高三物理教案
作為一名優秀的教育工作者,就難以避免地要準備教案,通過教案準備可以更好地根據具體情況對教學進程做適當的必要的調整。快來參考教案是怎么寫的吧!以下是小編為大家收集的高三物理教案,歡迎大家借鑒與參考,希望對大家有所幫助。
高三物理教案1
學生情況分析
由于是高三年級,即將面臨著高考的選拔考試,大多數的學生對基礎知識的求知欲望比較強烈。所以課堂紀律比較好,都比較認真地聽課,自覺地與老師互動,完成教學任務。高三(11、12)為理科重點班,相對來說物理基礎較好些;高三(7)班是理科普通班,學習能力有著較大的差異,根據前段時間的.觀察和摸底,大多數的學生對基本知識的掌握不夠牢固,各章各節的知識點尚處于分立狀態,不能很好地利用知識解決相應的基本問題,所以對知識的了解和掌握有待地提高。
本學期教材分析
高中前兩年已經基本完成了高中物理教學內容,高三年級將進入全面的總復習階段,為了配合高三的總復習,學校統一訂購了由黑龍江教育出版社出版的浙江專用《步步高大一輪復習講義(物理)》作為高三復習教材,該書以高中物理課程標準和高考考試大綱為指導,以《20xx年浙江省普通高考考試說明》為依據編寫,作為本學年參考用,本學期擬定完成本書的第一至第十一章的第一輪復習。
本學期教學目標
本學年的教學重點就是高考復習。新課內容在開學一個星期內結束。接下來就要開始高考復習。高考復習大致分三個階段。第一輪基礎復習,第二輪專題復習,第三輪基礎鞏固。本學期擬定完成《步步高大一輪復習講義(物理)》的第一至第十一章的第一輪復習。
提高教學質量措施
客觀分析學生的實際情況,采用有效的教學手段和復習手段;
認真備課,準確把握學生的學習動態,把握課堂教學,提高教學效果;
多與學生進行互動交流,解決學生在學習過程中遇到的困難與困惑;
認真積極批發作業、試卷等,及時反饋得到學生的學習信息,以便適時調節教學;
盡量多做實驗,多讓學生做實驗,激發學生興趣,增加其感性認識,加深理解;
認真做好教學分析歸納總結工作,教師間經常互相交流,共同促進。
高三物理教案2
相對論指出,物體的能量(E)和質量(m)之間存在著密切的關系,即E=mc2式中,c為真空中的光速。愛因斯坦質能方程表明:物體所具有的能量跟它的質量成正比。由于c2這個數值十分巨大,因而物體的.能量是十分可觀的。
高三物理教案3
核力與核能
三維教學目標
1、知識與技能
(1)知道核力的概念、特點及自然界存在的四種基本相互作用;
(2)知道穩定原子核中質子與中子的比例隨著原子序數的增大而減小;
(3)理解結合能的概念,知道核反應中的質量虧損;
(4)知道愛因斯坦的質能方程,理解質量與能量的關系。
2、過程與方法
(1)會根據質能方程和質量虧損的概念計算核反應中釋放的核能;
(2)培養學生的理解能力、推理能力、及數學計算能力。
3、情感、態度與價值觀
(1)使學生樹立起實踐是檢驗真理的標準、科學理論對實踐有著指導和預見作用的能力;
(2)認識開發和利用核能對解決人類能源危機的重要意義。
教學重點:質量虧損及愛因斯坦的質能方程的理解。
教學難點:結合能的概念、愛因斯坦的質能方程、質量與能量的關系。
教學方法:教師啟發、引導,學生討論、交流。
教學用具:多媒體教學設備一套:可供實物投影、放像、課件播放等。
(一)引入新課
提問1:氦原子核中有兩個質子,質子質量為mp=1.67×10-27kg,帶電量為元電荷e=1.6×10-19C,原子核的直徑的數量級為10-15m,那么兩個質子之間的`庫侖斥力與萬有引力兩者相差多少倍?(兩者相差1036倍)
提問2:在原子核那樣狹小的空間里,帶正電的質子之間的庫侖斥力為萬有引力的1036倍,那么質子為什么能擠在一起而不飛散?會不會在原子核中有一種過去不知道的力,把核子束縛在一起了呢?今天就來學習這方面的內容。
(二)進行新課
1、核力與四種基本相互作用
提示:20世紀初人們只知道自然界存在著兩種力:一種是萬有引力,另一種是電磁力(庫侖力是一種電磁力)。在相同的距離上,這兩種力的強度差別很大。電磁力大約要比萬有引力強1036倍。
基于這兩種力的性質,原子核中的質子要靠自身的引力來抗衡相互間的庫侖斥力是不可能的。核物理學家猜想,原子核里的核子間有第三種相互作用存在,即存在著一種核力,是核力把核子緊緊地束縛在核內,形成穩定的原子核,后來的實驗證實了科學家的猜測。
提問
1:那么核力有怎樣特點呢?
(1)核力特點:
第一、核力是強相互作用(強力)的一種表現。
第二、核力是短程力,作用范圍在1.5×10-15m之內。
第三、核力存在于核子之間,每個核子只跟相鄰的核子發生核力作用,這種性質稱為核力的飽和性。
總結:除核力外,核物理學家還在原子核內發現了自然界的第四種相互作用—弱相互作用(弱力),弱相互作用是引起原子核β衰變的原因,即引起中子轉變質子的原因。弱相互作用也是短程力,其力程比強力更短,為10-18m,作用強度則比電磁力小。
(2)四種基本相互作用力:
弱力、強力、電磁力、引力和分別在不同的尺度上發揮作用:
①弱力(弱相互作用):弱相互作用是引起原子核β衰變的原因→短程力;
②強力(強相互作用):在原子核內,強力將核子束縛在一起→短程力;
③電磁力:電磁力在原子核外,電磁力使電子不脫離原子核而形成原子,使原了結合成分子,使分子結合成液體和固體→長程力;
④引力:引力主要在宏觀和宇觀尺度上“獨領風騷”。是引力使行星繞著恒星轉,并且聯系著星系團,決定著宇宙的現狀→長程力。
2、原子核中質子與中子的比例
隨著原子序數的增加,穩定原子核中的中子數大于質子數。
思考:隨著原子序數的增加,穩定原子核中的質子數和中子數有怎樣的關系?(隨著原子序數的增加,較輕的原子核質子數與中子數大致相等,但對于較重的原子核中子數大于質子數,越重的元素,兩者相差越多)
思考:為什么隨著原子序數的增加,穩定原子核中的中子數大于質子數?
提示:學生從電磁力和核力的作用范圍去考慮。
總結:
若質子與中子成對地人工構建原子核,隨原子核的增大,核子間的距離增大,核力和電磁力都會減小,但核力減小得更快。所以當原子核增大到一定程度時,相距較遠的質子間的核力不足以平衡它們之間的庫侖力,這個原子核就不穩定了;
若只增加中子,中子與其他核子沒有庫侖斥力,但有相互吸引的核力,所以有助于維系原子核的穩定,所以穩定的重原子核中子數要比質子數多。
由于核力的作用范圍是有限的,以及核力的飽和性,若再增大原子核,一些核子間的距離會大到其間恨本沒有核力的作用,這時候再增加中子,形成的核也一定是不穩定的。因此只有200多種穩定的原子核長久地留了下來。
3、結合能
由于核子間存在著強大的核力,原子核是一個堅固的集合體。要把原子核拆散成核子,需要克服核力做巨大的功,或者需要巨大的能量。例如用強大的γ光子照射氘核,可以使它分解為一個質子和一個中子。
從實驗知道只有當光子能量等于或大于2.22MeV時,這個反應才會發生。相反的過程一個質子和一個中子結合成氘核,要放出2.22MeV的能量。這表明要把原子核分開成核子要吸收能量,核子結合成原子核要放出能量,這個能量叫做原子核的結合能。
原子核越大,它的結合能越高,因此有意義的是它的結合能與核子數之比,稱做比結合能,也叫平均結合能。比結合能越大,表示原子核中核子結合得越牢固,原子核越穩定。
那么如何求原子核的結合能呢?愛因斯坦從相對論得出了物體能量與它的質量的關系,指出了求原子核的結合能的方法。
4、質量虧損
(1)質量虧損
科學家研究證明在核反應中原子核的總質量并不相等,例如精確計算表明:氘核的質量比一個中子和一個質子的質量之和要小一些,這種現象叫做質量虧損,質量虧損只有在核反應中才能明顯的表現出來。
回顧質量、能量的定義、單位,向學生指出質量不是能量、能量也不是質量,質量不能轉化能量,能量也不能轉化質量,質量只是物體具有能量多少及能量轉變多少的一種量度。
高三物理教案4
教學目標:
1.知道什么是光的折射現象及入射光線、折射光線、法線、入射角和折射角
2.知道光從空氣斜射入水、其他介質中及光從水、其他介質斜射入空氣中的折射情況
3.知道折射現象中光路是可逆的。
4.能用光的折射解釋生活中的一些簡單現象。
重點:理解并掌握光的折射規律,知道光在折射時光路可逆。
難點:折射現象的解釋,畫出折射的光路圖。
教具演示:燒杯,筷子,水,硬幣,掛圖
引入新課
1.在將筷子插入水中,看水中的筷子有什么變化。(向上彎折)
2.在一個碗中放一枚硬幣,讓兩個學生斜看碗中的硬幣,上下移動視線到剛好看不到硬幣為止(此時視線不能動),然后向碗中倒水,看能否看到硬幣。(可以看到,好象碗底變淺了)這是什么原因呢?今天我們來研究光的另一種現象,學后就可解釋了。
教學過程
(一)什么叫光的折射
光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向一般會發生變化,這種現象叫光的折射。
(二)探究光的折射規律(通過畫光路圖解釋)
1.觀察光的折射光路圖(掛圖)光由空氣斜射入水中的折射現象,讓學生觀察光路,在水中光沿直線傳播,在空氣中也是沿直線傳播,但在水和空氣的界面處發生偏折,這就是光的折射過程,讓學生把光路畫下來。引導學生和反射光路比較,得出入射光線、入射點、法線、入射角、折射光線、折射角及位置關系。
2.光斜射入兩種介質的界面時才發生折射。問:當光射到兩種介質的界面時,一定發生折射現象吧?讓光垂直入水和空氣界面時,不發生折射,只有斜射入時,才發生折射。(當光線垂直射向介質表面時,傳播方向不改變)
3.觀察折射角與入射角的大小關系。
①讓光由空氣斜射入水中時,使入射角增大和減小,折射角也隨著增大和減小。(折射角總是小于入射角)
②讓光由水中斜射入空氣時,使入射角增大和減小,折射角也隨著增大和減小。(折射角總是大于入射角)
③歸納:當光在空氣與其他介質發生折射時,不論入射角還是折射角,處于空氣中的'那個角總是大角。
4.折射光路是可逆的
(三)光的折射應用和光折射現象的解釋
(1)漁民叉魚時,總是在看到的魚的下方叉才能叉到魚為什么?
(2)在將筷子插入水中,看水中的筷子向上彎折為什么?
(3)在一個杯子中放一枚硬幣,眼睛原來看不到硬幣,倒水后卻能看到硬幣為什么?
(四)畫折射光線的
(1)光從空氣斜射入玻璃磚再射出來。
(2)給出入射光線畫折射光線,給出折射光線畫入射光線。
(五)課堂練習(見小黑板)
課堂小結:
1.知道什么是光折射現象及光的折射規律
2.能應用折射規律解釋一些簡單的折射現象,并能根據入射光線畫出折射光線的大致方向。
3.知道折射時,光路可逆。
作業:課本P59 1. 2. 3題
高三物理教案5
物體貯藏著巨大的能量是不容置疑的,但是如何使這樣巨大的能量釋放出來?從愛因斯坦質能方程同樣可以得出,物體的能量變化△E與物體的質量變化△m的關系:△E=Δmc2
單個的質子、中子的質量已經精確測定。用質譜儀或其他儀器測定某種原子核的質量,與同等數量的質子、中子的質量之和相比較,看一看兩條途徑得到的質量之差,就能推知原子核的結合能。
說明:
①物體的.質量包括靜止質量和運動質量,質量虧損指的是靜止質量的減少,減少的靜止質量轉化為和輻射能量有關的運動質量。
②質量虧損并不是這部分質量消失或轉變為能量,只是靜止質量的減少。
③在核反應中仍然遵守質量守恒定律、能量守恒定律。
④質量只是物體具有能量多少及能量轉變多少的一種量度。
閱讀原子核的比結合能,指出中等大小的核的比結合能最大(平均每個核子的質量虧損最大),這些核最穩定。另一方面如果使較重的核分裂成中等大小的核,或者把較小的核合并成中等大小的核,核子的比結合能都會增加,這樣可以釋放能量供人使用。
鞏固練習
已知:1個質子的質量mp=1.007277u,1個中子的質量mn=1.008665u.氦核的質量為4.001509u.這里u表示原子質量單位,1u=1.660566×10-27kg.由上述數值,計算2個質子和2個中子結合成氦核時釋放的能量。(28.3MeV)
高三物理教案6
第四課時 電磁感應中的力學問題
【知識要點回顧】
1.基本思路
①用法拉第電磁感應定律和楞次定律求感應電動勢的大小和方向;
②求回路電流;
③分析導體受力情況(包含安培力,用左手定則確定其方向);
④列出動力學方程或平衡方程并求解.
2. 動態問題分析
(1)由于安培力和導體中的電流、運動速度均有關,所以對磁場中運動導體進行動態分析十分必要,當磁場中導體受安培力發生變化時,導致導體受到的合外力發生變化,進而導致加速度、速度等發生變化;反之,由于運動狀態的變化又引起感應電流、安培力、合外力的變化,這樣可能使導體達到穩定狀態.
(2)思考路線:導體受力運動產生感應電動勢感應電流通電導體受安培力合外力變化加速度變化速度變化最終明確導體達到何種穩定運動狀態.分析時,要畫好受力圖,注意抓住a=0時速度v達到最值的特點.
【要點講練】
[例1]如圖所示,在一均勻磁場中有一U形導線框abcd,線框處于水平面內,磁場與線框平面垂直,R為一電阻,ef為垂直于ab的一根導體桿,它可在ab、cd上無摩擦地滑動.桿ef及線框中導線的電阻都可不計.開始時,給ef一個向右的初速度,則( )
A.ef將減速向右運動,但不是勻減速
B.ef將勻減速向右運動,最后停止
C.ef將勻速向右運動
D.ef將往返運動
[例2]如圖甲所示,兩根足夠長的直金屬導軌MN、PQ平行放置在傾角為的絕緣斜面上,兩導軌間距為L.M、P兩點間接有阻值為R的電阻.一根質量為m的均勻直金屬桿ab放在兩導軌上,并與導軌垂直.整套裝置處于磁感應強度為B的勻強磁場中,磁場方向垂直斜面向下.導軌和金屬桿的電阻可忽略.讓ab桿沿導軌由靜止開始下滑,導軌和金屬桿接觸良好,不計它們之間的摩擦.
(1)由b向a方向看到的裝置如圖乙所示,請在此圖中畫出ab桿下滑過程中某時刻的受力示意圖.
(2)在加速下滑過程中,當ab桿的速度大小為v時,求此時ab桿中的電流及其加速度的大小;
(3)求在下滑過程中,ab桿可以達到的速度最大值.
[例3]如圖所示,兩條互相平行的光滑導軌位于水平面內,距離為l=0.2m,在導軌的一端接有阻值為R=0.5的電阻,在x0處有一水平面垂直的均勻磁場,磁感應強度B=0.5T.一質量為m=0.1kg的金屬直桿垂直放置在導軌上,并以v0=2m/s的初速度進入磁場,在安培力和一垂直于直桿的水平外力F的共同作用下做勻變速直線運動,加速度大小為a=2m/s2、方向與初速度方向相反.設導軌和金屬桿的電阻都可以忽略,且連接良好.求:
(1)電流為零時金屬桿所處的位置;
(2)電流為最大值的一半時施加在金屬桿上外力F的大小和方向;
(3)保持其他條件不變,而初速度v0取不同值,求開始時F的方向與初速度v0取得的關系.
[例4]如圖所示,水平面上有兩電阻不計的光滑金屬導軌平行固定放置,間距d 為0.5米,左端通過導線與阻值為2歐姆的電阻R連接,右端通過導線與阻值為4歐姆的小燈泡L連接;在CDEF矩形區域內有豎直向上均勻磁場,CE長為2米,CDEF區域內磁場的磁感應強度B如圖所示隨時間t變化;在t=0s時,一阻值為2歐姆的金屬棒在恒力F作用下由靜止從AB位置沿導軌向右運動,當金屬棒從AB位置運動到EF位置過程中,小燈泡的亮度沒有發生變化.求:
(1)通過的小燈泡的電流強度;
(2)恒力F的大小;
(3)金屬棒的質量.
例5.如圖所示,有兩根和水平方向成.角的光滑平行的金屬軌道,上端接有可變電阻R,下端足夠長,空間有垂直于軌道平面的勻強磁場,磁感強度為及一根質量為m的金屬桿從軌道上由靜止滑下.經過足夠長的時間后,金屬桿的速度會趨近于一個最大速度vm,則 ( )
A.如果B增大,vm將變大
B.如果變大,vm將變大
C.如果R變大,vm將變大
D.如果m變小,vm將變大
例6.如圖所示,A線圈接一靈敏電流計,B線框放在勻強磁場中,B線框的.電阻不計,具有一定電阻的導體棒可沿線框無摩擦滑動,今用一恒力F向右拉CD由靜止開始運動,B線框足夠長,則通過電流計中的電流方向和大小變化是( )
A.G中電流向上,強度逐漸增強
B.G中電流向下,強度逐漸增強
C.G中電流向上,強度逐漸減弱,最后為零
D.G中電流向下,強度逐漸減弱,最后為零
例7.如圖所示,一邊長為L的正方形閉合導線框,下落中穿過一寬度為d(dL)的勻強磁場區,設導線框在穿過磁場區的過程中,不計空氣阻力,它的上下兩邊保持水平,線框平面始終與磁場方向垂直做加速運動,若線框在位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ時,其加速度a1,a2,a3的方向均豎直向下,則( )
A.a1=a3
B.a1=a3
C.a1
D.a3
例8.如圖所示,處于勻強磁場中的兩根足夠長、電阻不計的平行金屬導軌相距1m,導軌平面與水平面成=37o角,下端連接阻值為R的電阻,勻強磁場方向與導軌平面垂直,質量為0.2kg,電阻不計的金屬棒放在兩導軌上,棒與導軌垂直并保持良好接觸,它們之間的動摩擦因數為0.25.
(1)求金屬棒沿導軌由靜止開始下滑時的加速度大小;
(2)當金屬棒下滑速度達到穩定時,電阻R消耗的功率為8W,求該速度的大小;
(3)在上問中,若R=2,金屬棒中的電流方向由a到b,求磁感應強度的大小與方向.(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)
高三物理教案7
㈠教學目的:
⒈知道光的折射現象;知道光的折射規律;知道在折射中光路是可逆的;知道日常生活中由于光的折射而產生的一些現象。
⒉培養學生的觀察能力和分析數據得出結論的綜合能力。
⒊對學生進行安全教育。
㈡教學重點和難點:
重點:光的折射現象。觀察、分析實驗,歸納出光的折射規律。
難點:觀察、分析實驗,歸納出光的折射規律及在折射中光路中可逆的。
㈢教學儀器:
玻璃水缸、水、激光發射器、光具盤、玻璃磚、幾根鋼針、多媒體電腦及投影儀等。
㈣教學過程:
一、課題引入:
我們都知道漁民捕魚有很多方法,如:用網網魚、用魚叉叉魚等。現在,我們也來體驗一下漁民的生活,(出示塑料泡沫上畫有魚和玻璃水缸)進行叉魚比賽。當學生在比賽時,發現鋼針都叉在魚的上方后,驚奇之余,告訴學生,要知道為什么,等我們學完光的折射后,就明白其中的`道理了。從而引入課題。(電腦顯示標題)
二、新課進行:
1、光的折射:
平時我們看到裝水的玻璃杯中的吸管會在水面處彎折,也是這個道理(電腦顯示圖片)。讓我們再來觀察另一個實驗,在玻璃水缸中插入一塊木板,用激光沿著木板,從空氣斜射到水面,問:可以看到什么現象?(可以看到光不再沿直線傳播而是在水面處改變方向進入水中)再觀察光從空氣中斜射到玻璃中,問:要以看到什么現象?(同樣也可以看到光不再沿直線傳播而是在玻璃面處改變方向進入玻璃中)
從實驗中,我們看到光從空氣中斜射入水和玻璃中都能看到光在水面和玻璃面處改變傳播方向,而且實踐也證明其他介質中也會發生同樣的現象。因此,我們把“光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向一般會發生變化。”的這種現象叫做光的折射。(板書用電腦顯示)
2、光的折射規律:
通過剛才的實驗教師把剛才光的折射現象用電腦顯示出光的折射光路圖。
從圖中介紹,什么是折射光線和折射角。為了防止學生把折射光線與界面夾角誤認為折射角。所以,要特別指出:折射角是折射光線與法線的夾角。(并用電腦顯示)
下面我們來做個實驗研究光從空氣射入玻璃有什么規律。要求學生要注意觀察,并用電腦顯示觀察目的:
①光從哪一種介質中射入哪一種介質中的?是怎樣入射的?
②折射光線、入射光線與法線在位置上有什么關系?
③入射角和折射角的大小關系?
d、當入射角變化時,折射角是如何變化的?先讓學生觀察一下整個實驗的動態過程,然后讓學生回答出部分問題后,教師:為更好地研究光的折射規律,我們來認真分析整個實驗。并出示以下表格:
邊實驗邊讓學生填寫表格,表格完成后分析表格和利用電腦動畫來總結規律。得出:光從空氣斜射入水或其他介質中時,折射光線與入射光線、法線在同一平面內;折射光線和入射光線分居法線兩側;折射角小于入射角;入射角增大時,折射角也隨著增大;當光線垂直射向介質表面時,傳播方向不改變。(用電腦顯示出)
從表格中我們也可以看出,在折射中,光路也中可逆的。(用電腦顯示出,并加以動畫顯示。)
3、用光的折射來解釋眼睛受騙的問題
現在,我們來解釋剛才在叉魚比賽中,為什么我們同學會叉在魚的上方。原來魚從水中發出的光線,由水進入空氣時,會在水面發年折射,折射角大于入射角,折射光線進入人眼,人眼逆著折射光線的方向看去,覺得這些光線好像是從它們的反向延長線的交點魚像發出來的,魚像是魚的虛像,魚像比魚位置高。所以剛才比賽的同學會叉在魚的上方。(利用電腦演示加以解釋)
利用電腦播放視頻材料:放在杯底剛好看不見的硬幣,加上水后又會看得見。要求學生利所學的知識加以回答,最后強調看見的硬幣是硬幣的虛像。
4、課堂練習
(1)光從空氣行政村射入水中時,折射角()入射角。
(2)池水看起來比實際的淺,這是由于光從水中射入空氣時發生()造成的。
(3)畫出圖中折射光線的大致方向。
三、小結
1、光的折射:光從一種介質斜射入另一種介質時,傳播方向一般會發生變化,這現象叫做光的折射。
2、光的折射規律:
內容:光從空氣斜射入水或其它介質中,折射光線與入射光線、法線在同一平面內;折射光線和入射光線分居法線兩側;折射角小于入射角;入射角增大時,折射角也隨著增大;當光線垂直射向介質表面時,傳播方向不改變;在折射中光路也是可逆的。
注意:弄清一點、二角、三線的涵義。
高三物理教案8
經過一年的復習教學,送走了又一屆高三學生,回想這一年來的工作,我覺得反思使我的教學有了長足的進步,成文如下:
一、反思學生的基礎,學習習慣
學生的力學學習得太差,好幾次在講例子時,學生就說聽不懂,也就在班主任面前說某老師教來我聽不懂,要求與上位老師一樣,換掉,我當然不明白其中的理由,之后才明白,我在解題時中間有一個計算步驟我省略了,我以為學生沒有問題,就一個數學運算就應沒問題,可哪里明白這個班的學生天生就習慣理解,自己從不主動去思考動手解決問題,我開始反思,怎樣才能使學生聽得懂?做得來?原先學生的基礎差,底子薄,務必從簡單的、基本的抓起,于是,我決定,少而精的講例子,每講一個例子,得每一步在黑板上板書,然后針對學生的水平做一個類似的題目,漸漸地學生學會做一些題目了,也就不覺得聽不懂了
二、反思教學困惑,構成教學論文
在復習動能定理時,常常遇到連接體問題,要學生對多個質點運用動能定理,公式多,學生感到拿手,經常出錯,于是我想;能不能使問題簡化呢?在高中階段,常常是連接兩物體的力的功的代數和為零,我想到把多個動能定理的公式相加,消去了連接物體的力的功,得到質點組動能定理,把它介紹給學生,說明它的適用范圍,學生很容易掌握,于是我把它構成論文;在講振動和波動時,學生對振動圖像和波動圖像容易混淆,在做作業的過程中經常出錯,而近幾年又經常考振動和波動相結合的題,怎樣才能使學生更好的區別呢?我反思后寫了《正確處理振動和波動的內在關系》一文,像這種類似的反思很多,我發表十多篇反思構成的文章,透過反思文章,使學生的知識難點得到了突破。
三、反思思想方法,培養建模潛力
在總復習中,除認真復習知識之外,我還要推薦同學們務必重視對各種物理思想方法的進一步了解和掌握。表面看,這似乎與知識的復習不搭界,其實這才是一項更高層次、更高效率的復習方法。那么,有哪些思想方法需要好好小結呢?我認為至少有以下一些:例如解靜力學、動力學問題常用的隔離法、整體法;處理復雜運動常用的運動合成法;追溯解題出發點的分析法;簡單明了的圖線法;以易代難的等效代換法等等,均為中學物理中基本的思維方法。當然,也還有其它一些屬于更巧、更簡捷的思維方法。然而兩者相比,我主張更要關心基本的常用的思想方法。這些思想方法,一般說,在復習課上老師都會提及,一些寫得好的參考書中也會有介紹。同學們在聽課和閱讀中除關心知識點之外,務請注意這些思維方法的實際應用,要好好消化、吸收,化為己有,再在練習中有意識運用,進一步熟悉它們。此外,在講課中,要講清怎樣建立物理模型;怎樣隨著審題而描繪物理情景;怎樣分析物理過程;怎樣尋找臨界狀態及與其相應的條件;如何挖掘隱含物理量等等。這些,都是遠比列出物理方程完成解題任務更有價值的東西。實踐告訴我們,在高三學年,同學們畢竟比高一、高二時有了更強的理解潛力,有了更強的綜合分析潛力的優勢。一旦領悟掌
握了方法,就如虎添翼,往往能發揮出比老師更強、更敏捷的思維潛力。
四、反思教法,聽同事授課相互交流
在復習教學中,經常感到復習課上法單一,沒有新意,為了防止長時間的教學方法的單一帶來的負面影響,我們高三的幾位教師采取了經常聽課的方式,只要有時間,就去聽同行老師的課,不分場合,不舉形式聽隨堂課,學習他人的教學方法和教學手段,吸取他人的長處,為我所用,聽他人是怎樣上這些資料的,自己是怎樣上的,自己的課有什么不足,別人的課有哪些優點,下一次在上那里時我要怎樣上才好,透過這樣的相互聽課,相互學習,提高自我,提高復習課的質量。
五、反思作業訓練規范練習
練習在總復習中是舉足輕重的一環,要想透過練習到達鞏固知識、提高潛力的目的',力求規范地解題是就應遵循的一個原則。具體說務求做到兩條:①要規范地使用物理規律。不少同學常從生活經驗角度去解物理題,比如用動能定理時習慣從功、能的數值上加加減減來得到結果,而不問列式的物理好處。這種不規范的混亂的思維方式,只能使認知水平停滯在生活經驗的層次上,正是復習中一大障礙。物理學自有本身固有的思維規律和方法,像動能定理的應用,首先要求弄清所研究的過程及研究對象在此過程中的受力狀況,然后區別各力做功的正、負,再搞清過程的初態和終態,最后按外力功的代數和等于動能增量列出方程,這之后的代數運算便容易了。如果在平時練習中始終能堅持這樣規范地使用物理定律、定理,時間久了必然會加深對規律的理解,潛力必須會上升到新的層次。②要將題做完整。我接觸過一些學生,做練習“浮而不實”,列出幾個物理方程便丟手不做或整理到代數式但懶于代入數字運算等,都不肯將題解到底。他們之中不乏最后失敗的實例,均因為他們沒有從日常的練習中得到收益。許多物理題,粗一看解題方向似乎很明顯,仔細一解才發現里邊隱含著重要的變化及關鍵。再說,一個完整的解題要有嚴密的邏輯過程;要有簡明
扼要的文字表述;有單位的處理;有數字的運算……所有這些,無不涉及雙基知識及個人的素養和潛力,都是要透過訓練來加以提高改善的。那種蜻蜓點水式的解題,不可能在這些方面得到不斷啟發和訓練,題解得再多,然而水平提高不快、工作不實,最后必定導致復習工作的低效率。
教學只有在不斷的反思中才會有所進步,也只有學會反思的教師,所謂“親其師,信其道”,只有不斷反思的教師,才會獲得學生的喜愛,才會立于教學不敗之地。
高三物理教案9
1、與技能:掌握運用動量守恒定律的一般步驟。
2、過程與:知道運用動量守恒定律解決問題應注意的問題,并知道運用動量守恒定律解決有關問題的優點。
3、情感、態度與價值觀:學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。
教學重點:運用動量守恒定律的一般步驟。
教學難點:動量守恒定律的應用。
教學方法:啟發、引導,討論、交流。
教學用具:投影片、多媒體輔助教學設備。
(一)引入新課
動量守恒定律的內容是什么?分析動量守恒定律成立條件有哪些?(①F合=0(嚴格條件)②F內 遠大于F外(近似條件,③某方向上合力為0,在這個方向上成立。)
(二)進行新課
1、動量守恒定律與牛頓運動定律
用牛頓定律自己推導出動量守恒定律的表達式。
(1)推導過程:
根據牛頓第二定律,碰撞過程中1、2兩球的加速度分別是:
根據牛頓第三定律,F1、F2等大反響,即 F1= - F2 所以:
碰撞時兩球間的作用時間極短,用 表示,則有:
代入 并整理得
這就是動量守恒定律的表達式。
(2)動量守恒定律的重要意義
從現代物理學的理論高度來認識,動量守恒定律是物理學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。)從科學實踐的角度來看,迄今為止,人們尚未發現動量守恒定律有任何例外。相反,每當在實驗中觀察到似乎是違反動量守恒定律的現象時,物理學家們就會提出新的假設來補救,最后總是以有新的發現而勝利告終。例如靜止的原子核發生β衰變放出電子時,按動量守恒,反沖核應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。為解釋這一反常現象,1930年泡利提出了中微子假說。由于中微子既不帶電又幾乎無質量,在實驗中極難測量,直到1956年人們才首次證明了中微子的存在。(20xx年綜合題23 ②就是根據這一事實設計的)。又如人們發現,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。
2、應用動量守恒定律解決問題的基本思路和一般方法
(1)分析題意,明確研究對象
在分析相互作用的物體總動量是否守恒時,通常把這些被研究的物體總稱為系統.對于比較復雜的物理過程,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,哪些物體發生相互作用,從而確定所研究的系統是由哪些物體組成的。
(2)要對各階段所選系統內的物體進行受力分析
弄清哪些是系統內部物體之間相互作用的內力,哪些是系統外物體對系統內物體作用的外力。在受力分析的基礎上根據動量守恒定律條件,判斷能否應用動量守恒。
(3)明確所研究的相互作用過程,確定過程的始、末狀態
即系統內各個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取地球為參考系。
(4)確定好正方向建立動量守恒方程求解。
3、動量守恒定律的應用舉例
例2:如圖所示,在光滑水平面上有A、B兩輛小車,水平面的左側有一豎直墻,在小車B上坐著一個小孩,小孩與B車的總質量是A車質量的10倍。兩車開始都處于靜止狀態,小孩把A車以相對于地面的速度v推出,A車與墻壁碰后仍以原速率返回,小孩接到A車后,又把它以相對于地面的速度v推出。每次推出,A車相對于地面的速度都是v,方向向左。則小孩把A車推出幾次后,A車返回時小孩不能再接到A車?
分析:此題過程比較復雜,情景難以接受,所以在講解之前,教師應多帶領學生分析物理過程,創設情景,降低理解難度。
解:取水平向右為正方向 高一,小孩第一次
推出A車時:mBv1-mAv=0
即: v1=
第n次推出A車時:mAv +mBvn-1=-mAv+mBvn
則: vn-vn-1= ,
所以: vn=v1+(n-1)
當vn≥v時,再也接不到小車,由以上各式得n≥5.5 取n=6
點評:關于n的取值也是應引導學生仔細分析的問題,告誡學生不能盲目地對結果進行“四舍五入”,一定要注意結論的物理意義。
高三物理教案10
一、動量
1、動量:運動物體的質量和速度的乘積叫做動量.是矢量,方向與速度方向相同;動量的合成與分解,按平行四邊形法則、三角形法則.是狀態量;通常說物體的動量是指運動物體某一時刻的動量,計算物體此時的動量應取這一時刻的瞬時速度。是相對量;物體的動量亦與參照物的選取有關,常情況下,指相對地面的動量。單位是kg
2、動量和動能的區別和聯系
①動量的大小與速度大小成正比,動能的大小與速度的大小平方成正比。即動量相同而質量不同的物體,其動能不同;動能相同而質量不同的物體其動量不同。
②動量是矢量,而動能是標量。因此,物體的動量變化時,其動能不一定變化;而物體的動能變化時,其動量一定變化。
③因動量是矢量,故引起動量變化的原因也是矢量,即物體受到外力的沖量;動能是標量,引起動能變化的原因亦是標量,即外力對物體做功。
④動量和動能都與物體的質量和速度有關,兩者從不同的角度描述了運動物體的特性,且二者大小間存在關系式:P2=2mEk
3、動量的.變化及其計算方法
動量的變化是指物體末態的動量減去初態的動量,是矢量,對應于某一過程(或某一段時間),是一個非常重要的物理量,其計算方法:
(1)P=Pt一P0,主要計算P0、Pt在一條直線上的情況。
(2)利用動量定理 P=Ft,通常用來解決P0、Pt;不在一條直線上或F為恒力的情況。
二、沖量
1、沖量:力和力的作用時間的乘積叫做該力的沖量.是矢量,如果在力的作用時間內,力的方向不變,則力的方向就是沖量的方向;沖量的合成與分解,按平行四邊形法則與三角形法則.沖量不僅由力的決定,還由力的作用時間決定。而力和時間都跟參照物的選擇無關,所以力的沖量也與參照物的選擇無關。單位是N
2、沖量的計算方法
(1)I=Ft.采用定義式直接計算、主要解決恒力的沖量計算問題。
(2)利用動量定理 Ft=P.主要解決變力的沖量計算問題,但要注意上式中F為合外力(或某一方向上的合外力)。
三、動量定理
1、動量定理:物體受到合外力的沖量等于物體動量的變化.Ft=mv/一mv或 Ft=p/-p;該定理由牛頓第二定律推導出來:(質點m在短時間t內受合力為F合,合力的沖量是F合質點的初、未動量是 mv0、mvt,動量的變化量是P=(mv)=mvt-mv0.根據動量定理得:F合=(mv)/t)
2.單位:牛秒與千克米/秒統一:l千克米/秒=1千克米/秒2秒=牛
3.理解:(1)上式中F為研究對象所受的包括重力在內的所有外力的合力。
(2)動量定理中的沖量和動量都是矢量。定理的表達式為一矢量式,等號的兩邊不但大小相同,而且方向相同,在高中階段,動量定理的應用只限于一維的情況。這時可規定一個正方向,注意力和速度的正負,這樣就把大量運算轉化為代數運算。
(3)動量定理的研究對象一般是單個質點。求變力的沖量時,可借助動量定理求,不可直接用沖量定義式.
4.應用動量定理的思路:
(1)明確研究對象和受力的時間(明確質量m和時間t);
(2)分析對象受力和對象初、末速度(明確沖量I合,和初、未動量P0,Pt);
(3)規定正方向,目的是將矢量運算轉化為代數運算;
(4)根據動量定理列方程
(5)解方程。
四、動量定理應用的注意事項
1.動量定理的研究對象是單個物體或可看作單個物體的系統,當研究對象為物體系時,物體系的總動量的增量等于相應時間內物體系所受外力的合力的沖量,所謂物體系總動量的增量是指系統內各個的體動量變化量的矢量和。而物體系所受的合外力的沖量是把系統內各個物體所受的一切外力的沖量的矢量和。
2.動量定理公式中的F是研究對象所受的包括重力在內的所有外力的合力。它可以是恒力,也可以是變力。當合外力為變力時F則是合外力對作用時間的平均值。
3.動量定理公式中的(mv)是研究對象的動量的增量,是過程終態的動量減去過程始態的動量(要考慮方向),切不能顛倒始、終態的順序。
4.動量定理公式中的等號表明合外力的沖量與研究對象的動量增量的數值相等,方向一致,單位相同。但考生不能認為合外力的沖量就是動量的增量,合外力的沖量是導致研究對象運動改變的外因,而動量的增量卻是研究對象受外部沖量作用后的必然結果。
5.用動量定理解題,只能選取地球或相對地球做勻速直線運動的物體做參照物。忽視沖量和動量的方向性,造成I與P正負取值的混亂,或忽視動量的相對性,選取相對地球做變速運動的物體做參照物,是解題錯誤的常見情況。
高三物理教案11
1、研究帶電物體在電場中運動的兩條主要途徑
帶電物體在電場中的運動,是一個綜合力和能量的力學問題,研究的方法與質點動力學相同(僅僅增加了電場力),它同樣遵循運動的合成與分解、力的獨立作用原理、牛頓運動定律、動能定理、功能原理等力學規律.研究時,主要可以按以下兩條途徑分析:
(1)力和運動的關系--牛頓第二定律
根據帶電物體受到的電場力和其它力,用牛頓第二定律求出加速度,結合運動學公式確定帶電物體的速度、位移等.這條線索通常適用于恒力作用下做勻變速運動的情況.
(2)功和能的關系--動能定理
根據電場力對帶電物體所做的功,引起帶電物體的能量發生變化,利用動能定理或從全過程中能量的`轉化,研究帶電物體的速度變化,經歷的位移等.這條線索同樣也適用于不均勻的電場.
2、研究帶電物體在電場中運動的兩類重要方法
(1)類比與等效
電場力和重力都是恒力,在電場力作用下的運動可與重力作用下的運動類比.例如,垂直射入平行板電場中的帶電物體的運動可類比于平拋,帶電單擺在豎直方向勻強電場中的運動可等效于重力場強度g值的變化等.
(2)整體法(全過程法)
電荷間的相互作用是成對出現的,把電荷系統的整體作為研究對象,就可以不必考慮其間的相互作用.
電場力的功與重力的功一樣,都只與始末位置有關,與路徑無關.它們分別引起電荷電勢能的變化和重力勢能的變化,從電荷運動的全過程中功能關系出發(尤其從靜止出發末速度為零的問題)往往能迅速找到解題切入點或簡化計算
高三物理教案12
一、電流、電阻和電阻定律
1.電流:電荷的定向移動形成電流.
(1)形成電流的條件:內因是有自由移動的電荷,外因是導體兩端有電勢差.
(2)電流強度:通過導體橫截面的電量Q與通過這些電量所用的時間t的比值。
①I=Q/t;假設導體單位體積內有n個電子,電子定向移動的速率為V,則I=neSv;假若導體單位長度有N個電子,則I=Nev.
②表示電流的強弱,是標量.但有方向,規定正電荷定向移動的方向為電流的方向.
③單位是:安、毫安、微安1A=103Ma=106A
2.電阻、電阻定律
(1)電阻:加在導體兩端的電壓與通過導體的電流強度的比值.R=U/I,導體的電阻是由導體本身的性質決定的,與U.I無關.
(2)電阻定律:導體的電阻R與它的長度L成正比,與它的橫截面積S成反比. R=L/S
(3)電阻率:電阻率是反映材料導電性能的物理量,由材料決定,但受溫度的影響.
①電阻率在數值上等于這種材料制成的長為1m,橫截面積為1m2的柱形導體的'電阻.
②單位是:m.
3.半導體與超導體
(1)半導體的導電特性介于導體與絕緣體之間,電阻率約為10-5m ~106m
(2)半導體的應用:
①熱敏電阻:能夠將溫度的變化轉成電信號,測量這種電信號,就可以知道溫度的變化.
②光敏電阻:光敏電阻在需要對光照有靈敏反應的自動控制設備中起到自動開關的作用.
③晶體二極管、晶體三極管、電容等電子元件可連成集成電路.
④半導體可制成半導體激光器、半導體太陽能電池等.
(3)超導體
①超導現象:某些物質在溫度降到絕對零度附近時,電阻率突然降到幾乎為零的現象.
②轉變溫度(TC):材料由正常狀態轉變為超導狀態的溫度
③應用:超導電磁鐵、超導電機等
二、部分電路歐姆定律
1、導體中的電流I跟導體兩端的電壓成正比,跟它的電阻R成反比。 I=U/R
2、適用于金屬導電體、電解液導體,不適用于空氣導體和某些半導體器件.R2﹥R1 R2
3、導體的伏安特性曲線:研究部分電路歐姆定律時,常畫成I~U或U~I圖象,對于線性元件伏安特性曲線是直線,對于非線性元件,伏安特性曲線是非線性的.
注意:①我們處理問題時,一般認為電阻為定值,不可由R=U/I認為電阻R隨電壓大而大,隨電流大而小.
②I、U、R必須是對應關系.即I是過電阻的電流,U是電阻兩端的電壓.
三、電功、電功率
1.電功:電荷在電場中移動時,電場力做的功W=UIt,
電流做功的過程是電能轉化為其它形式的能的過程.
2.電功率:電流做功的快慢,即電流通過一段電路電能轉化成其它形式能對電流做功的總功率,P=UI
3.焦耳定律;電流通過一段只有電阻元件的電路時,在 t時間內的熱量Q=I2Rt.
純電阻電路中W=UIt=U2t/R=I2Rt,P=UI=U2/R=I2R
非純電阻電路W=UIt,P=UI
4.電功率與熱功率之間的關系
純電阻電路中,電功率等于熱功率,非純電阻電路中,電功率只有一部分轉化成熱功率.
純電阻電路:電路中只有電阻元件,如電熨斗、電爐子等.
非純電阻電路:電機、電風扇、電解槽等,其特點是電能只有一部分轉化成內能.
高三物理教案13
課題:自由落體運動
教學目的 :1.理解什么是自由落體運動,知道它是初速度為零的勻加速直線運動。
2.理解什么是自由落體運動的加速度,知道它的方向,知道在地球上不同地方重力加速度大小不同。
3.掌握自由落體運動的規律。
重??? 點 :自由落體運動的特點
新課教學 :
讓學生先自學后提出問題
1.? 人們通常是怎樣看待自由落體運動的?
物體下落的快慢是由它們的'重量的大小決定,重的物體下落快,輕的物體下落慢,(可以通過演示紙片和粉筆頭來加以說明)。
這種看法正確么?錯在什么地方?(輕的物體受到的阻力大,重的物體受到的阻力小上述說法不正確)。
2.? 在沒有空氣阻力的空間物體下落的快慢如何呢?
演示:⑴.粉筆頭和小紙團下落
⑵.牛頓管(也叫錢毛管)
實驗說明了什么?(不同物體下落快慢相同)
結論:物體只在重力作用下,從靜止開始下落的運動,叫自由落體運動。
強調:⑴.這種運動發生在真空中。
⑵.若空氣阻力很小,可忽略時,也可看作自由落體運動。
3.? 自由落體運動是一個什么性質的運動呢?
回顧前面所學知識,怎樣判斷一個運動是否是勻變速運動呢?(△S=常數)
下面分析課本上的閃光照片
⑴.測出小球的位置坐標X
⑵.計算出相鄰兩個小球間的距離S
⑶.計算出相鄰相等時間內的位移之差△S
比較各個△S可見都接近于2,若忽略誤差,可見△S相等,等于常數.即自由落體運動是一個勻變速運動.
由于初速度為零,所以自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動.
4.自由落體加速度大小、方向。
不同物體在同一地點,從同一高度同時自由下落,同時到達地面。由S= 可知,加速度大小相同,這個加速度叫自由落體加速度,也叫重力加速度,用g表示。
重力加速度的方向總是豎直向下的。
大小:不同地方數值不同。如課本表格所示,由表中可見,重力加速度g隨緯度的升高而增大。
通常計算時:g=9.8m/s 2
粗略計算時:g=10m/s 2
5.自由落體運動的規律
因為自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,所以其規律都適用于自由落體運動,就是把a變成g,其公式如下:
V t =gt
S=
V t 2 =2gs
練習:一個物體從h高處自由下落,經過最后196m所用的時間是4秒,若不計空氣阻力,求物體下落的總時間和下落的高度h.
高三物理教案14
1.某金屬在一黃光照射下,正好有電子逸出,下述說法中,哪種是正確的 ( )
A.增大光強,而不改變光的頻率,光電子的最大初動能將不變
B.用一束更大強度的紅光代替黃光,仍能發生光電效應
C.用強度相同的紫光代替黃光,光電流強度將不變
D.用強度較弱的紫光代替黃光,有可能不發生光電效應
答案 A
要點二 光的波粒二象性
2.物理學家做了一個有趣的實驗:在光屏處放上照相用的底片.若減弱光的強度,使光子只能一個一個地通過狹縫.實驗結果表明,如果曝光時間不太長,底片只能出現一些不規則的點子;如果曝光時間足夠長,底片上就會出現規則的干涉條紋.對這個實驗結果有下列認識,其中正確的是 ( )
A.曝光時間不太長時,底片上只能出現一些不規則的點子,表現出光的波動性
B.單個光子通過雙縫后的'落點可以預測
C.只有大量光子的行為才能表現出光的粒子性
D.干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方
答案 D
題型1 對光電效應規律的理解
【例1】關于光電效應,下列說法正確的是 ( )
A.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比
B.光電子的動能越大,光電子形成的電流強度就越大
C.用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產生的光電子的初動能要大
D.對于任何一種金屬都存在一個最大波長,入射光的波長必須小于這個波長,才能產生光電 效應
答案 D
題型2 光電效應方程的應用
【例2】如圖所示,一光電管的陰極用極限波長為 0的鈉制成.用波長為的紫外線照射陰極,光電管陽極A和陰極K之間的電勢差為U,光電流的飽和值為I.
(1)求每秒由K極發射的電子數.
(2)求電子到達A極時的最大動能.(普朗克常量為h,電子的電荷量為e)?
答案 (1)
題型3 光子說的應用
【例3】根據量子理論,光子的能量E和動量p之間的關系式為E=pc,其中c表示光速,由于光子有動量,照到物體表面的光子被物體吸收或反射時都會對物體產生壓強,這就是光壓,用I表示.
(1)一臺二氧化碳氣體激光器發出的激光,功率為P0,射出光束的橫截面積為S,當它垂直照射到一物體表面并被物體全部反射時,激光對物體表面的壓力F=2pN,其中p表示光子的動量,N表示單位時間內激光器射出的光子數,試用P0和S表示該束激光對物體產生的光壓I.
(2)有人設想在宇宙探測中用光作為動力推動探測器加速,探測器上安裝有面積極大、反射率極高的薄膜,并讓它正對太陽,已知太陽光照射薄膜對每1 m2面積上的輻射功率為1.35 kW,探測器和薄膜的總質量為M=100 kg,薄膜面積為4104 m2,求此時探測器的加速度大小(不考慮萬有引力等其他的力)?
答案 (1)I= (2)3.610-3 m/s2
題型4 光電結合問題
【例4】波長為 =0.17m的紫外線照射至金屬筒上能使其發射光電子,光電子在磁感應強度為B的勻強磁場中,做最大半徑為r的勻速圓周運動時,已知rB=5.610-6 Tm,光電子質量m=9.110-31 kg,電荷量e=1.610-19 C.求:
(1)光電子的最大動能.
(2)金屬筒的逸出功.
答案 (1)4.4110-19 J (2)7.310-19?J
高三物理教案15
1、知識與技能
(1)通過實驗了解光電效應的實驗規律。
(2)知道愛因斯坦光電效應方程以及意義。
(3)了解康普頓效應,了解光子的動量
2、過程與方法:經歷科學探究過程,認識科學探究的意義,嘗試應用科學探究的方法研究物理問題,驗證物理規律。
3、情感、態度與價值觀:領略自然界的奇妙與和諧,發展對科學的好奇心與求知欲,樂于探究自然界的奧秘,能體驗探索自然規律的艱辛與喜悅。
教學重點:光電效應的實驗規律
教學難點:愛因斯坦光電效應方程以及意義
教學方法:教師啟發、引導,學生討論、交流。
教學用具:投影片,多媒體輔助教學設備
(一)引入新課
回顧前面的學習,總結人類對光的本性的認識的發展過程?
(多媒體投影,見課件。)光的干涉、衍射現象說明光是電磁波,光的偏振現象進一步說明光還是橫波。19世紀60年代,麥克斯韋又從理論上確定了光的電磁波本質。然而,出人意料的是,正當人們以為光的波動理論似乎非常完美的時候,又發現了用波動說無法解釋的新現象——光電效應現象。對這一現象及其他相關問題的研究,使得人們對光的又一本質性認識得到了發展。
(二)進行新課
1、光電效應
實驗演示1:(課件輔助講述)用弧光燈照射擦得很亮的鋅板,(注意用導線與不帶電的驗電器相連),使驗電器張角增大到約為30度時,再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板,則驗電器的指針張角會變大。上述實驗說明了什么?(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,從物體發射電子的現象叫做光電效應。發射出來的電子叫做光電子。
2、光電效應的實驗規律
(1)光電效應實驗
如圖所示,光線經石英窗照在陰極上,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。當K、A間加反向電壓,光電子克服電場力作功,當電壓達到某一值Uc時,光電流恰為0。Uc稱遏止電壓。
根據動能定理,有:
(2)光電效應實驗規律
①光電流與光強的關系: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,都相應的有一確定的截止頻率νc,當入射光頻率ν>νc時,電子才能逸出金屬表面;當入射光頻率ν<νc時,無論光強多大也無電子逸出金屬表面。
③光電效應是瞬時的。從光開始照射到光電子逸出所需時間<10-9s。
3、光電效應解釋中的疑難
經典理論無法解釋光電效應的實驗結果。
經典理論認為,按照經典電磁理論,入射光的光強越大,光波的電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該越大。也就是說,光電子的能量應該隨著光強度的增加而增大,不應該與入射光的頻率有關,更不應該有什么截止頻率。
光電效應實驗表明:飽和電流不僅與光強有關而且與頻率有關,光電子初動能也與頻率有關。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。
光電效應具有瞬時性。而經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,愛因斯坦在能量子假說的基礎上提出光子理論,提出了光量子假設。
4、愛因斯坦的光量子假設
(1)內容
光不僅在發射和吸收時以能量為hν的微粒形式出現,而且在空間傳播時也是如此。也就是說,頻率為ν的光是由大量能量為E=hν的.光子組成的粒子流,這些光子沿光的傳播方向以光速c運動。
(2)愛因斯坦光電效應方程
在光電效應中金屬中的電子吸收了光子的能量,一部分消耗在電子逸出功W0,另一部分變為光電子逸出后的動能Ek。由能量守恒可得出:
W0為電子逸出金屬表面所需做的功,稱為逸出功。Wk為光電子的最大初動能。
(3)愛因斯坦對光電效應的解釋
①光強大,光子數多,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,所以不需時間的累積。
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系
④從光電效應方程中,當初動能為零時,可得極限頻率:
愛因斯坦光子假說圓滿解釋了光電效應,但當時并未被物理學家們廣泛承認,因為它完全違背了光的波動理論。
5、光電效應理論的驗證
美國物理學家密立根,花了十年時間做了“光電效應”實驗,結果在1915年證實了愛因斯坦光電效應方程,h的值與理論值完全一致,又一次證明了“光量子”理論的正確。
6、展示演示文稿資料:愛因斯坦和密立根
由于愛因斯坦提出的光子假說成功地說明了光電效應的實驗規律,榮獲1921年諾貝爾物理學獎。
密立根由于研究基本電荷和光電效應,特別是通過著名的油滴實驗,證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝爾物理學獎。
點評:應用物理學家的歷史資料,不僅有真實感,增強了說服力,同時也能對學生進行發放教育,有利于培養學生的科學態度和科學精神,激發學生的探索精神。
光電效應在近代技術中的應用
(1)光控繼電器
可以用于自動控制,自動計數、自動報警、自動跟蹤等。
(2)光電倍增管
可對微弱光線進行放大,可使光電流放大105~108倍,靈敏度高,用在工程、天文、科研、軍事等方面。
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