力的分解范文
時(shí)間:2023-03-16 01:30:19
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篇1
人教版高中物理必修1第五章第二節(jié)力的分解是在學(xué)生學(xué)習(xí)了前面力的基礎(chǔ)知識(shí)及力的合成之后編排的。由于分解法是高中物理解決復(fù)雜問(wèn)題的一種重要的方法,它為位移、速度、加速度等矢量的分解奠定了基礎(chǔ)。并且它對(duì)矢量運(yùn)算普遍遵守的規(guī)律“平行四邊形定則”作了更加深入的應(yīng)用。由此可見(jiàn),本節(jié)內(nèi)容具有基礎(chǔ)性和預(yù)備性。因此,力的分解這節(jié)課在整個(gè)教材中的地位是顯而易見(jiàn)的。
二、學(xué)情分析:
掌握了合力與分力的等效替代,知道力的合成遵循平行四邊形定則,能夠在具體問(wèn)題中根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行簡(jiǎn)單的受力分析,具備一定的觀察、分析、概括能力,動(dòng)手操作能力還有待提高,理論聯(lián)系生活實(shí)際的能力欠缺。
三、教學(xué)目標(biāo):
為了以學(xué)生發(fā)展為本,面向全體,全面發(fā)展提高科學(xué)素養(yǎng),結(jié)合新課程標(biāo)準(zhǔn)理念,提出以下三維目標(biāo):
知識(shí)與技能:正確理解分力概念,清楚分解是合成的逆運(yùn)算,會(huì)用平行四邊形法則進(jìn)行力的分解并計(jì)算;初步掌握根據(jù)力的實(shí)際作用效果確定力的方向的原則;能夠根據(jù)具體問(wèn)題、實(shí)際需要進(jìn)行力的分解。
過(guò)程與方法:進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)等效替代的思想;通過(guò)經(jīng)歷力的分解的科學(xué)探究過(guò)程認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義,培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的科學(xué)思想。
情感態(tài)度與價(jià)值觀:激發(fā)學(xué)生參與課堂的熱情,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心和求知欲。
四、重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):掌握、運(yùn)用平行四邊形定則進(jìn)行力的分解
難點(diǎn):力的分解具有唯一性的條件
五、教法和學(xué)法
情景激發(fā)法、比較法、實(shí)驗(yàn)探究法、分組討論法
提供學(xué)生觀察、思考、表達(dá)、動(dòng)手的機(jī)會(huì)
六、教學(xué)過(guò)程
(一)創(chuàng)設(shè)情境 引入新課
1.給學(xué)生演示細(xì)繩懸掛鐵球并隨著角度的增大而斷掉的實(shí)驗(yàn)。
2.叫兩名力氣比較大的男生拔河,然后再成鮮明對(duì)比地找一名女生去拉繩子的中央結(jié)果卻是一名弱小女子拉動(dòng)了兩個(gè)“大力士”。
不急于馬上給學(xué)生解答。在課前設(shè)置這兩個(gè)謎的目的是為了使課堂教學(xué)立即吸引學(xué)生的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力,促使學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。
(二)新課推進(jìn)
1.在新課展開(kāi)時(shí),主要采用了回憶法,讓學(xué)生回憶上一節(jié)課《驗(yàn)證力的平行四邊形定則》的實(shí)驗(yàn)步驟。其目的是回憶舊知,推進(jìn)新知,調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。在這里引出三角形法則。用橡皮繩實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生們明確什么是分力,什么是力的分解、力的分解和力的合成的關(guān)系。
2.圍繞難點(diǎn),提出問(wèn)題,進(jìn)行探究,得出結(jié)論
(1)難點(diǎn)一的突破
提出問(wèn)題:我們知道無(wú)論多少個(gè)共點(diǎn)力都可以用一個(gè)力來(lái)代替,也就是說(shuō),力的合成是唯一的,那么力的分解是否是唯一的呢?
將學(xué)生分組,不給學(xué)生任何限制條件,只要把橡皮筋的節(jié)點(diǎn)拉到O點(diǎn)就行。通過(guò)實(shí)驗(yàn)我們會(huì)發(fā)現(xiàn),可以有很多組不同的力來(lái)達(dá)到同樣的效果。那么在什么樣的情況下力的分解是唯一的呢?給出兩個(gè)已知條件讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究:已知兩個(gè)力的方向;已知一個(gè)力的方向和大小。實(shí)驗(yàn)后找?guī)捉M學(xué)生談?wù)勼w會(huì),并對(duì)結(jié)論進(jìn)行比較。
(2)難點(diǎn)二的突破
在具體情況中怎樣進(jìn)行力的分解?學(xué)生最難以把握的是力沿什么方向進(jìn)行分解的問(wèn)題。為解決這一問(wèn)題,在教學(xué)設(shè)計(jì)中我層層創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生不斷通過(guò)視覺(jué)和觸覺(jué)去感知力的作用效果,其間給學(xué)生一些器材讓學(xué)生們體會(huì)力的作用效果。通過(guò)演示實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)如何根據(jù)力的作用效果進(jìn)行力的分解。
3.學(xué)有所得
例題:斜面上的人或物體受到豎直向下的重力作用,此重力產(chǎn)生了兩個(gè)效果:一個(gè)是平行與斜面的方向上,使人或物體沿斜面下滑;另一個(gè)是在垂直與斜面的方向上,使人或物緊壓斜面。(給學(xué)生強(qiáng)調(diào)緊壓斜面的力并不是物體對(duì)斜面的壓力)
從這個(gè)例題可以提出正交分解來(lái)。最后呼應(yīng)引入課題的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。
4.總結(jié)
(1)力的分解是力的合成的逆運(yùn)算,同樣遵循平行四邊形法則
(2)力的分解具有唯一性情況
(3)用力的作用效果確定力的方向,用平行四邊形定則確定力的大小
七、板書設(shè)計(jì)
力的分解分力力的分解兩個(gè)分力的方向一個(gè)分力的大小和方向?搖有唯一性的情況實(shí)際情況中如何分解力
八、預(yù)計(jì)效果
篇2
關(guān)鍵詞: 力的分解 等效思想 數(shù)學(xué)方法 解題能力
一、為什么要進(jìn)行“力的分解”教學(xué)?
1.分解法是高中物理解決復(fù)雜問(wèn)題的一種重要的方法。分解的等效替代思想為解決其他類似物理問(wèn)題奠定了科學(xué)的思想方法基礎(chǔ)。
2.為位移、速度、加速度等矢量的分解奠定基礎(chǔ)。
3.更深入地了解矢量運(yùn)算普遍守的規(guī)律“平行四邊形定則”。
二、本節(jié)教學(xué)的教學(xué)效果的設(shè)想
效果Ⅰ──學(xué)以致用:明確根據(jù)一個(gè)力的實(shí)際作用效果確定兩個(gè)分力的方向的基本思路。學(xué)會(huì)用平行邊形定則畫出力的圖示,用數(shù)學(xué)知識(shí)求出分力的大小。用所學(xué)知識(shí)分析觀察到的現(xiàn)象。
效果Ⅱ──培養(yǎng)能力:在演示實(shí)驗(yàn)時(shí)培養(yǎng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)、總結(jié)實(shí)驗(yàn)的能力;在學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)、探索實(shí)驗(yàn)時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作能力;在實(shí)際問(wèn)題討論時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的物理建模、數(shù)學(xué)建模及解題能力。
效果Ⅲ──提升境界:在實(shí)際問(wèn)題的討論過(guò)程中注意形成問(wèn)題意識(shí)、條件意識(shí),通過(guò)對(duì)具體問(wèn)題的感悟,逐步養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。
總體效果:逐步培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,形成方案,解決問(wèn)題,交流評(píng)價(jià)等主動(dòng)學(xué)習(xí)的習(xí)慣。
三、達(dá)成教學(xué)效果的設(shè)想
1.引入新課
主要有以下幾種方法:
(1)游戲引入
找一根長(zhǎng)繩,請(qǐng)兩個(gè)男生站在兩邊各持繩的一端,請(qǐng)一位女生在中點(diǎn)沿著繩的方向和某個(gè)男生對(duì)拉,結(jié)果女生都難以拉動(dòng)男生;如果女生改垂直于繩子方向同時(shí)拉兩個(gè)男生,則兩個(gè)男生都可以被拉動(dòng),即所謂“四兩撥千斤”,這個(gè)女生用同樣大小的力為什么能同時(shí)拉動(dòng)兩個(gè)男生呢?本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們可以了解其中的奧妙。后面再可以把這個(gè)問(wèn)題作為一道例題,既前后呼應(yīng),又能滿足學(xué)生的求知欲望。
(2)實(shí)驗(yàn)引入
臺(tái)秤上放一毛刷,毛刷上放物體,如果把物塊向上拉,臺(tái)秤的讀數(shù)就會(huì)變小,物塊對(duì)臺(tái)秤的壓力減小,則說(shuō)明物塊受到了向上拉的效果;如果把物塊水平向右拉,毛刷的羽毛就要向右彎,則說(shuō)明物塊受到了向右拉的力。
現(xiàn)在斜向上拉物塊,既看到臺(tái)秤的讀數(shù)變小,又看到毛刷的羽毛向右彎,那么,這就說(shuō)明了這個(gè)斜向上方的拉力產(chǎn)生了兩個(gè)效果。這個(gè)拉力跟這兩個(gè)方向的效果力之間究竟有什么關(guān)系,這就是本節(jié)課需要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
(3)復(fù)習(xí)引入
復(fù)習(xí)上節(jié)課學(xué)習(xí)的合力和分力、力的合成的概念,然后就直接過(guò)渡到“求一個(gè)力分力就是力的分解”。
教材上通過(guò)拖拉機(jī)拉耙的情景引入新課學(xué)生由于缺少實(shí)際情景的觀察或體驗(yàn),因而難以理解這兩個(gè)效果。
2.引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程
物理教學(xué)的一個(gè)重要目的就是培養(yǎng)學(xué)生的理性思維。理性思維是科學(xué)素養(yǎng)、思維能力的最基本表現(xiàn)。用通俗的話說(shuō)就是“說(shuō)話要有根據(jù)、說(shuō)話要合乎邏輯”。而“聽(tīng)到什么結(jié)論就說(shuō)是”,這就是缺少理性思維的表現(xiàn)。為此我們必須讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,體驗(yàn)其中的科學(xué)思想和科學(xué)思維方法,落實(shí)新課程要求的三維教學(xué)目標(biāo)。
例如“如果沒(méi)有任何條件限制,一個(gè)力成兩個(gè)共點(diǎn)力可以有無(wú)數(shù)解”,如果教師直接板書,或者放一段課件等,則學(xué)生也能接受,但是學(xué)生失去了歸納、發(fā)現(xiàn)這些結(jié)論的過(guò)程,學(xué)生的思維就不能從中得到鍛煉,對(duì)這些知識(shí)的理解就必然是膚淺的,并且容易養(yǎng)成“什么都是依賴?yán)蠋熤v,自己不去思考為什么、不去想結(jié)論是從哪里來(lái)的”的惰性。反之,假如讓每一個(gè)學(xué)生都能夠經(jīng)歷畫多個(gè)平行四邊形共用一條對(duì)角線的作圖過(guò)程,相信同學(xué)們對(duì)力的分解的不確定性就會(huì)有更直觀的感受和深刻的理解。
3.教學(xué)難點(diǎn)的突破
本節(jié)課的教學(xué)難點(diǎn)主要是三個(gè)細(xì)節(jié)內(nèi)容,即合力作用效果的分析、分解力的平行四邊形的作圖、應(yīng)用三角函數(shù)的知識(shí)進(jìn)行定量分析。
實(shí)驗(yàn)探究是解決“合力作用效果的分析”這個(gè)難點(diǎn)的有效手段。實(shí)驗(yàn)探究也要注意循序漸進(jìn),要重視方法指導(dǎo),不能簡(jiǎn)單地推給學(xué)生完成,缺少指導(dǎo)的學(xué)生探究就會(huì)變成盲目的動(dòng)手操作。
教師可以先利用圖1所示的支架進(jìn)行演示,讓學(xué)生觀察拉力F的作用效果是使橡皮膜發(fā)生了如圖1所示形變,說(shuō)明了拉力F可以同時(shí)產(chǎn)生拉上桿和壓下桿的效果。我們?nèi)绻啡,分別使用拉力(F■)和壓力(F■)兩個(gè)力則同樣可以產(chǎn)生這樣的效果。由此可見(jiàn),我們可以用F■和F■等效替代F,即F■和F■是F的兩個(gè)分力,沿著水平桿方向拉及沿著傾斜桿壓就是兩個(gè)分力的方向。然后在黑板上板畫出合力及兩個(gè)分力的方向,接著要求學(xué)生在自己的筆記本上作出分解力的平行四邊形,教師對(duì)學(xué)生作圖的情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)。最后提供角度及合力F等條件,要求學(xué)生用三角函數(shù)的知識(shí)具體求出分力的大小和方向。
這個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì),沒(méi)有急于讓學(xué)生體驗(yàn),其的目的在于理順?biāo)悸?,指?dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題、思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法,步步深入、環(huán)環(huán)相扣。
接著可以安排學(xué)生的體驗(yàn)活動(dòng),同桌配合,一人把胳膊擺成類似圖1姿勢(shì),一人下壓胳膊肘?;蛘邊⒄?qǐng)D2的方法,感受一下拉力F的作用效果,嘗試將拉力F進(jìn)行分解。由此體會(huì)如何分析一個(gè)力(合力)產(chǎn)生的效果。
由于時(shí)間關(guān)系,讓每一個(gè)學(xué)生參與體驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)畢竟有限,更多的方法還是通過(guò)演示等形式,通過(guò)師生互動(dòng)、合作學(xué)習(xí),針對(duì)各種實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行探究,培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力。為此,可以按照“實(shí)驗(yàn)展示效果分析確定分力方向畫出平行四邊形定量計(jì)算”的順序,選用圖3進(jìn)行分析討論。這個(gè)過(guò)程中,要逐步提高學(xué)生的參與度,重點(diǎn)讓學(xué)生自主活動(dòng),教師發(fā)揮啟發(fā)和引導(dǎo)作用。
篇3
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
“力的分解”是高中力學(xué)最基本的一種矢量運(yùn)算,由于力的分解這一概念較為抽象,教材中要求學(xué)生按照力的實(shí)際作用效果分解一個(gè)力。這種概念思維能力較強(qiáng),學(xué)生不好尋找力的實(shí)際效果,對(duì)此概念難以掌握。對(duì)于教學(xué)中老師與學(xué)生產(chǎn)生的疑惑和不解,筆者進(jìn)行了深刻的、系統(tǒng)的分析。
1.教材與教學(xué)中的困惑
關(guān)于力的分解,眾多教師認(rèn)為,進(jìn)行力的分解時(shí),必須要注重對(duì)力的實(shí)際作用效果進(jìn)行分解。然而實(shí)踐證明,學(xué)生根本無(wú)法通過(guò)力的作用效果來(lái)證實(shí)這一分解依據(jù)。力的作用效果是力可以使物體的形狀發(fā)生改變(簡(jiǎn)稱形變),也可以使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生改變。通常發(fā)生形變是指擠壓或拉伸的效果;發(fā)生運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變是因?yàn)楫a(chǎn)生了加速度的效果。為了解決這一難題,人們?cè)陂L(zhǎng)期的教學(xué)中都專注于開(kāi)發(fā)各種實(shí)驗(yàn)來(lái)證明力的實(shí)際作用效果。以下實(shí)驗(yàn)是表示力的作用效果的典型實(shí)驗(yàn)(如圖)。
對(duì)于典型的力的斜面分解和力在水平面上的分解兩種分解產(chǎn)生的問(wèn)題,到底哪種分解方法較為合理,讓學(xué)者做出評(píng)價(jià)。對(duì)此,教材中的“分析”認(rèn)為,“從力的分解所遵循的平行四邊形法則來(lái)看,這兩種分解方法都可以。但考慮到斜面上物體重力的作用效果時(shí),第二種實(shí)驗(yàn)更為合理?!边M(jìn)一步,教材結(jié)合“生活經(jīng)驗(yàn)”進(jìn)行了解釋與定量分解。然而筆者認(rèn)為,這一理解是有問(wèn)題的。在分解某個(gè)力時(shí),常采用按作用效果分解力和正交法分解力,到底應(yīng)按哪一種方式分解呢?不同的老師有不同的看法。有的老師認(rèn)為按作用效果分解沒(méi)有用處,因此一律按正交法分解就行;也有的老師強(qiáng)調(diào)應(yīng)按作用效果分解;筆者認(rèn)為,這兩種做法都不可取,都是片面的,因?yàn)槊糠N分解方法都有各自的特點(diǎn),不能片面地否定對(duì)方的觀點(diǎn),應(yīng)區(qū)別對(duì)待。
2.對(duì)力的作用效果的再認(rèn)識(shí)
力的分解是等效思想的具體應(yīng)用,等效思想是物理學(xué)重要的思想方法之一,學(xué)習(xí)力的合成時(shí)學(xué)生對(duì)此已有所了解,學(xué)習(xí)這類知識(shí)是為牛頓定律乃至整個(gè)高中物理的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。但是傳統(tǒng)教學(xué)著重強(qiáng)調(diào) “力的作用效果”的演示,而忽略了“力作用的現(xiàn)象”,實(shí)際上“力的作用效果”就是對(duì)“力作用現(xiàn)象”這一物理概念的具體描述。
實(shí)驗(yàn)家的物理實(shí)驗(yàn)不能全面地把理論提高到最抽象的領(lǐng)域中去,需要盡可能地從假說(shuō)或者公理出發(fā),多通過(guò)邏輯的演繹,概括盡可能多的經(jīng)驗(yàn)事實(shí)。通過(guò)從直接經(jīng)驗(yàn)到一般原理是直覺(jué)道路這一邏輯,可以看出力作用的現(xiàn)象與其他二者的思維聯(lián)系在本質(zhì)上都是直覺(jué)的,是邏輯性的。而人們著重于力的作用效果,則認(rèn)為其思維聯(lián)系是從直接經(jīng)驗(yàn)到一般原理,是直覺(jué)道路,是非邏輯性的。從而在教學(xué)中容易混淆它們之間的關(guān)系,使學(xué)生也不能具體形象地了解物理知識(shí)反映出來(lái)的物理意義,得到的是片面的,甚至是不正確的物理知識(shí)。
3.對(duì)力的分解依據(jù)的再認(rèn)識(shí)
篇4
獎(jiǎng)學(xué)金和獲獎(jiǎng)情況。不管有多少項(xiàng)獎(jiǎng)學(xué)金,都一項(xiàng)一行的寫。許多學(xué)生每年都獲得獎(jiǎng)學(xué)金,而且一些獎(jiǎng)學(xué)金往往是由一些大公司提供的,獎(jiǎng)學(xué)金的名稱往往是由該公司冠名的,寫上該獎(jiǎng)學(xué)金的名稱,對(duì)你應(yīng)聘該公司會(huì)有意想不到的效果,因?yàn)橐恍┕净騿挝辉谠O(shè)立獎(jiǎng)學(xué)金的時(shí)候,已經(jīng)考慮到獲獎(jiǎng)對(duì)象的專業(yè)特點(diǎn)一般是和公司需要的專業(yè)息息相關(guān)的。即使獎(jiǎng)學(xué)金名稱和應(yīng)聘單位沒(méi)有什么關(guān)系,一般招聘單位很看重學(xué)生的獲獎(jiǎng)學(xué)金情況,獎(jiǎng)學(xué)金就是一種能力的證明。另外,許多同學(xué)在學(xué)校里曾經(jīng)獲得過(guò)級(jí)別較高的獎(jiǎng)勵(lì),包括榮譽(yù)的和物質(zhì)的,這些獎(jiǎng)勵(lì)反映學(xué)生的綜合素質(zhì),所以也應(yīng)一并寫上,一般來(lái)說(shuō),這部分可寫出五六行甚至更多一些。
社會(huì)工作在簡(jiǎn)歷中要體現(xiàn)出來(lái),有一些單位對(duì)應(yīng)聘者的社會(huì)工作比較看重,因此,學(xué)生應(yīng)聘制作簡(jiǎn)歷時(shí),不妨把社會(huì)工作細(xì)節(jié)放在其中,這樣會(huì)填補(bǔ)工作經(jīng)驗(yàn)少的缺陷,例如,你在做黨支部書記、團(tuán)支部書記、學(xué)生會(huì)主席等社會(huì)工作時(shí)組織過(guò)什么活動(dòng)、聯(lián)系過(guò)什么事、參與過(guò)什么都可以一一羅列,如果只做過(guò)—件事,那就應(yīng)該盡量把它掰開(kāi)了寫,如領(lǐng)導(dǎo)過(guò)多少人,完成了什么事,起到了什么作用.這樣一來(lái),起碼就有了三行。如果做的事情比較多,挑選一些有代表性的、招聘單位可能比較感興趣的細(xì)寫,其余的一件一行就可以了。
業(yè)余經(jīng)歷,主要是暑期工作。雇主通常并不指望學(xué)生們?cè)谑钇诠ぷ髌陂g會(huì)有什么驚天動(dòng)地的成就,但是在讀書期間有一些工作經(jīng)歷的話就應(yīng)當(dāng)寫上,當(dāng)然如果你的經(jīng)歷很豐富那就更好了。一般來(lái)說(shuō),大部分學(xué)生有一定的實(shí)習(xí)經(jīng)歷,應(yīng)該寫上,不過(guò)如果實(shí)在沒(méi)有什么業(yè)余的工作,就算是在父母或朋友的單位呆過(guò)幾天也不妨寫上,這樣也算是顯得接觸過(guò)社會(huì),了解了些行業(yè),做過(guò)了些工作。填寫的原則是真實(shí),不要把道聽(tīng)途說(shuō)的東西往簡(jiǎn)歷上寫,否則雇主問(wèn)起來(lái),會(huì)張口結(jié)舌、應(yīng)答不上,或前言不搭后語(yǔ),顯得很尷尬,效果反而很糟糕。
篇5
關(guān)鍵詞: 分部積分法 規(guī)律 典例
分部積分法是由兩個(gè)函數(shù)乘積的微分運(yùn)算法推得的一種求積分的基本方法,主要是解決某些被積函數(shù)是兩類不同函數(shù)乘積的不定積分.
設(shè)函數(shù)u=u(x),v=v(x)具有連續(xù)的導(dǎo)數(shù)u′(x)和v′(x),則由乘積的微分運(yùn)算法則d(uv)=udv+vdu,可得:udv=d(uv)-vdu.
兩邊積分得udv=uv-vdu或uv′dx=uv-vu′dx
上式稱為分部積分公式,它把uv′的積分轉(zhuǎn)化為vu′的積分,當(dāng)右邊積分可以求出或右邊積分比左邊容易求出時(shí),就顯示出分部積分公式的作用了.
一、引言
在引出一般規(guī)律之前,讓我們來(lái)先看一個(gè)例子.
例題1:求xcosxdx.
解:若設(shè)u=x,dv=cosxdx=d(sinx),則v=sinx.利用分部積分公式,得xcosxdx=xd(sinx)=xsinx-sinxdx=xsinx+cosx+C
但若設(shè)u=cosx,dv=xdx,即v=x,則
xcosxdx=cosxd(x)=cosx•x-xd(cosx)
=xcosx+xsinxdx.
不難看出,等式右邊的積分xsinxdx比原來(lái)的積分更加復(fù)雜了.
由此可見(jiàn),如果u、v選擇不當(dāng),用分部積分法所得的積分可能比原來(lái)的積分更難計(jì)算.
一般來(lái)說(shuō),如果被積函數(shù)是兩類基本初等函數(shù)的乘積,在多數(shù)情況下,可按下列順序:反三角函數(shù)、對(duì)數(shù)函數(shù)、冪函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、三角函數(shù),將排在前面的那類函數(shù)選作u,后面的那類函數(shù)選作v′,然后進(jìn)行分部積分即可.
二、分類探討
1.對(duì)于xf(x)dx的積分[f(x)為指數(shù)函數(shù)(三角函數(shù))],選x作為u,將指數(shù)函數(shù)(三角函數(shù))湊微分,變?yōu)閐v.用一次分部積分公式,冪函數(shù)指數(shù)降低一次,反復(fù)用n次分部積分公式,指數(shù)降為零次,稱為降次法.
例2:求xedx.
解:xedx=xe-2exdx=xe-2xde
=xe-2(xe-edx)=xe-2xe+2e+C
2.對(duì)于xf(x)dx的積分[f(x)為反三角函數(shù)(對(duì)數(shù)函數(shù))],選反三角函數(shù)(對(duì)數(shù)函數(shù))作為u,將xdx湊微分.因反三角函數(shù)(對(duì)數(shù)函數(shù))的微分形式較為簡(jiǎn)單,故可將原積分轉(zhuǎn)換為較簡(jiǎn)單形式的積分,亦即轉(zhuǎn)換法.
例3:求xlnxdx
解:xlnxdx=lnxd(-)=-lnx+•dx
=-lnx-+C
(3)對(duì)于f(x)g(x)dx的積分[f(x)為指數(shù)函數(shù),g(x)為三角函數(shù)],u與dv可隨意選取,但用一次分部積分公式無(wú)法求出結(jié)果,需用兩次分部積分公式,且兩次必須選同一函數(shù)類型的函數(shù)湊微分,可得關(guān)于所求積分的一個(gè)循環(huán)等式,然后利用解方程的形式求解出結(jié)果,稱為循環(huán)法.
例4:求ecosxdx.
解:ecosxdx=ed(sinx)=esinx-2esinxdx
=esinx+2ed(cosx)
=esinx+2(ecosx-2ecosxdx)
所以ecosxdx=e(sinx+2cosx)+C.
4.當(dāng)被積函數(shù)是某一簡(jiǎn)單函數(shù)的高次冪函數(shù)時(shí),可通過(guò)分部積分法得到高次冪函數(shù)與低次冪函數(shù)的積分關(guān)系,稱為遞推法.
例5:求L=(lnx)dx,并且計(jì)算L.
解:L=(lnx)dx=x(lnx)-xd[(lnx)]
=x(lnx)-n(lnx)dx
=x(lnx)-nL
通過(guò)計(jì)算出L、L、L便可以遞推計(jì)算出L,這里不再贅述.
5.除了應(yīng)用上述四種方法之外,有時(shí)我們也需要將換元法貫穿在分部積分中來(lái)簡(jiǎn)化計(jì)算,下面來(lái)看一個(gè)例子.
例6:求sindx.
解:被積函數(shù)中含有根式,可以先換元再分部積分。設(shè)=t,則x=t(t>0),dx=2tdt,所以
sindx=sint•2tdt=2t•sintdt
=-2td(cost)=-2(tcost-costdt)
=-2(tcost-sint)+C
=2(sin-cos)+C
三、規(guī)律總結(jié)
綜合以上各例,一般情況下,u與dv可以按照以下規(guī)律選擇:
1.形如xsinkxdx、xcoskxdx、xedx(n為正整數(shù))的不定積分,可令u=xn,余下的則為dv(亦即dv=sinkxdx、dv=coskxdx、dv=edx).如例1、例2;
2.形如xlnxdx、xarctanxdx、xarcsinxdx(其中n為零或正整數(shù))等的不定積分,應(yīng)令dv=xdx,余下的為u(即u=lnx、u=arctanx、u=arcsinx).如例3;
3.形如esinbxdx、ecosbxdx的不定積分,可以任意選擇u和dv.但應(yīng)注意,因?yàn)橐褂脙纱畏植糠e分法,兩次選擇的u與dv應(yīng)保持一致,即如果第一次令u=e,則第二次也須令u=e,只有這樣才能出現(xiàn)循環(huán)公式,然后用解方程的方法求出積分.如例4;
4.當(dāng)積分式中出現(xiàn)由兩種或多種簡(jiǎn)單函數(shù)復(fù)合而成的函數(shù)時(shí),可利用換元法,將內(nèi)層函數(shù)用t代替,然后進(jìn)行分部積分,最后再將t還原成對(duì)應(yīng)函數(shù)即可.如例6.
在利用分部積分法求解積分時(shí),關(guān)鍵是在正確選擇公式中的u和dv,然后才能進(jìn)行分部積分,否則可能將問(wèn)題復(fù)雜化,得不出正確的結(jié)果.在求解積分時(shí),有時(shí)分部積分法只能解決積分式中的一部分,還需靈活運(yùn)用其他的積分方法(如:換元積分法等),才能達(dá)到正確求解積分的目的.此外,“反、對(duì)、冪、指、三”的規(guī)律,適用于一般情況下的分部積分,但對(duì)于特殊情況還需特殊對(duì)待.
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篇6
關(guān)鍵詞:素理想分解,分歧指數(shù),剩余類域次數(shù)和分圓域
引理1[2] (p)在Q中的分解只能為下列三種形式:(1)全分歧的,即p=T23,(2)慣性(素的),即p=T,(3)完全分裂,即p=T1T2…Tg 。
引理2[2] p在Qu123中為完全分歧的(素的)充要條件為:p在Q(ζ23)中的某一擴(kuò)張?jiān)赒u123,ξ23中為完全分歧的(素的)。
引理3[2] 設(shè)Q=Q(t),Qp為由素?cái)?shù)p生成p-adic數(shù)域,t在有理數(shù)域Q上的極小多項(xiàng)式為f(x),若f(x)在Qp上分解成r個(gè)不可約因式的乘積,則Q中的素理想(p)在Q中的分解為(p)=pe11pe22…perr,其中ei為pi關(guān)于(p)的分歧指數(shù),pi為Q中的素理想i=1,2…r
引理4[2] 素?cái)?shù)p在K中不分歧的充要條件是(p,m)=1,并且在這個(gè)時(shí)候pOk=p1p2…pg,其中g(shù)=φ(m)f,而f=f(pi/p)等于p(modm)的階數(shù)。
引理5[2] 如果p|m,令m=pr•m′,(p,m)=1則pOk=(p1p2…pg)e其中e=φ(pr),g=φ(m)f,f=f(pi/p)為p(modm′)的階數(shù)。
定理1 當(dāng)p=23時(shí),設(shè)素理想(23)在Q(ζ23)中的任一擴(kuò)張為p
(a)全分歧的,則23=T23,則t為Qu123中的素理想,其中素理想(23)的剩余類次數(shù)為1和.分歧指數(shù)為23 。
(b)慣性(素的),那么(23)在Qu123中為素的,則23=T,則T為u123中的素理想,其中素理想(23)的分歧指數(shù)為1和剩余類次數(shù)為23。
(c)完全分裂的,則Qu123中分解為(23)=T1T222,其中T1,T2為Qu123中的素理想,并且素理想(23)關(guān)于T1的分歧指數(shù)為1和剩余類次數(shù)為1,素理想(23)關(guān)于T2的分歧指數(shù)為(23)的分歧指數(shù)為22并且剩余類次數(shù)為1。
當(dāng)(p,23)=1時(shí),設(shè)素理想(23)在中Q(ζ23)的任一擴(kuò)張為
(d)若(p)在(ζ23)中的任一擴(kuò)張p在Qu123,ξ23中為全分歧的,則(p)在Qu123全分歧的,即(p)=T23,P為Qu123中的素理想,則素理想(p)的分歧指數(shù)23和剩余類次數(shù)為1. (e)若(p)在(ζ23)中的任一擴(kuò)張p在Qu123,ξ23中為慣性的(素的),則(p)在Qu123中為素的,則(p)=T,其中T為Qu123中的素理想,關(guān)于素理想(p)的分歧指數(shù)為1和剩余類次數(shù)為23。
(f)若(p)在Q(ζ23)中的某一擴(kuò)張p在Qu123,ξ23中是完全分裂的,
若(p)在Q(ζ23)中的某一擴(kuò)張?jiān)赒u123,ξ23中是完全分裂的,則(p)在Qu123中分解為:p=T0T1T2…Ts,f(T0/p)=1,f(Ti/p)=f其中i=1,2,…,s.
其中f=f(Pi/p)為p(mod)23的階數(shù),s=(l=1)/f=23-1/f=22/f,Ti是Qu123中的素理想,i=1,2,…,s.
證明:利用文獻(xiàn)[2]的結(jié)論來(lái)證明全分歧的,素的和完全分裂,該定理可以很容易得出。
定理2 素理想(p)在Qu123中的分解
(1)若p=23時(shí),(p)在Qu123中是全分歧的,即(23)=A22
(2)若(p,23)=1時(shí),素理想p在Qu123上不分歧,素理想p在Qu123上分解形式為:p=A0A1A2…As,其中其中s=(l-1)/f=23-1/f,f是滿足的pf1(mod23)最小正整數(shù),即f=1,2,11,22。
證明:利用引理1和引理2結(jié)合引理3很容易得出該結(jié)論
定理3 素理想(p)在Qu123中的分解
若p|69時(shí)
(1)p=3時(shí),則(3)=p2,其中e=φ(3)=2,g=2f,而f=f(Pi/p)為p(mod23)的階數(shù)
(2)p=23時(shí),則(23)=p22,其中e=φ(23)=22,g=22f,而f=f(Pi/p)為p(mod3)的階數(shù)
若(p,69)=1時(shí),素理想(p)在Qu123上不分歧,則p=P0P1P2…Pg,其中fg=44,f=f(Pi/p)為的p(mod69)階數(shù)。
證明:(1)當(dāng)p=3時(shí),利用引理5,令69=323,而(3,23)=1則(3)=p2,其中e=φ(3)=2,gφ(23)f,即gf=22,f=1,2,11,22。
當(dāng)p=23時(shí),利用引理5,令69=233,而(3,23)=1則(23)=p22,其中e=φ(23)=22,gφ(3)f,即gf=2,f=1,2。
(2)當(dāng)(p,69)=1時(shí),利用引理4容易得出,則p=P0P1P2…Pg其中fg=44,f=1,2,11,22,g=φ(69)f,即f=f(Pi/P)為p(mod69)的階數(shù)。
注記 由于文獻(xiàn)[2]解決了素理想(p)在Q(lu)中的分解問(wèn)題,因此本文進(jìn)一步應(yīng)用在特殊情況中的分解問(wèn)題,由于定理2簡(jiǎn)單因此只給出定理3的證明。(遼寧大學(xué)數(shù)學(xué)院;遼寧;沈陽(yáng);110036)
參考文獻(xiàn):
篇7
【關(guān)鍵詞】節(jié)氣門;算法;積分分離;PID控制
0 引言
節(jié)氣門是往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)進(jìn)氣道中控制進(jìn)氣量大小的關(guān)鍵部件,目前市場(chǎng)上節(jié)氣門按照控制方式主要分為剛性控制節(jié)氣門和柔性控制節(jié)氣門。柔性控制節(jié)氣門按照驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器又可分為:步進(jìn)電機(jī)控制和直流電機(jī)控制,本文主要研究步進(jìn)電機(jī)式節(jié)氣門的控制,并對(duì)此提出一種新的控制算法。
1 步進(jìn)電機(jī)式節(jié)氣門的結(jié)構(gòu)及控制原理
步進(jìn)電機(jī)式節(jié)氣門主要由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給絲桿、閥座、閥芯等組成。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可以正、反轉(zhuǎn),通過(guò)進(jìn)給絲桿把電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成閥芯的直線運(yùn)動(dòng),以調(diào)節(jié)旁通空氣通道的的截面積、改變進(jìn)氣量的大小。踏板位置傳感器用來(lái)采集加速踏板的位置信號(hào),并將該信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)輸入到ECU,同時(shí)ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸位置傳感器、空氣流量傳感器等,進(jìn)行運(yùn)算處理,然后輸出PWM脈沖信號(hào),控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)的角度。與節(jié)氣門軸相連的節(jié)氣門位置傳感器將節(jié)氣門位置信號(hào)反饋給ECU,構(gòu)成閉環(huán)位置控制系統(tǒng)。PWM脈沖信號(hào)占空比與步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)角存在一定的比例關(guān)系。
2 傳統(tǒng)PID控制算法
傳統(tǒng)的節(jié)氣門控制通常采用位置式PID控制算法,其其數(shù)學(xué)公式表述如下:
u(k)=kp〔error(k)+■■error(j)+■(error(k)-error(k-1))〕
=kperror(k)+ki■error(j)T+kp■
式中,ki=kp/T■,kD=kpTD,T為采用周期,k為采樣序號(hào)(k=1,2???),error(k-1)和error(k)分別為第k-1和第k時(shí)刻所得的偏差信號(hào)。
ECU處理過(guò)程中,將節(jié)氣門目標(biāo)位置TPS0與節(jié)氣門位置傳感器反饋會(huì)來(lái)的當(dāng)前位置TPSR作差,所得數(shù)據(jù)ERRTPS即為PID控制算法的輸入量。通過(guò)PID處理之后,ECU輸出一定占空比的PWM脈沖信號(hào),其流程圖如圖1所示。
圖1 位置式PID算法流程圖
采用位置式PID算法控制時(shí),當(dāng)踩踏油門踏板之初,或突然油門踏板變化幅度較大時(shí),由于系統(tǒng)地輸出偏差較大,造成積分算法的積分累積,導(dǎo)致PWM脈沖占空比大于1,導(dǎo)致步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制的節(jié)氣門非常不穩(wěn)定,而產(chǎn)生較大的振動(dòng)。直接影響了進(jìn)氣道內(nèi)氣流的平滑性。因此有必要對(duì)節(jié)氣門控制算法進(jìn)行改進(jìn)。
3 積分分離算法在節(jié)氣門控制中的應(yīng)用
積分分離算法應(yīng)用在節(jié)氣門控制中,效果尤為明顯。該算法的基本思路為,當(dāng)ECU計(jì)算出的數(shù)據(jù)與設(shè)定值偏差較大時(shí),取消積分的作用,從而避免了積分作用導(dǎo)致的系統(tǒng)穩(wěn)定性降低,超調(diào)量增大;當(dāng)計(jì)算出的數(shù)據(jù)與設(shè)定值接近時(shí),引入積分控制,以此來(lái)消除靜差,提高系統(tǒng)地控制精度。
具體方法如下:
(1)根據(jù)實(shí)際情況,認(rèn)為設(shè)定閥值ε>0。
(2)當(dāng)error(k)>ε時(shí),采用PD控制,既可以防止產(chǎn)生太大超調(diào),又可以使系統(tǒng)有較快的響應(yīng)。
(3)error(k)≤ε時(shí),采用PID控制,以此來(lái)保證系統(tǒng)的精確度。
積分分離控制節(jié)氣門算法數(shù)學(xué)表達(dá)為
u(k)=kperror(k)+βki■error(j)T+kd■
式中,T為采樣時(shí)間,β為積分項(xiàng)選擇系數(shù)
β=1 error(k)≤ε0 error(k)>ε
將上式離散化,則:
α=kpek+βki■ej+kd(ek-ek-1)+α0
根據(jù)上式所得流程圖如圖2。
圖2 積分分離算法流程圖
4 結(jié)論
本文對(duì)汽油機(jī)節(jié)氣門控制算法進(jìn)行優(yōu)化,提出積分分離算法,避免了因油門踏板突然大幅度變動(dòng)而引起節(jié)氣門振動(dòng)的問(wèn)題,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行更加穩(wěn)定,最后通過(guò)編制計(jì)算機(jī)程序,將實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)作為程序的輸入量,進(jìn)行在線模擬。結(jié)果表明該算法運(yùn)行穩(wěn)定,效果明顯。
【參考文獻(xiàn)】
篇8
關(guān)鍵詞:羽毛降解菌;16S rDNA;發(fā)育樹(shù)
中圖分類號(hào):Q939.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A文章編號(hào):1001-4942(2014)02-0068-04
羽毛是養(yǎng)殖業(yè)的廢棄物,但同時(shí)又是一種很好的飼料蛋白原料和化工資源。我國(guó)每年的羽毛總量超過(guò)100萬(wàn)噸[1],而且隨著集約化養(yǎng)殖的快速發(fā)展,產(chǎn)量逐年增加。羽毛主要成分是角蛋白質(zhì),其半胱氨酸形成高度交聯(lián)的二硫鍵,難以被普通蛋白水解酶分解,如果不經(jīng)過(guò)處理動(dòng)物很難消化和利用[2]。常規(guī)處理羽毛的方式為酸堿水解或高溫高壓蒸煮,耗能高而且易引起嚴(yán)重環(huán)境污染。自然界中的某些微生物能分泌角蛋白酶將角蛋白質(zhì)緩慢分解,因此篩選具有高效分解羽毛能力的微生物一直是該領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)工作。自然環(huán)境中降解角蛋白的微生物普遍存在,包括真菌、細(xì)菌和放線菌等[2~5]。近年來(lái),隨著人們對(duì)羽毛類廢棄物資源循環(huán)利用價(jià)值認(rèn)識(shí)的深入,越來(lái)越多的羽毛分解菌被分離純化培養(yǎng),從而為羽毛分解機(jī)制研究及其開(kāi)發(fā)利用提供越來(lái)越豐富的微生物資源。但未見(jiàn)典型環(huán)境條件下降解羽毛微生物多樣性及優(yōu)勢(shì)種群的報(bào)道。
本研究從家禽屠宰廠污泥池典型環(huán)境取樣,篩選分離具有羽毛降解能力的微生物菌株,通過(guò)16S rDNA的BLAST比對(duì)及系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)進(jìn)行微生物多樣性分析,為研究羽毛降解機(jī)理和微生物資源開(kāi)發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)。
1材料與方法
1.1樣品及菌株分離
樣品采集于山東六和平度屠宰廠污泥沉淀池。取5 g污泥樣品,加到裝有95 ml滅菌水和玻璃珠的三角瓶中,180 r/min振蕩30 min,做成懸液;將上清液梯度稀釋,100 μl涂布牛奶平板,30℃ 倒置培養(yǎng)36 h;挑取水解圈比較大的菌落點(diǎn)接牛奶固體平板;挑取牛奶平板上水解圈較大的菌落接種到含有羽毛粉液體培養(yǎng)基的三角瓶中,180 r/min、30℃搖床培養(yǎng),篩選能降解羽毛粉的菌株。將具有分解羽毛粉能力的菌株接種到含有完整羽毛的三角瓶中(培養(yǎng)條件同上)進(jìn)一步篩選,觀察羽毛降解情況。牛奶瓊脂培養(yǎng)基和羽毛粉液體培養(yǎng)基的配制參見(jiàn)黃亦鈞等(2009)[6]的方法。
1.2菌株、質(zhì)粒和材料
細(xì)菌和質(zhì)粒見(jiàn)表1。E. coli菌株于LB培養(yǎng)基37℃培養(yǎng)。安芐青霉素終濃度為100 μg/ml。T-載體、Taq酶和T4 DNA連接酶均購(gòu)自大連TaKaRa公司;DNA Marker、Pfu酶和DNA回收試劑盒均購(gòu)自北京全式金公司。
3結(jié)論與討論
本研究從家禽屠宰廠污泥沉淀池這一典型環(huán)境中分離到174株產(chǎn)蛋白酶的菌株,利用羽毛培養(yǎng)進(jìn)一步篩選,得到42株具有羽毛分解能力的菌株,說(shuō)明了特定環(huán)境下功能微生物的聚落(cluster)特點(diǎn)。對(duì)其中分解羽毛能力強(qiáng)的13株菌進(jìn)行16S rDNA序列分析,BLAST比對(duì)結(jié)果表明,8株(61.5%)屬于寡養(yǎng)單胞菌屬(Stenotrophomonas),4株屬于氣單胞菌屬(Aeromonas),1株屬于芽孢桿菌屬(Bacillus),說(shuō)明該環(huán)境中分解羽毛的微生物存在一定程度的多樣性及優(yōu)勢(shì)種群。
系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)分析發(fā)現(xiàn),SDK02、SDK03、SDK04、SDK05、SDK06、SDK07、SDK08、SDK09與嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌親緣關(guān)系最近。嗜麥芽寡養(yǎng)單胞菌屬于革蘭氏陰性原核微生物,是一類條件致病菌[10],已有關(guān)于該菌具有分解羽毛能力及角蛋白酶基因克隆的報(bào)道[11,12];而且S. maltophilia 能分解有毒化合物和高分子的多環(huán)芳香烴[13,14],也是潛在的生物殺蟲劑和環(huán)境修復(fù)微生物資源。菌株SDK12與枯草芽孢桿菌親緣關(guān)系最近,可歸為枯草芽孢桿菌。枯草芽孢桿菌屬于應(yīng)用廣泛的益生菌,其降解羽毛的機(jī)理和發(fā)酵代謝均有報(bào)道[1,15,16]。菌株SDK01、SDK10、SDK11、SDK13為殺鮭氣單胞菌,目前尚未見(jiàn)該類菌具有降解羽毛功能的研究報(bào)道,是一類新的有待研究與開(kāi)發(fā)的微生物資源。
致謝:黃亦鈞博士、許麗紅碩士為本研究做了部分實(shí)驗(yàn)工作,在此表示感謝。
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篇9
關(guān)鍵詞 苯酚降解菌 馴化 分子鑒定
中圖分類號(hào):X172 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
當(dāng)今社會(huì)工業(yè)化程度的提高使許多工廠大量排放含酚廢水及污染物。酚類化合物屬芳香族化合物,對(duì)人體有毒害作用,比如對(duì)皮膚、粘膜有強(qiáng)烈的腐蝕作用,可引起肝或腎損害,還可引起不同程度的頭痛、咳嗽、惡心、嘔吐等等。
治理含酚廢水最有效的方法是控制污染源,首先是加強(qiáng)企業(yè)的管理,使其自覺(jué)的對(duì)含酚廢水采取有效處理、回收以及綜合利用;其次是合理選擇工藝流程、開(kāi)發(fā)無(wú)公害工藝、無(wú)公害催化劑、使用無(wú)公害試劑的反應(yīng)實(shí)現(xiàn)清潔工藝技術(shù);第三是尋找高效率、合適的降低廢水中的含酚濃度的方法。
生物法治理含酚廢水較其它方法比有能耗少、處理效率高、二次污染少等優(yōu)點(diǎn)。近些年來(lái)對(duì)于直接用于高濃度含酚廢水的降酚菌研究有限,本研究旨在馴化、分離、篩選出能夠適用于工業(yè)上降解高濃度含酚廢水的菌種。
1 材料與方法
1.1 培養(yǎng)基
(1)唯一碳源培養(yǎng)基:苯酚終濃度分別為0.5g?L-1至2.0g?L-1。(2)富集培養(yǎng)基 蛋白胨10. 0g?L-1,牛肉浸膏5. 0 g?L-1,NaCl 5. 0 g?L-1,pH7. 0。(3)富集(分離)固體培養(yǎng)基:苯酚濃度若干、瓊脂濃度為15.0 g?L-1。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
(1)降酚菌的分離與純化。取一定量污染土樣的蒸餾水稀釋液涂布于含有苯酚的分離固體培養(yǎng)基梯度平板上。30℃培養(yǎng)36~48h。選取生長(zhǎng)在苯酚濃度較高區(qū)域并且形態(tài)較好的細(xì)菌單菌落,于分離固體斜面培養(yǎng)基上擴(kuò)大培養(yǎng)。
(2)降酚菌株的馴化、篩選。將上文所得菌株接入含0.5 g?L-1苯酚的唯一碳源培養(yǎng)基中,30 ℃,pH7.0,150 r/ min 振蕩培養(yǎng)18~24 h。重復(fù)上述培養(yǎng)過(guò)程,直至苯酚濃度達(dá)到2.0 g?L-1,選取單位時(shí)間內(nèi)降酚率較大的菌株。
(3)降酚菌生長(zhǎng)量的測(cè)定及苯酚濃度的測(cè)定。以O(shè)D 600nm代表該菌體的生長(zhǎng)狀況,采用4-氨基安替吡林法測(cè)定苯酚濃度。
(4)苯酚降解率的計(jì)算。降解率(%) = (1-反應(yīng)后苯酚濃度/ 苯酚起始濃度) 00 %
(5)不同苯酚濃度下降酚菌株的降酚能力考查。將處在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的菌液按5%的接種量接入含苯酚濃度分別為0.5g?L-1、1.0g?L-1、1.5g?L-1、2.0g?L-1的唯一碳源培養(yǎng)基中,30℃,pH7.0,150r?min-1培養(yǎng),計(jì)算48h內(nèi)苯酚降解率。
(6)苯酚降解菌的鑒定。①傳統(tǒng)方法鑒定:通過(guò)降酚菌株的個(gè)體和菌落特征、生長(zhǎng)狀況、革蘭氏染色以及生理生化反應(yīng)初步鑒定該菌株。②分子鑒定:設(shè)計(jì)細(xì)菌的16SrDNA序列通用引物,擴(kuò)增其16SrDNA序列,引物序列F1:5′CCCAAGCTTGGGAGAGTTTGATCCTGGCTCAG3′,F(xiàn)2:5′CGGAATTCCGTACGGTTACCTTGTTACGACTT3′,擴(kuò)增條件94℃、3min;(94℃、30sec;52℃、30sec;72℃、1 min)30個(gè)循環(huán);72℃、5min;4℃保存,測(cè)序。
2 結(jié)果
2.1 菌株的分離篩選
經(jīng)過(guò)分離篩選,共挑取100株耐酚菌株,選取其中降酚率較高且遺傳穩(wěn)定的一株菌(DY-009)作后續(xù)研究。
2.2 不同苯酚濃度下降酚菌株的降酚能力
48h內(nèi)對(duì)苯酚濃度為0.5g?L-1、1.0g?L-1、1.5g?L-1、2.0g?L-1降解率分別為96.52%、95.08%、92.16%、85.93%。
2.3 菌株的鑒定
菌株DY-009顯微形態(tài)為桿狀,菌落圓形,表面及邊緣光滑整齊,顏色為淡黃色,革蘭氏染色呈陰性。
菌株DY-009的16SrDNA序列長(zhǎng)度為1457bp,利用blast軟件將DY-009的16SrDNA序列與Genebank中已報(bào)道的16SrDNA序列進(jìn)行同源性比較,結(jié)果表明菌株DY-009的16SrDNA序列與在Genebank登記的多株不動(dòng)桿菌屬的菌株具有高度的同源性(≥96%)。經(jīng)過(guò)序列比對(duì),目的分離株位于Acinetobacter這一分支中,與其臨近的一株登記號(hào)為NR_025412.1的Acinetobacter schindleri strain LUH5832菌株16SrDNA序列的同源性達(dá)到98%。
篇10
近年來(lái),人們對(duì)秸稈處理方式最直接的印象就是在田間大量焚燒,這種現(xiàn)象在我國(guó)東北部地區(qū)尤為突出,不僅污染大氣環(huán)境、損害人身健康,而且妨礙社會(huì)秩序、影響公共安全,越來(lái)越引起公眾的關(guān)注與重視。在應(yīng)對(duì)秸稈焚燒問(wèn)題上,政府責(zé)無(wú)旁貸,既應(yīng)充分發(fā)揮禁止焚燒的“管理者”作用,也要充分發(fā)揮引導(dǎo)利用的“服務(wù)者”角色,從而真正在多措并舉中服務(wù)群眾,在履職盡責(zé)中轉(zhuǎn)變職能。
一、秸稈露天焚燒的危害
其一,污染空氣環(huán)境,損害身體健康。農(nóng)作物秸稈中含有氮、磷、鉀等元素,特別是剛收割的秸稈尚未干透,經(jīng)不完全燃燒會(huì)產(chǎn)生大量二氧化硫、氮氧化物、碳?xì)浠衔锛盁焿m,不僅對(duì)大氣環(huán)境造成損害,可吸入顆粒也直接通過(guò)呼吸危害人身健康。
其二,破壞土壤結(jié)構(gòu),破壞土壤質(zhì)量。農(nóng)戶普遍存在這一誤區(qū),即田間焚燒秸稈省時(shí)省事,同時(shí)也能起到追肥作用。事實(shí)上,在田間焚燒農(nóng)作物秸稈僅能利用所含鉀的40%,其余氮、磷、有機(jī)質(zhì)和熱能則全部損失。且秸稈焚燒時(shí)地面溫度急劇升高,土壤中的有益微生物會(huì)大量損耗,造成土壤板結(jié),嚴(yán)重破壞了土壤的生態(tài)平衡,不利于農(nóng)作物的再生長(zhǎng)。
其三,影響公共安全,帶來(lái)生命財(cái)產(chǎn)隱患。由于秸稈焚燒為農(nóng)戶自發(fā)行為,因此燃燒后極易引燃周圍易燃物,且缺乏撲救措施和力量,給周邊村莊、電壓設(shè)備、人身安全等帶來(lái)重大隱患。燃燒秸稈形成大量的煙霧,使能見(jiàn)度大大降低,嚴(yán)重干擾了道路交通和航空航運(yùn)的暢通安全。
二、秸稈焚燒現(xiàn)象產(chǎn)生的原因
由于秸稈綜合利用率較低,應(yīng)用范圍不夠廣,特別是近年來(lái)農(nóng)村出現(xiàn)重化肥輕有機(jī)肥、重用地輕養(yǎng)地、重產(chǎn)出輕投入的傾向,加之缺少必要的政策引導(dǎo),因此近年來(lái)秸稈焚燒有愈演愈烈趨勢(shì)。
從經(jīng)濟(jì)角度分析,大氣資源的共享性誘發(fā)農(nóng)民對(duì)自然環(huán)境的過(guò)度支配;隨著生產(chǎn)生活方式的轉(zhuǎn)變,秸稈逐漸退出飼料、燃料等傳統(tǒng)功用范疇,較高的秸稈處置成本和較低的秸稈應(yīng)用回報(bào),使作為理性經(jīng)紀(jì)人的農(nóng)民從機(jī)會(huì)成本角度出發(fā)選擇以焚燒方式處理秸稈;秸稈環(huán)保利用技術(shù)成本過(guò)高、推廣不夠、市場(chǎng)較窄,且缺乏必要的政策支持,也無(wú)法充分調(diào)動(dòng)相關(guān)企業(yè)的規(guī)?;厥绽玫姆e極性。
從社會(huì)角度分析,我國(guó)農(nóng)村土地集約化程度低,大都是一家一戶零散經(jīng)營(yíng),分散式焚燒自由度高,缺少統(tǒng)一統(tǒng)籌的規(guī)范管理平臺(tái);由于城市化進(jìn)程和勞動(dòng)力自由遷移,大批青壯年進(jìn)城務(wù)工,農(nóng)忙時(shí)留守的婦女、老人較難將秸稈打捆搬運(yùn)離田,就地焚燒在所難免。
從管理角度分析,當(dāng)前管理主體單薄,機(jī)制上表現(xiàn)為權(quán)力單向運(yùn)動(dòng)、缺失互動(dòng),尚未形成社會(huì)廣泛參與的互動(dòng)管理;管理方式單一,理念上體現(xiàn)為管制性,著力點(diǎn)更多體現(xiàn)在“堵”和“禁”上,而秸稈如何處置、如何利用“疏”的力度仍然薄弱,因此容易導(dǎo)致政策失靈。
三、秸稈焚燒中政府職能發(fā)揮的現(xiàn)狀
在處置秸稈焚燒問(wèn)題上,政府職能部門積極應(yīng)對(duì),努力作為,取得一定成效。我國(guó)《大氣污染防治法》明文規(guī)定,焚燒麥秸是違法行為,國(guó)家環(huán)??偩帧⑥r(nóng)業(yè)部等多個(gè)部委多次聯(lián)合下發(fā)《秸稈禁燒和綜合利用管理辦法》等通知,從法律法規(guī)層面進(jìn)行有效保障。利用衛(wèi)星遙感等現(xiàn)代科技手段,對(duì)全國(guó)秸稈焚燒情況實(shí)施在線監(jiān)控,將收集到的有關(guān)焚燒火點(diǎn)數(shù)、焚燒時(shí)問(wèn)、焚燒經(jīng)緯度、火區(qū)影響范圍等信息及時(shí)通報(bào),從技術(shù)層面進(jìn)行有力監(jiān)督。先后出臺(tái)鼓勵(lì)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展和秸稈綜合利用的稅收優(yōu)惠、補(bǔ)貼激勵(lì)政策,包括對(duì)秸稈能源化利用企業(yè)消耗秸稈提供專項(xiàng)財(cái)政補(bǔ)貼,對(duì)使用秸稈生產(chǎn)電力、熱力給予所得稅減免優(yōu)惠等,從政策層面進(jìn)行引導(dǎo)。各級(jí)政府和相關(guān)部門也結(jié)合本地實(shí)際出臺(tái)嚴(yán)禁焚燒秸稈的具體工作意見(jiàn)和辦法,開(kāi)展包掛、巡邏、宣傳等多項(xiàng)工作措施,并實(shí)行嚴(yán)格的問(wèn)責(zé)制處罰監(jiān)管不力的各級(jí)責(zé)任人。
肯定成績(jī)的同時(shí),也不能忽視政府職能發(fā)揮存在的短板和不足。
第一,預(yù)案不足。無(wú)論是立法禁止還是事后處置,都著眼于秋收秋忙這一特定時(shí)間段,都聚焦于“禁燒”這一目的,未能從源頭考慮進(jìn)行提前干預(yù)、事前預(yù)防,未能作為一項(xiàng)長(zhǎng)效工作進(jìn)行推進(jìn),也未能讓農(nóng)民形成“不愿燒”這一共識(shí)。
第二,投入不足。秸稈來(lái)源遍布全國(guó)農(nóng)區(qū),卻缺乏普惠性的扶持政策;在秸稈環(huán)保利用方面,沒(méi)能投入更多資金進(jìn)行科技攻關(guān),找出低成本、高效率和少二次污染的秸稈利用方法與途徑;在財(cái)政補(bǔ)貼方面,補(bǔ)貼數(shù)額和農(nóng)民處理秸稈成本存在差距,導(dǎo)致農(nóng)民積極性不高。
第三,服務(wù)不足。在支持農(nóng)民機(jī)械化收割方面,沒(méi)能充分解決收割機(jī)因功率不夠機(jī)械收割留茬較高、秸稈運(yùn)輸不便等問(wèn)題,秸稈收儲(chǔ)運(yùn)、終端產(chǎn)品應(yīng)用等依然是薄弱環(huán)節(jié),不利于形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈;缺少與相關(guān)企業(yè)的溝通合作,經(jīng)濟(jì)手段和行政手段未能協(xié)調(diào)配合,沒(méi)能真正在農(nóng)民、企業(yè)之間搭建秸稈回收利用的商業(yè)合作新平臺(tái)。
第四,宣傳不足。偏重警示性宣傳,缺少環(huán)保宣傳、科技宣傳和補(bǔ)貼政策宣傳,未能充分將秸稈禁燒上升為農(nóng)民普遍認(rèn)可的自律意識(shí)和公德理念。
四、秸稈焚燒中強(qiáng)化政府職能的建議
秸稈禁燒和回收利用需要農(nóng)戶、企業(yè)的支持參與。但無(wú)論是秸稈飼料、秸稈還田、工業(yè)原料,如僅憑一家一戶這種分散種植模式和企業(yè)自發(fā)自覺(jué)行為,都很難形成秸稈回收、開(kāi)發(fā)、利用的規(guī)?;a(chǎn)業(yè)。因此,政府的積極介入和積極作為必不可少。在秸稈處置工作中,政府要克服職能錯(cuò)位、越位、缺位的問(wèn)題,由直接管理走向間接管理,由微觀控制走向宏觀調(diào)控。應(yīng)進(jìn)一步強(qiáng)化工作職能,充分運(yùn)用經(jīng)濟(jì)職能和社會(huì)管理手段,組織相關(guān)部門齊抓共管、疏堵結(jié)合,真正由“管制型”向“管理服務(wù)型”轉(zhuǎn)變,不斷探索秸稈綜合利用的更加有效方式。
1、強(qiáng)化激勵(lì)措施,出臺(tái)和完善有關(guān)秸稈利用的優(yōu)惠政策
激勵(lì)機(jī)制重在以利益引導(dǎo)為價(jià)值導(dǎo)向,在尊重農(nóng)民、企業(yè)的前提下,政府應(yīng)提供相應(yīng)財(cái)政資金,通過(guò)與利益相關(guān)方簽訂契約合同的方式實(shí)現(xiàn)協(xié)同治理。一方面,應(yīng)加快制定和完善相關(guān)配套政策,突出產(chǎn)業(yè)化帶動(dòng),對(duì)相關(guān)生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)、秸稈收購(gòu)企業(yè),加以培育、扶持,實(shí)施稅收等優(yōu)惠,并協(xié)助市場(chǎng)推廣和拓展。另一方面,加大秸稈禁燒補(bǔ)貼、秸稈青貯補(bǔ)貼、秸稈沼氣菌種費(fèi)補(bǔ)貼、秸稈反應(yīng)堆技術(shù)補(bǔ)貼等方面的實(shí)施力度,將秸稈還田、打捆、青貯等機(jī)具納入農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼范圍,并加大對(duì)秸稈機(jī)械化還田作業(yè)的補(bǔ)貼力度,真正調(diào)動(dòng)農(nóng)民主體正確處置秸稈、綜合利用秸稈的積極性。
2、強(qiáng)化合作機(jī)制,構(gòu)建處置利用秸稈的有效平臺(tái)
政府應(yīng)與相關(guān)企業(yè)充分合作,努力加強(qiáng)秸稈綜合利用實(shí)用性技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。要針對(duì)不同農(nóng)作物秸稈特質(zhì),通過(guò)組織科研院所和高校進(jìn)行科技攻關(guān),找出低成本、高效率和少二次污染的秸稈利用方法與途徑,變廢為寶。要通過(guò)土地流轉(zhuǎn)等形式加強(qiáng)農(nóng)民主體之間的合作,以土地集約化經(jīng)營(yíng),著力解決農(nóng)民土地集約化程度低等問(wèn)題,為秸稈規(guī)?;厥绽锰峁┛刹僮骺臻g。
3、強(qiáng)化管理監(jiān)督,建立秸稈禁燒的工作網(wǎng)絡(luò)
各級(jí)政府和村民自治組織都要建立相應(yīng)的秸稈禁燒工作組織,農(nóng)林、農(nóng)機(jī)、環(huán)保、交通、公安消防等各相關(guān)職能部門都要參與其中,形成秸稈禁燒和加強(qiáng)綜合利用工作的強(qiáng)大合力。要加大考核獎(jiǎng)懲力度,明確職責(zé)、突出問(wèn)責(zé),一層一層傳遞壓力、一級(jí)一級(jí)落實(shí)責(zé)任,特別是充分發(fā)揮鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村等基層組織作用,建立快速反應(yīng)、群防群治的工作機(jī)制。要構(gòu)建預(yù)警機(jī)制,把秸稈禁燒工作提前納入工作計(jì)劃進(jìn)行統(tǒng)籌考慮,加強(qiáng)農(nóng)忙收割期間的田間巡邏工作,真正做到發(fā)現(xiàn)在早、預(yù)防在先、處置在小。要進(jìn)一步明確責(zé)任主體,把推進(jìn)節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、推進(jìn)農(nóng)村生態(tài)文明建設(shè)的內(nèi)容,細(xì)化納入到政府目標(biāo)管理責(zé)任制中。