组成生物体的化学元素主要以化合物的形式存在。化合物分为无机化合物和有机化合物两大类，无机化合物包括水和无机盐，有机化合物包括糖类、脂质、核酸和蛋白质。

各种化合物在生物体内的含量不同，水的含量最多，其次是蛋白质。每种化合物都有其重要的生理功能，但是任何一种化合物都不能够单独地完成某一种生命活动，只有按照一定的方式有机地组织起来，才能表现出细胞和生物体的生命现象。　

4.各种元素在生物体内的存在形式及功能不同。有的以离子状态调节机体的生理功能(如K⁺在植物体内促进糖类物质向根茎部分运输)，还有的兼有多种功能，如Mg是叶绿素的组成成分，Mg²+是调节体液平衡的因素之一，还是许多酶的激活因子。多数的元素以化合物的形式构成生物体：由C、H、O构成的糖类、脂类，由C、H、O、N、S构成的蛋白质以及由C、H、O、N、P构成的核酸等是构成细胞和生物体的重要组成物质，也是生物体生命活动的物质基础。

知识拓展　 微量元素与人体健康

人体内的微量元素虽然含量很少，但对人体健康却起着重要作用。它们作为酶、激素、维生素和核酸的成分，参与生命的代谢过程。从某种意义上说，微量元素比维生素对机体更重要。目前已发现的微量元素有20余种，已知铁、碘、铜、锰、锌、钴、铬、硒、铝、氟、硅、锡、钒等微量元素与机体的生命活动关系密切。

(1)在酶系统中起特异的活化中心作用。

(2)在激素和维生素中起特异的生理作用。

(3)输送元素的作用。

(4)调节体液渗透压和酸碱平衡。

(5)影响核酸代谢。

(6)防癌、抗癌作用。

3.在组成细胞的元素中，C、O、H、N这四种元素的含量最多。在干重中碳元素的含量达到48.4%。这表明C是构成细胞的基本元素。

难点剖析C元素是构成生物体的主要成分之一。C原子含有6个质子、6个中子和6个电子。C原子的4个价电子可与许多原子结合，但主要是与H、O、N和S结合，也可以与其他C原子形成共价键。C和C之间以共价键形成的长链可以是直链，也可以是支链。相邻的C原子之间还可以结合成双键或三键。种类繁多的生物大分子都是以C链为基本骨架的。生物大分子，如多糖、蛋白质和核酸都是由许多基本组成单位(又叫单体)连接而成的多聚体。

2.微量元素通常指生物生活所必需，但是需要量却很少的一些元素，例如Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni等。这些元素虽然含量少，但如果缺失，会对生物体造成各种各样的伤害。例如硒能保护心脏，防止心肌纤维化，改善心房收缩和舒张性能，调整心率。如果缺硒，心肌受损造成心肌增大，急性或慢性心功能不全和各种类型的心率失常，急重症可导致死亡。

1.大量元素是指含量占生物体元素总量万分之一以上的元素。 地球上天然存在的元素有90多种，在细胞中可找到至少62种元素，其中重要的有24种，常见的有29种。在生物体的元素构成中，C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等元素属于大量元素。

2．竖直上抛运动

物体以某一初速度竖直向上抛出，只在重力作用下的运动。

(1)特点：初速度为v₀，加速度为 -g的匀变速直线运动。

(2)规律：v_t= v₀-gt 　　h = v₀t-gt­²v_t²- v₀²=－2gh

上升时间，下降到抛出点的时间，上升最大高度

(3)处理方法:

一是将竖直上抛运动全过程分为上升和下降两个阶段来处理，要注意两个阶段运动的对称性。

二是将竖直上抛运动全过程视为初速度为v₀，加速度为 -g的匀减速直线运动

综合应用例析

[例11]一跳水运动员从离水面10m高的平台上向上跃起，举双臂直体离开台面，此时其重心位于从手到脚全长的中点，跃起后重心升高0.45m达到最高点，落水时身体竖直，手先入水(在此过程中运动员水平方向的运动忽略不计)从离开跳台到手触水面，他可用于完成空中动作的时间是______s。(计算时，可以把运动员看作全部质量集中在重心的一个质点，g取10m/s²，结果保留二位数)

解析： 运动员的跳水过程是一个很复杂的过程，主要是竖直方向的上下运动，但也有水平方向的运动，更有运动员做的各种动作。构建运动模型，应抓主要因素。现在要讨论的是运动员在空中的运动时间，这个时间从根本上讲与运动员所作的各种动作以及水平运动无关，应由竖直运动决定，因此忽略运动员的动作，把运动员当成一个质点，同时忽略他的水平运动。当然，这两点题目都作了说明，所以一定程度上“建模”的要求已经有所降低，但我们应该理解这样处理的原因。这样，我们把问题提炼成了质点作竖直上抛运动的物理模型。

在定性地把握住物理模型之后，应把这个模型细化，使之更清晰。可画出如图所示的示意图。由图可知，运动员作竖直上抛运动，上升高度h，即题中的0.45m；从最高点下降到手触到水面，下降的高度为H，由图中H、h、10m三者的关系可知H=10.45m。

由于初速未知，所以应分段处理该运动。运动员跃起上升的时间为：s

从最高点下落至手触水面，所需的时间为：s

所以运动员在空中用于完成动作的时间约为：=1.7s

点评：构建物理模型时，要重视理想化方法的应用，要养成化示意图的习惯。

[例12]如图所示是我国某优秀跳水运动员在跳台上腾空而起的英姿.跳台距水面高度为10 m，此时她恰好到达最高位置，估计此时她的重心离跳台台面的高度为1 m，当她下降到手触及水面时要伸直双臂做一个翻掌压水花的动作，这时她的重心离水面也是1 m.(取g=10 m/s²)求：

(1)从最高点到手触及水面的过程中其重心可以看作是自由落体运动，她在空中完成一系列动作可利用的时间为多长?

(2)忽略运动员进入水面过程中受力的变化，入水之后，她的重心能下沉到离水面约2.5 m处，试估算水对她的平均阻力约是她自身重力的几倍?

解析：(1)这段时间人重心下降高度为10 m

空中动作时间t=

代入数据得t= s=1.4 s　

(2)运动员重心入水前下降高度 h+Δh=11 m

据动能定理mg(h+Δh+h_水)=fh_水

整理并代入数据得=5.4

1．自由落体运动

物体由静止开始，只在重力作用下的运动。

(1)特点：加速度为g，初速度为零的匀加速直线运动。

(2)规律：v_t=gt 　　h =gt­²v_t² =2gh

6、解题方法指导：

解题步骤：

(1)根据题意，确定研究对象。

(2)明确物体作什么运动，并且画出运动示意图。

(3)分析研究对象的运动过程及特点，合理选择公式，注意多个运动过程的联系。

(4)确定正方向，列方程求解。

(5)对结果进行讨论、验算。

解题方法：

(1)公式解析法：假设未知数，建立方程组。本章公式多，且相互联系，一题常有多种解法。要熟记每个公式的特点及相关物理量。

(2)图象法：如用v-t图可以求出某段时间的位移大小、可以比较v_t/2与v_S/2，以及追及问题。用s-t图可求出任意时间内的平均速度。

(3)比例法：用已知的讨论，用比例的性质求解。

(4)极值法：用二次函数配方求极值，追赶问题用得多。

(5)逆向思维法：如匀减速直线运动可视为反方向的匀加速直线运动来求解。

综合应用例析

[例1]在光滑的水平面上静止一物体，现以水平恒力甲推此物体，作用一段时间后换成相反方向的水平恒力乙推物体，当恒力乙作用时间与恒力甲的作用时间相同时，物体恰好回到原处，此时物体的速度为v₂，若撤去恒力甲的瞬间物体的速度为v₁，则v₂∶v₁=?

解析：解决此题的关键是：弄清过程中两力的位移关系，因此画出过程草图(如图5)，标明位移，对解题有很大帮助。

通过上图，很容易得到以下信息：

，而，得v₂∶v₁=2∶1

思考：在例1中，F₁、F₂大小之比为多少？(答案：1∶3)

点评：特别要注意速度的方向性。平均速度公式和加速度定义式中的速度都是矢量，要考虑方向。本题中以返回速度v₁方向为正，因此，末速度v₂为负。

[例2] 两木块自左向右运动，现用高速摄影机在同一底片上多次曝光，记录下木块每次曝光时的位置，如图所示，连续两次曝光的时间间隔是相等的，由图可知

A．在时刻t₂以及时刻t₅两木块速度相同

B．在时刻t₁两木块速度相同

C．在时刻t₃和时刻t₄之间某瞬间两木块速度相同

D．在时刻t₄和时刻t₅之间某瞬时两木块速度相同

解析：首先由图看出：上边那个物体相邻相等时间内的位移之差为恒量，可以判定其做匀变速直线运动；下边那个物体明显地是做匀速运动。由于t₂及t₅时刻两物体位置相同，说明这段时间内它们的位移相等，因此其中间时刻的即时速度相等，这个中间时刻显然在t₃、t₄之间，因此本题选C。

[例3] 在与x轴平行的匀强电场中，一带电量q=1.0×10^-8C、质量m=2.5×10^-3kg的物体在光滑水平面上沿着x轴作直线运动，其位移与时间的关系是x＝0.16t－0.02t²，式中x以m为单位，t以s为单位。从开始运动到5s末物体所经过的路程为　　　　 m，克服电场力所做的功为　　　　 J。

解析：须注意：本题第一问要求的是路程；第二问求功，要用到的是位移。

将x＝0.16t－0.02t²和对照，可知该物体的初速度v₀=0.16m/s，加速度大小a=0.04m/s²，方向跟速度方向相反。由v₀=at可知在4s末物体速度减小到零，然后反向做匀加速运动，末速度大小v₅=0.04m/s。前4s内位移大小，第5s内位移大小，因此从开始运动到5s末物体所经过的路程为0.34m，而位移大小为0．30m，克服电场力做的功W=mas₅=3×10^-5J。

[例4]一辆汽车沿平直公路从甲站开往乙站，起动加速度为2m/s²，加速行驶5秒，后匀速行驶2分钟，然后刹车，滑行50m，正好到达乙站，求汽车从甲站到乙站的平均速度？

解析：起动阶段行驶位移为：

s₁=　　 ……(1)

匀速行驶的速度为： v= at₁ ……(2)

匀速行驶的位移为： s₂ =vt₂　　 ……(3)

刹车段的时间为：　 s₃ =　　 ……(4)

汽车从甲站到乙站的平均速度为：

=

[例5]汽车以加速度为2m/s²的加速度由静止开始作匀加速直线运动，求汽车第5秒内的平均速度？

解析：此题有三解法：

(1)用平均速度的定义求：

第5秒内的位移为：　　　 s = a t₅² －at₄² =9　 (m)

第5秒内的平均速度为：　 v===9 m/s

(2)用推论v=(v₀+v_t)/2求：v==m/s=9m/s

(3)用推论v=v_t/2求。第5秒内的平均速度等于4.5s时的瞬时速度：

v=v_4.5= a´4.5=9m/s

[例6]一物体由斜面顶端由静止开始匀加速下滑，最初的3秒内的位移为s₁，最后3秒内的位移为s₂，若s₂-s₁=6米，s₁∶s₂=3∶7，求斜面的长度为多少？　

解析：设斜面长为s，加速度为a，沿斜面下滑的总时间为t 。则：

斜面长：　 s = at^{2　 　…… 　( 1)}

前3秒内的位移：s₁ = at₁^{2　 ……(2)}

s₁∶s₂ = 3∶7 …… (5)

解(1)-(5)得：a=1m/s²　　 　t= 5s　　　 s=12 . 5m

[例7]物块以v₀=4米/秒的速度滑上光滑的斜面，途经A、B两点，已知在A点时的速度是B点时的速度的2倍，由B点再经0.5秒物块滑到斜面顶点C速度变为零，A、B相距0.75米，求斜面的长度及物体由D运动到B的时间？

解析：物块作匀减速直线运动。设A点速度为V_A、B点速度V_B，加速度为a，斜面长为S。

　A到B：　 v_B² - v_A² =2as_AB ……(1)

　　　　 　v_A = 2v_B　……(2)

B到C：　　 0=v_B + at₀ 　……..(3)

解(1)(2)(3)得：v_B=1m/s　

a= -2m/s²

D到C 0 - v₀²=2as ……(4)

　　　　　 s= 4m

从D运动到B的时间：

D到B：　 v_B =v₀+ at₁　　 t₁=1.5秒

D到C再回到B：t₂ = t₁+2t₀=1.5+2´0.5=2.5(s)

[例8]一质点沿AD直线作匀加速直线运动，如图，测得它在AB、BC、CD三段的时间均为t，测得位移AC=L₁，BD=L₂，试求质点的加速度？

解析：设AB=s₁、BC=s₂、CD=s₃　 则：

s₂-s₁=at² 　　s₃-s₂=at²

两式相加：s₃-s₁=2at²

由图可知：L₂-L₁=(s₃+s₂)-(s₂+s₁)=s₃-s₁

则：a =

[例9]一质点由A点出发沿直线AB运动，行程的第一部分是加速度为a₁的匀加速运动，接着做加速度为a₂的匀减速直线运动，抵达B点时恰好静止，如果AB的总长度为s，试求质点走完AB全程所用的时间t？

解析：设质点的最大速度为v，前、后两段运动过程及全过程的平均速度相等，均为。

全过程：　 s=　 ……(1)

匀加速过程：v = a₁t₁　 ……(2)

匀减速过程：v = a₂t₂　 ……(3)

由(2)(3)得：t₁=　　　 　代入(1)得：

s = 　　　　s=

将v代入(1)得：

　　　　　　 　t =

[例10]一个做匀加速直线运动的物体，连续通过两段长为s的位移所用的时间分别为t₁、t₂，求物体的加速度？

解析：

方法一：

设前段位移的初速度为v₀，加速度为a，则：

前一段s：　 s=v₀t₁ + 　　……(1)

全过程2s：　 2s=v₀(t₁+t₂)+　 ……(2)

消去v₀得：　 a =

方法二：

设前一段时间t₁的中间时刻的瞬时速度为v₁,后一段时间t₂的中间时刻的瞬时速度为v₂。所以：

　　　　 v₁= ……(1)　　　　　　 v₂=　 ……(2)

　　　　 v₂=v₁+a() ……(3)　　　 解(1)(2)(3)得相同结果。

方法三：

设前一段位移的初速度为v₀，末速度为v，加速度为a。

前一段s：　 s=v₀t₁ + 　　……(1)

后一段s：　 s=vt₂ +　 ……(2)

　　　　　　 v = v₀ + at ……(3)　　　　　　　　 解(1)(2)(3)得相同结果。

5．一种典型的运动

经常会遇到这样的问题：物体由静止开始先做匀加速直线运动，紧接着又做匀减速直线运动到静止。用右图描述该过程，可以得出以下结论：

(1)

　(2)

4．初速为零的匀变速直线运动

(1)前1秒、前2秒、前3秒……内的位移之比为1∶4∶9∶……

(2)第1秒、第2秒、第3秒……内的位移之比为1∶3∶5∶……

(3)前1米、前2米、前3米……所用的时间之比为1∶∶∶……

(4)第1米、第2米、第3米……所用的时间之比为1∶∶()∶……

对末速为零的匀变速直线运动，可以相应的运用这些规律。