-t图象与坐标轴所包围的面积表示某一过程发生的位移
11.自由落体运动(A)
物体只在重力作用下从静止开始下落的运动,叫做自由落体运动。自由落体运动是初速度为0加速度为g的匀加速直线运动。
公式:Vt=gt h= gt2 (常用)
12.伽利略对自由落体运动的研究(A)
13.力(A)
物体与物体之间的相互作用称做力。按力的性质分,常见的力有重力、弹力、摩擦力、电场力、磁场力(没有向心力和下滑力)
物体与物体之间存在四种基本相互作用:万有引力、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。
14.重力(A)
地面附近的一切物体都受到地球的引力,由于地球的吸引而使物体受到的力叫做重力。
G=mg (g=9.8N/Kg) 方向: 重力的作用点:重心。
不考虑地球自转,地球表面物体的重力等于万有引力.mg=G
15.形变与弹力(A)
物体在力的作用下形状或体积发生改变,叫做形变。有些物体在形变后能够恢复原状,这种形变叫做弹性形变。
发生形变的物体由于要恢复原状,对跟它接触的物体产生力的作用,这种力叫做弹力。
判断弹力的方向应注意到接触处的情况:平面产生成受到的弹力(压力或支持力)垂直于平面;曲面上某处的弹力垂直于曲面该处的切面;某一个点的弹力垂直于与它接触的平面(或曲面)的切线.
弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比 F=KX (即:胡克定律。X涵义:伸长或缩短的长度)
16.滑动摩擦力 静摩擦力(A)
两个相互接触而保持相对静止的物体,当他们之间存在滑动趋势时,在它们的接触面上会产生阻碍物体间相对滑动的力,这种力叫静摩擦力。
两个互相接触挤压且发生相对运动的物体,在它们的接触面上会产生阻碍相对运动的力,这个力叫做滑动摩擦力。
无论是静摩擦力或滑动摩擦力,所谓的“滑动趋势”“相对运动”其参考系对象均指与之接触的“接触面”,而不是另外的物体。
(1)两物体相互接触(2)接触的物体必须相互挤压发生形变,有弹力(3)两物体有相对运动或相对运动的趋势(4)两接触面不光滑
一般说来,静摩擦力根据力的平衡条件来求解,滑动摩擦力根据F= 求解
17.力的合成与分解(B)
平行四边行定则:两个力合成时,以表示这两个力的线段为邻边作平行四边形,这两个邻边之间的对角线就表示合力的大小和方向。
力的分解是力的合成的逆运算。
合力可以等于分力,也可以小于或大于分力.
要正确处理平衡问题(如物体保持静止、匀速直线运动)首要的是学会对物体进行受力分析,规范作出受力示意图,将某个力分解或将某些力合成(一般考同一直线上力的合成同向:F=F1+F2, 反向:F=F1-F2 (F1>F2) ¬
18.探究、实验:力的合成的平行四边形定则(A)
19.共点力作用下物体的平衡(A)
如果一个物体受到N个共点力的作用而处于平衡状态,那么这N个力的合力为零
20.牛顿第一定律(A)
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态,除非作用在它上面的力迫使它改变这种状态.这就是牛顿第一定律。牛顿第一运动定律表明,物体具有保持原来匀速直线运动状态或静止状态的性质,我们把这个性质叫做惯性。牛顿第一定律又叫做惯性定律。
量度物体惯性大小的物理量是它们的质量。质量越大,惯性越大,质量不变,惯性不变。
21.探究加速度与力、质量的关系(B)
研究方法:控制变量法,先保持质量m不变,研究a与F之间的关系,再保持F不变,研究a与m之间的关系。
数据分析上作a-F图象和a- 图象
22.牛顿第二定律(B)
物体的加速度跟物体受到的作用力成正比,跟物体的质量成反比。加速度的方向与合力方向一致。
F合=ma(常考计算,告诉其他两个考a,即是加速度)
在研究匀变速直线运动的时候,涉及到加速度,一般要对物体进行受力分析,用牛顿第二定律建立方程
23.牛顿第三定律(A)
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用在同一条直线上。
作用力和反作用力性质一定相同,作用在两个不同的物体上.而一对平衡力一定作用在同一个物体上,力的性质可以相同,也可以不同.(重点:作用力和反作用力同时产生同时消失)
24.力学单位制(A)(重点必背)
在力学范围内,国际单位制规定长度、质量、时间为三个基本物理量。它们的单位米、千克、秒为基本单位。
25.功(A)
力对物体所做的功等于力的大小、位移的大小、力和位移夹角的余弦三者的乘积。
功的定义式: (适用于恒力做功)
注意: 时, ;但 时, ,力不做功; 时, .
功虽有正负之分,但功是标量,其负值表示阻力做功。
26功率(A)
功与完成这些功所用时间的比值。
平均功率: ;
功率是表示物体做功快慢的物理量。
力与速度方向一致时:P=Fv
27.重力势能 重力势能的变化与重力做功的关系(A)
物体的重力势能等于它所受重力与所处高度的乘积, (必记)。重力势能的值与所选取的参考平面有关。
重力势能的变化与重力做功的关系:重力做多少功重力势能就减少多少,克服重力做多少功重力势能就增加多少. 重力对物体所做的功等于物体重力势能的减少量: 。
重力做功的特点:重力对物体所做的功只与物体的是始末位置有关,而跟物体的具体运动路径无关。
28.弹性势能(A)
29.动能(A)
物体由于运动而具有的能量。
(必记)
物体质量越大,速度越大则物体的动能越大。
※30.探究、实验:做功与物体动能变化的关系(A)
31.动能定理(A)
合力在某个过程中对物体所做的功,等于物体在这个过程中动能的变化。
表达式: 或 。
动能定理适用于恒力作用、变力作用;适用于直线运动、曲线运动;
32.机械能守恒定律(B)
机械能:机械能是动能、重力势能、弹性势能的统称,可表示为:
E(机械能)=Ek(动能)+Ep(势能)
机械能守恒定律:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以相互转化,而总的机械能保持不变。
,式中 是物体处于状态1时的势能和动能, 是物体处于状态2时的势能和动能。使用该式应先选取某个位置作为零势能参考平面。
还可以使用“转化式”△Ek(增)=△Ep(减) (或△Ek(减)=△Ep(增),无需选参考平面)
33.用电火花计时器(或电磁打点计时器)验证机械能守恒定律(A)
实验目的:通过对自由落体运动的研究验证机械能守恒定律。
速度的测量:做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度,等于相邻两点间的平均速度。
下落高度的测量:等于纸带上两点间的距离
比较V2与2gh相等或近似相等,则说明机械能守恒
34.能量守恒定律(A)
能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
36.运动的合成与分解(A)
如果某物体同时参与几个运动,那么这物体的实际运动就叫做那几个运动的合运动,那几个运动叫做这个实际运动的分运动。运动合成与分解的运算法则:运动的合成与分解是指描述物体运动的各物理量即位移、速度、加速度的合成与分解。由于它们都是矢量,所以它们都遵循矢量的合成与分解法则。
合运动和分运动的关系:
(1)等效性:各分运动的规律叠加起来与合运动规律有相同的效果。
(2)独立性:某方向上的运动不会因为其它方向上是否有运动而影响自己的运动性质。
(3)等时性:合运动通过合位移所需时间和对应的每个分运动通过分位移的时间相等,即各分运动总是同时开始,同时结束的。
37.平抛运动的规律(B)
将物体以一定的水平速度抛出,在不计空气阻力的情况下,物体所做的运动。
平抛运动的特点:(1)加速度a=g恒定,方向竖直向下;(2)运动轨迹是抛物线。
平抛运动的处理方法:平抛运动可以分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动。x=v0ty= gt2
38.匀速圆周运动(A)
质点沿圆周运动,如果在相等的时间里通过的圆弧长度都相等,这种运动就叫做匀速圆周运动。
注意匀速圆周运动不是匀速运动,是曲线运动,速度方向不断变化.
39.线速度、角速度和周期(A)
线速度:物体在某时间内通过的弧长与所用时间的比值,其方向在圆周的切线方向上。
表达式:
角速度:物体在某段时间内通过的角度与所用时间的比值。(常考,同一地球或圆,角速度相等)
表达式: ,其单位为弧度每秒, 。
周期:匀速运动的物体运动一周所用的时间。
频率: ,单位:赫兹(HZ)
线速度、角速度、周期间的关系:
。
40.向心加速度(A)
做匀速圆周运动的物体,加速度方向指向圆心,这个加速度叫向心加速度。
大小:
方向:指向圆心。
向心加速度是描述匀速圆周运动中物体线速度变化快慢的物理量
41.向心力(B)
产生向心加速度的力。
向心力的方向:指向圆心,与线速度的方向垂直。
向心力的大小:做匀速圆周运动所需的向心力的大小为
向心力的作用:只改变速度的方向,不改变速度的大小。
向心力是效果力。在对物体进行受力分析时,不能认为物体多受了个向心力。向心力是物体受到的某一个力或某一个力的分力或某几个力的合力.
分三种情况进行讨论。
⑴弹力只可能向下,如绳拉球。
⑵弹力只可能向上,如车过桥。
⑶弹力既可能向上又可能向下,如管内转(或杆连球、环穿珠)。任意值。但可以进一步讨论:①当 时物体受到的弹力必然是向下的;当 时物体受到的弹力必然是向上的;当 时物体受到的弹力恰好为零。②当弹力大小F<mg时,向心力有两解:mg±F;当弹力大小F>mg时,向心力只有一解:F +mg;当弹力F=mg时,向心力等于零。
42.万有引力定律(A)
自然界中任何两个物体都是相互吸引的,引力的大小跟这两个物体质量的乘积成正比,跟它们距离的二次方成反比。
表达式: (必记)
44.宇宙速度(A)(三个速度必记,常考)
第一宇宙速度(环绕速度): ;
第二宇宙速度(脱离速度): ;
第三宇宙速度(逃逸速度): 。
会求第一宇宙速度:
卫星贴近地球表面飞行 地球表面近似有
则有
46.电荷 电荷守恒(A)
自然界中只存在正、负电荷
自然界中两种电荷的总量是守恒的,使物质带电的过程,就是使电荷从一个物体转移到另一物体(如摩擦起电和接触带电);或者是从物体的一部分转移到另一部分(静电感应),不管何种方式,电荷既不能创造,也不能消失,这就是电荷守恒定律
自然界任何物体的带电荷量都是元电荷(e=1.6×10-19c)的整数倍,电子、质子的电荷量都等于元电荷,但电性不同,前者为负,后者为正。
元电荷是指“电荷量 ”不是电子或质子等实物粒子
47.库仑定律(A)
内容:在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力方向在它们的连线上。
公式:F=kQ1Q2/r2 k=9.0×109N•m2/c2
48.电场 电场强度 电场线(A)
电场:电荷之间的相互作用是通过特殊形式的物质----电场发生的,电荷的周围都存在电场;看不见,摸不着,客观存在。性质:对放入其中的电荷有力的作用。
电场强度:反映电场的力的性质的物理量。大小: 定义式E=F/q(与F、q无关)q为检验电荷,E与q、F无关;方向:与正电荷受力方向相同。
电场线:各点的切线方向反映场强的方向,疏密程度反映场强的大小。特点:假想的(不存在)、不相交、不闭合,从正电荷出发,终止于负电荷。知道9的正电荷、负电荷、等量同种电荷、等量异种电荷电场线分布。
49.磁场 磁感线(A)
磁体、电流周围存在看不见、摸不着、客观存在的磁场,对放入其中的磁体有力的作用,方向:小磁针静止N极的受力方向。
磁感线:各点的切线方向反映磁场的方向,疏密程度反映磁场的强弱(越密磁场越强)。特点:假想的(不存在)、不相交、但闭合,磁体外部从N极出发,从S极进去。
50.地磁场(A)
相当于条形磁铁,地球的地理两级与地磁两极相反,并不重合,存在磁偏角。地球表面磁感线从南向北。
51.电流的磁场 安培定则(A)
奥斯特实验证明电流的磁效应。
判断通电直导线周围磁场的方向(安培定则一):右手握住导线,让伸直的拇指的方向与电流的方向一致,那么四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。判断通电螺线管的磁场(安培定则二):右手握住螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,拇指所指的方向就是螺线管内部磁感线的方向。
52.磁感应强度 磁通量(A)
磁感应强度:描述磁场的强弱和方向,大小:定义式B=F/IL(与F、I、L无关,由磁场本身性质决定),方向:即磁场方向(小磁针N极受力方向),单位:特(T)
磁通量:表示穿过一个闭合电路的磁感线的多少
53.安培力的大小 左手定则(A)
磁场对通电导线的作用力即安培力:F=BIL(B⊥L)
方向(左手定则):伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线穿过手心,使四指指向电流的方向,这时拇指所指的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。
注:通电导线与磁场方向平行时不受安培力。
54.洛仑兹力的方向(A)
磁场对运动电荷的作用力即洛仑兹力。
方向(左手定则):伸开左手,使拇指与其余四个手指垂直,并且都与手掌在同一个平面内,让磁感线穿过手心,使四指指向正电荷运动方向(负电荷运动反方向),这时拇指所指的方向就是运动电荷所受洛仑兹力方向。
注:运动电荷运动方向与磁场方向平行时不受洛仑兹力。
56.电磁感应定律(A)
内容:电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比。
公式:E=n△ф/△t
57.电磁波(A)
麦克斯韦提出电磁波理论,赫兹通过实验证实了麦克斯韦关于光的电磁理论。
变化的电场产生磁场;变化的磁场产生电场;变化的电场和磁场交替产生,并由近及远传播,形成电磁波。(注意:均匀变化的电场只能产生稳定的磁场;均匀变化的磁场只能产生稳定的电场)
电磁波可以在真空中传播,还能够发生反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象。电磁波在真空的传播速度为3×108m/s。
波的公式:V= f ( ----波长,f------频率)
二、电磁技术与社会发展
三、家用电器与日常生活
58.静电的利用与防止(A)
静电的利用:静电除尘、静电复印、静电喷漆。
静电的防止:避雷针、运输汽油的车辆有一条铁链。
59.电热器、白炽灯等常见家用电器的技术参数的含义(A)
额定电压:用电器正常工作时的电压。
额定功率:用电器在额定电压下正常工作时的功率。
交流电器中所标定的电压、电流均指有效值。(交流电表测得的结果也为有效值,电容器的耐压值应考虑交流电的峰值)
对于正弦式交流电:U有=Um/ I有=Im/
60.安全用电与节约用电(A)
安全电压36V;人体能长时间承受的安全电流30mA以下;一般手电筒中通过的电流0.1~0.3A;电子手表工作时的电流1.5~2uA;彩色电视机工作的电流0.6~0.65A。
节约用电:家电不要待机,换用节能灯。
61.电阻器、电容器和电感器(A)
电阻器:
电容器:电容器是存储电荷的装置。两个彼此绝缘而又互相靠近的导体,都可以组成一个电容器。一般来说,电容器极板的正对面积越大、极板间距离越近,电容器的电容就越大。
直流电不能通过电容器,交流电能“通过”电容器,实质是不断充放电,频率越大,充放电越快,越容易通过电容器。
电感器:电感器对交变电流有阻碍作用,频率越高,阻碍越大。
注意:三种元件的描述参量:电阻R、电容C、自感系数L 均取决于其构造,与外因无关。
62.发电机、电动机对能源利用方式、工业发展所起的作用(A)
发电机把其它形式的能转化为电能,电动机把电能转化为机械能。
63.常见传感器及其应用(A)
传感器是把非电学物理量(如位移、速度、压力、温度、温度、流量、声强、光照度等)转换为电学量(如电压、电流等)的一种元件,通常由敏感元件和转换元件组成,转换后的数据测量比较方便,而且能输入计算机进行处理。
了解双金属温度传感器、光敏电阻传感器、压力传感器、红外线传感器等。
补充:电流I=Q/t
焦耳定律:Q=I2Rt
热功率: P=I2R
正弦式电流:i=Imsin t
u=Umsin t
家用照明电路的电压为220V,频率为50HZ
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