高中物理選修35全套教案(人教版)

【推薦】高中物理選修3-5全套教案(人教版)★新課標要求法.三情感態(tài)度與價值觀煉其思考的全面性準確性與邏輯性使學(xué)生靈活地運用科學(xué)方法來研究問題解決問題提高創(chuàng)新意識了各學(xué)科之間的聯(lián)系可引伸到各事物間的關(guān)聯(lián)性使自己★教學(xué)重點★教學(xué)難點★教學(xué)方法教師啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生自主實驗討論交流學(xué)習(xí)成果★教學(xué)用具投影片多媒體輔助教學(xué)設(shè)備完成該實驗實驗室提供的實驗器材★課時安排★教學(xué)過程師碰撞是日常生活生產(chǎn)活動中常見的一種現(xiàn)象兩個物體發(fā)生碰撞后速度都發(fā)生變化.師兩個物體的質(zhì)量比例不同時它們的速度變化也不一樣.師物理學(xué)中研究運動過程中的守恒量具有特別重要的意義本節(jié)通過實驗探究碰撞過程中的什么物理量保持不變守恒.師我們只研究最簡單的情況兩個物體碰撞前沿同一直線運動碰撞后仍沿同一直線運動.課件碰撞演示球碰后交換了速度師以上現(xiàn)象可以說明什么問題量關(guān)系發(fā)生變化時速度變化的情況也不同.師在一維碰撞的情況下與物體運動有關(guān)的量只有物體的質(zhì)量和規(guī)定某一速度方向為正.①碰撞前后物體質(zhì)量不變但質(zhì)量并不描述物體的運動狀態(tài)不是②必須在各種碰撞的情況下都不改變的量才是我們追尋的不變量.直線運動碰撞之后還沿同一直線運動速度的測量可以充分利用所學(xué)的運動學(xué)知識如利用勻速運動平拋運動并借助于斜槽氣墊導(dǎo)軌打點計時器和紙帶等來達到實驗?zāi)康暮涂刂茖嶒灄l件.課件參考案例――一種測速原理如圖所示圖中滑塊上紅色部分為擋光板擋光板有一定的寬度設(shè)光電計時裝置．當(dāng)擋光板穿入時將光擋住開始計則停止計時設(shè)記錄的時間為t則滑塊相當(dāng)于在L的位移上運動了時間t所以滑塊勻速運動的速度vLt．3．實驗方案車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥碰撞時撞針插入橡皮泥中把兩個小車連接成一體三課堂小結(jié)碰撞前后哪個物理量可能是不變的物體質(zhì)量的測量★教學(xué)體會思維方法是解決問題的靈魂是物理教學(xué)的根本親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵離開了思維方法和實踐活動物理教學(xué)就成了無源之水無本之木學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花水中★新課標要求理解動量守恒定律的確切含義和表達式知道定律的適用條件和在理解動量守恒定律的確切含義的基礎(chǔ)上正確區(qū)分內(nèi)力和外力三情感態(tài)度與價值觀培養(yǎng)邏輯思維能力會應(yīng)用動量守恒定律分析計算有關(guān)問題★教學(xué)重點動量的概念和動量守恒定律★教學(xué)難點★教學(xué)方法教師啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生討論交流★教學(xué)用具投影片多媒體輔助教學(xué)設(shè)備★課時安排★教學(xué)過程理解要點①狀態(tài)量動量包含了參與運動的物質(zhì)與運動速度兩方面的信息反映了由這兩方面共同決定的物體的運動狀態(tài)具有瞬時性師大家知道速度也是個狀態(tài)量但它是個運動學(xué)概念只反映運動的快慢和方向而運動歸根結(jié)底是物質(zhì)的運動沒有了物質(zhì)便沒有運動顯然地動量包含了參與運動的物質(zhì)和運動速度兩方面的信息更能從本質(zhì)上揭示物體的運動狀態(tài)是一個動力學(xué)概念②矢量性動量的方向與速度方向一致師綜上所述我們用動量來描述運動物體所能產(chǎn)生的機械效果強弱以及這個效果發(fā)生的方向動量的大小等于質(zhì)量和速度的乘積動量定義若運動物體在某一過程的始末動量分別為p和p′則稱△p強調(diào)指出動量變化△p是矢量方向與速度變化量△v相同前后鋼球的動量有沒有變化變化了多少學(xué)生討論自己完成老師重點引導(dǎo)學(xué)生分析題意分析物理情景規(guī)范答題過程詳細過程見教材解答略學(xué)生閱讀討論什么是系統(tǒng)什么是內(nèi)力和外力〖教師對上述概念給予足夠的解釋引發(fā)學(xué)生思考和討論加強理分析上節(jié)課兩球碰撞得出的結(jié)論的條件兩球碰撞時除了它們相互間的作用力系統(tǒng)的內(nèi)力外還受到各自的重力和支持力的作用使它們彼此平衡氣墊導(dǎo)軌與兩滑塊間的摩擦量保持不變這個結(jié)論叫做動量守恒定律′′①研究對象幾個相互作用的物體組成的系統(tǒng)如碰撞②矢量性以上表達式是矢量表達式列式前應(yīng)先規(guī)定正方向＞＞子彈開始入射木塊到彈簧壓縮到最短的過程中子彈與木塊作為一個系統(tǒng)動量是否守恒說明理由分析此題重在引導(dǎo)學(xué)生針對不同的對象系統(tǒng)對應(yīng)不同的過程中受力情況不同總動量可能變化可能守恒〖通過此題讓學(xué)生明白在學(xué)習(xí)物理的過程中重要的一項基本功是正確恰當(dāng)?shù)剡x取研究對象研究過程根據(jù)實際情況選用對應(yīng)的物理度解取小孩和平板車作為系統(tǒng)由于整個系統(tǒng)所受合外為為零所以規(guī)定小孩初速度方向為正則設(shè)小孩跳上車后他們共同的速度速度為v′由動量守恒定律得′′數(shù)值大于零表明速度方向與所取正方向一致教師活動讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容學(xué)生活動認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容并把自己這節(jié)課的體會寫下來點評總結(jié)課堂內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力教師要放開讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容允許內(nèi)容的順序不同從而課后補充練習(xí)★新課標要求掌握運用動量守恒定律的一般步驟知道運用動量守恒定律解決問題應(yīng)注意的問題并知道運用動量三情感態(tài)度與價值觀學(xué)會用動量守恒定律分析解決碰撞爆炸等物體相互作用的問題培養(yǎng)思維能力★教學(xué)重點運用動量守恒定律的一般步驟★教學(xué)難點★教學(xué)方法教師啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生討論交流★教學(xué)用具投影片多媒體輔助教學(xué)設(shè)備★課時安排★教學(xué)過程學(xué)生用牛頓定律自己推導(dǎo)出動量守恒定律的表達式教師巡回指導(dǎo)及時點撥提示教師點評動量守恒定律的重要意義從現(xiàn)代物理學(xué)的理論高度來認識動量守恒定律是物理學(xué)中最基本的普適原理之一另一個最基本的普適原理就是能量守恒定律從科學(xué)實踐的角度來看迄今為止人們尚未發(fā)現(xiàn)動量守恒定律有任何例外相反每當(dāng)在實驗中觀察到似乎是違反動量守恒定律的現(xiàn)象時物理學(xué)家們就會提出新的假設(shè)來補救最后總是以有新的發(fā)現(xiàn)而勝利告終例如靜止的原子核發(fā)生β衰變放出電子時按動量守恒反沖核應(yīng)該沿電子的反方向運動但云室照片顯示兩者徑跡不在一條直線上為解釋這們發(fā)現(xiàn)兩個運動著的帶電粒子在電磁相互作用下動量似乎也是不守恒的這時物理學(xué)家把動量的概念推廣到了電磁場把電磁場的動量也考慮進去總動量就又守恒了時通常把這些被研究的物體總稱為系統(tǒng)對于比較復(fù)雜的物理過程要采用程序法對全過程進行分段分析要明確在哪些階段中哪些物體發(fā)生相互作用從而確定所研究的系統(tǒng)是由哪些物體組成的部物體之間相互作用的內(nèi)力哪些是系統(tǒng)外物體對系統(tǒng)內(nèi)物體作用的外力在受力分析的基礎(chǔ)上根據(jù)動量守恒定律條件判斷能否應(yīng)用動量物體的初動量和末動量的量值或表達式注意在研究地面上物體間相互作用的過程時各物體運動的速度均應(yīng)取地球為參考系學(xué)生討論自己完成老師重點引導(dǎo)學(xué)生分析題意分析物理情景規(guī)范答題過程詳細過程見教材解答略分析此題過程比較復(fù)雜情景難以接受所以在講解之前教師應(yīng)多帶領(lǐng)學(xué)生分析物理過程創(chuàng)設(shè)情景降低理解難度解取水平向右為正方向小孩第一次即則能盲目地對結(jié)果進行四舍五入一定要注意結(jié)論的物理意義教師活動讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容學(xué)生活動認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容并把自己這節(jié)課的體會寫下來點評總結(jié)課堂內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力教師要放開讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容允許內(nèi)容的順序不同從而課后補充練習(xí)碰前的行駛速率為數(shù)相同地面光滑當(dāng)彈簧突然釋放后則有出一顆子彈時關(guān)于槍彈車下列說法正確的是B.槍和車組成的系統(tǒng)動量守恒動量變化很小可以忽略不計故系統(tǒng)動量近似守恒兩個外力作用這兩個外力的合力為零參考答案入水中與同時躍入水中結(jié)果相同守恒定律有恒定律得乙′對小物體應(yīng)用牛頓第二定律得aμg所以tvμg★新課標要求通過體會碰撞中動量守恒機械能守恒與否體會動量守恒定律機械能守恒定律的應(yīng)用三情感態(tài)度與價值觀感受不同碰撞的區(qū)別培養(yǎng)學(xué)生勇于探索的精神★教學(xué)重點用動量守恒定律機械能守恒定律討論碰撞問題★教學(xué)難點★教學(xué)方法教師啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生討論交流★教學(xué)用具投影片多媒體輔助教學(xué)設(shè)備★課時安排★教學(xué)過程碰撞過程是物體之間相互作用時間非常短暫的一種特殊過程因而碰撞具有如下特點2提問碰撞中總動能減少最多的情況是什么的木楔上沒有彈起二者一起向下運動．設(shè)地層給它們的平均阻力為F將此結(jié)論寫在黑板上然后再組織學(xué)生分析物理過程.統(tǒng)機械能損失.引導(dǎo)學(xué)生分析出來在上述前后兩個階段中間還有一個短暫的階3第一階段對重錘有第二階段對重錘及木楔有則小球此時的運動速度是多少23①碰撞之前滑塊與小球做勻速直線運動懸線處于豎直方向.②兩個滑塊碰撞時間極其短暫碰撞前后瞬間相比滑塊及小球的宏觀位置都沒有發(fā)生改變因此懸線仍保持豎直方向.③碰撞前后懸線都保持豎直方向因此碰撞過程中懸線不可能給小球以水平方向的作用力因此小球的水平速度不變.④結(jié)論是小球未參與滑塊之間的完全非彈性碰撞小球的速度保4后兩球的動量增量△pA△pB可能是1在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上總結(jié)歸納為①系統(tǒng)動量守恒②系統(tǒng)的總動能不能增加③系統(tǒng)總能量的減少量不能大于發(fā)生完全非彈性碰撞時的能量減少量④碰撞中每個物體動量的增量方向一定與受力方向相同⑤如碰撞后向同方向運動則后面物體的速度不能大于前面物體的速度.3O點將小球拉到繩子拉直并與水平面成θ角的位置上將小球由靜止釋放則小球經(jīng)過最低點時的即時速度是多大組織學(xué)生認真讀題并給三分鐘思考時間.2第一階段小球做自由落體運動直到輕繩位于水平面以下與水平面成θ角的位置處為止．在這一階段小球只受重力作用機械能守恒成立.下一階段輕繩繃直拉住小球做豎直面上的圓周運動直到小球來到最低點在此過程中輕繩拉力不做功機械能守恒成立.提問在第一階段終止的時刻小球的瞬時速度是什么方向在下一在學(xué)生找到這兩個速度方向的不同后要求學(xué)生解釋其原因總結(jié)在第一階段終止時刻小球的速度豎直向下既有沿下一步圓周運動軌道切線方向34在學(xué)生認真讀題后教師引導(dǎo)學(xué)生討論.與彈簧所構(gòu)成的系統(tǒng)在下一步運動過程中能否類比為一個教師活動讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容學(xué)生活動認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容并把自己這節(jié)課的體會寫下來點評總結(jié)課堂內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力教師要放開讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容允許內(nèi)容的順序不同從而構(gòu)建他們自己的知識框架★教學(xué)體會思維方法是解決問題的靈魂是物理教學(xué)的根本親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵離開了思維方法和實踐活動物理教學(xué)就成了無源之水無本之木學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花水中月★教學(xué)資料殊情況運動的物體撞擊靜止的物體本文旨在在此基礎(chǔ)之上討論一般性情況從而總結(jié)出普遍適用的一般性結(jié)論運動若它們能發(fā)生碰撞為一維彈性碰撞碰撞后它們的速度分別為和我們的任務(wù)是得出用表達和的公式有彈性碰撞中沒有機械能損失有②將上兩式左右相比可得[結(jié)論1]對于一維彈性碰撞若以其中某物體為參考系碰撞前后速度大小不變方向相反即以原速率彈回聯(lián)立①②兩式解得④⑤下面我們對幾種情況下這兩個式子的結(jié)果做些分析●若即兩個物體質(zhì)量相等[結(jié)論2]對于一維彈性碰撞若兩個物體質(zhì)量相等則碰撞后兩個有有綜合⑥⑦可知[結(jié)論3]對于一維彈性碰撞若其中某物體的質(zhì)量遠大于另一物體的質(zhì)量則質(zhì)量大的物體碰撞前后速度保持不變至于質(zhì)量小的物體碰后速度如何可結(jié)合[結(jié)論1]和[結(jié)論3]得出以為例由[結(jié)論3]可知由[結(jié)論1]可知即將代入可得與上述所得以上結(jié)論就是關(guān)于一維彈性碰撞的三個普適性結(jié)論[練習(xí)]如圖由下落不計空氣阻力設(shè)地面上鋪有彈性鋼板球與鋼板之間的碰撞及乒乓球與鋼球之間的碰撞均為彈性碰撞試計算鋼球著地后乒乓球能兩者速度相等則緊接著彈性鋼球與乒乓球碰碰后瞬間狀態(tài)4乒乓球速率變?yōu)関′由[結(jié)論3]可知彈性鋼球與乒乓球碰后彈性鋼球速度保持不變速彈性鋼球的速度為2v方向為豎直向下彈性鋼球與乒乓球碰后瞬間狀′★新課標要求理解反沖運動的物理實質(zhì)能夠運用動量守恒定律分析解決有關(guān)反沖運動的問題三情感態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學(xué)生動手動腦的能力發(fā)掘?qū)W生探索新知識的潛能★教學(xué)重點運用動量守恒定律認識反沖運動的物理實質(zhì)★教學(xué)難點★教學(xué)方法教師啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生討論交流★教學(xué)用具鋁箔紙火柴和支架反擊式水輪機轉(zhuǎn)輪的原理模型禮花有關(guān)航天發(fā)射空間站等的錄像帶剪輯投影片多媒體輔助教學(xué)設(shè)備★課時安排★教學(xué)過程教師用實驗方法引入新課看到氣球直向?qū)W生飛去人為制造一點驚險氣氛活躍課堂氛圍細的口內(nèi)裝由火柴頭上刮下的藥粉把細管放在支架上用火柴或其他辦法給細管加熱當(dāng)管內(nèi)藥粉點燃時生成的燃氣從細口迅速噴出細管便向相反的方向飛去會旋轉(zhuǎn)起來呢看起來很小的幾個實驗其中包含了很多現(xiàn)代科技的基本原理如火箭的發(fā)射人造衛(wèi)星的上天大炮發(fā)射等應(yīng)該如何去解釋這些現(xiàn)象呢這節(jié)課我們就學(xué)習(xí)有關(guān)此類的問題教師引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)書本展開討論得出結(jié)論當(dāng)氣體從管內(nèi)噴出時它具有動量由動量守恒定律可知細管反沖而旋轉(zhuǎn)這是利用反沖來造福人類象這樣的情況還很多學(xué)生交流舉例并說明其工作原理如噴氣式飛機我國人民引以為教師為了使學(xué)生對反沖運動有更深刻的印象此時再做一個發(fā)射教師在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上進行小結(jié)火箭就是根據(jù)這個原理制成的教師指導(dǎo)學(xué)生看書對照書上三級火箭圖介紹火箭的基本構(gòu)造和工作原理播放課前準備的有關(guān)衛(wèi)星發(fā)射和平號空間站探路者號火星探測器以及我國神舟號飛船等電視錄像使學(xué)生不僅了解航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行的知識而且要學(xué)生知道我國的航天技術(shù)已經(jīng)跨入了世界先進行列激發(fā)學(xué)生的愛國熱情宇宙航行》教師活動讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容學(xué)生活動認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容并把自己這節(jié)課的體會寫下來點評總結(jié)課堂內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力教師要放開讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容允許內(nèi)容的順序不同從而思維方法是解決問題的靈魂是物理教學(xué)的根本親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵離開了思維方法和實踐活動物理教學(xué)就成了無源之水無本之木學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花水中★新課標要求運用牛頓運動定律和運動學(xué)公式推導(dǎo)出動量定理表達式三情感態(tài)度與價值觀通過運用所學(xué)知識推導(dǎo)新的規(guī)律培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣激發(fā)學(xué)生★教學(xué)重點理解動量定理的確切含義和表達式★教學(xué)難點會用動量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象并能掌握一維情★教學(xué)方法教師啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生討論交流★教學(xué)用具生雞蛋鋪有較厚的海綿墊的白鐵桶細線金屬小球橡皮筋鐵架臺等投影片多媒體輔助教學(xué)設(shè)備★教學(xué)過程小實驗引入新課演示事先在一個白鐵桶的底部墊上一層海綿不讓學(xué)生知道讓一個雞蛋從一米多高的地方下落到白鐵桶里事先讓學(xué)生推測一下雞蛋的命運然后做這個實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)并沒有象學(xué)生想象的那樣嚴重發(fā)現(xiàn)雞蛋不會被打破演示用細線懸掛一個重物把重物拿到一定高度釋放后重物下落可以把細線拉斷如果在細線上端拴一段皮筋再從同樣的高度釋放就不會斷了讓學(xué)生在驚嘆中開始新課內(nèi)容在日常生活中有不少這樣的事例跳遠時要跳在沙坑里跳高時在下落處要放海綿墊子從高處往下跳落地后雙腿往往要彎曲輪船邊緣及輪渡的碼頭上都裝有橡皮輪胎等這樣做的目的是為了什么呢而在某些情況下我們又不希望這樣比如用鐵錘釘釘子這些現(xiàn)象中的原因是什么呢通過我們今天的學(xué)習(xí)來探究其中的奧秘假設(shè)一個物體在恒定的合外力作用下做勻變速直線運動在t時刻初速度為v在t′時刻的末速度為v′試推導(dǎo)合外力的表達式結(jié)論上式表示物體所受合外力等于物體動量的變化率這就是牛頓第二定律的另一種表達式總結(jié)表達式左邊是物體從t時刻到t′時刻動量的變化量右邊是與力的大小和方向有關(guān)還與時間的長短有關(guān)力越大作用時間越長物體動量的變化量就越大這個量反映了力對時間的積累效應(yīng)教師講解物理學(xué)中把力F與作用時間的乘積稱為力的沖量記為I即單位N·s讀作牛頓秒討論如果物體所受的力不是恒力對動量定理的表達式應(yīng)該怎樣理解呢總結(jié)盡管動量定理是根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)的有關(guān)公式在恒定合外力的情況下推導(dǎo)出來的可以證明動量定理不但適用于恒力也適用于隨時間變化的變力對于變力情況動量定理中的變力在作用時間內(nèi)的平均值在實際中我們常遇到變力作用的情況比如用鐵錘釘釘子球拍擊乒乓球等釘子和乒乓球所受的作用力都不是恒力這時變力的作用效果可以等效為某一個恒力的作用則該恒力就叫變力的平均值如圖所示是變力與平均力的F-t圖象其圖線與橫軸所圍的面積即為沖量的利用動量定理不僅可以解決勻變速直線運動的問題還可以解決例如勻加速運動合外力沖量的方向與初動量方向相同勻減速運動合外力沖量方向與初動量方向相反甚至可以跟初動量方向成任何角度在中學(xué)階段我們僅限于初末動量的方向合外力的方向在同一直線上的情況即一維情況此時公式中各矢量的方向可以用正負號表示首先要選定一個正方向與正方向相同的矢量取正值與正方向相反的度為v碰撞過程中小球所受墻壁的作用力F的方向向左★教思維方法是解決問題的靈魂是物理教學(xué)的根本親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵離開了思維方法和實踐活動物理教學(xué)就成了無源之水無本之木學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花水中投影片多媒體輔助教學(xué)設(shè)備★課時安排★教學(xué)過程教師介紹能量量子化發(fā)現(xiàn)的背景多媒體投影見課件運動方面不用說在分子物理方面成功地解釋了溫度壓強氣體的內(nèi)能在電磁學(xué)方面建立了一個能推斷一切電磁現(xiàn)象的well方程另外還找到了力電光聲----等都遵循的規(guī)律---能量轉(zhuǎn)化與守恒定律當(dāng)時許多物理學(xué)家都沉醉于這些成績和勝利之中他們認為物理學(xué)已經(jīng)發(fā)展到但開爾文畢竟是一位重視現(xiàn)實和有眼力的科學(xué)家就在上面提到但是在物理學(xué)晴朗天空的遠處還有兩朵令人不安的烏云----這兩朵烏云是指什么呢一朵與黑體輻射有關(guān)另一朵與邁克爾遜實驗有關(guān)點出課題我們這節(jié)課就來體驗物理學(xué)新紀元的到來――能量量教師在了解什么是黑體與黑體輻射之前請同學(xué)們先閱讀教材了解一下什么是熱輻射教師通過課件展示加深學(xué)生對熱輻射的理解并通過課件展示使學(xué)生進一步了解熱輻射的特點為黑體概念的提出準備知識固體或液體在任何溫度下都在發(fā)射各種波長的電磁物體中的分子原子受到激發(fā)而發(fā)射電磁波的現(xiàn)象稱為熱輻射所輻射電磁波的特征與溫度有關(guān)例如鐵塊溫度↑從看不出發(fā)光到暗紅到橙色到黃白色從能量轉(zhuǎn)化的角度來認識是熱能轉(zhuǎn)化為電磁能的過程教師除了熱輻射之外物體表面還會吸收和反射外界射來的電磁波不同的物體吸收和反射電磁波的能力是不一樣的概念能全部吸收各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體稱為絕教師課件展示黑體模型不透明的材料制成帶小孔的的空腔可近似看作黑體如圖所示研究黑體輻射的規(guī)律是了解一般物體熱輻射性質(zhì)的基礎(chǔ)教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材黑體輻射的實驗規(guī)律接合課件展示講解黑體熱輻射的強度與波長的關(guān)系隨著溫度的升高一方面各種波長的輻射強度都有增加另一方面輻射強度的極大值向波長較短的方教師利用已有的理論解釋黑體輻射的規(guī)律導(dǎo)致了荒謬的結(jié)果必然會促使人們?nèi)グl(fā)現(xiàn)新的理論這就是能量子概念εn為正整數(shù)稱為量子數(shù)對于頻率為ν的諧振子最小能量為這個最小能量值就叫做能量子課件展示普朗克的能量子假說和黑體輻射公式個黑體輻射公式普朗克后來又為這種與經(jīng)典物理格格不入的觀念深感不安只是在經(jīng)過十多年的努力證明任何復(fù)歸于經(jīng)典物理的企圖都質(zhì)他的墓碑上只刻著他的姓名和黑體輻射的研究卓有成效地展現(xiàn)在人們的眼前紫外災(zāi)難的疑點找到了為人類解決了一大難題使熱愛科學(xué)的人們又一次倍感欣慰但真理與謬誤之爭就此平息了嗎認識到那就是從金屬表面射出的電子后來這些電子被稱作光電子光的波動性電磁理論進行解釋會出現(xiàn)什么結(jié)果明天我們就繼續(xù)學(xué)習(xí)科學(xué)的轉(zhuǎn)折光的粒子性三課堂小結(jié)教師活動讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容學(xué)生活動認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容并把自己這節(jié)課的體會寫下來點評總結(jié)課堂內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力教師要放開讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容允許內(nèi)容的順序不同從而思維方法是解決問題的靈魂是物理教學(xué)的根本親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵離開了思維方法和實踐活動物理教學(xué)就成了無源之水無本之木學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花水中★新課標要求經(jīng)歷科學(xué)探究過程認識科學(xué)探究的意義嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題驗證物理規(guī)律三情感態(tài)度與價值觀領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲樂于探究自然界的奧秘能體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅★教學(xué)重點★教學(xué)難點★教學(xué)方法教師啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生討論交流★教學(xué)用具投影片多媒體輔助教學(xué)設(shè)備★課時安排★教學(xué)過程提問回顧前面的學(xué)習(xí)總結(jié)人類對光的本性的認識的發(fā)展過程多媒體投影見課件教師傾聽點評光的干涉衍射現(xiàn)象說明光是電磁波光的偏振現(xiàn)象進一步說明光然而出人意料的是正當(dāng)人們以為光的波動理論似乎非常完美的時候又發(fā)現(xiàn)了用波動說無法解釋的新現(xiàn)象光電效應(yīng)現(xiàn)象對這一現(xiàn)象及其他相關(guān)問題的研究使得人們對光的又一本質(zhì)性認識得到了發(fā)展教師實驗演示課件輔助講述用弧光燈照射擦得很亮的鋅板注意用導(dǎo)線與不帶電的驗電器相靠近鋅板則驗電器的指針張角會變大教師提問上述實驗說明了什么學(xué)生表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電概念在光包括不可見光的照射下從物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)發(fā)射出來的電子叫做光電子如圖所示光線經(jīng)石英窗照在陰極上便有電子逸出----光電子光電子在電場作用下形成光電流概念遏止電壓將換向開關(guān)反接電場反向則光電子離開陰極后將受反向電場阻礙作用根據(jù)動能定理有飽和光電流強度與入射光強度成正比②截止頻率νc----極限頻率對于每種金屬材料都相應(yīng)的有一確定的截止頻率νc當(dāng)入射光頻率ννc時電子才能逸出金屬表面當(dāng)入射光頻率ννc時無論光強多大也無電子逸出金屬表面③光電效應(yīng)是瞬時的從光開始照射到光電子逸出所需時間場強度的振幅也越大作用在金屬中電子上的力也就越大光電子逸出的能量也應(yīng)該越大也就是說光電子的能量應(yīng)該隨著光強度的增加而增大不應(yīng)該與入射光的頻率有關(guān)更不應(yīng)該有什么截止頻率光電效應(yīng)實驗表明飽和電流不僅與光強有關(guān)而且與頻率有關(guān)光電子初動能也與頻率有關(guān)只要頻率高于極限頻率即使光強很弱也有光電流頻率低于極限頻率時無論光強再大也沒有光電流光電效應(yīng)具有瞬時性而經(jīng)典認為光能量分布在波面上吸收能量要時間即需能量的積累過程為了解釋光電效應(yīng)愛因斯坦在能量子假說的基礎(chǔ)上提出光子理論提出了光量子假設(shè)在光電效應(yīng)中金屬中的電子吸收了光子的能量一部分消耗在電出①光強大光子數(shù)多釋放的光電子也多所以光電流也大②電子只要吸收一個光子就可以從金屬表面逸出所以不需時間③從方程可以看出光電子初動能和照射光的頻率成線性關(guān)系④從光電效應(yīng)方程中當(dāng)初動能為零時可得極限頻率愛因斯坦光子假說圓滿解釋了光電效應(yīng)但當(dāng)時并未被物理學(xué)家們廣泛承認因為它完全違背了光的波動理論美國物理學(xué)家密立根花了十年時間做了光電效應(yīng)實驗結(jié)果在次證明了光量子理論的正確展示演示文稿資料愛因斯坦和密立根密立根由于研究基本電荷和光電效應(yīng)特別是通過著名的油滴實點評理論聯(lián)系實際適量的練習(xí)題可以進一步鞏固和掌握所學(xué)理光在介質(zhì)中與物質(zhì)微粒相互作用除有與入射線波長相同的射線外還有比入射線波長更長的射線其波長的改變量與散射角有關(guān)而與入射線波長和散射物質(zhì)都無關(guān)是某種波長的電磁波散射光的波長是不會改變的散射中出現(xiàn)的現(xiàn)象稱為康普頓散射②新波長隨散射角的增大而增大波長的偏移為才能觀察到康普頓散射用可見光觀察不到康普頓散射①根據(jù)經(jīng)典電磁波理論當(dāng)電磁波通過物質(zhì)時物質(zhì)中帶電粒子將作受迫振動其頻率等于入射光頻率所以它所發(fā)射的散射光頻率應(yīng)等于入射光頻率②無法解釋波長改變和散射角的關(guān)系①若光子和外層電子相碰撞光子有一部分能量傳給電子②若光子和束縛很緊的內(nèi)層電子相碰撞光子將與整個原子交換③因為碰撞中交換的能量和碰撞的角度有關(guān)所以波長改變和散射角有關(guān)①有力地支持了愛因斯坦光量子假設(shè)②首次在實驗上證實了光子具有動量的假設(shè)③證實了在微觀世界的單個碰撞事件中動量和能量守恒定律仍展示演示文稿資料康普頓康普頓的成功也不是一帆風(fēng)順的在他早期的幾篇論文中一直認為散射光頻率的改變是由于混進來了某種熒光輻射在計算中起先只考慮能量守恒后來才認識到還要用動量守恒展示演示文稿資料吳有訓(xùn)對研究康普頓效應(yīng)的貢獻不同的元素為散射物質(zhì)在同一散射角測量各種波長的散射光強度點評應(yīng)用物理學(xué)家的歷史資料不僅有真實感增強了說服力同時也能對學(xué)生進行發(fā)放教育有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神激發(fā)學(xué)生的探索精神說明動量能量是描述粒子的教師活動讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容學(xué)生活動認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容并把自己這節(jié)課的體會寫下來點評總結(jié)課堂內(nèi)容培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力教師要放開讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容允許內(nèi)容的順序不同從而構(gòu)建他們自己的知識框架思維方法是解決問題的靈魂是物理教學(xué)的根本親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵離開了思維方法和實踐活動物理教學(xué)就成了無源之水無本之木學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花水中★新課標要求三情感態(tài)度與價值觀非一蹴而就需要經(jīng)過一個較長的歷史發(fā)展過程不斷得到糾正與修正度★教學(xué)重點實物粒子和光子一樣具有波粒二象性德布羅意波長和粒子動量★教學(xué)難點實物粒子的波動性的理解★教學(xué)方法學(xué)生閱讀－討論交流－教師講解－歸納總結(jié)★教學(xué)用具★教學(xué)過程提問前面我們學(xué)習(xí)了有關(guān)光的一些特性和相應(yīng)的事實表現(xiàn)那么我們究竟怎樣來認識光的本質(zhì)和把握其特性呢請同時舉出相應(yīng)的事學(xué)生閱讀課本思考后回答光是一種物質(zhì)它既具有粒子性又具有波動性在不同條件下表現(xiàn)出不同特性分別舉出有關(guān)光的干涉衍射和光電效應(yīng)等實驗事實點評讓學(xué)生閱讀課本內(nèi)容結(jié)合前面所學(xué)知識進行歸納總結(jié)形成正確觀點教師原來我們不能片面地認識事物能舉出本學(xué)科或其他學(xué)科或?qū)W生舉例說明例如哲學(xué)中對事物的辨正觀點等點評培養(yǎng)學(xué)生對事物或規(guī)律的全面把握并與與其他學(xué)科進行橫教師講述光的波粒二象性在學(xué)生的辨析說明下進行歸納整理光的分立性和連續(xù)性是相對的是不同條件下的表現(xiàn)光子的行為服從統(tǒng)計規(guī)律概率波點評通過學(xué)生歸納總結(jié)形成結(jié)論教師再進行講解學(xué)生容易接受充分注重知識的學(xué)生自主形成過程關(guān)系公式=提問受此啟發(fā)人們想到同樣作為物質(zhì)的實物粒子如電子原子分點評讓學(xué)生帶著問題閱讀提高閱讀的效率培養(yǎng)學(xué)生從課文材料提問誰大膽地將光的波粒二象性推廣到實物粒子只是因為他大學(xué)生回答法國科學(xué)家德布羅意考慮到普朗克能量子和愛因斯坦光子理論的成功大膽地把光的波粒二象性推廣到實物粒子展示演示文稿資料有關(guān)德布羅意點評使學(xué)生了解對知識理論的推廣和假設(shè)并不是一味的憑空猜想而是有一定的理論或事實基礎(chǔ)實物粒子也具有波動性這種波稱之為物質(zhì)波也叫德布羅意波=提問各物理量的意義點評對物理原理公式的理解關(guān)鍵在于對各物理量意義的理解講述當(dāng)時這一觀點超出了人們的想象不被人們所接受歷史上類似的事例我們還知道那些學(xué)生回答伽利略的兩個鐵球同時落地等點評使學(xué)生了解正確的知識理論往往并不是一提出就能被大家教師讓學(xué)生帶著問題閱讀課本有關(guān)內(nèi)容為什么德布羅意波觀點很難通過實驗驗證又是在怎樣的條件下使實物粒子的波動性得到了提問粒子波動性難以得到驗證的原因?qū)W生閱讀教材后回答宏觀物體的波長比微觀粒子的波長小得多這在生活中很難找到能發(fā)生衍射的障礙物所以我們并不認為它