初二物理上册全套教案

教案的特征是教师教什么、学生就学什么,强调的是教师的主导地位,学生根据教师安排的教学内容学习、思考和模仿。教案撰写的水平和质量直接反映教师的教学基本功,而教学态度和敬业精神则关系到教学效果。以下是小编为您收集的《初二物理上册全套教案》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

第一篇：初二物理上册全套教案

【人教版】八年级物理上册：全套精品教案(Word版,145页)

人教版

物理

八年级上册

太平中学 周飞宇

科学之旅

教学目标 知识技能

1.初步了解一些物理现象 2.对教师讲解的内容有所理解 过程与方法

通过讲解和实验，让学生初步了解学习物理知识和研究物理问题的方法。 情感、态度和价值观： 1.在教学中渗透人文主义教育 2.通过实验教学，激发学生的学习兴趣 教学重点

激发学生学习兴趣，了解学习物理知识和研究物理问题的方法。 教学方法 演示法、讨论法。 课时安排 1课时 教学过程

一、引入新课

同学们，今天我们开始学习一门新的学科—物理，你听别人说过物理吗？你心中的物理是怎样的呢？谁起来说一下？（让学生起来说说自己的看法）

二、新课教学

1. 演示几个实验，说明物理是十分有趣的。 （让学生先猜测现象，再演示）

（1）器材：一大一小两只试管（尺寸十分接近），水，红墨水。

做法：大试管装入过半的水，管口朝上，放入小试管，倒过来，水流下，管上升。 现象：试管自动上升。 （2）器材：漏斗，乒乓球。

做法：一个乒乓球放在一个倒扣的漏斗中，通过漏斗嘴用力吹下面的乒乓球。

现象：乒乓球悬在空中不下落。

拓展：让学生撕下两张纸，用力吹两张纸的中央，发现纸靠近。 （3）器材：两只大烧杯，鸡蛋，清水，盐水。 做法：把一只鸡蛋分别放入两个大烧杯中。 现象：鸡蛋有浮有沉。

（4）器材：导线，开关，电池组，小灯泡，变阻器。

做法：连好电路，闭和开关，移动滑片，观察小灯泡的发光情况。 现象：灯变亮。

2. 物理不仅有趣，而且是十分有用的，它能帮助我们解释生活中的许多现象。 （让学生先说说自己的看法，教师再解析） 提问1：人听到子弹声再躲来的及吗？为什么？ 解析：子弹出膛飞行时的速度比声音快，所以来不及。 提问2：我们对着水中看到的鱼用手去抓，能抓到吗？ 解析：抓不到，我们看到的是像，真正的鱼在像的下边。 提问3：黄浦江边的路灯，水中的像为什么是一道光柱？

解析：古诗云“月黑见渔灯，孤光一点荧。微微风簇浪，散做满河星”，起伏的水面相当于许多平面镜，每盏灯在水里有好多像，连在一起就成了一道光柱。 提问4：冬天的冰花结在玻璃的内表面还是外表面？ 解析：外表面。

提问5：在光滑的路面上，空身容易摔倒，还是肩挑重物容易摔倒？ 解析：空身。

小结：同学们，今天对所提的问题的分析，大家可能还领会不了，没关系，随着以后的学习大家就会明白其中的奥秘。 3.怎样学好物理。

（1）勤于观察，勤于动手。

引导学生观察课本插图，勉励学生“纸上得来终觉浅，绝知学问要躬行”。 （2）勤于思考，重在理解。

不能死记硬背，贵在理解，要多问，“为学贵有疑，有疑贵问师”，不要以为问老师一些简单的问题会遭到耻笑，而不问。 （3）联系实际，联系社会。

我们学了知识以后，如果能解释生活中的现象，就完成了一次飞跃，如果遇到生活中的疑问，又从课本中找到根据，就又完成一次飞跃。 （4）像科学家那样探究。

介绍伽利略的贡献：伽利略望远镜，伽利略温度计等。 尊称：近代科学之父

引导学生阅读课本第八页“伽利略对摆动的研究”，并讨论材料后的几个问题。

小结：学习物理，就要仔细观察周围的世界，发现问题，提出假设，善于动手，加以实践，找到规律。

三、作业：

阅读“科学之旅”，说说你打算怎样学好物理课。 教学反思：

第一章

机械运动

第一节 长度和时间的测量

教学目标

知识与技能：

1、知道国际单位制中长度的单位。

2、知道国际单位制中时间的基本单位，并知道它与其它单位的关系。

3、知道测量存在误差。

过程与方法：

1、会使用刻度尺测量长度，会进行特殊测量。

2、会正确使用手表或停表测量时间，并会估测时间。

情感态度与价值观：培养学生主动与他人合作的精神。 教学重点

1、刻度尺的使用和测量时间。

2、单位的换算和特殊测量。

教学难点

1、单位的换算。

2、刻度尺的使用方法。

教具准备刻度尺、乒乓球、物理课本、钟表 、录音机。 教学过程

（一）引入新课

在生活、生产和科研中，人们经常要进行各种各样的测量。体检时量身高、体重、血压等，买菜时称一下菜有多重等。

小刚到学校医务室去体检，医务人员给小刚量完身高后告诉小刚他的身高是163。小刚的身高到底是多少呢？（学生讨论并得出正确的结果：163厘米或1米63）

讲解：上述问题告诉我们，测量时必须首先规定被测量量的单位。为了世界各国交流的方便，1960年，国际上通过了一套统一的测量标准，叫国际单位制，简称SI。

（二）进行新课

一、长度的单位及测量

1、长度的单位

在国际单位制中，长度的基本单位是米（m）。在日常生活中，还常用到其它的长度单位：千米（km）、分米（dm）、厘米（cm）、毫米（mm）、微米（μm）、纳米（nm）。它们之间的换算关系是：

1km＝103m； 1dm＝10-1m； 1cm＝10-2m； 1mm＝10-3m；

1μm＝10-6m； 1nm＝10-9m。

例如：惠安至泉州的距离约30km（公里），初二年龄段的同学身高多数在1.5m—1.7m之间，手掌的宽度大概是1dm，手指的宽度大概是1cm。

2、长度的估测

问题1：请目测一下黑板的长度。

（请5个同学目测，再用米尺实际测量，比较谁目测的结果更准。）

问题2：人们正常走路一步的距离大约为0.5m，以此为长度标准，估测教室的长度。 （请两同学同时在教室中走路进行估测）

3、长度的测量

长度估测的结果精确度是不高的，当精确度要求高时，可以选择适宜的长度测量工具进行测量。 展示：各种类型的长度测量工具[尺子、三角板、米尺、卷尺、游标卡尺（精度高）、螺旋测微器（精度高）等]。

介绍：刻度尺的使用方法（学生看课本P21并读出图2-15及图2-17的长度）。 活动1：（1人一组）：用刻度尺测量物理书的长度和宽度（结果填入P22的表格中）。 （选择两个较为典型的、有点问题的测量数据进行评价。）

活动2：（两人一组）：测量乒乓球的直径。 （教师巡视，并对同学进行指导。）

介绍：国际乒联为了我们限制我们中国乒乓球选手，同时也有利于乒乓球活动在全世界更好地开展，把乒乓球的直径从原来的38mm提高到40mm（即所谓的小球改大球），把乒乓球比赛从原来的一局21分制改为现在的一局11分制。但在刚结束的第28届雅典奥运会上，中国选手表现依然锐不可挡，取得男双、女单、女双三块金牌。

4、特殊长度的测量

问题1.如何测量一个碗口的周长？

思路：被测长度的特点：①曲线；②规则（圆）。测量方法：①直接用卷尺测量；②化曲为直：用细线绕硬币一周再拉直测量或将硬币在直线上转圈；③利用圆周公式C＝2πr＝πd：两块三角板一把尺子夹紧硬币即可量出直径或用纸将圆描下，再将纸上的圆对折即可测出直径或利用几何方法（有多种方法）找到直径来测量。

问题2.漳泉肖铁路通过惠安的唯一一条铁路线，如何知道这条铁路的总长度呢？

思路：被测长度的特点：距离太大，难以直接用刻度尺测量。测量方法：①上网查找（现场上网查找，搜索关键字：漳泉肖铁路全长<128km>）；②借助福建省地图间接测量。

问题3.如何测出一盘蚊香燃完所需的时间？

思路：被测时间特点：时间太长。测量方法：①直接用手表测量（要有耐心，可边做事情）；②利用比例测出一小段燃完所需时间即可。（现场实验，小段蚊香长度约为1.5cm，蚊香的燃烧速度约12cm/h）

说明：上述三个问题先分析特点，方法让学生讨论后再一一评价。鼓励学生多找方法，并尽量找到简单实用的方法。

二、时间的单位及测量

1、时间的单位

在日常生活中，除了经常进行长度的测量外，也经常需要对时间进行测量。在国际单位制中，时间的基本单位是秒（s）。在日常生活中，还常用到其它的时间单位：年（y）、天（d）、时（h）、分（min）、毫秒（ms）、微秒（μs）。它们之间的换算关系是： 1h＝60min；1min＝60s；1s＝103ms；1ms＝103μs。

2、时间的估测

活动3：（集体活动）：估测1分钟的时间长度。（请三个同学上台面向黑板，其余同学当裁判，讲台桌上的大时钟面向“裁判”，教师喊计时开始，三名若认为1min时间到则举手，比比看谁对1min的时间估测更准一些。）

3、时间的测量

讲解：时间估测的结果精确度是不高的，当精确度要求高时，可以选择适宜的时间测量工具进行测量。

活动4：（2人一组）：停表的使用。（教师先利用多媒体对停表的使用方法进行简单讲解，然后教师喊口令，学生按停表计时，请同学相互帮助，共同搞清楚停表的使用方法。）

活动5：（2人一组）：跑圈测时。（请三位自认为速度较快的同学分别从教室前门绕到教室后门再回到前门跑一圈，各组同学分别测出每位同学所用的时间，然后请其中一组同学用他们的测量结果判断谁的速度更快。）

三、测量误差

介绍测量误差。（引导学生阅读课本P23信息窗内容） [课堂小结] 利用多媒体显现本节知识结构进行小结。通过对一些特殊长度和时间的测量问题的探讨，除了掌握这些简单的物理知识外，更重要的是在你的学习生活当中处理问题的时候，要善于把你的思路打开，如此你才能永远立于不败之地。

板书设计

长度和时间的测量

一、长度的单位及测量

二、时间的单位及测量

1、长度的单位

1、时间的单位

2、长度的估测

2、时间的估测

3、长度的测量

3、时间的测量

4、特殊长度的测量

三、测量误差 布置作业

1.20分钟能力试卷； 2.完成练习册题目；

3.自制一个1米的厘米刻度尺，并用它测量课桌的高度和长度。

教学反思：

第二节 运动的描述

●教学目标

知识与技能：1．知道参照物的概念；2．知道物体的运动和静止是相对的。 过程与方法：能用实例解释机械运动及其相对性。

情感态度与价值观：认识运动是宇宙的普遍现象，运动和静止是相对的，树立正确的科学观。 ●学习重点

1．机械运动的概念。 2．研究物体运动的相对性。 ●学习难点 1．参照物的概念

2．认识物体运动的相对性。 3．用实例解释机械运动。

●教学方式 讲解法、讨论法。 ●教学用具

视频资料，玩具车、玩具人 ●教学过程

一、创设情境，引入新课（5 min）

〖师〗 前段时间我们学习了第十章内容，认识到多彩的物质世界，知道了宇宙万物都是由物质组成的，物体都有质量，不同物质的密度不同，那么这些物质存在的状态如何呢？ [讨论] [总结1] 今天，我们研究物体是运动的还是静止的问题。为什么它们会运动或静止？（板书本章课题）

[总结2] 我们首先看物体的运动该如何描述？（板书本节课题）

二、进入新课，科学探究

（一）机械运动（10min） 1．现象

[问题] 大家观察周围的物体，你认为它们哪些是运动的，哪些是静止的？

[回答]（1）行驶的汽车是运动的；（2）走路的人是运动的；（3）飞出的足球是运动的；（4）地球是运动的；（5）分子是运动的；„„（6）黑板是静止的；（7）教室外面的树是静止的；（8）公路是静止的；（9）大桥是静止的；„„

也可能回答出一些其他的问题：（1）星星是静止的；（2）太阳是静止的；„„ [分析]（1）我们身边有运动的物体。如行驶的汽车、跑步的人们、飞行的足球等。 （2）宇宙是运动的。小学科学课上学过，地球本身在自转，还绕太阳公转，且整个太阳系都在运动。同理，银河系也是运动的，那么宇宙同样也在运动，所以从宏观上看，宇宙上的所有物体都是运动的。

（3）微观分子是运动的。组成物质的最小微粒是分子，这些分子也是在运动的。 [总结] 世界上一切物体都是运动的。 2．概念

[问题] 物体运动的特征是什么？为什么说它们是运动的？ [观察] 大家观看[播放视频1]：运动的自然界。 [总结] 凡是运动的物体，它们的位置在发生着变化，所以我们把物体位置的变化叫做机械运动。（板书）

（二）参照物（15 min） 1．概念

[问题] 既然自然界中所有的物体都是在做机械运动，可为什么我们还常说××物体是静止的呢？如黑板是静止的，房屋、树木是静止的等等。

[讨论] 我们常说物体静止也是为了研究问题方便，如果都运动，我们也不容易为物体定位了，房屋、树木说它们静止是因为在一段较长的时间内，它在某一位置是固定不动的，即它相对于旁边的房屋来说，它们的位置没有发生变化；判断物体是否运动时，我们也常看它与其他物体间的位置是否发生了改变，所以我们平时说物体是静止还是运动，都是以一个物体做标准而言的。

[总结] 参照物：说物体是运动还是静止，要看是以哪个物体做标准，这个被选做标准的物体叫做参照物。

[播放视频2] 观察哪辆列车在运动？它们是以什么物体做参照物来研究的？ 2．特点

[问题]（1）对某一运动状况的判断，所选的参照物只有一个吗？ （2）选择不同的参照物，得出的物体运动状况一定相同吗？

[分析]当观察一小汽车在公路上驶过时，判断它是运动的，我们可以选地面为参照物，也可以选路边的房屋做参照物，还可以选树木做参照物，它们都能得出汽车是运动的结论，所以对某一运动状况的判断，所选的参照物并不只有一个。

如果我们选择不同的参照物，如选汽车司机中靠椅，则会判断小汽车是静止的，所以选择不同的参照物，得出的物体运动情况不一定相同。 3．练习

（1）已知参照物判断物体的运动情况。

①某车站并排停放着两列待发的列车甲和乙，过了一会儿，甲列车内一个人看见窗外树木向东移动起来，然而，乙列车内的人通过窗口看甲车是静止的，如果以地面为参照物，上述表明

。

②平直公路上，甲、乙、丙三人骑车匀速向东行驶。甲感觉顺风，乙感觉无风，丙感觉逆风，则当时刮的是

风。甲、乙、丙三个骑车速度最大的是

，最小的是 ________ 。 （2）已知物体的运动情况判断所选的参照物。

①（2005年温州中考题）诗人曾写下这样的诗句：“人在桥上走，桥流水不流”。其中“桥流水不流”，诗人选择的参照物是（

） A．桥

B．河岸

C．水

D．岸上的树

②在一条东西取向的平直公路上，甲、乙、丙三辆汽车同时向东行驶，乙知甲车比乙车快，比丙车慢，则以

为参照物时，三辆汽车均向西行驶。

（三）运动和静止是相对的（10 min）

[问题] 同一情况，如果选择不同的参照物，会得出物体的运动状态是不同的。这说明了什么问题？ [讨论] [结论]说明物体的运动和静止是相对的。 [图片展示]空中加油机；高空观缆车。 [播放视频4]航天器的起飞和降落。 [播放视频5]联合收割机。 [播放视频6]生活中运动现象举例。 [播放视频7]同步卫星，火箭起飞和降落。

[类比]1．说某一同学个子高，是不准确的，应该说，它与谁相比个子高，同理说某一位同学矮，也是不科学的。

2．某人问路，到某地要用多长时间，该人不答，待问路人不耐烦开始走时，该人才说1小时左右，问路人不解，该人答曰：不知你走多快，如何判断用多长时间呢？这里的参照就是走路人的快慢，可见，我们表达话语时，一定要说话严密些。

（四）思考与练习

三、小结

这节课我们学习了如何描述物体的运动，虽然运动是绝对的，但我们平时为了研究方便，仍然说某个物体是静止的，为什么？就是因为平时我们判断某个物体的运动与静止时选择了一个作标准的物体，这个物体我们叫做参照物。

对某一个物体的运动状况而言，参照物的选择不止一个，但选择不同的参照物，得出的物体的运动状态却并不一定相同，所以物体的运动和静止是相对的。为了叙述严密，说某物体是运动还是静止时，一定要加以参照物。如果没加，一般都是以地面为参照物而言的。

四、作业布置

动手动脑学物理：①、②、③、④

五、板书设计 第一节：运动的描述

一、机械运动

把物体位置的变化叫做机械运动，自然界的物体都是运动的，即运动是绝对的。

二、参照物

1．说物体是运动还是静止，要看是以哪个物体做标准，这个被选做标准的物体叫做参照物。 2．对某一运动状况的判断，所选的参照物并不只有一个；选择不同的参照物，得出的物体运动情况不一定相同。

三、运动和静止的相对性

教学反思：

第三节 运动的快慢

●教学目标

知识与能力目标：1．能用速度描述物体的运动；2．能用速度公式进行简单的计算；3．知道匀速直线运动的概念；4．了解平均速度的概念。

过程与方法目标：体验比较物体运动快慢的方法，认识速度概念在实际中的意义。 情感态度与价值观目标：有能用“运动快慢”的观点观察和分析身边事例的意识。 ●教学重点

速度的物理意义及速度公式 ●教学难点

速度概念的建立；研究物体运动的方法“频闪摄影” ●教学方法

引导-探究；参与-活动 ●教学用具 微机、投影仪 ●教学过程

一、创设情境，引入新课（3min）

[师]上节课我们学习了机械运动，虽然知道了运动是绝对的，静止是相对的，但我们平时所说的物体运动和静止却都是相对某一物体而言的，即相对于参照物而言。 [问题]同是物体的运动，它们的快慢一样吗？你认为哪些物体快，哪些物体慢呢？ [讨论] [总结]今天我们就研究如何描述物体运动的快慢。（板书课题）

二、进入新课，科学探究

（一）生活中对物体运动快慢的比较（8min）

〖师〗平时我们是如何对物体运动的快慢进行比较、判断的？ [讨论]比较相同时间内谁走的远，和比较在相同长度内谁用的时间短。 [播放视频1]视频中的画面是怎样比较快慢的？ [播放视频2]比较运动快慢有几种方法？

[总结]观众的方法实际上是：在相同时间内看物体运动路程的长短来比较快慢，路程长则比

较快，路程短则比较慢；裁判的方法实际上是：物体运动路程相同，看运动时间的长短比较快慢，所用时间短则比较快，所用时间长则运动慢。

（二）物理上对物体运动快慢的比较（6min）

[问题]如果物体运动时所用的时间和通过的长度都不相等，又该如何比较物体运动的快慢呢？

[讨论]如果时间和路程都不相等，的确不容易比较，但我们是否可以认为让它们的路程或时间相等呢？ [总结] （1）让它们的时间相等：比较单位时间内通过的路程，谁大，谁运动得就快，谁小，谁运动得就慢。

（2）让它们的路程相等：比较单位路程内通过的时间，谁大，谁运动得就慢，谁小，谁运动得就快。

（三）速度（10min）

[结论]物理上用速度来表示物体运动的快慢，它等于运动物体在单位时间内通过的路程。 [讨论]为什么不用单位路程的时间来表示速度呢？

[总结]因为单位时间的路程越大，则速度越大；而单位路程的时间越长则速度越小，故虽然后者也能比较物体运动的快慢，但比较起来很不方便，所以我们用单位时间的路程来表示速度。

[播放视频3]速度的引出？ [公式]，用符号表示为。

[单位]路程的单位是米（m），时间的单位是秒（s），则速度的单位就是米/秒，即m/s或m．s-1。 常用单位是km/h或km．h-1。 单位换算：1m/s=1×=3．6km/h 练习：1km/h=______m/s。 [一些物体的速度] 阅读课文第31页的速度（说明第一宇宙速度是航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度，也叫环绕速度。）

练习：速度的单位换算－典型例题 下列物体运动的速度哪个大（

） A．蜗牛：1．5毫米／秒

B．炮弹：1000米／秒

C．发射人造卫星的最起码速度：7．9千米／秒 D．火车：360千米／时

[例题]两例题先让学生看，然后变换一些数值进行计算，变换已知条件进行计算，让学生再命一些类似的题目。让另外的学生计算。

（四）匀速直线运动和变速直线运动（10min）

[频闪摄影]为研究物体的运动情况，我们用频闪摄影的方法将运动物体的位置凝固住，会看到这样的两种不同情况。看课本图12．2－2，比较两种运动的差异。 [播放视频4]运动的快慢。

[结论]物体沿着直线快慢不变的运动，叫做匀速直线运动。如„„ 物体沿着直线、快慢是变化的运动，叫做变速直线运动。如„„

[计算] 1．匀速直线运动的速度可以直接用速度公式进行计算。

2．变速直线运动的速度虽然固定，但我们也可以比较它们整个路程的速度，我们把它叫做平均速度。

公式，s是整个路程的长度，t是完成整个路程所需要的时间，就是平均速度。 [播放视频5]变速直线运动和平均速度。 [速度表] 练习：有关平均速度的计算 [匀速直线的图像] 将频闪照相与图像结合，会得出路程随时间的变化图像是一条过原点的直线。 练习：有关图像的判断、选择题等。 [播放视频6]频闪灯

三、小结

这节课我们学习了描述物体运动快慢的物理量──速度，知道了为什么要定义单位时间内通过的路程就是物体运动的速度，其实单位路程的时间也可以表示物体的运动速度，只不过后者比较起来不方便罢了；速度的计算公式是以后我们学习的关键，我们要注意领会速度单位间换算的技巧，会从不同的信息渠道收集关于速度计算的条件，然后应用公式进行计算。

四、作业布置

P30动手动脑学物理

2、

3、5。

五、板书设计

第三节 运动的快慢

一、生活中对物体运动快慢的比较 1．比较相同时间内谁走的远； 2．比较在相同长度内谁用的时间短。

二、物理上对物体运动快慢的比较

取单位时间或路程来比较它们的路程或时间。

三、速度

1．速度：表示物体运动快慢的物理量，它等于运动物体在单位时间内通过的路程。 2．公式：；3．单位：即m/s或m．s-1；常用单位是km/h或km．h-1。

四、匀速直线运动和变速直线运动 1．概念；

2．变速直线运动计算公式；

第四节 测量平均速度

教学目标

一、知识与技能

1.学会用停表和刻度尺正确地测量时间、距离，并求出平均速度。

2.加深对平均速度的理解。

二、过程与方法

1.掌握使用物理仪器——停表和刻度尺的基本技能。

2.体会设计实验、实验操作、记录数据、分析实验结果的总过程。

三、情感、态度与价值观

1.通过实验激发学生的学习兴趣，培养学生认真仔细的科学态度，正确、实事求是测量和记录数据的良好作风。

2.逐步培养学生学会写简单的实验报告。

教学重点：会用停表和刻度尺测量运动物体的平均速度。

教学难点：记时，绘制表格。

课前准备：秒表、小红旗、口哨、长卷尺。

教学过程

一、引入新课

找一些跑步等裁判计时的照片或者描述一些比赛时计时的情况。同学们，想知道一个物体的平均速度，我们需要知道什么？需要什么工具来帮助我们？

根据公式我们需要知道的物理量是物体运动过程中走过的路程和所用的时间。路程可以用尺子测量，时间可以用表来测量。今天我们就用表和尺子来亲自动手测量平均速度。

二、新课学习

（一）钟表

在物理实验中，我们一般用停表、光电计时器来计时。机械停表可以读到0.1s，而更高级的电子系统可以读到-60.001S了，甚至1.0×10S或更小。

观察停表，各指针在转动时，每个刻度代表多少分钟？多少秒？设想一下，测量你正常行走的平均速度，需要测量哪些量？只要测量通过的路程和所用的时间，然后利用公式

（二）分组实验

本次实验是学生在操场上以小组合作的行驶完成的，所以要提高效率，之前需要老师给予学生足够的指导，使学生了解实验过程，明确实验目的，正确操作仪器，注意实验纪律，上好本节课。

1.明确实验内容和目的，知道自己的责任。

2.严格按照教师安排的程序进行实验。

3.实验中要严肃认真，操作仪器要准确，记录数据要讲究实事求是。

4.要认真遵守实验纪律，注意爱护仪器。

5.每组安排好先后顺序，有条理地进行，避免挣抢．动手能力强、细心、态度积极的学生和愿意被动接受的学生互相组合成组，合理搭配。

实验步骤：

1．分组：每组至少6人或根据实际人数调整，不少于6人。

2．测距离：指导学生量出30m的路程，每隔 10m做一记号，并站上一位记时员。

计算出即可

3．指导每组选出一名发令员，一名被测选手，一人负责记录。

4．一人测量完毕，按顺序轮换角色，被测同学也可竞走或跑步。

5.指导学生设计数据表格，计算出平均速度。

6.让学生设计实验方案并实际测量骑自行车的平均速度，记录相应数据，老师进行指导。测量自行车的平均速度是距离可以远一点，老师可以根据操场的大小或实际情况进行确定。

（三）小结

我们今天测量了人行走或跑步或者骑自行车的平均速度，主要是把路程和时间测量出来就可以了。如果我们要测量其他物体如火车、汽车„„的平均速度，你会设计实验方案吗？其实是一样的，只要能够测量出路程和运动时间就可以利用公事了 。

在实验过程中，每个小组成员的合作与协调也是实验成功的重要原因，只有好的实验方案配合默契的协调，客观的记录才能得到科学合理的实验结果。

老师点评一些同学或小组的表现，指出高效和低效的原因，养成良好的实验习惯。

教学反思：

第二章

声现象

第一节

声音的产生与传播

●教学目标

一、知识与能力

1.通过观察和实验，初步认识声音产生和传播的条件. 2.知道声音是由物体的振动产生的. 3.知道声音传播需要介质，声音在不同介质中传播的速度不同.

二、过程与方法

1.通过观察和实验，探究声音是如何产生的?声音是如何传播的？从而培养学生初步的研究问题的方法. 2.通过学习活动，锻炼学生初步的观察能力.

三、情感态度与价值观

1.通过教师、学生的双边教学活动，激发学生的学习兴趣，培养学生对科学的热爱，使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理. 2.注意在活动中培养学生善于与其他同学合作的意识. ●教学重点

通过观察和实验,探究声音的产生和传播. ●教学难点

组织、指导学生在探究过程中，仔细观察、认真分析，并能得出正确结论. ●教学方法

探究法、讨论法、实验法、观察法. ●教学用具

橡皮筋、塑料尺、军鼓、小提琴、口琴、气球、闹钟、接有抽气机的玻璃罩、实物投影仪、录像带、电视机、录像机. ●课时安排 1课时 ●教学过程

一、创设问题情境，引入新课

［师］我们生活的世界充满了各种声音.优美动听的音乐可以陶冶情操，给人以美的享受，而

电锯锯木的声音、砂轮打磨工件的声音使人感到刺耳难听.在漆黑的夜晚，几声呱呱的蛙声划破了村野广阔的夜空，给宁静的乡村夜色增添了一分美丽.我们从呱呱坠地的那时起，就无时无刻不在与声（sound)打交道，声音无时不有，无处不在，声音是我们了解周围事物、获取信息的主要渠道.同学们想知道与声有关的哪些问题呢？

［生甲］声音是怎样产生的？

［生乙］声音在空气中能传播，在固体、液体中能传播吗？ ［生丙］声音在真空中能传播吗？

［生丁］声音在不同介质中传播的快慢一样吗？

［师］同学们对声有这样浓厚的兴趣，这很让我高兴，要想知道这些问题的答案，就需要同学们和老师共同协作，一起做好一系列的探究活动和演示实验.

二、进行新课

［探究］声音是怎样产生的？

［师］请每组选一位同学，做各种活动，使物体发声，其他同学仔细观察. ［生甲］把一根橡皮筋张紧，拨动橡皮筋，橡皮筋振动发出声音. ［生乙］把一只塑料尺压在桌边，使一端伸出桌外，用手拨动尺的伸出端，尺振动发出声音. ［生丙］用鼓棰打击鼓面，鼓面振动，听到宏亮的击鼓声. ［生丁］拨动小提琴的琴弦，弦振动发出悦耳的琴声. ［生戊］我这个活动，需要全体同学来配合一下：请同学们把手指放在喉结处，让我们从1数到10，声带振动，发出声音. ［师］通过同学们的探究活动，总结概括物体发声时的共同特征. ［生甲］打击或拨动物体可以产生声音. ［生乙］我们发声时没有打击，也没有拨动. ［生丙］所有发声的物体都在振动. ［师生共同活动］声音是怎样产生的？ 声音是由物体的振动（vibration）产生的. ［师］经过我们的共同努力，声音产生的奥秘被我们揭开了谜底，为我们的成功合作

鼓掌. ［生］沉浸在成功的喜悦中，情绪十分高涨. ［想想议议］

［师］物体振动发声的现象真是太多了，同学们能列举出生活及自然界中一些神奇的发声现象吗？

［生甲］吹口琴的声音，是由于气流的冲击，琴内的弹簧片发生振动发出的. ［生乙］悠扬的萨克斯声是由于气流通过管时，使管内空气柱振动而发出的. ［生丙］吹口哨声是口腔内空气振动产生的. ［生丁］炎热的夏天，响亮的蝉鸣是蝉的发音肌收缩时，引起发音膜的振动而产生的. ［生戊］气球爆炸声是气球膜的振动引起周围空气的振动而产生的. ［生己］声势浩大的瀑布声是水撞击石头，引起空气的振动发出声音. ［生庚］笑树能发出笑声是果实的外壳上面有许多小孔，经风一吹，壳里的籽撞击壳壁发出声音. „„

［师］同学们刚才列举了生活与自然界中丰富多彩的声音，而且能把所学的知识应用到实践中去，这很好.关于声音的发生，同学们还有什么疑问呢？

［生］我们平常听唱片、录音是怎么回事？

［师］同学的这个问题提得很好.振动可以发声.如果将发声体的振动记录下来，需要时再让物体按照记录下来的振动规律去振动，就会产生与原来一样的声音，这样就可以将声音保存下来.唱片上有一圈圈不规则的沟槽.当唱片转动时，唱针随着划过的沟槽振动，这样就把记录的声音重现出来.随着科学技术的进步，人们还发明了用磁带和激光唱片记录声音的方法. ［探究］声音怎样从发声体向远处传播？

［师］请同学们大胆猜想一下，声音怎样从发声体向远处传播？ ［生甲］声音由发声体传播出去，可能沿直线传播. ［生乙］声音传播出去，可能需要什么东西来作媒介. ［师］请同学们设计一个实验证实你的猜想. ［生］把两张课桌紧紧地挨在一起.一个同学轻敲一张桌面的一端，而另一个同学把耳朵贴在．另一张桌面的一端，可以清晰地听到击桌子的声音. ［师］刚才同学设计的这个实验简单易行，而且有力地说明了声的传播需要物质，物理学中把这样的物质叫做介质（medium）. ［生］有时候好像没有介质也能听到声音.比如雷声，似乎没有什么东西把它传递来呀.［师］雷声的传播不需要介质吗？

［生］意见有分歧.有的认为不需要介质，有的认为需要介质. ［师］实践是检验真理的惟一标准，让我们通过实验来证实大家的想法. ［演示］

把一只正在响铃的闹钟放在接有抽气机的玻璃罩内，用抽气机逐渐抽出其中的空气，随着罩内空气的抽出，请同学们注意声音有什么变化？

［生］随着罩内空气的抽出，铃声逐渐变小，最后直到听不到铃声. ［师］请同学们再注意观察：让空气逐渐进入玻璃罩内，声音又有什么变化？ ［生］随着空气逐渐进入，铃声逐渐加强. ［师］启发学生思考，由上面的实验同学们可以得出什么结论？ ［生］真空不能传声. ［师］经过同学们的仔细观察，认真分析，同学们得出了真空不能传声的正确结论.实际上，我们平常能听到彼此讲话的声音，就是依靠了空气这种介质.假想云层和我们之间是真空，大家就听不到雷声了.我们周围充满了空气，空气为人类、动物传递声音信息提供了便利条件. ［生］月球上没有空气，登月宇航员怎么交谈呢？

［师］月球上没有空气，所以在月球上宇航员即使近在咫尺，也只能通过无线电交谈，因为无线电波在真空中也能传播. ［看录像］声音在空气中的传播. 声音在空气中怎样传播呢？以击鼓为例：鼓面向左振动时压缩左侧的空气，使得这部分空气变密；鼓面向右振动时，又会使左侧的空气变稀疏.鼓面不断左右振动，空气中就形成了疏密相间的波动，向远处传播.这个过程和水波的传播相似.用一支铅笔不断轻点水面，水面就会形成一圈一圈的水波，不断向远处传播.因此，声音也是一种波，我们把它叫做声波（sound wave）. ［想想议议］

［师］同学们已经知道固体和气体都可以传声.那么，声能在液体中传播吗？请同学们找出事实或实验来支持你的想法. ［生甲］在游泳池游泳的人，潜入水底时仍能听到岸边人的谈话声. ［生乙］钓鱼时要保持周边环境的安静. ［生丙］渔民们常用电子发声器发出鱼喜欢的声音，将鱼诱入鱼网. ［生丁］把正在响铃的闹钟由塑料袋包好，把它放入水中，仍能听到铃声. „„

［师］通过上面的探究活动、演示实验、想想议议，我们已经知道了：气体、液体和固体都可以做媒介将声音传播出去，那么声音在不同介质中传播的快慢一样吗？请同学们阅读课本第15页图表：几种物质中的声速，并回答下列问题：

［投影］

问题1：声音在15 ℃和25 ℃的空气中传播的速度分别是多大？这说明声速跟什么因素有关？ 问题2：声音在25 ℃的空气和蒸馏水中传播的速度分别是多大？这说明声速跟什么因素有关？

问题3：对比表中的数据，你可以发现什么？

［生甲］15 ℃时空气中的声速为340 m/s，25 ℃时空气中的声速为346 m/s.说明声速跟介质的温度有关. ［生乙］25 ℃时空气中的声速为346 m/s，25 ℃时蒸馏水中的声速为1497 m/s.说明声速跟介质的种类有关. ［生丙］声音在固体、液体中比在空气中传播得快. ［想想做做］

［师］请同学们分组讨论，每组想出一个测量声速的方法，尽可能的话，进行实际测量，看看哪个组的方法更合适，测得的声速更接近当时的真实值. 第一组：百米赛跑时，测出计时员与发令枪的发令地点之间的距离s，再测出计时员从看到发

s令枪发令时的烟雾到听到枪声的时间t，利用v=就可以计算出声音在空气中的速度.

t第二组：测出海底的深度s，把恰好没在海面下的钟敲响，测出钟声传到海底，再反射回海面共用的时间t，利用v=2s就可以算出声音在海水中的速度. t第三组：对着山崖喊话，测出从喊声发出到听到回声所用的时间t，再测出喊话者距山崖的距离s，利用v=2s，就可以计算出声音在空气中的速度. t第四组：利用声纳对着墙壁发出超声波，它会自动记录从发出超声波到接收到被墙壁反射回来的超声波共用的时间t，再测出声纳与墙壁之间的距离s，利用v=

2s计算出声音在空气中的速度. t第五组：两个同学相距较远的距离s，让其中的一位同学喊话，并记下开始喊话的时刻t1;当另一位同学听到喊声时，也记下听到喊声的时刻t2，则利用v=

s

计算出声音在空气中的速度. t2t1［师］同学们刚才设计的方案都具有一定的科学性、可行性，祝贺同学们成功的设想，课后若同学们能通过实验测出声速，就更加完美了. ［动手动脑学物理］

1.学生想出了许多办法说明桌子声是由桌面的振动引起的. 方法（1）：在桌子上固定一根弹性较好的细棍，细棍顶端固定一根细弹簧，弹簧上连接一个轻质小球，敲打桌子，轻质小球也随着跳起舞来. 方法（2）：在桌面上撒一些碎纸屑，用力敲打桌面，纸屑会跳动起来. 方法（3）：把手放在桌面上，当用力敲打桌面时，感觉手在振动，说明桌面在振动 2.通过查阅资料可知，北京到上海的铁路线距离s1=1500 km，快车的速度v1=105 km/h，火车从北京到上海所用的时间为

t1=s1=14.3 h v1北京到上海的航线距离为s2=1200 km，大型喷气式客机的速度v2=600 km/h，则喷气式客机从北京到上海所用的时间为

t2=s2=2 h v2声音在空气中的传播速度约为v3=340 m/s,北京到上海的距离s3=1000 km，声音传到上海所用的时间为

t3=s3=0.8 h v33.能听到两次敲打声.第一次声音是由铁传来的，第二次听到的声音是由铁管中的空气传来的.

三、小结

本节课我们主要学习了以下内容： 1.声是由物体的振动产生的. 2.声的传播需要介质，真空不能传声. 3.声在不同介质中的声速不同.

四、布置作业

P16动手动脑学物理

1、

2、3写在作业本上.

五、板书设计

教学反思：

科学世界：我们怎样听到声音 ●教学目标

一、知识与能力

1.了解人类听到声音的过程. 2.知道骨导的原理. 3.了解双耳效应及其应用.

二、过程与方法

1.通过实验和生活经验，体验人是如何听到声音的. 2.通过本节课的学习，加强物理与生物学科间的交叉、渗透和综合，从而培养学生学科间的综合能力.

三、情感态度与价值观

1.通过学习“我们自己是如何听到声音的”，体现了物理是“生活中的物理”，是“身边的物理”的思想，从而培养学生联系生活、生产和科学技术的能力. 2.学会关心他人，特别是关心残疾人. ●教学重点

1.人类听到声音的“物理过程”. 2.骨导的原理. ●教学难点

通过实验和生活经验，体验人是如何听到声音的. ●教学方法

实验法、讨论法、探究法. ●教学用具

音叉（若干个）、人耳的构造挂图、录音机. ●课时安排 1课时 ●教学过程

一、创设问题的情境，引入新课

［师］我们生活的世界充满了各种丰富多彩的声音，人们凭借人体的什么器官听到声音呢？ ［生］耳朵. ［师］那么，耳朵通过什么途径感知声音呢？请同学们观察人耳的结构挂图，想一想生物课上

介绍的人们感知声音的基本过程是什么？

二、进行新课 ［人耳的构造］

［师］出示人耳的构造挂图. ［生］分组讨论人们感知声音的基本过程. ［师生共同活动］总结上述问题：外界传来的声音引起鼓膜振动，这种振动经过听小骨及其他组织传给听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，这样人就听到了声音. ［生］耳聋是怎么回事？

［师］在声音传递给大脑的整个过程中，任何部分发生障碍（例如鼓膜、听小骨或听觉神经损坏），人都会失去听觉，导致耳聋. ［生］神经性耳聋和非神经性耳聋又是怎么回事呢？

［师］由于听觉神经损坏而导致的耳聋为神经性耳聋；由于声音的传导发生了障碍（如鼓膜、听小骨损坏）而导致的耳聋为非神经性耳聋. ［生］这两种耳聋能够治愈吗？

［师］神经性耳聋不能治愈，非神经性耳聋可以治愈. ［生］助听器矫正的是哪种耳聋？

［师］当然是非神经性耳聋，同学们，假如我们听不到自然界中的各种声音，我们的生活将会是什么样子呢？

［生］那样的话，我们将失去了获取信息的主要渠道，我们将生活在一个非常寂静的世界. ［师］在我们的周围，有很多人因为各种原因失去听觉，我们每一位健康的人应该关心、帮助残疾人，致力于这方面的研究，使这些人恢复听觉. ［想想做做］

［师］请同学们将振动的音叉放在耳边，听音叉的声音. ［生］分组操作（两个学生一组，轮换听音叉的声音） ［师］在这种情况下，人是如何听到声音的？

［生］音叉的振动在空气中激起声波，声波由空气传入耳内，引起鼓膜的振动，这种振动经过听小骨及其他听觉神经，听觉神经把信号传给大脑，这样人就听到了声音. ［师］用手指将耳朵堵住，再听音叉的声音. ［生］听不到了. ［师］请同学们用手指将自己的耳朵堵住，把振动的音叉的尾部先后抵在前额、耳后的骨头和

牙齿上，看看能否听到音叉的声音？

［生］分组操作.把音叉的尾部抵在前额、耳后的骨头上，能“听到”较弱的声音，把音叉放在牙齿上体验，“听到”的声音较强. ［师］这个实验说明了什么道理？ ［生］骨能传声. ［师］声音通过头骨、颌骨也能传到听觉神经，引起听觉.物理学中把声音的这种传导方式叫骨传导.一些失去听觉的人可以利用骨传导来听声音.例如:音乐家贝多芬耳聋后，就是用牙咬住木棒的一端，另一端顶在钢琴上来听自己演奏的琴声，从而继续进行创作的.他的这种对音乐的执着和刚强的意志，真让我们健康人为之震撼. ［科学世界］

［师］实际中我们如何来确定发声体的位置呢？

［生］通常的情况下，我们可以利用眼睛来确定发声体的位置. ［师］如果将你的双眼蒙上，能大致确定发声体的位置吗？让我们一起来做一做. ［生］结果表明“能”. ［师］这是为什么呢？下面让我们来介绍双耳效应. 由于人有两只耳朵，声源到两只耳朵的距离一般不同，声音传到两只耳朵的时刻、强弱及其他特征也就不同，这些差异就是判断声源方向的重要基础，这就是双耳效应. ［生］老师，我们明白了：人们可以准确地判断声音传来的方位，是由于双耳效应的结果. ［师］在我们的生活中，许多音响设备都是双声道立体声或多声道立体声，这又是怎么回事呢？下面让我们对这一问题进行探讨. 人们平常听到的声音是立体的.要想重现舞台上的立体声，使我们有身临其境的感觉，可以把两只话筒放在左右不同的位置（相当于人的两只耳朵），用两条线路分别放大两路声音信号，然后通过左右两个扬声器播放出来， 这样，就会感到不同的声音是从不同的位置传来的，这就是常说的双声道立体声. 如果想得到更好的立体声音效果，可以在声源的四周多放几只话筒，在听众的四周对应地多放几只扬声器，这样听众就会感到声音来自四面八方，立体效果就更好.

三、小结

本节课我们主要学习了以下内容： 1.声音传播的两种途径： （1）空气传导

（2）骨传导 2.双耳效应

四、布置作业

1.把动手动脑学物理第2题写在作业本上. 2.小论文：助听器的功能 3.查阅资料了解双声道立体声.

五、板书设计

空气传导声音传播的两种途径我们怎样听到声音骨传导基础双耳效应:是判断声源方向的重要

教学反思：

第二节

声音的特性

●教学目标

一、知识与能力 1.了解声音的特性. 2.知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关，响度跟发声体的振幅有关. 3.不同发声体发出乐音的音色不同.

二、过程与方法

1.通过做“音调与频率有关的实验”和“响度与振幅有关的实验”，进一步了解物理学研究问题的方法. 2.培养学生科学探究的能力.

三、情感态度与价值观

1.体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，培养学生更加热爱世界、热爱科学的品质. 2.培养学生联系生活、生产和科学技术的意识. ●教学重点

音调、响度、音色的概念及其相关因素. ●教学难点

探究决定音调、响度的因素. ●教学方法 探究法、演示法. ●教学用具

钢尺（若干）、示波器、音叉、乒乓球（系有细绳）、铁支架、口琴、笛子、小提琴、录音磁带、录音机. ●课时安排 1课时 ●教学过程

一、创设问题的情境，引入新课

［师］生活中我们接触到的声音各种各样，千差万别.其中有许多声音让我们感到悦耳、动听.例如：音叉发出的声音、人歌唱的声音、各种乐器的演奏声等，它们都是物体做规则振动时发出的声音，物理学中把这类声音叫做乐音.请同学们注意听下面的歌曲（男低音独唱曲、女高音独唱曲），比较这两支歌曲的演唱风格有什么不同？

［生甲］前者的演唱声音低沉，后者的演唱声音尖细. ［生乙］前者的演唱是通俗唱法，后者的演唱是民族唱法. ［生丙］前者的演唱声音小，后者的演唱声音大. ［生丁］ 前者的演唱音调低，后者的演唱音调高. ［师］有的声音听起来音调高，有的声音听起来音调低，声音为什么会有音调高低的不同呢？让我们一起来做下面的探究活动.

二、进行新课

［探究］音调和频率的关系. ［师］每组的实验台上备有钢尺，请同学们想办法使钢尺发声. ［生］把钢尺紧压在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音. ［师］使钢尺伸出桌边的长度短一些，注意观察钢尺振动发声时振动得快慢及声音的特点. ［生］钢尺振动得较快，声音尖而细. ［师］使钢尺伸出桌边的长度较长一些，再次拨动，注意要使钢尺两次振动的幅度大致相同，比较两种情况下钢尺振动得快慢和发出的音调. ［生］当钢尺伸出桌边的长度较短时，钢尺振动得较快，音调高；当钢尺伸出桌边的长度较长时，钢尺振动得慢，音调低. ［师］同学们刚才的探究活动很成功，为同学们成功的合作及探索鼓掌.请同学们阅读教材20页内容，回答下面的问题：

［投影］

1.频率的物理意义是什么？什么叫频率？ 2.在国际单位制中，频率的单位是什么？ 3.物体振动得快慢、频率跟音调的关系是什么？ 4.大多数人能够听到的频率范围是什么？ 5.什么叫超声波？什么叫次声波？

6.生活中你对超声波、次声波了解多少？能说出它们的一些用处吗？ ［生］阅读教材内容，并讨论上述问题. ［师］指导学生带着问题去阅读. ［生答］

1.频率是用来描述物体振动快慢的物理量，物理学中把物体在每秒内振动的次数叫做频率（frequency).

2.在国际单位制中，频率的单位是赫兹（Hertz)，简称赫，符号为Hz. 3.实验表明，频率决定声音的音调.物体振动得快，频率高，发出的音调就高；物体振动得慢，频率低，发出的音调就低. 4.大多数人能够听到的频率范围从20 Hz到20000 Hz.其中20 Hz是人类听觉的下限，20000 Hz是人类听觉的上限. 5.频率高于20000 Hz的声音叫做超声波（supersonic wave). 频率低于20 Hz的声音叫做次声波(infrasonic wave). 6.超声波有两个特点：一个是能量大，一个是沿直线传播. 超声波的应用主要有以下几个方面

（1）超声波加湿器、治疗咽喉炎及气管炎的药液雾化器利用超声波的高能量将液体破碎成许多小雾滴. (2)超声波清洗污垢. (3)声纳利用超声波基本上沿直线传播探测水中的暗礁、敌人的潜艇，测量海水的深度. (4)超声波探伤仪利用超声波沿直线传播探测金属、陶瓷、混凝土制品内部是否有气泡和裂纹. (5)医院利用B超（B型超声波）分析体内的病变. (6)许多自然灾害如地震、火山爆发、龙卷风等在发生前都会发出次声波，科学家们用次声波来预测台风、研究大气结构等，在军事上可以利用次声来侦察大气中的核爆炸、跟踪导弹等等. ［师］ 有趣的是很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官.例如蝙蝠，飞行中不断发出超声波的脉冲，依靠昆虫身体的反射波来发现食物.海豚也有完善的“声纳”系统，使它能在混浊的水中准确地确定远处小鱼的位置. ［生］老师，现代的无线电定位器——雷达，就是仿照蝙蝠的超声波定位系统制造的. ［师］的确是这样，这门新学科叫仿生学.另外，有些动物对高频声波反应灵敏（如猫、狗、海豚），而有些动物对低频声波有很好的反应（如大象可以用人类听不到的“声音”进行交流，实际上大象的语言对人类来说就是一种次声波）.请同学们课后通过查阅资料、访问网站等多种途径，了解超声波和次声波的应用，并利用活动课进行交流. ［演示］观察声波的波形 ［师］简单介绍示波器的作用：

在这里，我们要用示波器显示声波的波形. ［生］示波器为什么可以显示声波的波形呢？

［师］示波器的构造复杂，工作原理要在高中物理的电场部分涉及到，目前同学们的知识还不

足以理解它.另外，我们也没有必要弄懂它，只要我们会正确使用就行了.下面让我们一起来完成这个实验. 1.通过示波器观察两个频率不同的音叉发出声音的波形，比较不同频率的声音的波形有什么差别. 2.通过示波器观察不同的男女同学发出声音的波形，比较男女学生声音的波形有什么不同? 实验结论：

1.两个频率不同的音叉发出声音的波形相似，但频率高的音叉的波形要密一些. 2.男、女学生声音的波形不同，女同学的音调比男同学高，波形就密一些. ［生］老师，轻敲和重敲同一个音叉（即频率相同的音叉），音叉发声的波形有什么不同？ ［师］这个问题提得很好，实践是检验真理的惟一标准，让我们做做看. 实验结论：

轻敲音叉时，波形的幅度小；重敲音叉时，波形的幅度大.但两种情况下，波形的疏密程度相同. ［想想议议］

［师］振动会发出声音，为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声？请同学们分组讨论. ［生］分组讨论. ［师生共同活动，总结上述问题］

蝴蝶的翅膀一秒钟振动不超过10次，蚊子的翅膀一秒钟振动500~600次，由于蝴蝶的翅膀振动的频率低于人耳能够听到的频率范围，当然人耳听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音.而蚊子翅膀的振动频率在人耳的听频范围内，人耳就能听到蚊子翅膀振动发出的声音. ［师］声音有音调的不同，也有强弱的不同.物理学中把声音的强弱叫做响度.响度也就是我们平常所说的声音的大小.怎样才能使物体振动发出的声音更响？

［生］大胆地猜想.应该使物体振动的幅度大一些. ［师］同学们能设计一些切实可行的实验来证实你们的猜想吗？

［生甲］轻敲鼓面，鼓皮振动的幅度小，声音弱，响度小；重敲鼓面，鼓皮振动的幅度大，声音强，响度大. ［生乙］拨动小提琴的琴弦，琴弦振动的幅度小，琴声弱，响度小；琴弦振动的幅度大，琴声强，响度大. ［师］同学们刚才的猜想和论证都具有一定的科学性，值得表扬.下面让我们利用准备的仪器

进行探究活动，证实同学们上面的猜想. ［探究］响度跟什么因素有关？

1.用细线把乒乓球吊起来，使乒乓球静止在竖直位置，恰好跟音叉的一个叉股接触.轻敲音叉，观察乒乓球被弹开的幅度. 2.重敲音叉，使音叉发出响度更大的声音，观察乒乓球被弹开的幅度. 3.比较音叉发出不同响度的声音时，乒乓球被弹开的幅度有什么不同. 4.通过上面的探究活动，可以得出什么结论？ ［生］分组实验，探究响度跟什么因素有关. 实验结果：

1.音叉发出声音的响度小，乒乓球被弹开的幅度小，音叉振动的幅度小；音叉发出声音的响度大，乒乓球被弹开的幅度大，音叉振动的幅度大. 2.通过上面的探究活动可知，响度跟发声体振动的幅度有关，物体振动的幅度越大，产生声音的响度越大. ［师］物体振动的幅度叫振幅.物体的振幅越大，声音的响度就越大. ［生］振幅是确定响度的惟一因素吗？

［师］实际中，响度还跟听者与发声体的距离有关.距发声体越远，听到的声音越小，响度越小.(可以向学生简单介绍原因：因为声音在传播过程中，越到远处越分散.）

［演示］音调和响度的关系

用口琴先用力吹“1”，再轻轻吹“5”.请同学们比较它们音调的高低，响度的大小. ［生甲］“1”的响度大. ［生乙］“5”的响度小. ［生丙］“1”的音调低. ［生丁］“5”的音调高. ［师］通过上面的实验，我们可以发现：音调和响度是声音的两个不同的特征. 响度大的声音，音调不一定高； 音调高的声音，响度也不一定大. 在同一首歌曲中，音调低的“1”可以唱得比音调高的“5”更响. ［练习］请同学们讨论并回答，蚊子的叫声与黄牛的叫声相比，哪个音调高？哪个响度大？ 参考解答：

蚊子的叫声音调高；

黄牛的叫声响度大. ［师］频率的高低决定声音的音调.但是不同的物体发出的声音，即便音调相同，我们还是能够分辨它们.这表明在声音的特征中还有一个因素是十分重要的，它就是音色. 物理上，把不同的物体发出的声音具有不同的特色叫音色（musical quality). ［想想做做］

［师］请两位同学藏在讲桌后面，分别用不同的乐器（口琴和笛子）演奏C调的“1”，让同学们猜他们用的各是什么乐器？

［生甲］第一位同学用的是口琴. ［生乙］第二位同学用的是笛子. ［师］两位同学猜得都对.为什么这两位同学猜得如此准呢？ ［生］因为它们的音色不同. ［师］播放录音（分别用小提琴和二胡演奏的《二泉映月》）.同学们能不能分辨出由不同乐器演奏的同一首乐曲. ［生］据它们的音色不同来分辨. ［演示］观察波形. 将话筒接在示波器的输入端，用不同的乐器对着话筒发出相同音调的声音（都发C调的“1”），比较各波形有何异同？

实验结果：

不同乐器演奏C调的“1”时，波形各不相同，音调相同，频率相同；但振幅不同，响度不同. ［想想做做］

［师］在上节的活动课上，我已经让同学们用录音机听自己的录音，然后把自己的录音与自己的原声作了比较.在这里，我们要让别的同学听你讲话，再听你的录音，然后加以比较，两次听到的声音一样吗？

［学生实际操作］

实验结果：听别人直接讲话和听别人的录音没有多大差别. 分析原因：这是因为录音机录下的是说话人通过空气传来的声音，直接听到说话人的声音也是通过空气传来的，所以别人认为像说话人的声音.

三、小结

本节课我们主要学习了以下内容： 1.乐音的三个特征：音调、响度和音色.

2.音调是由发声体振动的频率决定的. 3.响度是由发声体的振幅决定的. 4.不同的发声体具有不同的音色.

四、布置作业

1.活动课上，每个同学尽可能带一种家里有的乐器，观察是怎样发出声音的，又是怎样改变音调和响度的. 2.制作音调可变的哨子，并用它演奏一首音乐课上学过的简单的曲子. 3.把动手动脑学物理的3题写在作业本上. 4.自制乐器，在活动课上交流.

五、板书设计

音调:决定于了发声体的效率声音的特性响度:决定于发声体的振幅

音色:决定于发声体教学反思：

第三节

声的利用

●教学目标

一、知识与能力

了解现代技术中与声有关的知识应用.

二、过程与方法

通过观察、参观或者录像等有关的文字、图片、音像资料，获得社会生活中声的利用方面的知识.

三、情感态度与价值观

通过学习，了解声在现代技术中的应用，进一步增加对科学的热爱. ●教学重点

现代技术中与声有关的知识应用. ●教学难点

声在现代技术中的应用. ●教学方法 讨论法、启发式. ●教学用具

录像带（超声、次声、声音在现代科技中的应用）、录像机、电视. ●课时安排 1课时 ●教学过程

一、引入新课

［师］同学们好，在这一单元我们学习了有趣的声现象，知道了声的概念比较广，包括声音（人耳能感觉到的那部分声）、超声（频率高于20000 Hz的声）和次声（频率低于20 Hz的声）.声在生活实际、工农业生产和现代科技中的应用非常广泛，请同学们说出所了解的利用声的实例. ［生1］我们楼道里的声控开关. ［生2］广场的声控喷泉. ［生3］家庭里的超声波加湿器. ［生4］医院里检查病情用的“B超”和“彩超”. ［生5］工厂里用的超声波探伤仪. ［生6］利用“声纳”探测黑匣子.

［生7］利用次声波预测地震、台风等. ［生8］平常我们利用声音获取信息. ［师］看来，我们的生活、工业生产、现代科学技术与声有着密切的关系，这节课我们就来学习声的利用.

二、进行新课

（一）声在医疗上的应用

1.中医诊病通过“望、闻、问、切”四个途径，其中“闻”就是听，这是利用声音诊病的最早例子. 2.利用B超或彩超可以更准确地获得人体内部疾病的信息.医生向病人体内发射超声波，同时接收体内脏器的反射波，反射波所携带的信息通过处理后显示在屏幕上.超声探查对人体没有伤害，可以利用超声波为孕妇作常规检查，从而确定胎儿发育状况. 3.药液雾化器

对于咽喉炎、气管炎等疾病，药力很难达到患病的部位.利用超声波的高能量将药液破碎成小雾滴，让病人吸入，能够增进疗效. 4.利用超声波的高能量可将人体内的结石击碎成细小的粉末，从而可以顺畅地排出体外.

（二）超声波在工业上的应用

1.利用超声波对钢铁、陶瓷、宝石、金刚石等坚硬物体进行钻孔和切削加工，这种加工的精度和光洁度很高. 2.在工业生产中常常运用超声波透射法对产品进行无损探测.超声波发生器发射出的超声波能够透过被检测的样品，被对面的接收器所接收.如果样品内部有缺陷，超声波就会在缺陷处发生反射，这时对面的接收器便收不到或者不能全部收到发生器发射出的超声波信号.这样就可以在不损伤被检测样品的前提下，检测出样品内部有无缺陷，这种方法叫做超声波探伤. 3.在工业上用超声波清洗零件上的污垢.在放有物品的清洗液中通入超声波，清洗液的剧烈振动冲击物品上的污垢，能够很快清洗干净. (三）声在军事上的应用

1.现代的无线电定位器——雷达，就是仿照蝙蝠的超声波定位系统设计制造的. 很多动物都有完善的发射和接收超声波的器官.蝙蝠通常只在夜间出来觅食、活动，但它们从来不会撞到墙壁、树枝上，并且能以很高的精确度确认目标.它们的这些“绝技”靠的是什么？原来蝙蝠在飞行时会发出超声波，这些声波碰到墙壁或昆虫时会反射回来，根据回声到来的方位和时间，蝙蝠可以确定目标的位置和距离.

2.声纳

根据回声定位的原理，科学家们发明了“声纳”，利用声纳系统，人们可以探测海洋的深度、海底的地形特征等. (四）声在生活中的应用 1.超声波加湿器

理论研究表明：在振幅相同的条件下，一个物体振动的能量跟振动频率的二次方成正比.超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大.在我国北方干燥的冬季，如果把超声波通入水罐中，剧烈的振动会使罐中的水破碎成许多小雾滴，再用小风扇把雾滴吹入室内，就可以增加室内空气的湿度.这就是超声波加湿器的原理. 2.我们在生活中利用声音获得信息.例如人们交谈、听广播、听录音等，声音是我们获取信息的主要渠道.

三、小结

本节课我们主要学习了以下内容： 1.声在医疗上的应用 2.声在工业上的应用 3.声在军事上的应用 4.声在生活中的应用

四、布置作业 1.小结本章的内容. 2.学过声现象这一章知识后，请结合学过的知识，再加上你丰富的想象，写一篇“无声的世界”或类似题目的科学作文. 3.查阅资料或访问网站，了解声在生活、生产和科技中的应用.

五、板书设计

教学反思：

第四节

噪声的危害和控制

●教学目标

一、知识与能力

1.了解噪声的来源和危害. 2.知道防治噪声的途径，增强环境保护的意识.

二、过程与方法

1.通过体验和观察，了解防治噪声的思路. 2.通过学习控制噪声的办法，培养学生应用物理知识解决实际问题的能力. 3.培养学生通过调查，访问网站，查阅资料等多种途径获取知识的能力.

三、情感态度与价值观

1.通过本节课的学习，培养学生的环保意识，培养学生热爱、保护我们赖以生存的“地球村”的环境意识，提高学生的道德修养. 2.通过开展社会调查，培养学生参与社会实践的兴趣. ●教学重点

教学要从环境保护出发，突出噪声的危害和怎样减弱噪声，联系实际，提高学生保护环境的意识. ●教学难点 噪声的等级. ●教学方法

讨论法、阅读法、实验法. ●教学用具

闹钟、纸盒、耳罩、泡沫塑料、示波器、铁钉、玻璃、录像带、录相机、电视. ●课时安排 1课时 ●教学过程

一、引入新课

［师］声音多种多样.优美的乐音令人心情舒畅，而杂乱的声音——噪声刺耳难听，让人感到心烦意乱.噪声问题伴随着现代化大工业的发展而逐渐突出.近年来，噪声已列为国际公害，它严重地污染着环境，危害着人们的身心健康.噪声污染已与水污染、空气污染、固体废弃物污染一起，成为当代社会的四大污染.关于噪声，同学们想了解哪些问题呢？

［生甲］噪声从哪里来？ ［生乙］噪声的波形有什么特点？ ［生丙］什么样的声音是噪声？ ［生丁］噪声有什么危害？ ［生戊］用什么办法可以减弱噪声？

［师］同学们有很浓厚的求知欲，这很好.这节课我们就学习与噪声有关的一些知识.

二、进行新课

［师］请同学们阅读25页噪声的来源，分组讨论并回答下面的问题： 1.从物理学的角度看，什么是噪声？用什么实验可以验证你的说法？ 2.从环境保护的角度看，什么是噪声？ 3.城市噪声的主要来源有哪些？ 4.你能举出生活中噪声的实例吗？

［生］带着问题有目的地阅读，并分组讨论. ［师］巡回指导，鼓励学生联系生活、生产实际. 师生共同活动（学生汇报讨论结果，教师进行补充讲解） 问题1：

从物理学的角度看，噪声是指发声体做无规则振动时发出的声音.这个理论可从下面的演示实验得到证实. ［演示］观察噪声的波形. ［师］利用示波器观察铁钉刮玻璃时产生的噪声的波形，并与音叉声音的波形做比较. ［生］仔细观察. 实验结果：铁钉刮玻璃时产生的噪声的波形没有规则，音叉声音的波形有规则. 问题2：

从环境保护的角度看，凡是妨碍人们正常休息、学习和工作的声音以及对人们要听的声音产生干扰的声音，都属于噪声. 例如：优美动听的音乐有时也会变为噪声. 问题3：

城市噪声的来源是非常多的. （1）交通运输噪声：各种交通工具的喇叭声、汽笛声、刹车声、排气声、机械运转

声等.

（2）工业噪声：纺织厂、印刷厂、机械车间的噪声. （3）施工噪声：筑路、盖楼、打桩等. （4）社会生活噪声：家庭噪声、娱乐场所、商店、集贸市场里的喧哗声. 问题4：

（1）自习课上，教室里很安静，不小心学习用具掉到地上发出的声音. （2）来自建筑工地上搅拌机的隆隆声. （3）生活区里汽车、摩托车发动机发出的声音. （4）家里电冰箱起动时的声音. （5）小商贩的叫卖声. （6）在家里穿着高跟鞋走动时发出的声音. （7）生活区里人们的吵、闹、哭、笑声. （8）邻居电视机过大的声音. （9）数学课上有人偷听音乐的声音. ［师］声音有强有弱，声音的强弱通常以分贝（decibel，符号是dB)为单位来表示.请同学们观看“一些声强的分贝数和人们相应的感觉”录像，然后回答下面的问题：

1.人刚能听到的最微弱的声音是____dB；较为理想的安静环境为____dB；干扰谈话、影响工作效率的声强为____dB；听力会受到严重影响的声强为____dB以上；能引起双耳失去听力的声强为____dB. 2.为了保护听力，声音不能超过____dB；为了保证工作和学习，声音不能超过____dB；为了保证休息和睡眠，声音不能超过____dB. 3.噪声的危害表现在哪些方面？ ［生］带着问题观看录像. 师生共同活动： 1.0;30~40;70;90;150. 2.90;70;50 3.噪声的危害表现在以下几个方面

（1）心理影响：使人烦躁、精力不集中，妨碍睡眠和休息. （2）生理影响：使人耳聋、头痛、消化不良、视觉模糊等，严重的神志不清、休克或死亡. （3）高强度的噪声能够损坏建筑物. 喷气式飞机产生的噪声能够将附近建筑物的窗户玻璃震碎，噪声导致工作设备“疲劳”以至断

裂等. ［师］噪声会严重影响人们的工作和生活，因此，控制噪声十分重要.请同学们阅读26页控制噪声，并回答下面的问题：

1.声音从产生到引起听觉的三个阶段是什么？ 2.控制噪声的三种途径是什么？

3.请同学们设计一个简单的实验来证实控制噪声的三种途径. 4.课本图1.4—4中控制噪声的措施分别属于哪一种？ ［生］阅读并展开激烈的讨论. ［师］巡回指导，鼓励学生畅所欲言，积极主动地参与讨论. 师生共同活动： 问题1：

声音从产生到引起听觉有这样三个阶段： （1）声源的振动产生声音. (2)空气等介质的传播. （3）鼓膜的振动. 问题2：

控制噪声的三种途径是

（1）防止噪声产生（在声源处减弱）. (2)阻断它的传播（在传播过程中减弱）. （3）防止它进入人耳（在人耳处减弱）. 问题3：

我们可以设计这样的实验，实验可用闹钟做声源. (1)将正在发声的闹钟用泡沫塑料垫起（在发声处减弱噪声）. （2）将正在发声的闹钟置于空纸盒中（在传播过程中减弱）. （3）用棉花塞住耳朵（在人耳处减弱）. 问题4：

摩托车的消声器采用了在声源处减弱噪声. 城市道路旁的隔声板采用了在传播过程中减弱. 工厂用的防噪声耳罩采用了在人耳处减弱噪声.

三、小结

本节课我们主要学习了以下内容： 1.噪声的来源及其波形的特点. 2.从物理学和环境保护的角度看，噪声分别指什么. 3.噪声的危害. 4.减弱噪声的有效途径.

四、布置作业

调查一下校园里或者你家周围有什么样的噪声，应该采取什么控制措施？在活动课上和班里的同学进行交流，看看谁的调查更细，采取的措施更好.

五、板书设计

教学反思：

复习课

复习和应用

●教学目标

一、知识与能力

1.知道声音是如何发生的. 2.知道声音的传播要依靠介质，知道声音在不同介质中传播速度不同. 3.知道回声测距的原理. 4.知道乐音的三个特征. 5.知道噪声的危害和控制. 6.知道声的利用.

二、过程与方法

通过对本单元知识的系统复习，培养学生应用所学知识解决实际问题的能力.

三、情感态度与价值观

通过对本单元知识的系统复习，培养学生热爱科学、立志将所学知识应用到实践中去的品质. ●教学重点

应用声现象的有关知识解决实际问题. ●教学难点

组织指导学生通过复习，构建声学知识的知识网络. ●教学方法 讲练结合法. ●教学用具 实物投影仪. ●课时安排 1课时 ●教学过程

一、复习本章知识，构建知识网络（板书）

二、典型例题（实物投影例题并讲解）

［例1］在装满水的长铁管一端敲击一下，在较远处的另一端将听到三次响声，为什么？ 解析：敲击铁管，使铁管发生了振动，发出声音.敲击声分别通过空气、水和铁进行传播，由于声音在这三种不同介质中的传播速度不同，所以听到三次声音.声音在铁中传播最快，水中次之，在空气中传播最慢，所以第一次听到的是铁传来的敲击声，第二次听到的是水传来的敲击声，第三次传来的是空气传来的敲击声. 说明：本题用物体的振动产生声音以及声音在不同介质中的传播速度不同这两个知识点来求解实际问题，可以培养学生应用所学知识解决实际问题的能力. ［例2］在运动场上百米赛跑时，终点线上的计时员为了计时精确，在计时时 A.听见枪声同时按下跑表，因为耳朵的听觉灵敏 B.看见发令枪散发的白烟同时按下跑表因为眼睛很灵敏

C.凭自己掌握，听见枪声和看见白烟都可以按跑表，因为响声和白烟是同时发生的 D.应该以看见白烟为准，因为光的传播速度特快，而声音传播的速度要慢得多

解析：响声和白烟的确同时发生，但是光和声传到计时员那里需传播100 m.由于光的速度太快，传播这100 m所用时间极短，而声音传播速度则要慢得多，一般情况下，声音的传播速度是340 m/s，那么声音传播这100 m所用的时间为

t=100s=0.294 s 340而短跑100 m的成绩在10 s左右.若不考虑这段时间，记录的成绩误差将达3%. 综上所述选择D.

［例3］蜜蜂和苍蝇在我们面前飞过时，发出嗡嗡声，而蝴蝶在空中飞行则悄无声息，这是什么原因？

解析：蜜蜂和苍蝇的嗡嗡声是因为它们的翅膀振动引起了周围空气振动形成声波而被人耳所接受到.但是，蝴蝶的翅膀同样地在振动，为什么听不见声音呢？这是因为它们振动的频率不同.蜜蜂翅膀的振动频率在几千赫兹，蝴蝶翅膀只有几赫兹，而人的听觉范围在20 Hz到20000 Hz之间，所以听不见蝴蝶飞行的声音. ［例4］一个爬山运动员，爬到半山腰，他对着对面的山崖高喊一声，4 s后听到了回声，那么他离对面的山崖有____m. 解析：由题意知，声音传到山崖所用的时间为2 s. 那么，他离对面山崖的距离有 s=vt=340×2 m=680 m ［例5］中国的乐器称为“丝竹”，西洋乐器则称为“管弦”，请分析一下它们的发声

原理. 解析：除了打击乐器，如中国的锣鼓、编钟、罄，国外的木琴、三角铁等，管乐器通过管中的空气柱振动发声；弦乐器通过拉动丝弦振动，再带动共鸣箱里的空气柱振动从而使声音放大并更加纯正.但不管是何种乐器，它们的共同原理都是要使乐器的某一部分发生振动，并通过改变振动的频率从而发出优美的音乐来.

第三章

物态变化

第一节

温度

●教学目标

一、知识与能力 1.理解温度的概念. 2.了解生活环境中常见的温度值 3.会用温度计测量温度

二、过程与方法

1.通过观察、叙述温度计的构造、量程、最小刻度值和单位，培养学生的观察能力和用语言表达物理知识能力. 2.通过测液体温度的实验，学会正确使用温度计测量液体的温度，培养实验能力.

三、情感态度与价值观

1.通过教学活动，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理. 2.通过使用玻璃仪器时要轻拿轻放，培养学生爱护公共财物的良好品行和正确使用物理测量工具的良好习惯. ●教学重点

正确使用温度计测液体的温度，如何培养学生的观察能力和实验能力. ●教学难点

温度计的构造和使用方法.

●教学方法

观察法、实验法、讨论法 ●教学用具

实验用温度计、演示温度计、家庭用寒暑表、体温计、烧杯、试管、投影仪、挂图、热水、冷水、温水、广口瓶、橡皮塞、细玻璃管. ●课时安排 1课时 ●教学过程

一、创设情境，引入课题

冷和热与我们的生活有密切的关系.在远古时代，我们的祖先就学会了使用火，开创了人类的

文明史，在生产力高度发达的今天，人类的生产生活仍离不开热的利用.在物理学中与冷、热有关的现象我们称之为热现象.从这节课我们开始对有些热现象进行学习和研究.大家希望了解什么内容？

二、进入新课 ［生甲］什么叫温度？

［生乙］我们凭感觉能知道物体的冷、热，感觉可靠吗？ ［生丙］用什么仪器测温度？

［师］现在问题提出来了，大家讨论，看能否解决 ［生甲］我们把物体的冷热程度叫做温度 ［生乙］凭感觉来判断物体的冷热是不可靠的 ［生丙］应该用温度计测量温度

［师］既然凭感觉来判断物体的冷热不可靠，我们怎么来验证. ［生甲］很冷的冬天，在没有暖气的房间里会觉得很冷，可是从外面走进屋子里的人会觉得比较暖和. ［生乙］我们通过实验也能得出. ［想想做做］

［生丙］我们把一左手插入放热水（热水越热越好，以不烫手为宜）的烧杯里，右手插入放冷水（冷水足够冷，可加冰块）的烧杯里，然后同时抽出手，插入温水烧杯里.这时，我们觉得在左手感到温水冷、右手感到温水热. ［师］同一杯水两只手的感觉是不一样的，这就说明人们的感觉只能大致区分温度，要准确地判断和测量温度，就要选择科学的测量工具——温度计（thermometer）. 1.温度计

［师］我们用桌上的东西自制一个温度计.在广口瓶内加入一些带颜色的水，配一个橡皮塞，橡皮塞上插进一根一端封闭的细玻璃管.把细玻璃管封闭的一端加热，使玻璃管内的空气跑出一些，迅速用橡皮塞塞住瓶口.大家做完了以后，将广口瓶放入热水里，仔细观察细管中水柱的位置，再放入冷水里，观察水柱位置，得出结论. ［生甲］放入热水里，细管中水柱上升. ［生乙］放入冷水里，细管中水柱下降. ［生丙］这可能是由于液体热胀冷缩的缘故吧. ［师］是的，家庭和实验室里常用的温度计是根据液体热胀冷缩的规律制成的.里面有的用酒

精，有的用煤油，还有的用水银.现在我们看挂图和投影，来认识它们，（投影片课本图4.13，挂图温度计的构造）. 教师指导，学生相互讨论. ［生甲］投影片上，甲是实验室用的温度计，乙是体温计，丙是寒暑表. ［生乙］温度计的基本构造：玻璃外壳、液体泡、毛细管（内径很细，粗细均匀）、温度计的使用、液体、刻度、符号. ［生丙］温度计上符号为C，表示摄氏温度

［生乙］甲图的量程是-20 ℃—110 ℃,最高温度是110 ℃.最低温度是-20 ℃，分度值1 ℃. ［生戊］乙图的量程是35 ℃—42 ℃，最高温度42 ℃.最低温度是35 ℃，分度值0.1 ℃. ［生己］丙图的量程是-30 ℃—50 ℃，最高温度50 ℃.最低温度是-30 ℃，分度值1 ℃. ［师］怎样才能正确读出所测的温度，并且不会损坏温度计？所测液体温度能否超过

量程？ ［想想议议］

［生甲］要正确读出所测的温度，要看清量程和分度值. ［生乙］如果所测的温度过高，超出了温度计的量程，将测不出温度，温度计里的液体可能将温度计胀破. ［生丙］如果所测的温度过低，低于温度计的最低温度，将测不出温度. ［生丁］寒暑表所测量的最高温度是50 ℃,最低温度是-30 ℃，分度值是1 ℃，主要是根据我国大多数地区的常年温度范围确定的. ［生戊］体温计所测量的最高温度是42 ℃，最低温度是35 ℃，分度值是0.1 ℃，是根据人体温度的变化范围确定的. ［生己］实验用的温度计所测量的最高温度为110 ℃，最低温度为-20 ℃，分度值是

1 ℃，根据实验中需要测量的范围确定的. ［师］同学们回答的很精采，同学们也注意到在温度计上有C(或℃)，它是表示摄氏温度，还想了解什么？快提出来，让大家来解决！

［生甲］℃表示什么？ ［生乙］温度的单位是什么？ ［生丙］用什么符号表示温度？ ［生丁］如何读温度？ ［生戊］摄氏温度如何规定？ ［师］请大家相互讨论来得出结论.

第二篇：初二物理上册期末测试题

遂宁市卓众培训学校

铺学生金榜题名路，圆家长望子成龙梦

八年级物理上册期末测试题卷

姓名： 出题人： 得分：

一、单项选择题：下列各题的四个选项中，只有一个符合题意，请将该选项的代号填在题后的括号内。(每题2分，共30分) 1.图1所示的四种现象中，由于光的折射形成的是 ( ) 2.图2所示的四种现象中，属于凝华的是( ) 3.如图3所示，在探究“声音是由物体振动产生”的实验中，将正在发声的音叉紧靠悬线下的轻质小球，发现小球被多次弹开。这样做是为了 ( )

A.将音叉的振动时间延迟 B.使音叉的振动尽快停下来 C.使声波被多次反射形成回声 D.将音叉的微小振动放大，便于观察

4.为了使学生在教室上课时免受周围环境噪声干扰，下面的措施中合理有效的是 ( ) A.在教室内保持安静，不讲话 B.在教室周围植树

C.每个学生都戴一个防噪声耳罩 D.在教室内安装噪声监测装置 5.下列关于声音的说法中正确的是 ( ) A.声音的传播不需要介质 B.声音在各种介质中的传播速度相同 C.声源振动的越快，发出声音的音调越高 D.乐音的音调若相同，其音色一定相同

6.如图4所示，许多建筑采用玻璃进行外墙装璜，这在美化城市的同时却造成了光污染，造成这种污染的主要原因是光的 ( ) A.镜面反射 B.漫反射 C.折射 D.直线传播 7.下列关于机械运动的说法中正确的是 ( ) A.物体的运动和静止都是绝对的 B.只能选静止不动的物体作为参照物

C.研究机械运动不一定都要选参照物 D.选择不同参照物，对同一物体在同一运动过程的描述可能是不同的 8.对几个形状、体积均不同的实心铜块，下列判断正确的是 ( ) A.它们的密度相同 B.质量大的铜块密度大 C.体积大的铜块密度大 D.它们的密度可能不同

基础生的补课专家，尖子生的冠军梦工厂。 遂宁市卓众培训学校

铺学生金榜题名路，圆家长望子成龙梦 9.关于一块冰熔化成水，下列叙述中正确的是 ( ) A.质量变大，体积不变，密度变大 B.质量变小，体积变小，密度不变 C.质量不变，体积变大，密度变小 D.质量不变，体积变小，密度变大

10.图5所示的四幅图是表示物体运动的路程(s)或速度(”)与时间(f)关系的图像，能表示物体做匀速直线运动的是 ( ) A.甲和丁 B.乙和丙 C.乙和丁 D.甲和丙

11.课堂上老师让小林同学上讲台演讲，他从座位到讲台步行的速度大约是 ( ) A.0.1m/s B.1m/s C.10m/s D.20m/s 12.小明、小红都骑车从家到学校，小明骑车的平均速度是5m/s，小红骑车的平均速度是4m/s，则以下说法正确的是 ( ) A.小明从家到学校所走距离与所用时间的比值比小红的大 B.小明家到学校的距离比小红家到学校的距离近 C.小明到学校所用的时间比小红到学校所用的时间少 D.任何时候小明骑车都比小红快

13.某学习小组对一辆在平直公路上做直线运动的小车进行观测研究。他们记录了小车在某段时间内通过的路程与所用的时间，并根据记录的数据绘制了路程与时间的关系图像，如图6所示。根据图像可以判断 ( ) A.2s-5s内，小车做匀速直线运动 B.5 s-8s内，小车做加速运动

C.0-5s内，小车的平均速度是0.4m/s D.小车在0～2s内比在5s～8s内运动的快

14.三只完全相同的杯子里都装有一些水，把质量相等的实心铅块、铁块和铝块分别放入这三只杯子里，它们都沉没于水中且杯中水面相平。已知P铅>p铁>p铝，对于这三个杯子中装有水的多少，下列判断中正确的是 ( ) A.放铅块的杯子中的水最多 B.放铝块的杯子中的水最多 C.放铁块的杯子中的水最少 D.三只杯子中的水多少相同 15.下列对光学现象的描述或解释正确的是 ( ) A.漫反射的光线杂乱无章，因此不遵循光的反射定律 B.太阳光经过三棱镜在光屏上出现七色的光带是光的色散现象 C.通过平面镜看到的蜡烛，是蜡烛的实像

D.斜看水面下的物体，看到的物体位置比它实际的位置低

二、填空题(每小题2分，共26分)

16.如图7所示，空中加油过程中，战斗机相对于空中加油机而言是___ ___的。(选填“静止”或“运动”)

17.校园内和一些公共场所有“不要高声喧哗”的规定，这里的“高”指的是_______ _。(选填“响度”、“音调”或“音色”) 18.日食现象可以用光___________________的道理解释。观察日食时要注意保护眼睛，一种比较简易的观察日食的方法

基础生的补课专家，尖子生的冠军梦工厂。 遂宁市卓众培训学校

铺学生金榜题名路，圆家长望子成龙梦 是用一盆滴有墨水的水来观看，如图8所示，这是利用了__________________________现象。 19.一束光射到平面镜上，入射角是30。时，反射角是_________。

20.小兰站在竖直放置的平面镜前3m处，她本人与镜中的像之间的距离是___________m。若小兰向镜面方向移动一段距离，她与镜中的像之间的距离变成了2m，则小兰向镜面移动了___________m。

21.采用高压锅做饭，是利用了锅内水上方的气压大于一个标准大气压时，水的沸点 100C，从而使煮饭比较省时间。(选填“高于”、“低于”或“等于”) 22.太阳和地球间的距离为1.5108km，阳光从太阳照射到地球所需的时间约为 _______S。

23.图9所示是甲、乙两个物体匀速直线运动时的路程随时间变化的图像。根据图像可知，运动速度比较大的是物体________。甲、乙两物体通过的相同路程，所用时间的比值t甲:t乙=_________。 24.把一个小球分别浸没在盛满水和酒精的甲、乙两个杯中，已知甲杯中溢出水的质量为40g，则乙杯中溢出的酒精质量为________g。(已知酒精的密度是0.8103kg/m3)

25.一天早晨，小明上学时先以速度”。走了路程的2/5，因感觉时问紧张，为避免迟到，小明紧接着以速度2跑完剩下的路程。则小明这天在上学路上的平均速度为__________。

三、实验与探究题(

26、27题每题2分。

28、

29、30题每题3分，

31、32题每题4分。共21分。) 26.如图10所示，AD为入射光线，ON为法线。请画出入射光线AO的反射光线。

27.如图11所示，SA表示从空气斜射向水面的一束光线，请在图中画出这束光线从空气射入水中的折射光线(大致方向)。 28，如图12所示，AB表示平面镜前的物体。请根据平面镜成像特点，在图中画出物体AB经平面镜所成的像。

29.如图13所示，入射光线AO照射到镜面上发生反射，OB为反射光线。请根据光的反射定律，画图确定平面镜的位置。

30.如图14所示，物体4的长度是___________cm。

31.小航在实验室测量盐水密度。小航先用天平测出烧杯和杯内盐水(如图17甲所示)的总质量为65g，然后将一部分盐水倒人量筒，如图17乙所示，则盐水的体积为___________mL。接着她用天平测量烧杯和杯内剩余盐水的总质量，天平平衡时的情景如图17丙所示，则此时烧杯和盐水的总质量为___________g。请你根据以上实验数据计算出盐水的密度___________kg/m。 32.如图18所示，小明利用透明平板玻璃、两段完全相同的蜡烛等器材探究平面镜成像的特点。 (1)选用透明平板玻璃而不用日常生活中的镜子的目的是____________________________。 (2)选取两段完全相同的蜡烛的目的是______________________________。

3基础生的补课专家，尖子生的冠军梦工厂。 遂宁市卓众培训学校

铺学生金榜题名路，圆家长望子成龙梦

五、计算题(

33、34题每题7分，35题8分，共22分。) 33.一个空心铜球的质量为89g，体积为30cm。。将它的空心部分注满某种液体后，总质量为361g。已知铜的密度p铜=8.9g/cm，求：

(1)这个铜球空心部分的体积; (2)注入液体的密度。

34.峭壁前方的山路上有一辆汽车，在下列两种情况下，汽车鸣笛后都是经过3s听到回声，分别求鸣笛时车和峭壁间的距离。(空气中声速340m/s) (1)车向靠近峭壁的方向匀速行驶，速度为10m/s; (2)车向远离峭壁的方向匀速行驶，速度为10m/s。

35.某货运汽车的最大装载质量为4t，车厢的最大容积为5m。 (1)现用它来搬运密度为0.610333kg/m3的木材20t，至少需要运多少趟? (2)若同时搬运钢材和上述木材，要求每次都将货物装满车厢，则每趟最多能运钢材多少 吨?(钢的密度为7.9103kg/m3，计算结果保留两位小数) 基础生的补课专家，尖子生的冠军梦工厂。

第三篇：高中物理选修35全套教案（人教版）

16.1 实验：探究碰撞中的不变量 ★新课标要求 (一)知识与技能 1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路. 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法. 3、掌握实验数据处理的方法. (二)过程与方法 1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。

2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。

(三)情感、态度与价值观 1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。

2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。

3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。

4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。

★教学重点 碰撞中的不变量的探究 ★教学难点 实验数据的处理. ★教学方法 教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备;

完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块等 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 课件演示：

(1)台球由于两球碰撞而改变运动状态。

(2)微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子. 师：碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化. 师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样. 师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变(守恒). (二)进行新课 1.实验探究的基本思路 1.1 一维碰撞 师：我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动. 这种碰撞叫做一维碰撞. 课件：碰撞演示 如图所示，A、B是悬挂起来的钢球，把小球A拉起使其悬线与竖直线夹一角度a，放开后A球运动到最低点与B球发生碰撞，碰后B球摆幅为β角.如两球的质量mA=mB，碰后A球静止，B球摆角β=α，这说明A、B两球碰后交换了速度;

如果mA>mB，碰后A、B两球一起向右摆动;

如果mA

(1) (2) (3) 分析：

①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”. ②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量. 2.实验条件的保证、实验数据的测量 2.1 实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动; 2.2 用天平测量物体的质量;

2.3 测量两个物体在碰撞前后的速度. 师：测量物体的速度可以有哪些方法? 生：讨论。

总结：

速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件. 课件：参考案例――一种测速原理 如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L.气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置. 当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t. 3.实验方案 3.1 用气垫导轨作碰撞实验(如图所示) 实验记录及分析(a-1) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=4 m2=4 m1=4 m2=4 速度 v1=9 v2=0 =3 =6 mv mv2 v/m 实验记录及分析(a-2) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=4 m2=2 m1=4 m2=2 速度 v1=9 v2=0 =4.5 =9 mv mv2 v/m 实验记录及分析(a-3) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=2 m2=4 m1=2 m2=4 速度 v1=6 v2=0 = -2 =4 mv mv2 v/m 实验记录及分析(b) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=4 m2=2 m1=4 m2=2 速度 v1=0 v2=0 = 2 = - 4 mv mv2 v/m 实验记录及分析—(c) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=4 m2=2 m1=4 m2=2 速度 v1=9 v2=0 =6 = 6 mv mv2 v/m 3.2 用小车研究碰撞 将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车A运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体(如上图)。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。

(三)课堂小结 1.基本思路(一维碰撞) 与物体运动有关的物理量可能有哪些? 碰撞前后哪个物理量可能是不变的? 2.需要考虑的问题 碰撞必须包括各种情况的碰撞;

物体质量的测量(天平);

碰撞前后物体速度的测量(利用光电门或打点计时器等)。

(四)作业：“问题与练习”1、2题 ★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

16.2 动量守恒定律(一) ★新课标要求 (一)知识与技能 理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知道定律的适用条件和适用范围 (二)过程与方法 在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力 (三)情感、态度与价值观 培养逻辑思维能力，会应用动量守恒定律分析计算有关问题 ★教学重点 动量的概念和动量守恒定律 ★教学难点 动量的变化和动量守恒的条件. ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 上节课的探究使我们看到，不论哪一种形式的碰撞，碰撞前后mυ的矢量和保持不变，因此mυ很可能具有特别的物理意义。

(二)进行新课 1.动量(momentum)及其变化 (1)动量的定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。记为p=mv.单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。

理解要点：

①状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。

师：大家知道，速度也是个状态量，但它是个运动学概念，只反映运动的快慢和方向，而运动，归根结底是物质的运动，没有了物质便没有运动.显然地，动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息，更能从本质上揭示物体的运动状态，是一个动力学概念.②矢量性：动量的方向与速度方向一致。

师：综上所述：我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向，动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致。

(2)动量的变化量：

定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称：△p= p′-p为物体在该过程中的动量变化。

强调指出：动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△v相同。

一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ1 矢量差 【例1(投影)】 一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少? 【学生讨论，自己完成。老师重点引导学生分析题意，分析物理情景，规范答题过程，详细过程见教材，解答略】 2.系统 内力和外力 【学生阅读讨论，什么是系统?什么是内力和外力?】 (1)系统：相互作用的物体组成系统。

(2)内力：系统内物体相互间的作用力 (3)外力：外物对系统内物体的作用力 〖教师对上述概念给予足够的解释，引发学生思考和讨论，加强理解〗 分析上节课两球碰撞得出的结论的条件：

两球碰撞时除了它们相互间的作用力(系统的内力)外，还受到各自的重力和支持力的作用，使它们彼此平衡。气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计，所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。

3.动量守恒定律(law of conservation of momentum) (1)内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。

公式：m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′ (2)注意点：

① 研究对象：几个相互作用的物体组成的系统(如：碰撞)。

② 矢量性：以上表达式是矢量表达式，列式前应先规定正方向;

③ 同一性(即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的) A B ④ 条件：系统不受外力，或受合外力为0。要正确区分内力和外力;

当F内>>F外时，系统动量可视为守恒;

思考与讨论：

如图所示，子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块，此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中，子弹与木块作为一个系统动量是否守恒?说明理由。

分析：此题重在引导学生针对不同的对象(系统)，对应不同的过程中，受力情况不同，总动量可能变化，可能守恒。

〖通过此题，让学生明白：在学习物理的过程中，重要的一项基本功是正确恰当地选取研究对象、研究过程，根据实际情况选用对应的物理规律，不能生搬硬套。〗 【例2(投影)】 质量为30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车，已知平板车的质量为90kg，求小孩跳上车后他们共同的速度。

解：取小孩和平板车作为系统，由于整个系统所受合外为为零，所以系统动量守恒。

规定小孩初速度方向为正，则：

相互作用前：v1=8m/s，v2=0， 设小孩跳上车后他们共同的速度速度为v′，由动量守恒定律得 m1v1=(m1+m2) v′ 解得 v′==2m/s， 数值大于零，表明速度方向与所取正方向一致。

(三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：“问题与练习”2、3、4题 课后补充练习 1.一爆竹在空中的水平速度为υ，若由于爆炸分裂成两块，质量分别为m1和m2，其中质量为m1的碎块以υ1速度向相反的方向运动，求另一块碎片的速度。

2.小车质量为200kg，车上有一质量为50kg的人。小车以5m/s的速度向东匀速行使，人以1m/s的速度向后跳离车子，求：人离开后车的速度。(5.6m/s) 16.3 动量守恒定律(二) ★新课标要求 (一)知识与技能 掌握运用动量守恒定律的一般步骤 (二)过程与方法 知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题，并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。

(三)情感、态度与价值观 学会用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题，培养思维能力。

★教学重点 运用动量守恒定律的一般步骤 ★教学难点 动量守恒定律的应用. ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 1.动量守恒定律的内容是什么? 2.分析动量守恒定律成立条件有哪些? 答：①F合=0(严格条件) ②F内 远大于F外(近似条件) ③某方向上合力为0，在这个方向上成立。

(二)进行新课 1.动量守恒定律与牛顿运动定律 师：给出问题(投影教材11页第二段) 学生：用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。

(教师巡回指导，及时点拨、提示) 推导过程：

根据牛顿第二定律，碰撞过程中1、2两球的加速度分别是 ， 根据牛顿第三定律，F1、F2等大反响，即 F1= - F2 所以 碰撞时两球间的作用时间极短，用表示，则有 ， 代入并整理得 这就是动量守恒定律的表达式。

教师点评：动量守恒定律的重要意义 从现代物理学的理论高度来认识，动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。(另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。)从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。相反，每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就会提出新的假设来补救，最后总是以有新的发现而胜利告终。例如静止的原子核发生β衰变放出电子时，按动量守恒，反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室照片显示，两者径迹不在一条直线上。为解释这一反常现象，1930年泡利提出了中微子假说。由于中微子既不带电又几乎无质量，在实验中极难测量，直到1956年人们才首次证明了中微子的存在。(2000年高考综合题23 ②就是根据这一历史事实设计的)。又如人们发现，两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量似乎也是不守恒的。这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场，把电磁场的动量也考虑进去，总动量就又守恒了。

2.应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法 (1)分析题意，明确研究对象。在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。

(2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件，判断能否应用动量守恒。

(3)明确所研究的相互作用过程，确定过程的始、末状态，即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式。

注意：在研究地面上物体间相互作用的过程时，各物体运动的速度均应取地球为参考系。

(4)确定好正方向建立动量守恒方程求解。

3.动量守恒定律的应用举例 【例1(投影)见教材12页】 【学生讨论，自己完成。老师重点引导学生分析题意，分析物理情景，规范答题过程，详细过程见教材，解答略】 补充例2。

如图所示，在光滑水平面上有A、B两辆小车，水平面的左侧有一竖直墙，在小车B上坐着一个小孩，小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。两车开始都处于静止状态，小孩把A车以相对于地面的速度v推出，A车与墙壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A车后，又把它以相对于地面的速度v推出。每次推出，A车相对于地面的速度都是v，方向向左。则小孩把A车推出几次后，A车返回时小孩不能再接到A车? A B 分析：此题过程比较复杂，情景难以接受，所以在讲解之前，教师应多带领学生分析物理过程，创设情景，降低理解难度。

解：取水平向右为正方向，小孩第一次 推出A车时 mBv1-mAv=0 即：

v1= 第n次推出A车时：

mAv +mBvn-1=-mAv+mBvn 则：

vn-vn-1=， 所以 vn=v1+(n-1) 当vn≥v时，再也接不到小车，由以上各式得n≥5.5 取n=6 点评：关于n的取值也是应引导学生仔细分析的问题，告诫学生不能盲目地对结果进行“四舍五入”，一定要注意结论的物理意义。

(三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：“问题与练习”4～7题 课后补充练习 1.(2002年全国春季高考试题)在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为15000 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000 kg向北行驶的卡车，碰后两车接在一起，并向南滑行了一段距离后停止.根据测速仪的测定，长途客车碰前以20 m/s的速度行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率为 A.小于10 m/s B.大于10 m/s小于20 m/s C.大于20 m/s小于30 m/s D.大于30 m/s小于40 m/s 2.如图所示，A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑.当弹簧突然释放后，则有 A.A、B系统动量守恒 B.A、B、C系统动量守恒 C.小车向左运动 D.小车向右运动 3.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是 A.枪和弹组成的系统，动量守恒 B.枪和车组成的系统，动量守恒 C.三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，故系统动量近似守恒 D.三者组成的系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零 4.甲乙两船自身质量为120 kg，都静止在静水中，当一个质量为30 kg的小孩以相对于地面6 m/s的水平速度从甲船跳上乙船时，不计阻力，甲、乙两船速度大小之比：v甲∶v乙=_______.5.(2001年高考试题)质量为M的小船以速度v0行驶，船上有两个质量皆为m的小孩a和b，分别静止站在船头和船尾.现在小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中，然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中.求小孩b跃出后小船的速度. 6.如图所示，甲车的质量是2 kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1 kg的小物体.乙车质量为4 kg，以5 m/s的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度，物体滑到乙车上.若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g取10 m/s2) 参考答案：

1.A 2.BC 3.D 4.5∶4 5.因均是以对地(即题中相对于静止水面)的水平速度，所以先后跃入水中与同时跃入水中结果相同. 设小孩b跃出后小船向前行驶的速度为v，取v0为正向，根据动量守恒定律，有 (M+2m)v0=Mv+mv-mv 解得：v=(1+)v0 6.乙与甲碰撞动量守恒： m乙v乙=m乙v乙′+m甲v甲′ 小物体m在乙上滑动至有共同速度v，对小物体与乙车运用动量守恒定律得 m乙v乙′=(m+m乙)v 对小物体应用牛顿第二定律得a=μg 所以t=v/μg 代入数据得t=0.4 s 16.4 碰 撞 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.认识弹性碰撞与非弹性碰撞，认识对心碰撞与非对心碰撞 2.了解微粒的散射 (二)过程与方法 通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否，体会动量守恒定律、机械能守恒定律的应用。

(三)情感、态度与价值观 感受不同碰撞的区别，培养学生勇于探索的精神。

★教学重点 用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题 ★教学难点 对各种碰撞问题的理解. ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 碰撞过程是物体之间相互作用时间非常短暂的一种特殊过程，因而碰撞具有如下特点：

1.碰撞过程中动量守恒. 提问：守恒的原因是什么?(因相互作用时间短暂，因此一般满足F内>>F外的条件) 2.碰撞过程中，物体没有宏观的位移，但每个物体的速度可在短暂的时间内发生改变. 3.碰撞过程中，系统的总动能只能不变或减少，不可能增加. 提问：碰撞中，总动能减少最多的情况是什么?(在发生完全非弹性碰撞时总动能减少最多) 熟练掌握碰撞的特点，并解决实际的物理问题，是学习动量守恒定律的基本要求. (二)进行新课 1.展示投影片1，内容如下：

如图所示，质量为M的重锤自h高度由静止开始下落，砸到质量为m的木楔上没有弹起，二者一起向下运动.设地层给它们的平均阻力为F，则木楔可进入的深度L是多少? 组织学生认真读题，并给三分钟时间思考. (1)提问学生解题方法，可能出现的错误是：认为过程中只有地层阻力F做负功使机械能损失，因而解之为 Mg(h+L)+mgL-FL=0. 将此结论写在黑板上，然后再组织学生分析物理过程. (2)引导学生回答并归纳：第一阶段，M做自由落体运动机械能守恒.m不动，直到M开始接触m为止.再下面一个阶段，M与m以共同速度开始向地层内运动.阻力F做负功，系统机械能损失. 提问：第一阶段结束时，M有速度，，而m速度为零。下一阶段开始时，M与m就具有共同速度，即m的速度不为零了，这种变化是如何实现的呢? 引导学生分析出来，在上述前后两个阶段中间，还有一个短暂的阶段，在这个阶段中，M和m发生了完全非弹性碰撞，这个阶段中，机械能(动能)是有损失的. (3)让学生独立地写出完整的方程组. 第一阶段，对重锤有：

第二阶段，对重锤及木楔有 Mv+0=(M+m). 第三阶段，对重锤及木楔有 (4)小结：在这类问题中，没有出现碰撞两个字，碰撞过程是隐含在整个物理过程之中的，在做题中，要认真分析物理过程，发掘隐含的碰撞问题. 2.展示投影片2，其内容如下：

如图所示，在光滑水平地面上，质量为M的滑块上用轻杆及轻绳悬吊质量为m的小球，此装置一起以速度v0向右滑动.另一质量也为M的滑块静止于上述装置的右侧.当两滑块相撞后，便粘在一起向右运动，则小球此时的运动速度是多少? 组织学生认真读题，并给三分钟思考时间. (1)提问学生解答方案，可能出现的错误有：在碰撞过程中水平动量守恒，设碰后共同速度为v，则有 (M+m)v0+0=(2M+m)v. 解得，小球速度 (2)教师明确表示此种解法是错误的，提醒学生注意碰撞的特点：即宏观没有位移，速度发生变化，然后要求学生们寻找错误的原因. (3)总结归纳学生的解答，明确以下的研究方法：

①碰撞之前滑块与小球做匀速直线运动，悬线处于竖直方向. ②两个滑块碰撞时间极其短暂，碰撞前、后瞬间相比，滑块及小球的宏观位置都没有发生改变，因此悬线仍保持竖直方向. ③碰撞前后悬线都保持竖直方向，因此碰撞过程中，悬线不可能给小球以水平方向的作用力，因此小球的水平速度不变. ④结论是：小球未参与滑块之间的完全非弹性碰撞，小球的速度保持为v0. (4)小结：由于碰撞中宏观无位移，所以在有些问题中，不是所有物体都参与了碰撞过程，在遇到具体问题时一定要注意分析与区别. 3.展示投影片3，其内容如下：

在光滑水平面上，有A、B两个小球向右沿同一直线运动，取向右为正，两球的动量分别是pA=5kgm/s，pB=7kgm/s，如图所示.若能发生正碰，则碰后两球的动量增量△pA、△pB可能是( ) A.△pA=-3kgm/s;

△pB =3kgm/s B.△pA=3kgm/s;

△pB =3kgm/s C.△pA=-10kgm/s;

△pB =10kgm/s D.△pA=3kgm/s;

△pB =-3kgm/s 组织学生认真审题. (1)提问：解决此类问题的依据是什么? 在学生回答的基础上总结归纳为：

①系统动量守恒;

②系统的总动能不能增加;

③系统总能量的减少量不能大于发生完全非弹性碰撞时的能量减少量;

④碰撞中每个物体动量的增量方向一定与受力方向相同;

⑤如碰撞后向同方向运动，则后面物体的速度不能大于前面物体的速度. (2)提问：题目仅给出两球的动量，如何比较碰撞过程中的能量变化? 帮助学生回忆的关系。

(3)提问：题目没有直接给出两球的质量关系，如何找到质量关系? 要求学生认真读题，挖掘隐含的质量关系，即A追上B并相碰撞， 所以，，即 ， (4)最后得到正确答案为A. 4.展示投影片4，其内容如下：

如图所示，质量为m的小球被长为L的轻绳拴住，轻绳的一端固定在O点，将小球拉到绳子拉直并与水平面成θ角的位置上，将小球由静止释放，则小球经过最低点时的即时速度是多大? 组织学生认真读题，并给三分钟思考时间. (1)提问学生解答方法，可能出现的错误有：认为轻绳的拉力不做功，因此过程中机械能守恒，以最低点为重力势能的零点，有 得 (2)引导学生分析物理过程. 第一阶段，小球做自由落体运动，直到轻绳位于水平面以下，与水平面成θ角的位置处为止.在这一阶段，小球只受重力作用，机械能守恒成立. 下一阶段，轻绳绷直，拉住小球做竖直面上的圆周运动，直到小球来到最低点，在此过程中，轻绳拉力不做功，机械能守恒成立. 提问：在第一阶段终止的时刻，小球的瞬时速度是什么方向?在下一阶段初始的时刻，小球的瞬时速度是什么方向? 在学生找到这两个速度方向的不同后，要求学生解释其原因，总结归纳学生的解释，明确以下观点：

在第一阶段终止时刻，小球的速度竖直向下，既有沿下一步圆周运动轨道切线方向(即与轻绳相垂直的方向)的分量，又有沿轨道半径方向(即沿轻绳方向)的分量.在轻绳绷直的一瞬间，轻绳给小球一个很大的冲量，使小球沿绳方向的动量减小到零，此过程很类似于悬挂轻绳的物体(例如天花板)与小球在沿绳的方向上发生了完全非弹性碰撞，由于天花板的质量无限大(相对小球)，因此碰后共同速度趋向于零.在这个过程中，小球沿绳方向分速度所对应的一份动能全部损失了.因此，整个运动过程按机械能守恒来处理就是错误的. (3)要求学生重新写出正确的方程组. . 解得 (4)小结：很多实际问题都可以类比为碰撞，建立合理的碰撞模型可以很简洁直观地解决问题.下面继续看例题. 5.展示投影片5，其内容如下：

如图所示，质量分别为mA和mB的滑块之间用轻质弹簧相连，水平地面光滑.mA、mB原来静止，在瞬间给mB一很大的冲量，使mB获得初速度v0，则在以后的运动中，弹簧的最大势能是多少? 在学生认真读题后，教师引导学生讨论. (1)mA、mB与弹簧所构成的系统在下一步运动过程中能否类比为一个mA、mB发生碰撞的模型?(因系统水平方向动量守恒，所以可类比为碰撞模型) (2)当弹性势能最大时，系统相当于发生了什么样的碰撞?(势能最大，动能损失就最大，因此可建立完全非弹性碰撞模型) 经过讨论，得到正确结论以后，要求学生据此而正确解答问题，得 到结果为 (三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业 “问题与练习”1～5题 ★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

★教学资料 一维弹性碰撞的普适性结论 新课标人教版选修3-5第15页讨论了一维弹性碰撞中的一种特殊情况(运动的物体撞击静止的物体)，本文旨在在此基础之上讨论一般性情况，从而总结出普遍适用的一般性结论。

在一光滑水平面上有两个质量分别为、的刚性小球A和B，以初速度、运动，若它们能发生碰撞(为一维弹性碰撞)，碰撞后它们的速度分别为和。我们的任务是得出用、、、表达和的公式。

、、、是以地面为参考系的，将A和B看作系统。

由碰撞过程中系统动量守恒，有 ① 有弹性碰撞中没有机械能损失，有 ② 由①得 由②得 将上两式左右相比，可得 即或 ③ 碰撞前B相对于A的速度为，碰撞后B相对于A的速度为，同理碰撞前A相对于B的速度为，碰撞后A相对于B的速度为，故③式为或，其物理意义是：

碰撞后B相对于A的速度与碰撞前B相对于A的速度大小相等，方向相反;

碰撞后A相对于B的速度与碰撞前A相对于B的速度大小相等，方向相反;

故有 [结论1]对于一维弹性碰撞，若以其中某物体为参考系，则另一物体碰撞前后速度大小不变，方向相反(即以原速率弹回)。

联立①②两式，解得 ④ ⑤ 下面我们对几种情况下这两个式子的结果做些分析。

●若，即两个物体质量相等 ， ，表示碰后A的速度变为，B的速度变为 。

故有 [结论2] 对于一维弹性碰撞，若两个物体质量相等，则碰撞后两个物体互换速度(即碰后A的速度等于碰前B的速度，碰后B的速度等于碰前A的速度)。

●若，即A的质量远大于B的质量 这时，，。根据④、⑤两式， 有 ， 表示质量很大的物体A(相对于B而言)碰撞前后速度保持不变。

⑥ ●若，即A的质量远小于B的质量 这时，，。根据④、⑤两式， 有 ， 表示质量很大的物体B(相对于A而言)碰撞前后速度保持不变。

⑦ 综合⑥⑦，可知：

[结论3] 对于一维弹性碰撞，若其中某物体的质量远大于另一物体的质量，则质量大的物体碰撞前后速度保持不变。

至于质量小的物体碰后速度如何，可结合[结论1]和[结论3]得出。

以为例，由[结论3]可知，由[结论1]可知，即，将代入，可得，与上述所得一致。

以上结论就是关于一维弹性碰撞的三个普适性结论。

[练习]如图所示，乒乓球质量为m，弹性钢球质量为M(M>>m)，它们一起自高度h高处自由下落，不计空气阻力，设地面上铺有弹性钢板，球与钢板之间的碰撞及乒乓球与钢球之间的碰撞均为弹性碰撞，试计算钢球着地后乒乓球能够上升的最大高度。

解析：

乒乓球和弹性钢球自状态1自由下落，至弹性钢球刚着地(状态2)时，两者速度相等 则 弹性钢球跟弹性钢板碰撞后瞬间(状态3)，弹性钢球速率仍为v，方向变为竖直向上 紧接着，弹性钢球与乒乓球碰，碰后瞬间(状态4)乒乓球速率变为v′ 由[结论3]可知，弹性钢球与乒乓球碰后弹性钢球速度保持不变(速率仍为v，方向为竖直向上);

由[结论1]可知，弹性钢球与乒乓球碰前瞬间(状态3)乒乓球相对于弹性钢球的速度为2v，方向为竖直向下，弹性钢球与乒乓球碰后瞬间(状态4)乒乓球相对于弹性钢球的速度为2v，方向为竖直向上。

则v′=3v 由得 16.5 反冲运动 火箭 新课标要求 1.内容标准 (1)探究物体弹性碰撞的一些特点。知道弹性碰撞和非弹性碰撞。

(2)通过实验，理解动量和动量守恒定律。能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。知道动量守恒定律的普遍意义。

例1 火箭的发射利用了反冲现象。

例2 收集资料，了解中子是怎样发现的。讨论动量守恒定律在其中的作用。

(3)通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。

2.活动建议 制作“水火箭”。

新课程学习 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.进一步巩固动量守恒定律 2.知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用 3.了解航天技术的发展和应用 (二)过程与方法 理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。

(三)情感、态度与价值观 培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能。

★教学重点 运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质 ★教学难点 动量守恒定律的应用. ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

铝箔纸，火柴和支架，反击式水轮机转轮的原理模型，礼花，有关航天发射、空间站等的录像带剪辑，投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：用实验方法引入新课：

〖演示实验1〗老师当众吹一个气球，然后，让气球开口向自己放手，看到气球直向学生飞去，人为制造一点“惊险气氛”，活跃课堂氛围。

〖演示实验2〗用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反的方向飞去。

〖演示实验3〗把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部，当水从弯管流出时，容器就旋转起来。

提问：实验1、2中，气球、细管为什么会向后退呢?实验3中，细管为什么会旋转起来呢? 看起来很小的几个实验，其中包含了很多现代科技的基本原理：如火箭的发射，人造卫星的上天，大炮发射等。应该如何去解释这些现象呢?这节课我们就学习有关此类的问题。

(二)进行新课 1、反冲运动 (1)分析：细管为什么会向后退? 教师：引导学生自学书本，展开讨论，得出结论：

当气体从管内喷出时，它具有动量，由动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动。

(2)分析：反击式水轮机的工作原理：当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转，这是利用反冲来造福人类，象这样的情况还很多。

学生：交流，举例，并说明其工作原理。如：喷气式飞机、我国人民引以为荣的运载火箭等。

教师：为了使学生对反冲运动有更深刻的印象，此时再做一个发射礼花炮的实验。

学生：分析，礼花为什么会上天? 教师：在学生回答的基础上进行小结——火箭就是根据这个原理制成的。

2、火箭 教师：指导学生看书，对照书上“三级火箭”图，介绍火箭的基本构造和工作原理。

播放课前准备的有关卫星发射、“和平号”空间站、“探路者”号火星探测器以及我国“神舟号”飞船等电视录像，使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识，而且要学生知道，我国的航天技术已经跨入了世界先进行列，激发学生的爱国热情。

教师：在此基础上，指导学生阅读课后阅读材料——《航天技术的发展和宇宙航行》。

(三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：“问题与练习”1～3题 ★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

16.6 用动量概念表示牛顿第二定律 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理适用于变力。

2.会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题。

(二)过程与方法 运用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理表达式。

(三)情感、态度与价值观 通过运用所学知识推导新的规律，培养学生学习的兴趣。激发学生探索新知识的欲望。

★教学重点 理解动量定理的确切含义和表达式 ★教学难点 会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

生鸡蛋、铺有较厚的海绵垫的白铁桶、细线、金属小球、橡皮筋、铁架台等，投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 小实验引入新课：

演示实验1：鸡蛋落地 【演示】事先在一个白铁桶的底部垫上一层海绵(不让学生知道)，让一个鸡蛋从一米多高的地方下落到白铁桶里，事先让学生推测一下鸡蛋的“命运”，然后做这个实验。结果发现并没有象学生想象的那样严重：发现鸡蛋不会被打破! 演示实验2：缓冲装置的模拟 【演示】用细线悬挂一个重物，把重物拿到一定高度，释放后重物下落可以把细线拉断，如果在细线上端拴一段皮筋，再从同样的高度释放，就不会断了。

【让学生在惊叹中开始新课内容】 在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里;

跳高时在下落处要放海绵垫子;

从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲;

轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等，这样做的目的是为了什么呢?而在某些情况下，我们又不希望这样，比如用铁锤钉钉子。这些现象中的原因是什么呢?通过我们今天的学习来探究其中的奥秘。

(二)进行新课 1.用动量概念表示牛顿第二定律 师：给出问题(投影) v′ v F 假设一个物体在恒定的合外力作用下，做匀变速直线运动，在t时刻初速度为v，在t′时刻的末速度为v′，试推导合外力的表达式。

学生：用牛顿第二定律F=ma以及匀变速直线运动的公式自己推导。

(教师巡回指导，及时点拨、提示) 推导过程：如图所示，由牛顿第二定律得，物体的加速度 合力F=ma 由于， 所以， (1) 结论：上式表示，物体所受合外力等于物体动量的变化率。这就是牛顿第二定律的另一种表达式。

2.动量定理 教师：将(1)式写成 (2) (师生讨论上式的物理意义) 总结：表达式左边是物体从t时刻到t′时刻动量的变化量，右边是物体所受合外力与这段时间的乘积。(2)式表明，物体动量的变化量，不仅与力的大小和方向有关，还与时间的长短有关，力越大、作用时间越长，物体动量的变化量就越大。这个量反映了力对时间的积累效应。

教师(讲解)：物理学中把力F与作用时间的乘积，称为力的冲量，记为I，即 ，单位：N·s，读作“牛顿秒”。

将(2)式写成 (3) (3)式表明，物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量，这个结论叫做动量定理。

讨论：如果物体所受的力不是恒力，对动量定理的表达式应该怎样理解呢? 教师：引导学生阅读选修3-5教材24页第一段，理解动量定理的过程性。

总结：尽管动量定理是根据牛顿第二定律和运动学的有关公式在恒定合外力的情况下推导出来的。可以证明：

动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力。对于变力情况，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值。

在实际中我们常遇到变力作用的情况，比如用铁锤钉钉子，球拍击乒乓球等，F F 0 t0 t 钉子和乒乓球所受的作用力都不是恒力，这时变力的作用效果可以等效为某一个恒力的作用，则该恒力就叫变力的平均值，如图所示，是变力与平均力的F-t图象，其图线与横轴所围的面积即为冲量的大小，当两图线面积相等时，即变力与平均力在t0时间内等效。

利用动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难计算的问题转化为较易计算的问题。

3.动量定理的方向性 例如：匀加速运动合外力冲量的方向与初动量方向相同，匀减速运动合外力冲量方向与初动量方向相反，甚至可以跟初动量方向成任何角度。在中学阶段，我们仅限于初、末动量的方向、合外力的方向在同一直线上的情况(即一维情况)，此时公式中各矢量的方向可以用正、负号表示，首先要选定一个正方向，与正方向相同的矢量取正值，与正方向相反的矢量取负值。

v′ v 如图所示，质量为m的球以速度v向右运动，与墙壁碰撞后反弹的速度为v’，碰撞过程中，小球所受墙壁的作用力F的方向向左。若取向左为正方向，则小球所受墙壁的作用力为正值，初动量取负值，末动量取正值，因而根据动量定理可表示为Ft=p′一p=mv′一(一mv)=mv′十mv。此公式中F、v、v′均指该物理量的大小(此处可紧接着讲课本上的例题)。

小结：公式Ft= p′一P=△p是矢量式，合外力的冲量的方向与物体动量变化的方向相同。合外力冲量的方向可以跟初动量方向相同，也可以相反。

演示实验3：小钢球碰到坚硬大理石后返回 4.应用举例 下面，我们应用动量定理来解释鸡蛋下落是否会被打破等有关问题。

鸡蛋从某一高度下落，分别与石头和海绵垫接触前的速度是相同的，也即初动量相同，碰撞后速度均变为零，即末动量均为零，因而在相互作用过程中鸡蛋的动量变化量相同。而两种情况下的相互作用时间不同，与石头碰时作用时间短，与海绵垫相碰时作用时间较长，由Ft=△p知，鸡蛋与石头相碰时作用大，会被打破，与海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破。

接着再解释用铁锤钉钉子、跳远时要落入沙坑中等现象。在实际应用中，有的需要作用时间短，得到很大的作用力而被人们所利用，有的需要延长作用时间(即缓冲)减少力的作用。请同学们再举些有关实际应用的例子。加强对周围事物的观察能力，勤于思考，一定会有收获。

接着再解释缓冲装置。

在实际应用中，有的需要作用时间短，得到很大的作用力，而被人们所利用;

有的要延长作用时间而减少力的作用，请同学们再举出一些有关实际应用的例子，加强对周围事物的观察，勤于思考，一定会有收获。

例题(投影教材24页例题，师生讨论) (三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：“问题与练习”1～4题 ★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

17.1 能量量子化：物理学的新纪元 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射 2.了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系 3.了解能量子的概念 (二)过程与方法 了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。

(三)情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

★教学重点 能量子的概念 ★教学难点 黑体辐射的实验规律 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：介绍能量量子化发现的背景：(多媒体投影，见课件。) 19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的 Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。

1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。” 也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了! 但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：

“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----” 这两朵乌云是指什么呢? 一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。

然而， 事隔不到一年(1900年底)，就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着(1905年)从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路， 柳暗花明又一村”。

点出课题：我们这节课就来体验物理学新纪元的到来――能量量子化的发现 (二)进行新课 1.黑体与黑体辐射 教师：在了解什么是黑体与黑体辐射之前，请同学们先阅读教材，了解一下什么是热辐射。

学生：阅读教材关于热辐射的描述。

教师：通过课件展示，加深学生对热辐射的理解。并通过课件展示，使学生进一步了解热辐射的特点，为黑体概念的提出准备知识。

(1)热辐射现象 固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。

所辐射电磁波的特征与温度有关。

例如：铁块 温度↑ 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色 从能量转化的角度来认识，是热能转化为电磁能的过程。

(2)黑体 教师：除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。

黑体模型 概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。

教师：课件展示黑体模型。

不透明的材料制成带小孔的的空腔，可近似看作黑体。如图所示。

研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。

2.黑体辐射的实验规律 教师：引导学生阅读教材“黑体辐射的实验规律”，接合课件展示，讲解黑体辐射的实验规律。如图所示。

黑体热辐射的强度与波长的关系：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

教师：提出问题，设置疑问。怎样解释黑体辐射的实验规律呢? 在新的理论诞生之前，人们很自然地要依据热力学和电磁学规律来解释。德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。结果导致理论与实验规律不符，甚至得出了非常荒谬的结论，当时被称为“紫外灾难”。

课件展示：瑞利--金斯线。见课件。

0 1 2 3 4 5 6 (μm) 1700K 1500K λ 1300K 1100K 实验结果 3.能量子：超越牛顿的发现 教师：利用已有的理论解释黑体辐射的规律，导致了荒谬的结果。必然会促使人们去发现新的理论。这就是能量子概念。

1900年，德国物理学家普朗克提出能量量子化假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量ε(称为能量子)的整数倍，即：ε， 1ε，2ε，3ε，...nε，n为正整数，称为量子数。

对于频率为ν的谐振子最小能量为 这个最小能量值，就叫做能量子 课件展示：普朗克的能量子假说和黑体辐射公式 (1)黑体辐射公式1900.10.19 普朗克在德国物理学会会议上提出一个黑体辐射公式 普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终之后，他才坚定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。

1918年普朗克荣获了诺贝尔物理学奖。

他的墓碑上只刻着他的姓名和 黑体辐射的研究卓有成效地展现在人们的眼前，紫外灾难的疑点找到了，为人类解决了一大难题。使热爱科学的人们又一次倍感欣慰，但真理与谬误之争就此平息了吗? 没有。

物理难题：1888年，霍瓦(Hallwachs)发现一个带负电的金属板被紫外光照射会放电。近10年以后，1897年，汤姆孙发现了电子 ，此时，人们认识到那就是从金属表面射出的电子，后来，这些电子被称作光电子(photoelectron)，相应的效应叫做光电效应。人们本着对光的完美理论(光的波动性、电磁理论)进行解释会出现什么结果?明天，我们就继续学习“科学的转折：光的粒子性” (三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：“问题与练习”1、2、3题 ★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

17.2 科学的转折：光的粒子性 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.通过实验了解光电效应的实验规律。

2.知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。

3.了解康普顿效应，了解光子的动量 (二)过程与方法 经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。

(三)情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

★教学重点 光电效应的实验规律 ★教学难点 爱因斯坦光电效应方程以及意义 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 2 课时 ★教学过程 (一)引入新课 提问：回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程? (多媒体投影，见课件。) 学生回顾、思考，并回答。

教师倾听、点评。

光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光还是横波。19世纪60年代，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。然而，出人意料的是，正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。

(二)进行新课 1.光电效应 教师：实验演示。(课件辅助讲述) 用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连)，使验电 器张角增大到约为 30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。

学生：认真观察实验。

教师提问：上述实验说明了什么? 学生：表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。

概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做光电子。

2.光电效应的实验规律 (1)光电效应实验 如图所示，光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出----光电子。

光电子在电场作用下形成光电流。

概念：遏止电压 将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。

当 K、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 Uc 时，光电流恰为0。

Uc称遏止电压。

根据动能定理，有 (2)光电效应实验规律 ① 光电流与光强的关系 饱和光电流强度与入射光强度成正比。

② 截止频率νc ----极限频率 对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc 。

当入射光频率ν>νc 时，电子才能逸出金属表面;

当入射光频率ν <νc时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。

③ 光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s。

3.光电效应解释中的疑难 经典理论无法解释光电效应的实验结果。

经典理论认为，按照经典电磁理论，入射光的光强越大，光波的电场强度的振幅也越大，作用在金属中电子上的力也就越大，光电子逸出的能量也应该越大。也就是说，光电子的能量应该随着光强度的增加而增大，不应该与入射光的频率有关，更不应该有什么截止频率。

光电效应实验表明：饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率，即使光强很弱也有光电流;

频率低于极限频率时，无论光强再大也没有光电流。

光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。

为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。

4.爱因斯坦的光量子假设 (1)内容 光不仅在发射和吸收时以能量为hν的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。也就是说，频率为ν 的光是由大量能量为 E =hν的光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。

(2)爱因斯坦光电效应方程 在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W0，另一部分变为光电子逸出后的动能 Ek 。由能量守恒可得出：

W0为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功 Wk为光电子的最大初动能。

(3)爱因斯坦对光电效应的解释：

①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。

②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。

③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系 ④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：

爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。

5.光电效应理论的验证 美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效应”实验，结果在1915年证实了爱因斯坦光电效应方程，h 的值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子”理论的正确。

展示演示文稿资料：爱因斯坦和密立根 由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律，荣获1921年诺贝尔物理学奖。

密立根由于研究基本电荷和光电效应，特别是通过著名的油滴实验，证明电荷有最小单位。获得1923年诺贝尔物理学奖。

点评：应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神。

例题 (教材36页) 学生通过运算得出相应的正确结果。

点评：理论联系实际，适量的练习题可以进一步巩固和掌握所学理论知识。

6.光电效应在近代技术中的应用 (1)光控继电器 可以用于自动控制，自动计数、自动报警、自动跟踪等。

(2)光电倍增管 可对微弱光线进行放大，可使光电流放大105~108倍，灵敏度高，用在工程、天文、科研、军事等方面。

7.康普顿效应 (1)光的散射 光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。

(2)康普顿效应 1923年康普顿在做 X 射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线，其波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长 和散射物质都无关。

(3)康普顿散射的实验装置与规律：

按经典电磁理论：如果入射X光是某种波长的电磁波，散射光的波长是不会改变的! 散射中出现的现象，称为康普顿散射。

康普顿散射曲线的特点：

① 除原波长外出现了移向长波方向的新的散射波长 ② 新波长随散射角的增大而增大。

波长的偏移为 波长的偏移只与散射角有关，而与散射物质种类及入射的X射线的波长无关， = 0.0241Å=2.41×10-3nm(实验值) 称为电子的Compton波长 只有当入射波长与可比拟时，康普顿效应才显著，因此要用X射线才能观察到康普顿散射，用可见光观察不到康普顿散射。

(4)经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难 ①根据经典电磁波理论，当电磁波通过物质时，物质中带电粒子将作受迫振动，其频率等于入射光频率，所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。

②无法解释波长改变和散射角的关系。

(5)光子理论对康普顿效应的解释 ①若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长。

②若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞，光子将与整个原子交换能量，由于光子质量远小于原子质量，根据碰撞理论， 碰撞前后光子能量几乎不变，波长不变。

③因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改变和散射角有关。

(6)康普顿散射实验的意义 ①有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设;

②首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设;

③证实了在微观世界的单个碰撞事件中，动量和能量守恒定律仍然是成立的。

展示演示文稿资料：康普顿 康普顿的成功也不是一帆风顺的，在他早期的几篇论文中，一直认为散射光频率的改变是由于“混进来了某种荧光辐射”;

在计算中起先只考虑能量守恒，后来才认识到还要用动量守恒。

康普顿于1927年获诺贝尔物理奖。

展示演示文稿资料：吴有训对研究康普顿效应的贡献 1923年，吴有训参加了发现康普顿效应的研究工作.1925—1926年，吴有训用银的X射线(=5.62nm) 为入射线，以15种轻重不同的元素为散射物质，在同一散射角( )测量各种波长的散射光强度，作了大量X射线散射实验。对证实康普顿效应作出了重要贡献。

点评：应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神。

(7)光子的能量和动量 说明：动量能量是描述粒子的，频率和波长则是用来描 述波的 (三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：“问题与练习”1～6题。

★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

17.3 崭新的一页：粒子的波动性 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解光既具有波动性，又具有粒子性。

2.知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。

3.知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。

(二)过程与方法 1.了解物理真知形成的历史过程。

2.了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性。

3.知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。

(三)情感、态度与价值观 1.通过学生阅读和教师介绍讲解，使学生了解科学真知的得到并非一蹴而就，需要经过一个较长的历史发展过程，不断得到纠正与修正。

2.通过相关理论的实验验证，使学生逐步形成严谨求实的科学态度。

3.通过了解电子衍射实验，使学生了解创造条件来进行有关物理实验的方法。

★教学重点 实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系。

★教学难点 实物粒子的波动性的理解。

★教学方法 学生阅读-讨论交流-教师讲解-归纳总结 ★教学用具：

课件：PP演示文稿(科学家介绍，本节知识结构)。多媒体教学设备。

★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 提问：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现，那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢?请同时举出相应的事实基础。

学生阅读课本、思考后回答：光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性。(分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实)。

点评：让学生阅读课本内容结合前面所学知识进行归纳总结，形成正确观点。

教师：原来我们不能片面地认识事物，能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗? 学生举例说明：例如哲学中对事物的辨正观点等。

点评：培养学生对事物或规律的全面把握，并与与其他学科进行横向渗透联系。

(二)进行新课 1、光的波粒二象性 教师：讲述光的波粒二象性。

在学生的辨析说明下进行归纳整理。

(1)我们所学的大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。

光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。

(2)光子在空间各点出现的概率遵从波动规律，物理学中把光波叫做概率波。

点评：通过学生归纳总结形成结论，教师再进行讲解，学生容易接受。充分注重知识的学生自主形成过程。

2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系。

让学生找到更多的关系公式：= 提问：受此启发，人们想到：同样作为物质的实物粒子(如电子、原子、分子等)是否也具有波动性呢? 学生阅读课本“粒子的波动性”。

点评：让学生带着问题阅读，提高阅读的效率，培养学生从课文材料中提取有关信息的能力。

3、粒子的波动性 提问：谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子?只是因为他大胆吗? 学生回答：法国科学家德布罗意考虑到普朗克能量子和爱因斯坦光子理论的成功，大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子。

展示演示文稿资料：有关德布罗意。

点评：使学生了解对知识理论的推广和假设并不是一味 的凭空猜想，而是有一定的理论或事实基础。

(1)德布罗意波 实物粒子也具有波动性，这种波称之为物质波，也叫德布罗意波。

(2)物质波波长 = 提问：各物理量的意义? 学生回答：为德布罗意波长，h为普朗克常量，p为粒子动量。

点评：对物理原理公式的理解关键在于对各物理量意义的理解。

讲述：当时这一观点超出了人们的想象，不被人们所接受，历史上类似的事例我们还知道那些? 学生回答：伽利略的两个铁球同时落地等。

点评：使学生了解正确的知识理论往往并不是一提出就能被大家所接受的。

教师：让学生带着问题阅读课本有关内容，为什么德布罗意波观点很难通过实验验证?又是在怎样的条件下使实物粒子的波动性得到了验证? 4.物质波的实验验证 提问：粒子波动性难以得到验证的原因? 学生阅读教材后回答：宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多，这在生活中很难找到能发生衍射的障碍物，所以我们并不认为它有波动性.作为微观粒子的电子，其德布罗意波波长为10-10m数量级，找与之相匹配的障碍物也非易事. 点评：让学生知受实际条件的限制而使很多理论在开始都处于假设阶段，不易被人们接受。

例题：某电视显像管中电子的运动速度是4.0×107m/s;

质量为10g的一颗子弹的运动速度是200m/s.分别计算它们的德布罗意波长. 引导学生分析，学生解答：根据公式计算得1.8×10-11m和3.3×10-34m 点评：通过具体计算使学生对实物粒子的德布罗意波长有感性认识，进一步理解实物粒子波动性验证的困难。

说明：由计算结果知，通常生活中观察不到实物波动特性征的原因。

展示演示文稿资料：电子波动性的发现者———戴维森和小汤姆逊 (电子波动性的发现,使得德布罗意由于提出实物粒子具有波动性这一假设得以证实,并因此而获得1929年诺贝尔物理学奖.而戴维森和小汤姆逊由于发现了电子的波动性也同获1937年诺贝尔物理学奖) 学生阅读有关物理学历史资料，了解物理学有关知识的形成建立和发展的真是过程。

点评：应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神。

教师：讲述电子衍射实验：1927年，两位美国物理学家使电子束投射到镍的晶体上，得到了电子束的衍射图案.从而证实了德布罗意的假设。

学生了解更具体的相关历史资料。

点评：增加真实感，使学生初步体会如何创造条件进行科学实验探索，体会其中的奇妙之处。

讲述：除了电子以外，后来还陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性。

点评：引用更多实验事实来增强对理论的证明。

提问：衍射现象对高分辨率的显微镜有影响否?如何改进? 学生阅读课本材料：显微镜的分辨本领。

点评：对所学知识进行拓展，加强对实际生产生活应用的联系。

(三)课堂小结 教师活动：本节课我们学习了光的本质，即光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性。注意对光的本质的全面把握。学习了得到实验事实验证的实物粒子波动性，其对应的波称之为物质波，注意掌握物质波的计算公式。

点评：反思小节为学生提供本节内容的主要知识框架，有利于学生对所学知识的及时巩固和知识重点的把握。

(四)作业：

复习本节教材 思考教材第43页“问题与练习”中各题，预做回答。

点评：加深对课堂所学知识的理解和掌握，联系实际对所学内容进行应用。

★教学体会 本节课作为近代物理部分内容，比较抽象，学生没有生活经验和感观认识，也没有演示实验可以做，在课堂上注意以学生为主导，通过补充的一些史料，加深学生感受，让学生阅读思考后归纳得出结论，同样能收到好的效果。

(1)在有关事实和已知观点基础下，归纳光的本性，培养学生注意全面把握物理规律和全面把握物理规律的能力。

(2)课本材料和补充的史料让学生先行阅读，通过思考、辨析后归纳得出正确结论，比教师一人讲解更具有真实感和说服力。同时也培养了学生阅读材料提取有关信息的能力。

(3)对于难以理解的粒子的波动性，并且实际条件不允许进行实验验证，必须充分展示真实的历史资料，加强说服力。同时通过对历史上创造条件进行实验验证的方法学习，使学生初步体会如何创造条件进行科学实验探索，体会其中的奇妙之处，增强进行科学探索的兴趣。

§17.4 概率波 【教学目标】 (一)知识与技能 1.了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题. 2.了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题. 3.了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性. 4.了解光是一种概率波. (二)过程与方法 1.领悟什么是概率波 2.了解物理学中物理模型的特点初步掌握科学抽象这种研究方法 3.通过数形结合的学习，认识数学工具在物理科学中的作用 (三)情感、态度与价值观 理解人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程.根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说.人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识光的本性的. 【重点难点】 1、重点：人类对光的本性的认识的发展过程. 2、难点：对量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解 【授课内容】 一、经典的粒子和经典的波 在经典物理学的观念中，，人们形成了一种观念，物质要么具有粒子性，要么具有波动性，非此即彼。任意时刻的确定位置和速度以及空中的确定轨道，是经典物理学粒子运动的基本特征。与经典的粒子不同，经典的波在空间中是弥散开来的，其特征是具有频率和波长，也就是具有时空的周期性。

显而易见，在经典物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现。那么，为什么光和微观粒子既表现有波动性又表现有粒子性的双重属性呢? 学生跟随老师的讲述对于原来所学的相关知识进行自主的回顾和归纳整理。

点评：对于已经学习过的知识可以穿插在平常的教学过程中时常进行温习反思和类比迁移，多次反复一定可以帮助学生更好的掌握和利用知识。

[问题]：在微观世界中，如何把波的图象与粒子的图象统一起来呢? 学生思考、讨论后给出一些答复，就各种答案加以分析提炼总结。

点评：给学生一定的自主学习的时间和空间效果比被动的接受知识要好，能够更加有效的培养他们的学习主动性和能动性。

二、概率波 1、德布罗意波的统计解释 1926年，德国物理学玻恩 (Born ， 1882--1972) 提出了概率波，认为个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但是大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。

展示演示文稿资料：玻恩 点评：应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神。

2、概率波对光的双缝衍射现象的解释：

光是一种粒子，它和物质的作用是“一份一份”地进行的.用很弱的光做双缝干涉实验.从光子打在胶片上的位置，我们发现了规律性. 　实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些无规则分布的点子，那些点子是光子打在底片上形成的，如果曝光时间足够长，我们无法把它们区分开，因此看起来是连续的.单个光子通过双缝后的落点无法预测,但是研究很多光子打在胶片上的位置,我们发现了规律性:光子落在某些条形区域内的可能性较大.这些条形区域正是某种波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域.这个现象表明，光子在空间各点出现的可能性的大小(概率)，正是由于这个原因，1926年德国的物理学家波恩指出：虽然不能肯定某个光子落在哪一点，但由屏上各处明暗不同可知，光子落在各点的概率是不一样的，即光子落在明纹处的概率大，落在暗纹处的概率小。这就是说，光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以，从光子的概念上看，光波是一种概率波。

物理学中把光波叫做概率波.概率表征某一事物出现的可能性.经过长期的探索，人们对光的认识越来越深入了.光既是一种波,又是一种粒子,光既表现出波动性又表现出粒子性.而在我们的经验中找不到既是波,又是粒子的东西.这是因为我们的经验局限于宏观物体的运动,微观世界的某些属性与宏观世界不同，我们从来没有过类似的经历.随着人类的认识范围不断扩展，不可能直接感知的事物出现在我们面前.在这种情况下我们就要设想一种模型，尽管以日常经验来衡量，这个模型的行为十分古怪，但是只要能与实验结果一致，它就能够在一定范围内正确代表所研究的对象.3、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：

讲述：大量光子行为显示波动性;

个别光子行为显示粒子性;

光的波长越长，波动性越强;

光的波长越短，粒子性越强 4、概率波对物质波的双缝衍射现象的解释 对于电子和其他微观粒子，由于同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的物质波也是概率波。也就是说，单个粒子位置是不确定的。对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果。

总之，按光子的模型，用统计观点看待单个粒子与粒子总体的联系，并将波的观点与粒子观点结合起来了，但这里的波是特殊意义的波，因而被称为“概率波”. 这种对物质波衍射与实物粒子的波粒二象性的理解，称作统计解释或概率解释. 点评：存疑——求解，人类社会的不断发展和科学技术的日益进步都是在这样的情景下取得。

三、课堂小结 教师活动：光既具有波动性，又具有粒子性。

既不可把光看成宏观观念中的波，也不可把光看成宏观观念中的粒子。

学生在老师进行小结的同时可以同步把自己对于本节课的内容小结进行参照对比，查漏补缺。

点评：课堂小结有利于学生对当堂课的内容形成完善的知识框架，强化理解和把握一些知识重点和难点。

四、作业：完成讲义相应练习 ★教学体会 17.5 不确定关系 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解不确定关系的概念和相关计算. 2.了解物理模型与物理现象 (二)过程与方法 经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。

(三)情感、态度与价值观 能领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

★教学重点 不确定关系的概念 ★教学难点 对不确定关系的定量应用 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 提问：对光的本性的认识? 学生思考、回答：光具有波动性和粒子性，是一种概率波。

设疑：既然光是粒子，那么它的运动还遵守牛顿运动定律吗?还能用质点的位置和动量来描述它的运动吗? 点评：引发学生的好奇心，激发学习的兴趣。

教师：回答是否定的。光子的运动具有不确定性。这节课我们就来学习有关知识。

(二)进行新课 1.德布罗意波的统计解释 1926年，德国物理学玻恩 (Born ， 1882--1972) 提出了概率波，认为个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但是大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。

展示演示文稿资料：玻恩 点评：应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神。

2.经典波动与德布罗意波(物质波)的区别 讲述：经典的波动(如机械波、电磁波等)是可以测出的、实际存在于空间的一种波动。而德布罗意波(物质波)是一种概率波。简单的说，是为了描述微观粒子的波动性而引入的一种方法。

3.不确定度关系(uncertainty relatoin) 经典力学：运动物体有完全确定的位置、动量、能量等。

微观粒子：位置、动量等具有不确定量(概率)。

(1)电子衍射中的不确定度 展示演示文稿资料：

如图所示，一束电子以速度 v 沿 oy 轴射向狭缝。

电子在中央主极大区域出现的几率最大。

讲述：在经典力学中，粒子(质点)的运动状态用位置坐标和动量来描述，而且这两个量都可以同时准确地予以测定。然而，对于具有二象性的微观粒子来说，是否也能用确定的坐标和确定的动量来描述呢? 下面我们以电子通过单缝衍射为例来进行讨论。

设有一束电子沿oy轴射向屏AB上缝宽为a的狭缝，于是，在照相底片CD上，可以观察到如下图所示的衍射图样。如果我们仍用坐标x和动量p来描述这一电子的运动状态，那么，我们不禁要问：一个电子通过狭缝的瞬时，它是从缝上哪一点通过的呢?也就是说，电子通过狭缝的瞬时，其坐标x为多少?显然，这一问题，我们无法准确地回答，因为此时该电子究竟在缝上哪一点通过是无法确定的，即我们不能准确地确定该电子通过狭缝时的坐标。

研究表明：

对于第一衍射极小， 式中为电子的德布罗意波长。

电子的位置和动量分别用x和p来表示。

电子通过狭缝的瞬间，其位置在 x 方向上的不确定量为 同一时刻，由于衍射效应，粒子的速度方向有了改变，缝越小，动量的分量 px变化越大。

分析计算可得：

式中h为普朗克常量。这就是著名的不确定性关系，简称不确定关系。

上式表明：

①许多相同粒子在相同条件下实验，粒子在同一时刻并不处在同一位置。

②用单个粒子重复，粒子也不在同一位置出现。

例题解析：

例1.一颗质量为10g 的子弹，具有200m·s-1的速率， 若其动量的不确定范围为动量的0.01%(这在宏观范围是十分精确的了)，则该子弹位置的不确定量范围为多大? 解：子弹的动量 动量的不确定范围 由不确定关系式，得子弹位置的不确定范围 我们知道，原子核的数量级为10-15m，所以，子弹位置的不确定范围是微不足道的。可见子弹的动量和位置都能精确地确定，不确定关系对宏观物体来说没有实际意义。

例2.一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定 范围为动量的0.01%(这已经足够精确了)，则该电子的位置不确定范围有多大? 解: 电子的动量为 动量的不确定范围 由不确定关系式，得电子位置的不确定范围 我们知道原子大小的数量级为10-10m，电子则更小。在这种情况下，电子位置的不确定范围比原子的大小还要大几亿倍，可见企图精确地确定电子的位置和动量已是没有实际意义。

4.微观粒子和宏观物体的特性对比 宏观物体 微观粒子 具有确定的坐标和动量，可用牛顿力学描述。

没有确定的坐标和动量，需用量子力学描述。

有连续可测的运动轨道，可追踪各个物体的运动轨迹。

有概率分布特性，不可能分辨出各个粒子的轨迹。

体系能量可以为任意的、连续变化的数值。

能量量子化 。

不确定度关系无实际意义 遵循不确定度关系 5.不确定关系的物理意义和微观本质 (1)物理意义：

微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量。粒子位置的不确定量越小，动量的不确定量就越大，反之亦然。

(2) 微观本质：

是微观粒子的波粒二象性及粒子空间分布遵从统计规律的必然结果。

不确定关系式表明：

① 微观粒子的坐标测得愈准确() ，动量就愈不准确() ;

微观粒子的动量测得愈准确() ，坐标就愈不准确() 。

但这里要注意，不确定关系不是说微观粒子的坐标测不准;

也不是说微观粒子的动量测不准;

更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准;

而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准。

② 为什么微观粒子的坐标和动量不能同时测准? 这是因为微观粒子的坐标和动量本来就不同时具有确定量。这本质上是微观粒子具有波粒二象性的必然反映。

由以上讨论可知，不确定关系是自然界的一条客观规律，不是测量技术和主观能力的问题。

③ 不确定关系提供了一个判据：

当不确定关系施加的限制可以忽略时，则可以用经典理论来研究粒子的运动。

当不确定关系施加的限制不可以忽略时，那只能用量子力学理论来处理问题。

(三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：“问题与练习”1～4题。

★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

18.1 电子的发现 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解阴极射线及电子发现的过程 2.知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导 (二)过程与方法 培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。

(三)情感、态度与价值观 理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程.根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说.人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。

★教学重点 阴极射线的研究 ★教学难点 汤姆孙发现电子的理论推导 ★教学方法 实验演示和启发式综合教学法 ★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。这种认识一直统治了人类思想近两千年。直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。

(二)进行新课 1.阴极射线 讲述：气体分子在高压电场下可以发生电离，使本来不带电的空气分子变成具有等量正、负电荷的带电粒子，使不导电的空气变成导体。

设疑：是什么原因让空气分子变成带电粒子的?带电粒子从何而来的? 科学家在研究气体导电时发现了辉光放电现象。

史料：1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象。德国物理学家戈德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。所以他把这种未知射线称之为阴极射线。

对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学研究，主要形成了两种观点。

(1)电磁波说：代表人物，赫兹。认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。

(2)粒子说：代表人物，汤姆孙。认为这种射线的本质是一种高速粒子流。

思考：你能否设计一个实验来进行阴极射线的研究，能通过实验现象来说明这种射线是一种电磁波还是一种高速粒子流。

如果出现什么样的现象就可以认为这是一种电磁波，如果出现其他什么样的现象就可以认为这是一种高速粒子流，并能否测定这是一种什么粒子。

2.汤姆孙的研究 英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。

实验装置如图所示， C C1 C2 l Y A¢ S + - + 磁场 从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过C1C2后沿直线打在荧光屏A'上。

(1)当在平行极板上加一如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有负电荷。

(2)为使阴极射线不发生偏转，则请思考可在平行极板区域采取什么措施。

在平行极板区域加一磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外。当满足条件 时，则阴极射线不发生偏转。

则：

(3)根据带电的阴极射线在电场中的运动情况可知，其速度偏转角为：

x L 萤幕 D S S O 电场E A y + - e m y1 y2 + v0 v 又因为：

且 则：

根据已知量，可求出阴极射线的比荷。

思考：利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规律来计算阴极射线的比荷? 汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的方法做实验，所得比荷的数值是相等的。这说明，这种粒子是构成各种物质的共有成分。并由实验测得的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。若这种粒子的电荷量与氢离子的电荷量机同，则其质量约为氢离子质量的近两千分之一。汤姆孙后续的实验粗略测出了这种粒子的电荷量确实与氢离子的电荷量差别不大，证明了汤姆孙的猜测是正确的。汤姆生把新发现的这种粒子称之为电子。

电子的电荷量 e=1.60217733×10-19C 第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学家密立根利用油滴实验测量出的。

密立根通过实验还发现，电荷具有量子化的特征。即任何电荷只能是e的整数倍。

电子的质量 m=9.1093897×10-31kg 阅读书本材料：P55科学足迹 【课堂例题】 A B 例题1、一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线AB时，发现射线径迹向下偏，则：( ) A.导线中的电流由A流向B B.导线中的电流由B流向A C.若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现 D.电子束的径迹与AB中的电流方向无关 A B U0 v0 + + + + - - - - 例题2、有一电子(电荷量为e)经电压为U0的电场加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：

(1)金属板AB的长度 (2)电子穿出电场时的动能 (三)课堂小结 科学家在对阴极射线的研究中发现了电子，使人们对微观世界的认识进入了一个新的时代，电子的发现是19世纪末物理学史上的三大发现之一。在物理学的发展中具有比较重要的作用。了解科学家是如何发现电子的，应用了哪些研究方法，对我们学好物理有重要的帮助作用。

(四)作业：完成问题与练习。

★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

18.2 原子的核式结构模型 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据。

2.知道粒子散射实验的实验方法和实验现象，及原子核式结构模型的主要内容。

(二)过程与方法 1.通过对粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力。

2.通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用。

3.了解研究微观现象。

(三)情感、态度与价值观 1.通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神。

2.通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。

★教学重点 1.引导学生小组自主思考讨论在于对粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构;

2.在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法，渗透三个物理学方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法;

★教学难点 引导学生小组自主思考讨论在于对ɑ粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 讲述：汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的葡萄干布丁模型。

学生活动：师生共同得出汤姆生的原子葡萄干布丁模型。

点评：用动画展示原子葡萄干布丁模型。

(二)进行新课 1.粒子散射实验原理、装置 (1)粒子散射实验原理：

汤姆生提出的葡萄干布丁原子模型是否对呢? 原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。而粒子具有足够的能量，可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。如果粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。研究高速的粒子穿过原子的散射情况，是研究原子结构的有效手段。

学生：体会粒子散射实验中用到科学方法;

渗透科学精神(勇于攀登科学高峰，不怕苦、不怕累的精神)的教育。

教师指出：研究原子内部结构要用到的方法：黑箱法、微观粒子碰撞方法。

(2)粒子散射实验装置 粒子散射实验的装置，主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。粒子散射实验在课堂上无法直接演示，希望借助多媒体系统，利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印象。通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不同的粒子。并且要让学生了解，这种观察是非常艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。

动画展示粒子散射实验装置动画展示实验中，通过显微镜观察到的现象 (3)实验的观察结果 必须向学生明确：入射的粒子分为三部分。大部分沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转。

提问学生，师生共同用科学语言表述实验结果。

2.原子的核式结构的提出 (1)投影出三个问题让学生先自己思考，然后以四人小组讨论。其中第1、2个问题学生基本上能讨论出，第三个问题，通过师生共同分析，然后让学生小组讨论，进行逻辑推理得出原子的结构。

三个问题是：用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释ɑ 粒子大角度散射?请同学们根据以下三方面去考虑：

(1)粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的? (2)按照葡萄干布丁模型，粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转? (3)你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成ɑ粒子的大角度偏转?为什么? 学生小组讨论、小组间互相提问，解答。

(2)教师小结：

对于问题1、2：

按照葡萄干布丁模型，①碰撞前后，质量大的粒子速度几乎不变。只可能是电子的速度发生大的改变，因此不可能出现反弹的现象，即使是非对心碰撞，也不会有大角散射。

②对于粒子在原子附近时由于原子呈中性，与ɑ粒子之间没有或很小的库仑力的作用，正电荷在原子内部均匀的分布，粒子穿过原子时，由于原子两侧正电荷将对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使粒子偏转的力不会很大，所以粒子大角度散射说明葡萄干布丁模型不符合原子结构的实际情况。

师生互动，学生小组讨论，学生分析推理得到卢瑟福的原子结构模型。

对于问题3：

先通过课件师生分析，然后小组讨论，推理分析得到卢瑟福的原子结构模型。教师起引导和组织作用。

教师小结：实验中发现极少数ɑ粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些ɑ粒子在原子中某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用，可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。

①绝大多数粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。

②少数粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。

③极少数粒子被弹回表明：作用力很大;

质量很大;

电量集中。

点评：教师进行科学研究方法教育：模型法 (实验现象)、→(分析推理)→(构造模型) (通过汤姆生的原子结构模型到卢瑟福的原子的核式结构模型的建立，既渗透科学探究的因素教学，又进行了模型法的教学，并将卢瑟福的原子的核式结构模型与行星结构相类比，指出大自然的和谐统一的美，渗透哲学教育。通过学生对这三个问题的讨论与交流，顺理成章地否定了葡萄干布丁模型，并开始建立新的模型。希望这一部分由学生自己完成，教师总结，总结时，突出汤姆生原子模型与粒子散射实验之间的矛盾，可以将粒子分别穿过葡萄干布丁模型和核式结构模型的不同现象用动画模拟，形成强烈的对比，突破难点) 联想在以前的学习中有哪些进行了模型法的教学，在哪些方面的研究中可以应用模型法来研究。

得到卢瑟福的原子的核式结构模型后再展示立体动画粒子散射模型，使学生有更清晰的直观形象、生动的认识。

3.原子核的电荷与大小 关于原子的大小应该让学生有个数量级的概念，即原子的半径在10-10m左右，原子核的大小在10-15～10-14m左右.原子核的半径只相当于原子半径的万分之一，体积只相当于原子体积的万亿分之一。为了加深学生的印象，可举一些较形象的比喻或按比例画些示意图，同时通过表格展示，对比。

半 径 大 小 (数量级) 类 比 原子 10-10m 足球场 原子核 10-15m~10-14m 一枚硬币 (三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：课本P55第1、3、4题 ★教学体会 本节课在未准备前，本人开始和大部分的老师一样，均认为该课很容易上，也没什么多少内容可教学，作为上公开课不合适;

因为传统的教学中，只是告诉学生汤姆生的葡萄干布丁模型，粒子散射实验，卢瑟福的原子核式结构模型，一节课15分钟就可以讲完了。

传统的教学中只是“授人以鱼，并未授人以渔”，学生并不知道卢瑟福的粒子散射实验为什么要这样做，并没有学会卢瑟福通过推理分析得出原子的核式结构模型的科学方法，可以说，这节课最精华的所在：科学研究方法如模型法、黑箱法、微观粒子碰撞法，学生并没有从中体会到，是舍本求末的教学法。

本节课最大的成功之处有：

(1)通过动画展示了卢瑟福的粒子散射实验，突破了传统教学中本实验不够条件做，只能通过图片介绍的不足;

使难的知识变得更形象生动，更容易。

(2)通过让学生小组讨论三个问题：有关用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释ɑ粒子散射实验现象，一步一步得出卢瑟福的原子核式结构模型，从而利于提高学生的逻辑推理能力，观察能力，有利用培养学生勇于攀登科学高峰，不怕苦、不怕累的科学精神。

(3)使学生通过本课的学习，体会并掌握到研究原子内部结构(未知世界)的三种方法：模型法、黑箱法、微观粒子碰撞法，充分体现了新课程中“授人以鱼，不如授人以渔”的基本思想。 (4)探索在扩招情况下，进行教学有效性的策略研究，是本节课的试验主题之一，也是我校开展的一个重要课题;

本节课在有些学生的能力要求太高的地方，采用小步跑的方法，将难点的梯度设置为几个台阶，如三个问题的回答讨论，就采用这一方法，从而有利于提高学生的学习兴趣和保持学习物理的积极性，使学生不断获得成就感，在小组中体会到自己的重要性和学会在小组学习中进行协作团结。

(5)在教学中虽然不能进行真实的实验，但同样处处渗透着新课程理念的科学探究思想;

例如：根据原子里面的结构是怎样的?(提出问题)──电子的发现──原子呈电中性──汤姆生因此提出葡萄干布丁模型(猜想与假设)──是否正确?可以解释一些实验现象，有其一定的正确性──但无法解释粒子散射实验(进一步实验验证)──根据ɑ粒子散射实验现象──在原有葡萄干布丁模型基础上进行修正，卢瑟福提出新的原子的核式结构──建立新的理论(新的猜想与假设)──进一步的实验验证──电子云 教学之中要注意的地方和教学中的火花：

在学习的回答三个问题中，教师要灵活地处理学生问到的问题，不要回避问题，这些问题有的也许是思想的火花，有的是学生理解中的误区，教师要能及时发现问题，而这些就更要求新课程下的教师要更具有较高的研究水平，要进一步提高教师的备课水平和质量，要能及时引导学生如何去分析问题和进行研究，而不是单一提供现成的答案;

例如：(1)学生可能在分析问题同时，粒子能将电子打出，那么在屏上就能看到的是电子的亮点，这样打在屏上的亮点就不一定是散射后粒子。教师可以引导学生分析：粒子打出电子后，根据碰撞的相关知识可知，粒子的速度几乎不变;

又由于电子的质量很小，粒子的质量较大，当电子碰撞到屏上时，能量较小，体积较小，不易观察到，从屏上观察到的应该是粒子。

附1：学情分析 1.学生的认识水平 我校从去年扩招后，由原来的6个班扩招到16个班，而广州市的其他学校也在扩招，明显感到学生的整体素质及物理基础在下降，因此根据现有学生的具体情况设计教案、一步步设计难度梯度，进行教学有效性的策略研究成为我校的重点课题。

为了使教学更具有代表性，所教教学班为物理选修普通班，学生的逻辑思维能力一般，但对物理有较大的兴趣。

2.可能存在的学习困难 估计学生利用ɑ粒子散射实验现象进行讨论和通过观察实验现象推理出卢瑟福的原子的结构模型会有一定的困难;

对提出的3个问题，前二个问题放手让学生进行小组讨论，对于问题3采用先让学生猜想，师生共同分析实验现象，然后再放手让学生小组讨论出原子的结构。

附2：教学主线设计 附3：教学媒体设计 教师演示实验：

介绍ɑ粒子散射实验的实验原理、装置、现象由于中学阶段没有条件进行实验，采用动画模拟的方法。

多媒体的应用的设计：

由网上下载2个相关的flash小课件，再将其有机地、无缝地插到自制PPT课件，只使用网上小课件的一小部分对自己有用的部分 18.3 氢原子光谱 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解光谱的定义和分类。

2.了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。

3.了解经典原子理论的困难。

(二)过程与方法 通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷。

(三)情感、态度与价值观 培养我们探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识。

★教学重点 氢原子光谱的实验规律 ★教学难点 经典理论的困难 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 讲述：

粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，但电子在核外如何运动呢?它的能量怎样变化呢?通过这节课的学习我们就来进一步了解有关的实验事实。

(二)进行新课 1.光谱(结合课件展示) 早在17世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱。

(如图所示) 讲述：

光谱是电磁辐射(不论是在可见光区域还是在不可见光区域)的波长成分和强度分布的记录。有时只是波长成分的记录。

(1)发射光谱 物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。

发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。

引导学生阅读教材，回答什么是连续光谱和明线光谱? 学生回答：连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。

教师讲述：炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。如图所示。

稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。如图所示。

(2)吸收光谱 教师：高温物体发出的白光(其中包含连续分布的一切波长的光)通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应。这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光。因此吸收光谱中的暗谱线，也是原子的特征谱线。太阳的光谱是吸收光谱。如图所示。

课件展示，氢、钠的光谱、太阳光谱 投影各种光谱的特点及成因知识结构图：

(3)光谱分析 由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做光谱分析。

原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。

2.氢原子光谱的实验规律 教师讲述：氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。

引导学生阅读教材61页有关内容。

(课件展示) 3.卢瑟福原子核式模型的困难 教师：(讲述)卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。

引导学生阅读教材62页有关内容。

教师总结：按经典理论电子绕核旋转，作加速运动，电子将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中。

轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的， 原子光谱应是连续的光谱。实验表明原子相当稳定，这一结论与实验不符。实验测得原子光谱是不连续的谱线。

(三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：课本P62第1、3、4题 18.4 玻尔的原子模型 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解玻尔原子理论的主要内容。

2.了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。

(二)过程与方法 通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。

(三)情感、态度与价值观 培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。

★教学重点 玻尔原子理论的基本假设 ★教学难点 玻尔理论对氢光谱的解释。

★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 复习提问：

1.α粒子散射实验的现象是什么? 2.原子核式结构学说的内容是什么? 电子绕核运动(有加速度) 辐射电磁波 频率等于绕核运行的频率 能量减少、轨道半径减少 频率变化 电子沿螺旋线轨道落入原子核 原子光谱应为连续光谱 (矛盾：实际上是不连续的亮线) 原子是不稳定的 (矛盾：实际上原子是稳定的) 3.卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。

(二)进行新课 1.玻尔的原子理论 (1)能级(定态)假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。(本假设是针对原子稳定性提出的) (2)跃迁假设：原子从一种定态(设能量为En)跃迁到另一种定态(设能量为Em)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 (h为普朗克恒量) (本假设针对线状谱提出) (3)轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。(针对原子核式模型提出，是能级假设的补充) 2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量(包括动能和势能)公式：

轨道半径：

n=1，2，3…… 能 量：

n=1，2，3…… 式中r1、E1、分别代表第一条(即离核最近的)可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，rn、En 分别代表第n条可能轨道的半径和电子在第n条轨道上运动时的能量，n是正整数，叫量子数。

3.氢原子的能级图 从玻尔的基本假设出发，运用经典电磁学和经典力学的理论，可以计算氢原子中电子的可能轨道半径和相应的能量。

(1)氢原子的大小：氢原子的电子的各条可能轨道的半径rn：

rn=n2r1， r1代表第一条(离核最近的一条)可能轨道的半径 r1=0.53×10-10 m 例：n=2， r2=2.12×10-10 m (2)氢原子的能级：①原子在各个定态时的能量值En称为原子的能级。它对应电子在各条可能轨道上运动时的能量En(包括动能和势能) En=E1/n2 n=1，2，3，······ E1代表电子在第一条可能轨道上运动时的能量 E1=-13.6eV 注意：计算能量时取离核无限远处的电势能为零，电子带负电，在正电荷的场中为负值，电子的动能为电势能绝对值的一半，总能量为负值。

例：n=2，E2=-3.4eV， n=3，E3=-1.51eV， n=4，E4=-0.85eV，…… 氢原子的能级图如图所示。

4.玻尔理论对氢光谱的解释 (1)基态和激发态 基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态，叫基态。

激发态：原子处于较高能级时，电子在离核较远的轨道上运动，这种定态，叫激发态。

(2)原子发光：原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量的过程。原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，吸收或辐射的能量恰等于发生跃迁的两能级之差。

说明：氢原子中只有一个核外电子，这个电子在某个时刻只能在某个可能轨道上，或者说在某个时间内，由某轨道跃迁到另一轨道——可能情况只有一种。可是，通常容器盛有的氢气，总是千千万万个原子在一起，这些原子核外电子跃迁时，就会有各种情况出现了。但是这些跃迁不外乎是能级图中表示出来的那些情况。

5.夫兰克—赫兹实验 (1)实验的历史背景及意义 1911年，卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型。1913年，玻尔将普朗克量子假说运用到原子核式结构模型，建立了与经典理论相违背的两个重要概念：原子定态能级和能级跃迁概念。电子在能级之间跃迁时伴随电磁波的吸收和发射，电磁波频率的大小取决于原子所处两定态能级间的能量差。随着英国物理学家埃万斯对光谱的研究，玻尔理论被确立。但是任何重要的物理规律都必须得到至少两种独立的实验方法的验证。随后，在1914年，德国科学家夫兰克和他的助手赫兹采用电子与稀薄气体中原子碰撞的方法(与光谱研究相独立)，简单而巧妙地直接证实了原子能级的存在，从而为玻尔原子理论提供了有力的证据。

1925年，由于他二人的卓越贡献，他们获得了当年的诺贝尔物理学奖(1926年于德国洛丁根补发)。夫兰克-赫兹实验至今仍是探索原子内部结构的主要手段之一。所以，在近代物理实验中，仍把它作为传统的经典实验。

(2)夫兰克—赫兹实验的理论基础 根据玻尔的原子理论，原子只能处于一系列不连续的稳定状态之中，其中每一种状态相应于一定的能量值En(n=1，2，3‥)，这些能量值称为能级。最低能级所对应的状态称为基态，其它高能级所对应的态称为激发态。

当原子从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态时就会吸收或辐射一定频率的电磁波，频率大小决定于原子所处两定态能级间的能量差。

(h为普朗克恒量) 本实验中是利用一定能量的电子与原子碰撞交换能量而实现，并满足能量选择定则：

(V为激发电位) 夫兰克-赫兹实验玻璃容器充以需测量的气体，本实验用的是汞。电子由阴级K发出，K与栅极G之间有加速电场，G与接收极A之间有减速电场。当电子在KG空间经过加速、碰撞后，进入KG空间时，能量足以冲过减速电场，就成为电流计的电流。

(3)实验原理：

改进的夫兰克-赫兹管的基本结构如下图所示。电子由阴极K发出，阴极K和第一栅极G1之间的加速电压VG1K及与第二栅极G2之间的加速电压VG2K使电子加速。在板极A和第二栅极G2之间可设置减速电压VG2A。

设汞原子的基态能量为E0，第一激发态的能量为E1，初速为零的电子在电位差为V的加速电场作用下，获得能量为eV，具有这种能量的电子与汞原子发生碰撞，当电子能量eV

在实验中，逐渐增加VG2K，由电流计读出板极电流IA，得到如下图所示的变化曲线. (4)实验结论 夫兰克—赫兹实验证明了原子被激发到不同的状态时，吸收的能量是不连续的，进而说明原子能量是量子化的。

6.玻尔理论的局限性 玻尔理论虽然把量子理论引入原子领域，提出定态和跃迁概念，成功解释了氢原子光谱，但对多电子原子光谱无法解释，因为玻尔理论仍然以经典理论为基础。如粒子的观念和轨道。

量子化条件的引进没有适当的理论解释。

7.电子在某处单位体积内出现的概率——电子云 (课件演示) (三)课堂练习 1.对玻尔理论的下列说法中，正确的是( ACD ) A.继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设 B.对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同 C.用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系 D.玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的 2.下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是( C ) A.原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量 B.原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量 C.原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子 D.原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的 3.根据玻尔理论，氢原子中，量子数N越大，则下列说法中正确的是( ACD ) A.电子轨道半径越大 B.核外电子的速率越大 C.氢原子能级的能量越大 D.核外电子的电势能越大 4.根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径( D ) A.可以取任意值 B.可以在某一范围内取任意值 C.可以取一系列不连续的任意值 D.是一系列不连续的特定值 5.按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知ra>rb，则在此过程中( C ) A.原子要发出一系列频率的光子 B.原子要吸收一系列频率的光子 C.原子要发出某一频率的光子 D.原子要吸收某一频率的光子 (四)课堂小结 玻尔的原子模型是把卢瑟福的学说和量子理论结合，以原子的稳定性和原子的明线光谱作为实验基础而提出的.认识玻尔理论的关键是从“不连续”的观点理解电子的可能轨道和能量状态.玻尔理论对氢光谱的解释是成功的，但对其他光谱的解释就出现了较大的困难，显然玻尔理论有一定的局限性。

(五)作业：课本P68问题与练习。

18.5 激光 一、教学目标 1、知识与技能 (1)理解自发发射、受激吸收和受激发射。

(2)了解激光产生的机理。

(3)了解激光器的构造和工作原理。

2、过程与方法 (1)通过对自发发射、受激吸收、受激发射的学习，了解原子发光的原理及特点，进一步理解原子能级理论。

(2)对激光产生的机理、激光器的结构和工作原理的学习和分析，认识科学探究并掌握科学探究的方法。

3、情感、态度与价值观 (1)通过学生对激光产生机理及激光器的学习和分析，发展学生对科学的好奇心和求知欲，体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

(2)通过对学习过程的调控、对物理问题的解决，培养学生信息收集和处理能力和分析解决问题的能力。

二、设计思路 本节内容在科课程标准中的要求不高，主要是让学生了解激光的产生机理以及一些常用激光器的构造和工作原理。但是通过本节课的学习，能使学生更进一步了解原子的结构和理解原子的能级理论。

本节课的设计思路是在向学生介绍激光产生机理和激光器的构造、工作原理的同时，设计一些问题，让学生在解决这些问题的过程中，对原子的结构和原子的能级理论加深记忆和理解，达到对知识的复习与巩固，培养学生应用知识及进行科学探究和创新的能力。

三、重点与难点 激光的产生机理是本节的重点，需要在教学过程中加深学生对原子结构和原子能级理论的理解。

激光器的工作原理是本节课的难点，在教学过程中应使学生了解抽运装置的作用，理解如何产生粒子数反转。

四、教学资源 演示原子跃迁过程吸收和释放光子的课件，多媒体教学设备，红宝石激光器、氦氖激光器的结构示意图。

五、教学设计 教师活动 学生活动 点评 课题的引入 提出问题：

我们在选修3-4中学习过激光的特点及应用，请大家回忆一下激光的特点及相关应用。

我们知道，激光是一种人造光，那么激光是如何产生的呢? 在教师的引导下回忆前面学过的知识，回答教师的提问：激光的特点及应用：相干性好、平行度高、亮度高。在全息、测距、信息储存、医疗等方面都有广泛的应用。

提出问题的形式引入，可以引发学生的思考，带领学生进入主题。

一、激光产生的机理 前面我们学习了原子的能级理论，原子是如何在能级之间进行跃迁的呢? 1、自发发射 提出问题，引导学生思考和分析：

对于普通的光源，如我们熟悉的白炽灯，它们是如何发光的呢? 对学生的回答进行点评，并给出概念：

对，这就是自发发射。

课件演示自发发射过程。

教师活动 原子吸收能量后，从较低能级跃迁到较高能级，所吸收的能量等于两能级之差;

处于较高能级状态的原子是不稳定的，会自发地跃迁到较低的能量态，同时放出光子，该光子的能量也等于能级之差。

学生讨论：

灯丝原子吸收了电流做功产生的热而被激发到能量较高的状态;

能量较高状态的原子是不稳定的，会自发地跃迁到较低的能量态，同时放出光子。

学生活动 复习前面所学的知识，为后面解决问题作铺垫。

学生对现象分析并进行归纳总结可以对相关的知识及规律加深理解，并能培养归纳推理的能力。

点评 在自发发射中，原子以随机的方式回到基态，也就是说，每个原子发光的时刻、方向、初相位都是不确定的，发光的频率一般也不一样。因此普通光源发出的光不是相干光。

2、受激吸收 演示课件并解说：

常温下处于热平衡状态的原子系统，多数原子都处在基态。如果一个人射光子的能量恰好等于原子基态与某个激发态的能量差，那么原子就很容易吸收这个光子而跃迁到这个激发态上。

这种跃迁不是自发产生的，是在入射光子的刺激下产生的，所以称为受激吸收。

3、受激发射 演示课件并解说：

教师活动 观看动画演示，加深对自发发射的理解。

学生回忆光的干涉中相干光的特点，并与普通光源发出的光相比较，进一步理解相干光的含义。

观看课件的动画演示。

结合原子的能级理论，理解原子的这种跃迁过程，比较被吸收的光子的能量核能级差的关系。

学生活动 动画演示可以使抽象的概念形象化，便于理解和记忆。

通过比较，能加深对概念的理解和记忆。

对所学知识进行及时的巩固，并应用于实际问题的解决，培养学生应用知识及分析问题的能力。

点评 如果一个入射光子的能量正好等于原子的某一对能级的能量差额E2-E1，那么处于激发态 E2的原子就可能受到这个光子的刺激而跃迁到能量较低的状态 E1，同时发射一个与入射光子完全相同的光子，这就是受激发射的过程。

教师：对，它们还具有相同的相位、偏振态，且沿同一方向发出。

教师：对，但是通常状态下多数原子处于基态，怎么办呢? 是的，这种状态就叫做粒子数反转，是一种非热平衡的状态。这时，一个入射光子引起的受激发射要比它被吸收的概率大得多，可以形象地说，入射光被“放大”了。

大家可以阅读书上的内容并加以体会。

教师活动 学生边观察边思考：

受激发射的光子与人射光子具有相同的能量(频率)。

学生提问：

受激发射的光子与人射光子具有相同的能量(频率)，那么，其它的规律是否相同呢? 学生提问：

如果这种光子能大量产生，这种光不就是相干光了吗? 学生：如果用一定的手段去激发原子体系，使得在激发态E2上的原子数多于低能态 E1上的原子数就可以了。

学生阅读，理解激光的含义：

激光的英文名字 laser 是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ”的第一个字母的缩写，意思是：辐射的受激发射的光放大。

学生活动 学生根据已经掌握的知识对新的知识和规律提出自己的想法和疑问，这是培养学生探究能力和创新精神的一种有效的方法。

学生提出的设想被肯定，会感到有成就感，这可以培养学生情感、态度、价值观。

点评 二、激光器 1、激光器的原理 展示激光器的原理图，并介绍各组成部分及作用。

根据激活介质的不同，激光器可以分为固体、液体、气体、染料、半导体激光器等。

2、红宝石激光器 展示红宝石激光器的结构示意图并介绍各部分的用途。

3、氦氖激光器 展示氦氖激光器的结构示意图并介绍各部分的用途。

根据教师的介绍，认识激光器的各部分的作用。

1、激活介质 它能通过受激发射而使人射光放大。

2、抽运装置 它是使激活介质产生粒子数反转的装置。

3、光学共振腔 激活介质放在其中，它能增加放大作用并对发射频率进行选择。

在教师的介绍下了解激光器的构造及工作原理，并参与讨论。

学生间的讨论及相互的交流，可以培养学生的团结协作精神。

联系实际，对所学内容进行相关应用，达到对知识的复习与巩固，培养学生应用知识及进行科学探究和科学创新的能力。

作业布置：

完成问题与练习的1、2、3。

通过课后的训练，使所学知识得到巩固。

19.1 原子核的组成 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解天然放射现象及其规律。

2.知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。

3.知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。

(二)过程与方法 1.通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。

2.通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。

(三)情感、态度与价值观 1.树立正确的，严谨的科学研究态度。

2.树立辨证唯物主义的科学观和世界观。

★教学重点 天然放射现象及其规律，原子核的组成。

★教学难点 知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：本节课我们来学习新的一章：原子核。本章主要介绍了核物理的一些初步知识，核物理研究的是原子核的组成及其变化规律，是微观世界的现象。让我们走进微观世界，一起探索其中的奥秘! 我们已经知道，原子由什么微粒组成啊? 学生回答：原子由原子核与核外电子组成。

点评：由原来的知识引入新课，对新的一章有一个大致的了解。

教师：那原子核内部又是什么结构呢?原子核是否可以再分呢?它是由什么微粒组成?用什么方法来研究原子核呢? 学生思考讨论。

点评：带着问题学习，激发学习热情 教师：人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的。

1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。

居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，又发现了发射性更强的新元素。其中一种，为了纪念她的祖国波兰而命名为钋(Po)，另一种命名为镭(Ra)。

学生一边听，一边看挂图。

点评：配合挂图，展示物理学发展史上的有关事实，树立学生对科学研究的正确态度。

(二)进行新课 1.天然放射现象 (1)物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象.具有放射性的元素称为放射性元素. (2)放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性. 学生一边听，一边看书。

2.射线到底是什么 教师：那这些射线到底是什么呢?这就激发着人们去寻求答案：把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发现射线如图所示：(投影) 思考与讨论：

①你观察到了什么现象?为什么会有这样的现象? ②如果射线，射线都是带电粒子流的话，根据图判断，他们分别带什么电荷。

③如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质? 学生分组讨论，回答问题以及实验方案。

①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。

②根据左手定则，可以判断射线是正电荷，射线是负电荷。

③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质，如图 点评：给出实验现象，设置问题情境，引导学生自己得出结论，培养学生的观察，分析，探究的能力。培养学生合作式学习的能力 用多种方案解决一个问题有利于培养学生的扩散散性思维。

教师：我们已经研究了这三种射线的带电性质，那么这些射线还有哪些性质呢?请同学们阅读课文后填写表格。

学生看书，进行总结。

点评：培养学生自学，总结的能力。

教师：(帮助小结) ①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。

②三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能，原子核内也有其复杂的结构。

学生对照表格，理解书本知识。

点评：通过对照表格，可以让学生更好的掌握规律性质。

3.原子核的组成 教师提问：

①质子：由谁发现的?怎样发现的? ②中子：发现的原因是什么?是由谁发现的? 学生看书，然后回答问题 ①卢瑟福用粒子轰击氮核，发现质子。

②查德威克发现中子。发现原因：如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数情况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子。

教师：(帮助小结) ①质子(proton)带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等， 中子(nucleon)不带电， ②数据显示：质子和中子的质量十分接近，统称为核子，组成原子核。

点评：加强学生对书本知识的理解能力，以及语言概括能力。

教师：提问：

③原子核的电荷数是不是电荷量? ④原子荷的质量数是不是质量? 学生看书，然后回答问题：

③不是，原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，那这个倍数就叫做原子核的电荷数。

④原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，那这个倍数叫做原子核的质量数。

点评：加强学生对书本知识的理解能力，以及语言概括能力。

小结：

③原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数 ④原子核的质量数=核子数=质子数+中子数 ⑤ 符号表示原子核，X：元素符号;

A：核的质量数;

Z：核电荷数 教师：给出思考与讨论题。

一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少? 学生回答：核子数是235，质子数是92，中子数是143。

点评：学生回答调动他们学习的积极性。

4.同位素(isotope) (1)定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。

(2)性质：原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。

学生一边听，一边看书。

提问：列举一些元素的同位素? 学生回答：

氢有三种同位素：氕(通常所说的氢)，氘(也叫重氢)，氚(也叫超重氢)，符号分别是：。

碳有两种同位素，符号分别是。

点评：举例说明同位素的性质，加深对这一概念的理解。

例：下列说法正确的是( ) A.射线粒子和电子是两种不同的粒子 B.红外线的波长比X射线的波长长 C.粒子不同于氦原子核 D.射线的贯穿本领比粒子强 学生回答：BD 点评：本题考查了粒子的性质及电磁波波长的比较等基本知识。19世纪末20世纪初，人们发现X，，，射线，经研究知道，X，射线均为电磁波，只是波长不同。可见光，红外线也是电磁波，波长从短到长的电磁波波谱要牢记。另外，射线是电子流，粒子是氦核。从，，三者的穿透本领而言：射线最强，射线最弱，这些知识要牢记。

(三)课堂小结 1.天然放射现象及其规律。

2.三种射线的性质。

3.原子核的组成。

学生总结，讨论。

(四)作业：

1.认真阅读课后的“科学足迹”。完成问题与练习。

2.探究活动：射线的来源：原子核内没有电子，射线如何而来? 点评：学生课后探究。激发学生学习的热情，为以后的学习作好准备。

★教学体会 这节课由天然放射现象开始，揭示了原子核是可分的。展示物理学发展史上的有关事实， 是对学生进行辨证唯物主义思想教育的好素材。放射性元素放出的三种射线只可能从原子核里放出来的，从而引起人们去探索原子核的奥妙，揭开了核物理学的第一页。核物理研究的是原子核的组成及其变换规律，是微观世界的现象，不想宏观世界那样看得见，摸得着，研究起来也就更困难。通过本节的学习，要使学生能对核物理的相关实验基础和研究问题的思路，方法有所体会，了解人类是怎样认识微观世界的。

19.2 放射性元素的衰变 ★新课标要求 (一)知识与技能 1、知道放射现象的实质是原子核的衰变 2、知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律 3、理解半衰期的概念 (二)过程与方法 1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式 2、能够利用半衰期来进行简单计算(课后自学) (三)情感、态度与价值观 通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。

★教学重点 原子核的衰变规律及半衰期 ★教学难点 半衰期描述的对象 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：同学们有没有听说过点石成金的传说，或者将一种物质变成另一种物质。

学生讨论非常活跃，孙悟空，八仙，神仙;

魔术，街头骗局。

点评：通过这样新颖的课题引入，给学生创设情景，能充分调动学生的积极性，挑起学生对未知知识的热情。

教师：刚才同学们讲的都很好，但都是假的。孙悟空，八仙，神仙：人物不存在。魔术，街头骗局：就是假的。

学生顿时安静，同时也心存疑惑：当然是假的，难道还有真的不成? 点评：对于学生来讲要使其相信科学技术反对迷信，同时也要提高警惕小心上当受骗，提高学生自我保护意识。更加吊起了学生学习新知识的胃口，为新课教学的顺利进行奠定了基础。

教师：那有没有真的(科学的)能将一种物质变成另一种物质呢? 学生愕然。

点评：进一步吊起了学生学习新知识的胃口。

教师：有(大声，肯定地回答) 学生惊讶，议论纷纷。

点评：再一次吊起了学生学习新知识的胃口。

通过这样四次吊胃口，新课的成功将是必然。

教师：这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变。

点评：及时推出课题。

(二)进行新课 1.原子核的衰变 教师：原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。

学生豁然开朗：科学、真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰变。

点评：及时给出问题的答案，学生并不会索然无味，相反会对原子核的衰变这一新知识产生浓厚的兴趣。

教师：铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234核。那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。

学生定有这样的想法：放出α粒子的衰变叫做α衰变。那放出β粒子的衰变叫做β衰变? 点评：这里一下子会出现了“α衰变”，“衰变方程式”两个新名词，教师要耐心的讲解，学生有插嘴的，如果正确要及时肯定并表扬。

教师：这个过程可以用衰变方程式来表示：23892U→23490Th+42He(一边说一边写，不要解释，要请学生来分析其中的奥秘) 学生定有这样的想法：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别? 点评：理论基础：建构主义认为学习过程是学生在一定条件下，对客观事物反映的过程。是一个主动建构过程，作为认识对象的知识并不像实物一样可以由教师简单地传递给学生，须由学生自己来建构，并纳入他自己原有的知识结构中，别人是无法替代的。在此要充分利用学生原有的知识基础即：化学反应方程式、离子反应方程式，来帮助学生自己来建构衰变方程式，并把它纳入自己原有的知识结构中去。

学生充分讨论：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别，并由学生自己表述。

点评：可以让学生自己归纳总结，有不到之处教师再帮助总结。

教师：衰变方程式遵守的规律：

(1)质量数守恒 (2)核电荷数守恒 (进一步解释：守恒就是反应前后相等) α衰变规律：AZX→A-4Z-2Y+42He 学生进一步理解两个守恒：

(1)质量数守恒 (2)核电荷数守恒 教师：钍234核也具有放射性，它能放出一个β粒子而变成23491Pa(镤)，那它进行的是β衰变，请同学们写出钍234核的衰变方程式? 学生探究、练习写出钍234核的衰变方程式。

点评：写钍234核的衰变方程式是要求学生可以查阅化学书后面的元素周期表，但不可以看物理教材。在此培养学生查阅质料的能力。学生在此会碰到β粒子的表示，教师要及时直接给出结论：β粒子用0-1e表示。

教师：钍234核的衰变方程式：

23490Th→23491Pa+0-1e 衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加1 β衰变规律：AZX→AZ+1Y+0-1e 学生再一次理解两个守恒：

(1)质量数守恒 (2)核电荷数守恒 点评：β衰变如果按衰变方程式的规律来写的话应该没有问题，但并不象α衰变那样容易理解，因为核电荷数要增加，学生会问为什么会增加?哪来的电子? 这里就顺理成章的来解释中子转化的过程。

教师：原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子 10n→11H+0-1e 这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。

可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。

学生更进一步理解两个守恒：

(1)质量数守恒 (2)核电荷数守恒 教师：γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光(能量)辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量。

学生理解γ射线的本质，不能单独发生。

2.半衰期 教师：阅读教材半衰期部分放射性元素的衰变的快慢有什么规律?用什么物理量描述?这种描述的对象是谁? 学生带着问题看书。

点评：培养学生自学能力、阅读能力、提炼有用信息的能力。

教师提供教材上的氡的衰变图的投影：

m/m0=(1/2)n 学生交流阅读体会：

(1)氡每隔3.8天质量就减少一半。

(2)用半衰期来表示。

(3)大量的氡核。

点评：第三个问题：描述的对象是谁?这个问题学生比较难理解，需要教师做引导和类比。培养学生阅读图象的方法和能力。

教师：同学们的回答都很精彩(鼓励) 教师总结：

半衰期表示放射性元素的衰变的快慢 放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期 半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。

学生进一步整理自己的阅读体会并形成自己的知识。

点评：教师做引导和类比可以从统计规律的角度出发。

例如：数学上的概率问题 (抛硬币)将1万枚硬币抛在地上，那正反两面的个数大概为5000对5000，但就某个硬币来看要么是正面，要么是反面。这个事实告诉我们统计规律的对象仅仅对大量事实适用，对个别不适用。

教师：元素的半衰期反映的是原子核内部的性质，与原子所处的化学状态和外部条件无关。

简单介绍：

镭226→氡222的半衰期为1620年 铀238→钍234的半衰期为4.5亿年 学生对原子所处的化学状态和外部条件进行理解。

点评：一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在，或者加压，增温均不会改变。

教师给出课堂巩固练习题 例1：配平下列衰变方程 23492U→23090Th+( 42He ) 23490U→23491Pa+( 0-1e ) 例2：钍232(23290Th)经过________次α衰变和________次β衰变，最后成为铅208(20882Pb) 学生独立分析：因为α衰变改变原子核的质量数而β衰变不能，所以应先从判断α衰变次数入手：

α衰变次数==6.每经过1次α衰变，原子核失去2个基本电荷，那么，钍核经过6次α衰变后剩余的电荷数与铅核实际的电荷数之差，决定了β衰变次数：

β衰变次数==4 点评：这些课堂练习都很基本完全可以由学生自己讨论解决。

(三)课堂小结 教师引导学生自己进行总结。

学生总结，讨论。

本堂课研究了放射性元素的衰变，其实质是原子核发生衰变。衰变有二种：α衰变、β衰变。γ辐射伴随α衰变和β衰变而产生。

原子核衰变的快慢用半衰期表示，它是放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间，完全由原子核自身的性质决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关。

(四)作业：

布置学生课后看科学漫步 探究：如何利用放射性元素的衰变来测定古物的年代。

点评：留给学生课后思考和学习的空间。

★教学体会 本堂课探究原子核内部的美妙世界，在教学过程中合理的设置疑问来吊学生的胃口是行之有效的方法。要充分运用建构主义的教育理论来指导本课的教学工作，在此基础上把大部分时间留给学生去思考，去讨论、去实践、去练习，从而培养学生的主体意识和创新能力，它的优势主要在以下三个方面：①主体意识：学生在学习中能够自启入境、自学探究、自研交流、自评完善;

②独立意识：学生能够根据自身的特点，选择适合自己的方法，独立的解决问题;

③创新意识：学生在继承传统，掌握原有知识的基础上学会迁移，能运用原来的知识体系去开拓新的领域，敢于提出新问题、新思想。

19.3 探测射线的方法 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象.2.知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器探测到. 3.了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理. (二)过程与方法 1.能分析探测射线过程中的现象.2.培养学生运用已知结论正确类比推理的能力 (三)情感、态度与价值观 1.培养学生认真严谨的科学分析问题的品质.2.从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点 3.培养学生应用物理知识解决实际问题的能力 ★教学重点 根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒子。

★教学难点 1.探测器的结构与基本原理。

2.如何观察实验现象,并根据实验现象，分析粒子的带电、动量、能量等特性，从而判断是何种射线，区分射线的本质是何种粒子。

★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

1.挂图，实验器材模型，课件等。

2.多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 复习提问：前面我们学习了天然放射现象，知道了三种射线的本质. 请同学们回忆：

α、β、γ射线的本质是什么?各有那些特征? 学生回答：(略) 点评：通过学生回忆三种放射线的本质以及三种粒子的基本特征，既用引导新课，也为后 面分析探测器探测到的现象提供理论依据。

老师进一步设问：放射线是看不见的，我们是如何探知放射线的存在的呢?这节课，我们来学习几种常用的探测射线的方法. (二)进行新课 教师：引导学生阅读教材83页的第一部分，思考并讨论：

放射线虽然看不见，但我们根据什么来探知放射线的存在呢? 学生阅读教材并讨论后会回答：放射线虽然看不见，但我们可根据放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在. 学生回答上述问题后老师追加提问：这些现象主要有哪些呢? 学生会抢着回答：

这些现象主要有：

1.使气体电离，这些离子可使过饱和汽产生云雾或使过热液体产生气泡;

2.使照相底片感光;

3.使荧光物质产生荧光. 点评：培养学生阅读教材、提取有用信息的能力。

下面我们学习三种核物理研究中常用的探测射线的方法. 1.威耳逊云室 教师：引导学生阅读教材“威耳逊云室”部分的内容，并组织学生对课文内容进行讨论. 提问：(1)构造是什么? (2)基本原理是什么? (3)怎样才能观察到射线的径迹? 引导学生回答问题(1)，并进行补充评价. 学生讨论并选出代表回答问题1：威耳逊云室主要部分是一个圆筒状容器，下部是一个可以上下移动的活塞，上盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒子运动的径迹.室内由光源通过旁边的窗子照明.少量放射性物质(放射源)放在室内侧壁附近(或放在室外，让放射线从侧壁的窗口射入) . 点评：培养学生在日常生活中多注意观察的良好习惯。

教师：引导学生回答问题2，并注意结合以前学过的过饱和汽的知识，讲清云室实验的基本原理. 学生讨论后回答问题(2)时，可能回答仍不明确，不够全面。此时，教师可多叫几个同学加以补充，最后请同学们总结威耳逊云室的原理。再请学生代表问答。

教师：引导学生回答问题(3)，并进行补充评价. 学生总结回答问题(3)：实验时，先往云室里加少量的酒精，使室内充满酒精的饱和蒸气，然后使活塞迅速向下运动，室内气体由于迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态.这时如果有射线粒子从室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是就显示出了射线的径迹. 点评：要让学生知道，提出问题也是学习的一个重要组成部分。

教师：说明这种云室是英国物理学家威耳逊(1869～1959)在1912年发明的，故叫做威耳逊云室. 注意向学生强调：在云室看到的只是成串的小液滴，它描述的是射线粒子运动的径迹，而不是射线本身. 老师演示课件、出示挂图，引导学生观察α、β射线在云室中的径迹，比较两种径迹的特点，并分析其原因. 学生分析并回答：

α粒子的质量比较大，在气体中飞行不易改变方向，并且电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗.β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，且常常发生弯曲.γ粒子的电离本领更小，一般看不到它的径迹. 老师点评：

我们根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性质.把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，可以知道粒子所带电荷的正负;

根据径迹的曲率半径的大小，还可以知道粒子的动量的大小. 点评：培养学生观察能力，培养学生运用已学知识、已知结论正确类比推理和归纳得出新的结论的思维能力 【例1】在云室中，为什么α粒子显示的径迹直而粗、β粒子显示的径迹细而曲? 提示：因为α粒子带电量多，它的电离本领强，穿越云室时，在1cm路程上能使气体分子产生104对离子.过饱和酒精蒸汽凝结在这些离子上，形成很粗的径迹.且由于α粒子质量大，穿越云室时不易改变方向，所以显示的径迹很直。

β粒子带电量少，电离本领较小，在1cm路程上仅产生几百对离子，且β粒子质量小，容易改变运动状态，所以显示的径迹细而弯曲.一位同学分析，其余同学补充、纠正。

点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。

2.气泡室 教师：引导学生阅读课文，学习气泡室的基本原理. 提问：比较气泡室的原理同云室的原理。

学生讨论并回答：

控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点.当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成.气泡室在观察比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的.液体中原子挤得很紧，可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得多的机会来摄取所寻找的事件. 出示挂图：教材中图19.3-3为粒子经过气泡室时的径迹照片，教师可向学生进行简单说明. 老师点评：人们根据照片上记录的情况，可以分析出粒子的带电、动量、能量等情况. 点评：培养学生运用类比和比较的方法来分析未知的知识，从而得到新的认识。

3.盖革— 弥勒计数器 引导学生阅读教材“盖革—弥勒计数器”部分的内容，并组织学生对课文内容进行讨论. 提问：(1)盖革— 弥勒计数管的构造如何? 学生回答问题(1)：

管外面是一根玻璃管，里面是一个接在电源负极的导电圆筒，筒的中间有一条接正极的金属丝.管中装有低压的惰性气体(如氩、氖等，压强约为10kPa～20kPa)和少量的酒精蒸气或溴蒸气.在金属丝和圆筒两极间加上一定的电压(约1000V)，这个电压稍低于管内气体的电离电压 点评：老师可以强调，学生回答问题时，尽量用自己的语言回答。

(2)盖革— 弥勒计数管的基本原理是什么? 学生回答问题(2)：

盖革管的原理是某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生的电子在电场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子……这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量电子.这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中就产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来. 点评：培养学生的自学能力。认真阅读，是学习必不可少的。如果学生能够回答(基本)正确，教师就没有必要重复。

(3)G—M计数器的特点是什么? 在学生思考和讨论的过程中，老师各个小组巡查，了解学生的掌握情况，并进行个别答疑。

学生回答问题(3)：

①G-M计数器放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很方便的.②G-M计数器只能用来计数，而不能区分射线的种类.③G-M计数器不适合于极快速的计数.④G-M计数器较适合于对β、γ粒子进行计数. 教师：另外，还有如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导体探测器等探测器装置，利用这些装置能更精确地测定粒子的各种性质，感兴趣的同学可以查找这方面的资料阅读. 随着科学技术的发展，探测射线的手段不断改进，近年来，由于探测仪器大都和电子计算机直接连接，实现了对实验全过程电子计算机控制、计算、数据处理，已经使实验方法高度自动化. 学生课后查阅有关资料，了解更精确的探测放射线的方法。

点评：拓宽学生的知识面，进一步了解探测射线的方法还要很多。

(三)课堂小结 教师引导学生自己进行总结。

学生总结，讨论。

(四)作业：“问题与练习”1-3题。

★教学体会 1.本节所介绍的三种仪器是核物理研究中最基本、最常用的实验仪器，通过对仪器原理的介绍，应让学生知道，研究原子核变化中的微观现象，可以根据各种粒子产生的次级效应来进行观察和判断，进而了解核物理中这种研究问题的方法.教学中要注意渗透这一点. 2.教学中应注意结合以前学过的知识来帮助学生理解.如结合过饱和汽的知识，讲清云室的原理;

结合电场的知识，讲清射线粒子进入盖革管中产生大量电子的过程. 3.教学中应注意引导学生阅读课文内容，组织学生对课文中的问题进行讨论，由学生自己解决一部分问题.教师可及时进行评价和补充，对难点和重点部分给以解释和强调. 4.教学中尽可能地做好演示实验，或者组织学生观看图片、实物、录像或课件等. 5.教学中注意培养学生的兴趣，鼓励学生阅读相关书籍和资料.下面介绍一种科学研究中常用的探测射线的方法，供读者参考. 乳胶照相 放射线能够使照相底片感光.放射线中的粒子经过照相底片上的乳胶时，使乳胶中的溴化银分解，经显影后，就有一连串的黑点显示出粒子的径迹.这些径迹可用显微镜来进行观察与测量，根据径迹的长短和形状，可以判断入射粒子的性质、种类和能量.乳胶的密度较大，粒子在乳胶中的射程约为空气的千分之一，因此容易看到径迹的全部.乳胶照相的主要优点是能够连续地工作，能够将入射粒子每个时刻的径迹都记录下来.并且，它体积小、轻便，并能将粒子的径迹永久地保存，常用于探测高能量粒子的性质.它的缺点是利用径迹来测量粒子的能量不够准确.现在使用较多的是核乳胶片，与一般的照相乳胶片相比，前者含的溴化银量多，颗粒细，分布均匀，并且乳胶层通常很厚，大约是5×10-3到1×10-1厘米.因此也能用来分析斜向射来的粒子的径迹. 19.4 放射性的应用与防护 ★新课标要求 (一)知识与技能 (1)知道什么是核反应，会写出人工转变方程。

(2)知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物质的主要不同点。

(3)了解放射性在生产和科学领域的应用。

(4)知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了解防范放射线的措施，建立防范意识。

(二)过程与方法 渗透和安全地开发利用自然资源的教育。

(三)情感、态度与价值观 培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力。

★教学重点 人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律。

★教学难点 人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

1.挂图，实验器材模型，课件等。

2.多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：前面已经学习了核反应的一种形式：衰变。本节课我们要学习核反应的另一种形式：人工转变以及人工转变产生的放射性同位素的应用和核辐射的防护。

学生：回忆前面学习的衰变方程以及衰变过程中遵循的规律。同时学生说出三种衰变物质的性质。

点评：开门见山引入本节课的课题，这能很快让学生知道本节课要做的事情，符合这一部分内容的教学。

通过复习巩固前面的知识，对这一部分内容的教学是有帮助的，有利于学生对人工转变的理解。

(二)进行新课 1.核反应：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。在核反应中质量数守恒、电荷数守恒。

人工转变核反应方程：

例：写出下列原子核人工转变的核反应方程。

(1)1123Na俘获1个α粒子后放出1个质子 (2)1327Al俘获1个α粒子后放出1个中子 (3)816O俘获1个中子后放出1个质子 (4)1430Si俘获1个质子后放出1个中子 学生：理解并记住核反应方程，通过方程理解核反应中遵循的规律。

点评：这部分主要为老师讲解，学生通过前面已学的知识来掌握新的知识。再通过例题进行巩固。

2.人工放射性同位素 (1)放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。

(2)人工放射性同位素 Al He P (3)人工放射性同位素的优点：放射强度容易控制;

形状容易控制;

半衰期短，废料容易处理。

(4)凡是用到射线时，都用人造放射性同位素 学生：从这部分开始主要为学生自习和上网查找资料，一方面要掌握书本的知识，另一方面要扩展自己的知识面，同时有问题的地方及时向老师提问， 点评：这一节大部分为陈述性的知识，教学难度不大，学生很容易掌握，如果让学生自习并上网查相关资料，他们一样可以掌握的很好，同时还能扩展他们的知识面，更能激发学生学习的热情。

3.放射性同位素的应用：

(1)利用射线：

射线测厚装置 烟雾报警器 放射治疗 培育新品种，延长保质期 学生要能说出如何利用放射性物质的射线的。对于书本的几种事例要能够讲清楚工作的原理。对学生上网查找的有关射线的应用也要能说出原理。

点评：通过学生的自习与回答问题，培养学生搜索信息，加工信息的能力，同时培养学生的表达能力，规范应用物理术语的能力。

(2)作为示踪原子 棉花对磷肥的吸收 甲状腺疾病的诊断 学生要说出如何将放射性物质作为示踪原子的原理。

4.辐射与安全 学生通过看书与上网查找资料，了解放射性辐射的用处以及危害，知道只要控制好辐射量，我们就可以利用它的射线，知道身边的一些放射性物质，以及如何防护一些有害的放射性物质。

点评：这部分内容同样通过学生的自主性学习获得知识，同时也让学生知道核辐射并不可怕，只要控制好量并注意防护，培养学生学科学，讲科学的意识。

(三)课堂小结 本节课的内容相对比较简单，通过学生的自主学习学生要能够掌握核反应的概念以及核反应方程，两种放射性同位素的异同点以及人工放射性同位素的一些应用，并能从物理学的原理上进行解释，还要了解核辐射的应用和防护。

(四)作业：完成课本书后练习1、3、4、5。

19.5 核力与结合能 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用;

2.知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小;

3.理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损;

4.知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。

(二)过程与方法 1.会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能;

2.培养学生的理解能力、推理能力、及数学计算能力。

(三)情感、态度与价值观 1.使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见作用的能力;

2.认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义。

★教学重点 质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。

★教学难点 结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。

★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流 ★教学用具：

多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 复习提问：氦原子核中有两个质子，质子质量为mp=1.67×10-27kg，带电量为元电荷e=1.6×10-19C，原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍? 学生通过计算回答：两者相差1036倍 问：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力为万有引力的1036倍，那么质子为什么能挤在一起而不飞散?会不会在原子核中有一种过去不知道的力，把核子束缚在一起了呢?今天就来学习这方面的内容，也就是第五节：核力与结合能(板书) 点评：让学生从熟悉的库仑定律和万有引力定律出发，比较氦原子核中两个质子之间的库仑斥力与万有引力的大小，产生强烈的认知冲突,进而引入核力的概念。

(二)进行新课 1.核力与四种基本相互作用(板书) 点拨：20世纪初人们只知道自然界存在着两种力：一种是万有引力，另一种是电磁力(库仑力是一种电磁力)。在相同的距离上，这两种力的强度差别很大。电磁力大约要比万有引力强1036倍。

基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。核物理学家猜想，原子核里的核子间有第三种相互作用存在，即存在着一种核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核,后来的实验证实了科学家的猜测. 问：那么核力有怎样特点呢? 学生：阅读教材核力的特点部分，讨论、总结并回答核力特点：

(1)核力是强相互作用(强力)的一种表现。

(2)核力是短程力，作用范围在1.5×10-15 m之内。

(3)核力存在于核子之间，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。

教师总结：除核力外，核物理学家还在原子核内发现了自然界的第四种相互作用—弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子转变质子的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10-18m，作用强度则比电磁力小。

点评：通过学生自主学习培养学生的自学能力，同时通过讨论激发学习兴趣。

教师讲述：四种基本相互作用力 弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用：

①弱力(弱相互作用)：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因→短程力 ②强力(强相互作用)：在原子核内，强力将核子束缚在一起→短程力 ③电磁力：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原了结合成分子，使分子结合成液体和固体。→长程力 ④引力：引力主要在宏观和宇观尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状。→长程力 学生：阅读课本左边的阅读内容总结自然界的四种基本相互作用力及它们的作用范围。

2.原子核中质子与中子的比例 教师：随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数。

引导学生阅读教材原子核中质子与中子的比例部分及挂图，思考两个问题：随着原子序数的增加，稳定原子核中的质子数和中子数有怎样的关系? 学生回答：随着原子序数的增加，较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多。

引导学生阅读教材思考为什么随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数? 点评：提示学生从电磁力和核力的作用范围去考虑。

总结：若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了;

若只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。

由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间恨本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。因此只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。

3.结合能 由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体。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。例如用强大的γ光子照射氘核，可以使它分解为一个质子和一个中子。

从实验知道只有当光子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生.相反的过程一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV的能量。

这表明要把原子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫做原子核的结合能.原子核越大，它的结合能越高,因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定.点拨：那么如何求原子核的结合能呢?爱因斯坦从相对论得出了物体能量与它的质量的关系，指出了求原子核的结合能的方法。

4.质量亏损 (1)质量亏损 讲述：科学家研究证明在核反应中原子核的总质量并不相等，例如精确计算表明：氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些，这种现象叫做质量亏损，质量亏损只有在核反应中才能明显的表现出来. 让学生回顾质量、能量的定义、单位，向学生指出质量不是能量、能量也不是质量，质量不能转化能量，能量也不能转化质量，质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。

点评：质量亏损与质量与能量的关系是本节的难点。

学生很容易从字面上得出错误结论：

①质量就是能量、能量就是质量，质量可以转化能量, 能量可以转化质量。

②在核反应中不遵守质量守恒定律、能量守恒定律; (2)爱因斯坦质能方程：

E=mc2 讲述：相对论指出，物体的能量(E)和质量(m)之间存在着密切的关系，即E=mc2式中， c为真空中的光速。

爱因斯坦质能方程表明：物体所具有的能量跟它的质量成正比。由于c2这个数值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的。

(3)核反应中由于质量亏损而释放的能量：△E=△m c2 讲述：物体贮藏着巨大的能量是不容置疑的，但是如何使这样巨大的能量释放出来?从爱因斯坦质能方程同样可以得出，物体的能量变化△E与物体的质量变化△m的关系：△E=Δmc2.单个的质子、中子的质量已经精确测定。用质谱仪或其他仪器测定某种原子核的质量，与同等数量的质子、中子的质量之和相比较，看一看两条途径得到的质量之差，就能推知原子核的结合能。

点评：向学生指出以下几点：

①物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量。

②质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量，只是静止质量的减少。

③在核反应中仍然遵守质量守恒定律、能量守恒定律; ④质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。

点拨：师生共同阅读原子核的比结合能挂图，指出中等大小的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大)，这些核最稳定。另一方面如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，这样可以释放能量供人使用。

(巩固练习)已知1个质子的质量mp=1.007 277u，1个中子的质量mn=1.008 665u.氦核的质量为4.001 509 u.这里u表示原子质量单位，1 u=1.660 566×10-27 kg.由上述数值，计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。(28.3MeV) 学生：学习课本例题，做巩固练习，加深对质量亏损、原子核的结合能及比结合能的理解 (三)课堂小结 根据爱因斯坦质能方程自然界中物体的质量和能量间存在着一定对应关系：E=mc2，可见物质世界贮藏着巨大能量，问题是如何使贮藏的能量释放出来。人类以前利用的是燃料燃烧时释放的化学能。在发生化学反应时，是原子外层电子的得失，这种情况下人类获取的能量可以说属于原子的“皮能”。在核反应时，可以产生较大一些的质量亏损，从而使人类获得了大得多的能量，这里的变化属于原子核的变化，相应的能量称作原子核能。换句话说，即物体贮藏的能量是巨大的。迄今为止，人类所利用的能量还只是很小的一部分，如果人类在探索中能掌握新的方式，以产生更大的质量亏损，也就必然能够获得更为可观的能量， 这对解决人类的能源危机具有重要意义。

(四)作业：1、理解原子核的结合能的概念;

理解质量与能量的区别及它们之间的对应关系;

2、完成课本后面的练习1、2、3、4 ★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

19.6 重核的裂变 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量。

2.知道什么是链式反应。

3.会计算重核裂变过程中释放出的能量。

4.知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。

(二)过程与方法 1.通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用 教学图像处理物理问题的能力。

2.通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。

(三)情感、态度与价值观 1.激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系。

2.通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。

3.确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。

★教学重点 1.链式反应及其释放核能的计算。

2.重核裂变的核反应方程式的书写。

★教学难点 通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。

★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟.大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。

播放VCD光碟，展示原子弹爆炸的过程及原子弹爆炸后形成的惨景的片段。

学生：观看原子弹爆炸的过程，并形成裂变能放出巨大能量的初步认识。

点评：激发起学生主动探求知识的欲望，从而为下一步进行教学活动奠定一个良好的基础。

(二)进行新课 1.核裂变(fission) 提问：核裂变的特点是什么? 让学生阅读课本核裂变部分内容，分小组讨论。每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

学生回答：重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变。

教师总结：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。

提问：是不是所有的核裂变都能放出核能? 让学生阅读有关核子平均质量有补充材料。分小组讨论。每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

学生回答：只有核子平均质量减小的核反应才能放出核能。

点评：有利于培养学生合作式学习的能力。

知识总结：不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。只有重核裂变和轻核聚变能放出大量的能量。

点评：个人及小组的竞争，活跃课堂气氛，激活学生思维，增加学习的趣味性。

2、铀核的裂变 (1)铀核的裂变的一种典型反应。

提问：铀核的裂变的产物是多样的，最典型的一种核反应方程式是什么样的? 让学生阅读课本核裂变部分内容 分小组讨论 每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

学生回答：

(2)链式反应：

提问：链式反应〔chain reaction〕是怎样进行的? 学生回答：这种由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。

点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。

(3)临界体积(临界质量)：

提问：什么是临界体积(临界质量)? 学生回答：通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。

(4)裂变反应中的能量的计算。

裂变前的质量：

kg， kg 裂变后的质量：

kg，kg，kg， 学生计算：质量亏损：

kg， J=201MeV 知识总结：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积。铀核裂变的产物不同，释放的能量也不同。

3、核电站 提问：核核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用? 让学生阅读课本核电站部分内容，分小组讨论。每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

学生回答：铀棒由浓缩铀制成，作为核燃料。

学生回答：控制棒由镉做成，用来控制反应速度。

学生回答：减速剂由石墨、重水或普通水(有时叫轻水)做成，用来跟快中子碰撞，使快中子能量减少，变成慢中子，以便让U235俘获。

学生回答：冷却剂由水或液态的金属钠等流体做成，在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出，确保反应堆的安全。

学生回答：水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，防止核辐射。

教师(提问)：核能发电的优点、缺点? 学生回答：

优点：①污染小;

②可采储量大;

③比较经济。

缺点：①一旦核泄漏会造成严重的核污染;

②核废料处理困难。

点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。

教师(补充)：了解常用裂变反应堆的类型：

秦山二期、大亚湾二期是压水堆，秦山三期是沸水堆。

4、例题 例题1、下列核反应中，表示核裂变的是( ) A、B、C、D、分析：核反应中有四种不同类型的核反应，它们分别是衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变。其中衰变中有衰变、衰变等。

是衰变， 是衰变， 是人工转变，只的C选项是重核裂变。

学生回答：

解：表示核裂变的是C 点评：培养学生的扩散散性思维。

例题2、秦山核电站第一期工程装机容量为30万kW，如果1g铀235完全裂变时产生的能量为8.21010 J，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，每年要消耗多少铀235?(一年按365天计算) 学生回答：

解：核电站每天的发电量为W=Pt=3×108×24×3600 J=2.592×1013 J.每年的发电量W总=365W=9.46×1015 J而1 g铀完全裂变时产生的能量为 8.2×1010 J. 所以，每年消耗的铀的量为 点评：培养学生推理及公式演算的能力。注意速度单位的换算，运算过程中带单位运算。适当进行爱国主义教育。

(三)课堂小结 通过本堂课的学习，主要让学生知道核裂变的概念，知道什么是链式反应，会计算重核裂变过程中释放出的能量，知道什么是核反应堆，了解核电站及核能发电的优缺点。

本堂课的学习主要采用让学生自学阅读、小组相互交流、师生共同概括，学生讨论等方式来组织教学，主要培养学生合作式学习的能力，自主学习的能力和习惯。让学生树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养。

(四)作业：

(1)请学生课后阅读课本内容，巩固课堂学习的知识。

(2)请学生课后阅读“STS原子弹与科学家的责任”，并上网收索“切尔诺贝利核电站”，了解核泄漏对环境会造成严重的核污染。

(3)请学生课后探讨课本第99页“问题与练习”中的2~5题。

★教学体会 本节内容比较抽象，应让学生多思考、多总结、多归纳，体验知识的获得过程，加强对知识的理解。让学生树立实事求是的科学态度，培养学生严谨、踏实的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系。

19.7 核聚变 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解聚变反应的特点及其条件.2.了解可控热核反应及其研究和发展.3.知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。

(二)过程与方法 通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力 (三)情感、态度与价值观 1.通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科学。

2.认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。

★教学重点 聚变核反应的特点。

聚变反应的条件。

★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了7年。氢弹爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。这节课我们就来研究聚变的问题.学生：学生认真仔细地听课 点评：通过介绍我国第一氢弹爆炸，激发同学们的爱国热情。

(二)进行新课 1.聚变及其条件 提问：请同学们阅读课本第一段，回答什么叫轻核的聚变? 学生仔细阅读课文 学生回答：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。

投影材料一：核聚变发展的历史进程[1] 提问：请同学们再看看比结合能曲线(图19.5-3)，想一想为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能? 让学生了解聚变的发展历史进程。

学生思考并分组讨论、归纳总结。

学生回答：因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大 点评：学生阅读课本，回答问题，有助于培养学生的自学能力。

教师归纳补充：

(1)氢的聚变反应：

21H+21H→31He+11H+4 MeV、 21H+31H→42He+10n+17.6 MeV (2)释放能量：ΔE=Δmc2=17.6 MeV，平均每个核子释放能量3 MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍 提问：请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件? 学生阅读教材，分析思考、归纳总结并分组讨论。

得出结论 微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15 m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。

宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。

点评：从宏观和微观两个角度来考虑核聚变的条件，有助于加深理解。

教师说强调：聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸。

教师补充说明：

(1)热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳和很多恒星的内部温度高达107 K以上，因而在那里进行着激烈的热核反应，不断向外界释放着巨大的能量。太阳每秒释放的能量约为3.8×1026 J，地球只接受了其中的二十亿分之一。太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。它每秒有7亿吨原子核参与碰撞，转化为能量的物质是400万吨。科学家估计，太阳的这种“核燃烧”还能维持90亿~100亿年。当然，与人类历史相比，这个时间很长很长! 教师：希望同学们课后查阅资料，了解更多的太阳能有关方面的知识及其应用。

(2)上世纪四十年代，人们利用核聚变反应制成了用于战争的氢弹，氢弹是利用热核反应制造的一种在规模杀伤武器，在其中进行的是不可控热核反应，它的威力是原子弹的十几倍。

提问：氢弹爆炸原理是什么? 学生阅读教材：课本图19.7-1是氢弹原理图，它需要用原子炸药来引爆，以获得热核反应所需要的高温，而这些原子炸药又要用普通炸药来点燃。

[教师点拨] [录像]氢弹的构造简介及其爆炸情况。

根据你收集的资料，还能通过什么方法实现核聚变? 学生回答：日英开发出激光核聚变新方法、有人提出利用电解重水的方法实现低温核聚变。

点评：学生自学看书，自己归纳总结， 有助于培养学生分析问题、解决问题的能力，逐步提高学生的归纳总结能力。

2.可控热核反应 (1)聚变与裂变相比有很多优点 提问：目前，人们还不能控制核聚变的速度，但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应，以使核聚变造福于人类。我国在这方面的研究和实验也处于世界领先水平。请同学们自学教材，了解聚变与裂变相比有哪些优点? 投影材料二[2]：可控热核反应发展进程 例：一个氘核和一个氚核发生聚变，其核反应方程是21H+31H→42He+10n，其中氘核的质量：mD=2.014 102 u、氚核的质量：mT=3.016 050 u、氦核的质量：mα=4.002 603 u、中子的质量：mn=1.008 665 u、1u=1.660 6×10-27kg，e = 1.602 2×10-19C，请同学们求出该核反应所释放出来的能量。

学生计算：

根据质能方程，释放出的能量为：

教师点拔：平均每个核子放出的能量约为3.3MeV，而铀核裂变时平均每个核子释放的能量约为1MeV。

总结：聚变与裂变相比，这是优点之一，即轻核聚变产能效率高。

教师点拔：常见的聚变反应：21H+21H→31He+11H+4MeV、21H+31H→42He+10n+17.6 MeV。在这两个反应中，前一反应的材料是氘，后一反应的材料是氘和氚，而氚又是前一反应的产物，所以氘是实现这两个反应的原始材料，而氘是重水的组成部分，在覆盖地球表面三分之二的海水中是取之不尽的。从这个意义上讲，轻核聚变是能源危机的终结者。

总结：聚变与裂变相比，这是优点之二，即地球上聚变燃料的储量丰富。如1L海水中大约有0.03g氘，如果发生聚变，放出的能量相当于燃烧300L汽油。

聚变与裂变相比，优点之三，是轻核聚变反应更为安全、清洁。

实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了。另外，氘和氚聚就反应中产生的氦是没有放射性的，放射性废物主要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成的放射性物质，比裂就所生成的废物的数量少，容易处理。

(2)我国在可控热核反应方面的研究和实验发展情况。

EAST全超导托卡马克实验装置以探索无限而清洁的核聚变能源为目标，这个装置也被通称为“人造太阳”，能够像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。目前，由中科院等离子体物理研究所设计制造的EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置大部件已安装完毕，进入抽真空降温试验阶段。我国的科学家就率先建成了世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置，模拟太阳产生能量。

点评：通过了解我国在可控热核反应方面的成就，激发学生的爱国热情和献身科学的能力。

(三)课堂小结 本节主要研究了聚变核反应的特点和条件，聚变反应要比裂变反应释放更多的能量，但它发生的条件是要达到几百万度的高温，因而聚变反应也叫热核反应.可控热核反应的研究和实验将为人类和平利用核能开发新的途径。

(四)作业：

完成课后练习 ★教学体会 本节课虽然教学要求不高，但却是开展中学科技教育活动的生动内容。然而课本的编写，却限于篇幅等因素的影响，存在正如爱因斯坦所说的问题：“科学结论几乎是以完成的形式出现在读者面前，读者学生体验不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程也很难达到清楚地解释全部过程。” 在课堂教学过程中，结合内容的讲授，以史为鉴，虽着墨不多，却寓意深远，本材料正是以此为设计思想的：沿着科学家的足迹，剖析科学家的思维，领略科学家的创造;

激发同学们的兴趣，培养同学们的能力，陶冶同学们的情操。

附：

[1]投影材料一 时间 人物 事件 20年代 阿斯顿 指出：中等大小的原子核结合最紧密，核裂变或轻核聚变都会放出能量，核聚变放出的能量比裂变大许多 1920年 爱丁顿 猜测：太阳的能量来自亚原子粒子的相互作用 1926年 爱丁顿 指出：太阳总体积具有2000万度的高温和极高的密度。

1929年 罗素 指出：太阳总体积的60%是氢气，如果太阳的能量真是依靠核反应的话，那么这种核反应只能是氢气的聚变。

1938年 贝 特 证明：太阳的能量确实是靠氢气的聚变来维持的。

[2]投影材料二 事件 人物 事件 1933年 科学家们 在实验室中首次观测到核聚变就是氘的聚变 1934年 卢瑟福 用氘核去轰击氘靶产生了氚，发现氚聚变温度比氘更低。

1942年 特勒 在探索制造原子弹的各种途径的讨论中提出了一个可怕的问题。

1944年 费米 用氢的同位素氖和氛做燃料，只需五千万度就可以发生核聚变。

1945年 美国 原子弹研制成功后，人们立即觉察到，可以利用裂变反应所产生的超高温来实现核聚变反应，这就是氢弹的原理。

19.8 粒子和宇宙 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史 2.初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一 (二)过程与方法 1.感知人类(科学家)探究宇宙奥秘的过程和方法 2.能够突破传统思维重新认识客观物质世界 (三)情感、态度与价值观 1.让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性。

2.培养学生的科学探索精神。

★教学重点 了解构成物质的粒子和宇宙演化过程 ★教学难点 各种微观粒子模型的理解 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

1.Internet网络素材、报刊杂志、影视媒体等。

2.多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件(基于网络环境)播放等。

★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。宇宙学中大爆炸论的基本观点是宇宙正在膨胀，要了解宇宙更早期的情况，我们必须研究组成物质的基本粒子。

问题：现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么? 学生：构成物体的最小微粒为“原子”(不可再分)。

点评：从宇宙的起源角度去引起对物质构的粒子的了解，激发学生的兴趣，积极回答。

教师：其实直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质不可分的最小微粒。20世纪初人们发现了电子，并认为原子并不是不可以再分，而且提出了原子结构模型的研究。

问题：现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成? 学生回忆并回答：现在我们认为原子是核式结构，说明原子可再分，原子核由质子与中子构成。

点评：引起学生回忆旧知识并巩固知识。

(二)进行新课 1.“基本”粒子 “不” 基本 教师：1897年汤姆生发现电子，1911年卢瑟福提出原子的核式结构。继而我们发现了光子，并认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子，所以把它们叫“基本粒子”。那么随着科学技术的发展“它们”还是不是真正意义上的“基本”粒子呢? 学生思考并惊奇。

点评：因为学生所能了解的最小粒子只有这些，所以这节课引起了学生的兴趣。

(可以不按教材顺序介绍，接着介绍新粒子的发现) 2.发现新粒子 教师：20世纪30年代以来，人们对宇宙线的研究中发现了一些新的粒子。

请学生看教材(103页“发现新粒子”) 思考下面的问题：

(1)从宇宙线中发现了哪些粒子?这些粒子有什么特点? (2)通过科学核物理实验又发现了哪些粒子? (3)什么是反粒子? (4)现在可以将粒子分为哪几类? 在老师的引导下学生带着问题阅读教材。

学生回答：

(1)1932年发现正电子;

1937年发现μ子;

1947年发现K介子与π介子 (2)实验中发现了许多反粒子，现在发现的粒子多达400多种。

(3)许多粒子都存在着质量与它相同而电荷及其他一些物理性质相反的粒子，叫做反粒子。

(4)按粒子与各种相互作用的关系，可分为三大类：强子、轻子和媒介子。

教师(讲授评析)：

强子：是参与强相互作用的粒子。

(强子又分为介子和重子) 轻子：轻子是不参与强相互作用的粒子。

媒介子：传递各种相互作用的粒子。

学生举例：

强子：质子、中子… 轻子：电子、电子中微子 媒介子：光子、胶子… 点评：激发学生了解相关知识，更进一步了解这个世界。比较三类粒子，让学生形成直观的认识，知道三类粒子的主要作用。

3.夸克模型 问：上述粒子是不是最小单位，有没有内部结构呢? 请学生看教材(第104页“夸克模型”) 学生：在老师的引导下学生带着问题阅读教材。

教师：1964年提出夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克(quark)。夸克模型经过几十年的发展，已被多数物理学家接受。

那么，现代科学认为夸克有哪几种?有什么特征? 学生回答：

(1)上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克。

(2)夸克带电荷为元电荷的或倍 点评：提示学生现代科学不仅发现6种夸克而且发现了反夸克存在的证据。使学生知道知识的学习和科学的探究是无止境的。

教师(提示)：科学家们还未捕捉到自由的夸克。夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”。能否解放被禁闭的夸克，是物理学发展面临的一个重大课题。

夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。而另一方面也说明科学正由于一个一个的突破才使得科学得到进一步的发展。

例：已知π+介子、π-介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克或反夸克)组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷。

π+ π- u d 带电量 +e -e 下列说法正确的是( )(2005全国) A.π+由u和组成 B.π+由和d组成 C.π-由u和组成 D.π-由和d组成 解析：根据各种粒子带电情况，π的带应为u和d(“+”或“-”)所以选“AD” 归纳：基本粒子不基本(列出框架图) 点评：逐步突现物质世界的微观与宏观的和谐统一。

粒子 媒介子 轻子 (6种) 强子 参与强作用 光子(传递电磁相互作用) 胶子(传递强相互作用) 电子 电子中微子 μ子和μ子中微子 子和子中微子 质子 中子 介子 超子 上夸克 下夸克 奇夸克 粲夸克 底夸克 顶夸克 夸克 4.宇宙的演化、恒星的演化 前面我们提到要了解宇宙起源需了解物质的组成的粒子，这是因为在物理学中研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究宇宙的理论竟然相互沟通、相互支撑。

阅读教材(第105页“宇宙演化”)并要求学生初步了解宇宙演化的发展过程。

点评：培养学生自学的习惯。学生简单了解宇宙演化和恒星演化过程。

教师：讲授“宇宙演化过程和恒星演化过程”：

宇宙大爆炸后，“粒子家族”(宇宙形成之初)：

10-44秒后，温度1032K，产生夸克、轻子、胶子等→ 10-6秒后温度1013K，夸克构成了质子和中子等(强子时代)→ 温度为1011K时，少量夸克，光子、大量中微子和电子存在(轻子时代)→ 温度109K时进入核合成时代→ 温度降到3000K时，电子与质子复合成氢原子→ 冷却，出现了宇宙尘埃 密集尘埃→ 星云团 开始发光→ 一颗恒星诞生。

恒星收缩升温→ 热核反应成氦→ 氢大部分聚变为氦→ 收缩→ 氦聚合成碳→… (类似)直到产生铁元素。

恒星最后的归宿：

恒星质量小于太阳1.4倍→白矮星 恒星质量是太阳1.4~2倍→中子性 恒星质量更大时(无法抵抗)→黑洞 教师：引导学生阅读课外材料“科学足迹”，课本第106页“华人科学家在粒子物理领域的杰出贡献”,了解科学发展史。

学生：了解华人对物理科学的贡献，增强学生的爱国主义热情和热爱科学的高尚的道德情操。

点评：激发学生的求知欲，让学生有一种探索科学奥秘的愿望。

5.课堂练习(可选为例题) 练习1、目前普遍认为，质子和中子都由被称为μ夸克和d夸克的两类夸克组成，μ夸克带电量为2e/3，d夸克带电量为-e/3，e为元电荷，则下列论断可能的是( ) A.质子由1个μ夸克和1个d夸克组成，中子由1个μ夸克和2个d夸克组成 B.质子由2个μ夸克和1个d夸克组成，中子由1个μ夸克和2个d夸克组成 C.质子由1个μ夸克和2个d夸克组成，中子由2个μ夸克和1个d夸克组成 D.质子由2个μ夸克和1个d夸克组成，中子由1个μ夸克和1个d夸克组成 答案：B 练习2、介子衰变方程为：→π-+πo其中介子和π-介子带负的基元电荷，πo介子不带电，如图所示，一个介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧Ap，衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧pB,两轨迹在p点相切，它们半径Rk-与Rπ-之比为2：1(πo介子的轨迹未画出)由此可知π-的动量大小与πo的动量大小之比为( ) A.1：1 B.1：2 C.1：3 D.1：6 答案：C (三)课堂小结 1.知道组成物质的粒子的发展史 2.了解粒子的种类及特点。

3.知道宇宙演化和恒星的演化过程 4.理解物质世界粒子与宇宙的和谐统一。

学生：整理课堂笔记，进一步回忆巩固所学知识。

点评：要求学生梳理知识，进行课堂小结。

(四)作业：

(1)查找有关华人科学家在粒子物理领域的更多成果和事迹与其他同学交流。

(2)“问题与练习”中的1~2题。

★教学体会 粒子和宇宙是近现代物理学重要内容，让学生了解人类对物质结构的认识过程从而进一步认识到物质世界的发展过程：粒子→宇宙。本节内容有很多知识相对抽象，课堂教学以讲授为主，并加以适当的补充介绍，使内容更象形象。一方面让学生了解科学知识，另一方面通过发展名的介绍(尤其是华人在粒子物理学方面的贡献)激发学生爱国主义的精神，培养学生热爱科学、热爱自然的高尚的道德情操，并鼓励他们为祖国、为科学而努力学习，争取更大贡献。

第四篇：初二物理上册第二章复习提纲

初二物理上之《第二章 声音与环境》复习提纲

2.1 我们怎样听见声音

1、声音是怎样产生的

(1)声音是由于物体振动而产生的。(为什么按住盘子后，声音就没有了?) (2)物理学中，把正在发声的物体叫做声源。

2、声音是怎样传播的

(1)音叉振动时，邻近的空气随音叉振动，形成一系列疏密相间的波动向四周传播，这就是声波。(发声体的振动在空气中或其它物质中的传播叫声波。声波是一种波，不仅能被听见，而且可以在示波器上显示出来)

(2)声音在传播的过程中，如遇到障碍物就会被反射回来，反射回来的声音叫做回声。 问题：人耳要将原声和回声区别开来，人耳到障碍物的距离至少为多少米?

3、声音的传播需要介质

(1)声音的传播需要气体、液体、固体等作为传播的介质，真空是不能传播声音的。 注：在实验中如何得出“真空不能传播声音”的结论

(2)航天员在月球上和太空中是怎样相互交谈的——无线电。

4、声音传播有多快

(1)声速的概念：声音传播的距离和传播所用时间之比。(掌握：利用声速求距离) (2)影响声速快慢的因素：介质和温度。

问题：百米赛跑时，如果终点计时员听见发令枪响才按表计时，这样的计时方法正确吗?为什么?

5、人怎样听见声音

(1)外界声音——空气振动——鼓膜振动——听小骨——听觉神经——把信号传给大脑——产生听觉。

(2)骨传导(是人耳感知声音的又一重要途径)：声波还可通过头骨、颌骨等其它介质传导至听神经，从而产生听觉。这种传导方式叫做骨传导。 (3)听到声音的条件

6、声音的利用：医用听诊器(心脏的振动引起金属薄片的振动，再引起管内空气振动，再由耳塞振动传给耳内的听觉系统。因为空气振动是在管内传播，减少了声音的分散)

2.2 我们怎样区分声音

1、比较乐音与噪声

(1)乐音：使人感到愉悦的声音叫做乐音;乐音有益于身心健康，振动有规律。 (2)噪声：使人感到厌烦的声音叫做噪声;噪声无益于身心健康，振动没有规律。

2、声音的高低——音调

(1)物理学中，把声音的高低叫做音调。(人耳判断声调高低的表现)

(2)声源振动次数和所用时间之比称为频率，用f表示;频率的单位是赫兹，简称赫，符号是Hz。 (3)影响音调高低的因素：频率。声源振动的频率越高，音调越高;声源振动的频率越低，音调越低。

3、用波形比较频率

(1)掌握：通过波形图比较频率的高低。

(2)人的发声频率范围大约是85-1100Hz，而听到声音的频率范围大约是20-20000Hz。

4、影响弦乐器音调的因素

影响弦乐器音调的因素：弦的长短、粗细和张紧程度。(弦越长，音调越低;弦越粗，音调越低;弦越松，音调越低)

问题：为什么弦乐器上要安装几根粗细不同的弦?

二胡、琵琶等是我国特有的弦乐器，用它们如何调节音调?

为什么儿童说话的音调比成年人高，女孩的音调比男孩高?

2.3 我们怎样区分声音(续)

1、声音的强弱——响度

(1)物理学中，把声音的强弱叫做响度，响度又叫做音量(人耳判断声调强弱的表现) (2)物理学中，用振幅来描述物体振动的幅度。(振幅：振动物体离开平衡位置的最大距离) (3)声源的振幅越大，产生声音的响度也越大。

2、用波形比较振幅

(1)掌握：通过波形图比较振幅的高低。

(2)分贝：计量声音强弱的单位，符号位dB。人耳能听见的最弱声音强度为0dB，这是听觉的下限;10dB相当于微风吹拂树叶的沙沙声。

(3)影响响度大小的因素：振幅、距离声源的远近。 (4)日常用语中，“高”与“低”有时指音调，有时指响度。 “那么高的音我唱不上去，那么低的音我唱不出来。”——音调 “引吭高歌、低声细语”——响度

3、声音的品质——音色(音品)

(1)影响音色不同的因素：发声体的材料、结构及发声方式。 (2)乐音的三个主要特性：音调、响度和音色。

问题：打击乐器、管乐器和弦乐器是如何产生乐音的，它们通过什么方法来改变音调?

2 (1)打击乐器：(鼓)鼓皮振动 绷紧鼓皮来改变振动物体的振动快慢

(2)管乐器：(长笛)空气柱振动 改变空气柱的长度来改变空气柱的振动频率 (3)弦乐器： (小提琴)弦振动 改变弦的粗细和长短，从而改变弦的振动频率

2.4 让声音为人类服务

1、声音与音乐

2、声音与建筑

理解：“回音壁”和“三音石”——利用了声音的反射原理

双耳效应：由于同一个声音传到人双耳的时间、强弱和其他特征会有微小的差别，因此人们就可以判断声源的方位，这就是“双耳效应”。

3、听不见的声音

(1)超声：物理学中，把振动频率高于20000Hz的声音，叫做超声。 ①特点：方向性好、穿透能力强，易于获得较集中的声能量 ②应用：回声定位、B超、超声波去污

(2)次声：物理学中，把振动频率低于20Hz的声音，叫做次声。 ①特点：传播时能量损失小，能传得很远 ②应用：预测自然灾害、军事监测 (3)了解：超声与次声的应用

4、控制和减少恼人的噪声

(1)理想的声音环境：白天不高于55dB，夜间不高于45dB。

超过70dB，人就会心烦意乱，神经紧张，学习与工作的效率下降。

若长期在80-100dB的噪声环境中工作和学习，听觉就会迟钝，甚至耳朵变聋。 (2)噪声的来源：交通运输噪声、工业噪声、施工噪声、社会生活噪声 (3)当前优化人们生活环境的一个重要课题——控制噪声、减小噪声。

采取措施——消声、吸声、隔声。

①在声源处控制。如在内燃机排气管上加装消音器 ②在传播过程中控制。如在城市里植树、修隔音墙等 ③在人耳处控制。如戴防噪声耳塞等

第五篇：初二物理上册知识点复习梳理归纳

第一章 机械运动

长度的测量

1、长度的测量 ：长度的测量是最基本的测量，最常用的工具是刻度尺。

2、长度的单位及换算

长度的国际单位是米(m)，常用的单位有千米（Km），分米（dm）厘米（cm），毫米（mm）微米（um）纳米（nm）长度的单位换算时，小单位变大单位用乘，大单位换小单位用除

3、正确使用刻度尺

（1）使用前要注意观察零刻度线、量程、分度值（2）使用时要注意

① 尺子要沿着所测长度放，尺边对齐被测对象，必须放正重合，不能歪斜。 ② 不利用磨损的零刻度线，如因零刻线磨损而取另一整刻度线为零刻线的，切莫忘记最后读数中减掉所取代零刻线的刻度值。③ 厚尺子要垂直放置④ 读数时，视线应与尺面垂直

4、正确记录测量值 ：测量结果由数字和单位组成

（1） 只写数字而无单位的记录无意义 （2） 读数时，要估读到刻度尺分度值的下一位

5、误差 ：测量值与真实值之间的差异

误差不能避免，能尽量减小，错误能够避免是不该发生的

减小误差的基本方法：多次测量求平均值，另外，选用精密仪器，改进测量方法也可以减小误差

6、特殊方法测量

（1）累积法如测细金属丝直径或测张纸的厚度等（2）卡尺法（3）代替法 运动描述

1、机械运动物体位置的变化叫机械运动

一切物体都在运动，绝对不动的物体是没有的，这就是说运动是绝对的，我们平常说的运动和静止都是相对于另一个物体（参照物）而言的，所以，对运动的描述是相对的

2、参照物研究机械运动时被选作标准的物体叫参照物

（1） 参照物并不都是相对地面静止不动的物体，只是选哪个物体为参照物，我们就假定物体不动

（2） 参照物可任意选取，但选取的参照物不同，对同一物体的运动情况的描述可能不同

3、相对静止

两个以同样快慢、向同一方向运动的物体，或它们之间的位置不变，则这两个物体相对静止。

4、匀速直线运动快慢不变、经过的路线是直线的运动，叫做匀速直线运动

匀速直线运动是最简单的机械运动。

5、速度

（1） 速度是表示物体运动快慢的物理量。 （2） 在匀速直线动动中，速度等于运动物体在单位时间内通过的路程 （3） 速度公式：v= S t （4） 速度的单位

国际单位 ：m/s 常用单位：km/h 1m/s = 3.6 km/h

6、平均速度 做变速运动的物体通过某段路程跟通过这段路程所用的时间之比，叫物体在这段路程上的平均速度求平速度必须指明是在哪段路程或时间内的平均速度

7、测平均速度原理：v = s / t测理工具：刻度尺、停表（或其它计时器）