【正文】 落地后雙腿往往要彎曲； 輪船邊緣及輪渡的碼頭上都裝有橡皮輪胎等，這樣做的目的是為了什么呢？而在某些情況下，我們又不希望這樣，比如用鐵錘釘釘子。 （教師巡回指導(dǎo)，及時(shí)點(diǎn)撥、提示）推導(dǎo)過程：如圖所示，由牛頓第二定律得，物體的加速度合力 F=ma由于，所以，（ 1）結(jié)論：上式表示，物體所受合外力等于物體動(dòng)量的變化率。這個(gè)量反映了 力對(duì)時(shí)間的積累效應(yīng)。 討論：如果物體所受的力不是恒力，對(duì)動(dòng)量定理的表達(dá)式應(yīng)該怎樣理解呢？教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀選修 3－ 5 教材 24 頁(yè)第一段，理解動(dòng)量定理的過程性。 在實(shí)際中我們常遇到變力作用的情況，比如用鐵錘釘釘子，球拍擊乒乓球等， FF0t0t 釘子和乒乓球所受的作用力都不是恒力，這時(shí)變力的作用效果可以等效為某一個(gè)恒力的作用，則該恒力就叫變力的平均值，如圖所示，是變力與平均力的 Ft 圖象，其圖線與橫軸所圍的面積即為沖量的大小，當(dāng)兩圖線面積相等時(shí)，即變力與平均力在 t0 時(shí)間內(nèi)等效。 v′ v 如圖所示，質(zhì)量為 m 的球以速度 v 向右運(yùn)動(dòng)，與墻壁碰撞后反彈的速度為 v’，碰撞過程中，小球所受墻壁的作用力 F 的方向向左。合外力沖量的方向可以跟初動(dòng)量方向相同，也可以相反。 接著再解釋用鐵錘釘釘子、跳遠(yuǎn)時(shí)要落入沙坑中等現(xiàn)象。 接著再解釋緩沖裝置。 學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。 （三）情感、態(tài)度與價(jià)值觀領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。在電磁學(xué)方面，建立了一個(gè)能推斷一切電磁現(xiàn)象的 Maxwell 方程。 1900 年，在英國(guó)皇家 學(xué)會(huì)的新年慶祝會(huì)上，著名物理學(xué)家開爾文作了展望新世紀(jì)的發(fā)言：“科學(xué)的大廈已經(jīng)基本完成，后輩的物理學(xué)家只要做一些零碎的修補(bǔ)工作就行了。正可謂“山重水復(fù)疑無(wú)路，柳暗花明又一村”。并通過課件展示，使學(xué)生進(jìn)一步了解熱輻射的特點(diǎn)，為黑體概念的提出準(zhǔn)備知識(shí)。 （ 2）黑體教師：除了熱輻射之外，物體表面還會(huì)吸收和反射外界射來(lái)的電磁波。 不透明的材料制成帶 小孔的的空腔，可近似看作黑體。如圖所示。德國(guó)物理學(xué)家維恩和英國(guó)物理學(xué)家瑞利分別提出了輻射 強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布的理論公式。 0123456(μ m)1700K1500Kλ 1300K1100K 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 3．能量子：超越牛頓的發(fā)現(xiàn)教師：利用已有的理論解釋黑體輻射的規(guī)律，導(dǎo)致了荒謬的結(jié)果。但是這些諧振子只能處于某些分立的狀態(tài)，在這些 狀態(tài)中，諧振子的能量并不象經(jīng)典物理學(xué)所允許的可具有任意值。 他的墓碑上只刻著他的姓名和黑體輻射的研究卓有成效地展現(xiàn)在人們的眼前，紫外災(zāi)難的疑點(diǎn)找到了，為人類解決了一大難題。人們本著對(duì)光的完美理論（光的波動(dòng)性、電磁理論）進(jìn)行解釋會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果？明天，我們就繼續(xù)學(xué)習(xí)“科學(xué)的轉(zhuǎn)折：光的粒子性”（三）課堂小結(jié)教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。 教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。 2．知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。 ★教學(xué)用具： 投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備★課時(shí)安排 2 課時(shí)★教學(xué)過程（一）引入新課提問：回顧前面的學(xué)習(xí)，總結(jié)人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)的發(fā)展過程？（多媒體投影，見課件。 19世紀(jì) 60年代，麥克斯韋又從理論上確定了光的電磁波本質(zhì)。（課件輔助講述）用弧光燈照射擦得很亮的鋅板， (注意用導(dǎo)線與不帶電的驗(yàn)電器相連），使驗(yàn)電器張角增大到約為 30 度時(shí)，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗(yàn)電器的指針張角會(huì)變大。發(fā)射出來(lái)的電子叫做光電子。 當(dāng) K、 A 間加反向電壓，光電子克服電場(chǎng)力作功，當(dāng)電壓達(dá)到某一值Uc 時(shí)，光電流恰為 0。 當(dāng)入射光頻率ν ν c時(shí)，電子才能逸出金屬表面； 當(dāng)入射光頻率ν二、概率波 德布羅意波的統(tǒng)計(jì)解釋 1926 年，德國(guó)物理學(xué)玻恩（ Born， 18821972）提出了概率波，認(rèn)為個(gè)別微觀粒子在何處出現(xiàn)有一定的偶然性，但是大量粒子在空間何處出現(xiàn)的空間分布卻服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 物理學(xué)中把光波叫做概率波 .概率表征某一事物出現(xiàn)的可能性 .經(jīng)過長(zhǎng)期的探索，人們對(duì)光的認(rèn)識(shí)越來(lái)越深入了 .光既是一種波 ,又是一 種粒子 ,光既表現(xiàn)出波動(dòng)性又表現(xiàn)出粒子性 .而在我們的經(jīng)驗(yàn)中找不到既是波 ,又是粒子的東西 .這是因?yàn)槲覀兊慕?jīng)驗(yàn)局限于宏觀物體的運(yùn)動(dòng) ,微觀世界的某些屬性與宏觀世界不同，我們從來(lái)沒有過類似的經(jīng)歷 .隨著人類的認(rèn)識(shí)范圍不斷擴(kuò)展，不可能直接感知的事物出現(xiàn)在我們面前 .在這種情況下我們就要設(shè)想一種模型，盡管以日常經(jīng)驗(yàn)來(lái)衡量，這個(gè)模型的行為十分古怪，但是只要能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，它就能夠在一定范圍內(nèi)正確代表所研究的對(duì)象 .３、光的波動(dòng)性與粒子性是不同條件下的表現(xiàn)： 講述：大量光子行為顯示波動(dòng)性； 個(gè)別光子行為顯示粒子性； 光的波長(zhǎng)越長(zhǎng) ，波動(dòng)性越強(qiáng)； 光的波長(zhǎng)越短，粒子性越強(qiáng)４、概率波對(duì)物質(zhì)波的雙縫衍射現(xiàn)象的解釋對(duì)于電子和其他微觀粒子，由于同樣具有波粒二象性，所以與它們相聯(lián)系的物質(zhì)波也是概率波。 三、課堂小結(jié)教師活動(dòng)：光既具有波動(dòng)性，又具有粒子性。 四、作業(yè)：完成講義相應(yīng)練習(xí)★教學(xué)體會(huì) ★新課標(biāo)要求（一）知識(shí)與技能 1．了解不確定關(guān)系的概念和相關(guān)計(jì)算． 2．了解物理模型與物理現(xiàn)象（二）過程與方法經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題，驗(yàn)證物理規(guī)律。 設(shè)疑：既然光是粒子，那么它的運(yùn)動(dòng)還遵守牛頓運(yùn)動(dòng)定律嗎？還能用質(zhì)點(diǎn)的位置和動(dòng)量來(lái)描述它的運(yùn)動(dòng)嗎？點(diǎn)評(píng)：引發(fā)學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。 （二）進(jìn)行新課 1．德布羅意波的統(tǒng)計(jì)解釋 1926年，德國(guó)物理學(xué)玻恩（ Born， 18821972）提出了概率波，認(rèn)為個(gè)別微觀粒子在何處出現(xiàn)有一定的偶然性，但是大量粒子在空間何處出現(xiàn)的空間分布卻服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。簡(jiǎn)單的說(shuō)，是為了描述微觀粒子的波動(dòng)性而引入的一種方法。 電子在中央主極大區(qū)域出現(xiàn)的幾率最大。如果我們?nèi)杂米鴺?biāo) x 和動(dòng)量 p 來(lái)描述這一電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，那么，我們不禁要問：一個(gè)電子通過狹縫的瞬時(shí)，它是從縫上哪一點(diǎn)通過的呢 ?也就是說(shuō)，電子通過狹縫的瞬時(shí)，其坐標(biāo) x 為多少 ?顯然，這一問題，我們無(wú)法準(zhǔn)確地回答，因?yàn)榇藭r(shí)該電子究竟在縫上哪一點(diǎn)通過是無(wú)法確定的，即我們不能準(zhǔn)確地確定該電子通過狹縫時(shí)的坐標(biāo)。 分析計(jì)算可得： 式中 h 為普朗克常量。 例題解析： 例 1．一顆質(zhì)量為 10g 的子彈，具有 200m在這種情況下，電子位置的不確定范圍比原子的大小還要大幾億倍，可見企圖精確地確定電子的位置和動(dòng)量已是沒有實(shí)際意義。 有概率分布特性，不可能分辨出各個(gè)粒子的軌跡。粒子位置的不確定量越小，動(dòng)量的不確定量就越大，反之亦然。 ②為什么微觀粒子的坐標(biāo)和動(dòng)量不能同時(shí)測(cè)準(zhǔn) ?這是因?yàn)槲⒂^粒子的坐標(biāo)和動(dòng)量本來(lái)就不同時(shí)具有確定量。 當(dāng)不確定關(guān)系施加的限制不可以忽略時(shí)，那只能用量子力學(xué)理論來(lái)處理問題。 點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。這種認(rèn)識(shí)一直統(tǒng)治了人類思想近兩千年。 設(shè)疑：是什么原因讓空氣分子變成帶電粒子的？帶電粒子從何而來(lái)的？科學(xué)家在研究氣體導(dǎo)電時(shí)發(fā)現(xiàn)了輝光放電現(xiàn)象。 對(duì)于陰極射線的本質(zhì)，有大量的科學(xué)家作出大量的科學(xué)研究， 主要形成了兩種觀點(diǎn)。認(rèn)為這種射線的本質(zhì)是一種高速粒子流。 實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示， CC1C2lYA162。 在平行極板區(qū)域加一磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)方向必須垂直紙面向外。這說(shuō)明，這種粒子是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分。湯姆生把新發(fā)現(xiàn)的這種 粒子稱之為電子。 電子的質(zhì)量 m＝ 10－ 31kg閱讀書本材料： P55科學(xué)足跡【課堂例題】 AB 例題 一只陰極射線管，左側(cè)不斷有電子射出，若在管的正下方，放一通電直導(dǎo)線 AB 時(shí)，發(fā)現(xiàn)射線徑跡向下偏，則：（） A．導(dǎo)線中的電流由 A流向 BB．導(dǎo)線中的電流由 B流向 AC．若要使電子束的徑跡往上偏，可以通過改 變 AB 中的電流方向來(lái)實(shí)現(xiàn) D．電子束的徑跡與 AB 中的電流方向無(wú)關(guān) ABU0v0++++－－－－例題 有一電子（電荷量為 e）經(jīng)電壓為 U0 的電場(chǎng)加速后，進(jìn)入兩塊間距為 d，電壓為 U 的平行金屬板間，若電子從兩板正中間垂直電場(chǎng)方向射入，且正好能穿過電場(chǎng)，求： （ 1）金屬板 AB 的長(zhǎng)度（ 2）電子穿出電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能（三）課堂小結(jié)科學(xué)家在對(duì)陰極射線的研究中發(fā)現(xiàn)了電子，使人們對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代，電子的發(fā)現(xiàn)是 19 世紀(jì)末物理學(xué)史上的三大發(fā)現(xiàn)之一。 ★教學(xué)體會(huì)思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本； 親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng)，物理教學(xué)就成了無(wú)源之水、無(wú)本之木。 （二）過程與方法 1．通過對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論與 交流，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)現(xiàn)象的分析中歸納中得出結(jié)論的邏輯推理能力。 2．通過對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)的不斷深入，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到人類對(duì)微觀世界的認(rèn)識(shí)是不斷擴(kuò)大和加深的，領(lǐng)悟和感受科學(xué)研究方法的正確使用對(duì)科學(xué)發(fā)展的重要意義。 點(diǎn)評(píng)：用動(dòng)畫展示原子葡萄干布丁模型。如果粒子與其他粒子發(fā)生相互作用，改變了運(yùn)動(dòng)方向，熒光屏就能夠顯示出它的方向變化。 （ 2）粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置粒子散射實(shí)驗(yàn)的裝置，主要由放射源、金箔、熒光屏、望遠(yuǎn)鏡和轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤幾部分組成。 動(dòng)畫展示粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置動(dòng)畫展示實(shí)驗(yàn)中，通過顯微鏡觀察到的現(xiàn)象（ 3）實(shí)驗(yàn)的觀察結(jié)果 必須向?qū)W 生明確：入射的粒子分為三部分。其中第 2 個(gè)問題學(xué)生基本上能討論出，第三個(gè)問題，通過師生共同分析，然后讓學(xué)生小組討論，進(jìn)行邏輯推理得出原子的結(jié)構(gòu)。 ②對(duì)于粒子在原子附近時(shí)由于原子呈中性，與ɑ粒子之間沒有或很小的庫(kù)侖力的作用，正電荷在原子內(nèi)部均勻的分布，粒子穿過原子時(shí)，由于原子兩側(cè) 正電荷將對(duì)它的斥力有相當(dāng)大一部分互相抵消，使粒子偏轉(zhuǎn)的力不會(huì)很大，所以粒子大角度散射說(shuō)明葡萄干布丁模型不符合原子結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況。 教師小結(jié)：實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)極少數(shù)ɑ粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，甚至反彈回來(lái)，表明這些ɑ粒子在原子中某個(gè)地方受到了質(zhì)量、電量均比它本身大得多的物體的作用，可見原子中的正電荷、質(zhì)量應(yīng)都集中在一個(gè)中心上。 點(diǎn)評(píng)：教師進(jìn)行科學(xué)研究方法教育：模型法（實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）、→（分析推理）→（構(gòu)造模型） （通過湯姆生的原子結(jié)構(gòu)模型到盧瑟福的原子的核式結(jié)構(gòu)模型的建立，既滲透科學(xué)探究的因素教學(xué)，又進(jìn)行了模型法的教學(xué)，并將盧瑟福的原子的核式結(jié)構(gòu)模型與行星結(jié)構(gòu)相類比，指出大自然的和諧統(tǒng)一的美，滲透哲學(xué)教育。 3．原子核的電荷與大小關(guān)于原子的大小應(yīng)該讓學(xué)生有個(gè)數(shù)量級(jí)的概念，即原子的半徑在 1010m左右，原子核的大小在 1015～ 1014m左右．原子 核的半徑只相當(dāng)于原子半徑的萬(wàn)分之一，體積只相當(dāng)于原子體積的萬(wàn)億分之一。 學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。 傳統(tǒng)的教學(xué)中只是“授人以魚，并未授人以漁”，學(xué)生并不知道盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)為什么要這樣做，并沒有學(xué)會(huì)盧瑟福通過推理分析得出原子的核式結(jié)構(gòu)模型的科學(xué)方法，可以說(shuō)，這節(jié)課最精華的所在：科學(xué)研究方法如模型法、黑箱法、微觀粒子碰撞法，學(xué)生并沒有從中體會(huì)到，是舍本求末的教學(xué)法。 （ 4）探索在擴(kuò)招情況下，進(jìn)行教學(xué)有效性的策略研究，是本節(jié)課的試驗(yàn)主題之一，也是我校開展的一個(gè)重要課題； 本節(jié) 課在有些學(xué)生的能力要求太高的地方，采用小步跑的方法，將難點(diǎn)的梯度設(shè)置為幾個(gè)臺(tái)階，如三個(gè)問題的回答討論，就采用這一方法，從而有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和保持學(xué)習(xí)物理的積極性，使學(xué)生不斷獲得成就感，在小組中體會(huì)到自己的重要性和學(xué)會(huì)在小組學(xué)習(xí)中進(jìn)行協(xié)作團(tuán)結(jié)。 為了使教學(xué)更具有代表性，所教教學(xué)班為物理選修普通班，學(xué)生的邏輯思維能力一般，但對(duì)物理有較大的興趣。 2．了解氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，知道巴耳末系。 ★教學(xué)重點(diǎn)氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律★教學(xué)難點(diǎn)經(jīng)典理論的困難★教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。有時(shí)只是波長(zhǎng)成分的記錄。只含有一些不連續(xù)的亮線的光譜叫做明線光譜。如圖所示。如圖所示。因此吸收光譜中的暗譜線，也是原子的特征譜線。這種方法叫做光譜分析。 （課件展示） 3．盧瑟福原子核式 模型的困難教師：（講述）盧瑟福原子核式模型無(wú)法解釋氫原子光譜的規(guī)律。實(shí)驗(yàn)表明原子相當(dāng)穩(wěn)定，這一結(jié)論與實(shí)驗(yàn)不符。 學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來(lái)、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰(shuí)的更好，好在什么地方。 2．了解能級(jí)、能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)的概念。 ★教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。（本假設(shè)是針對(duì)原子穩(wěn)定性提出的）（ 2）躍遷假設(shè)：原子從一種定態(tài)（設(shè)能量為En）躍遷到另一種定態(tài)（設(shè)能量為 Em）時(shí)，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即（ h為普朗克恒量）（本假設(shè)針對(duì)線狀譜提出）（ 3）軌道量子化假設(shè)：原子的不同能量狀態(tài)跟電子沿不同的圓形軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng)。 （ 1）氫原子的大小：氫原子的電子的各條可能軌道的半徑 rn： rn=n2r1， r1 代表第一條（離核最近的一條）可能軌道的半徑 r1= 1010m 例： n=2， r2= 1010m（ 2）氫原子的能級(jí)：①原子在各個(gè)定態(tài)時(shí)的能量值 En 稱為原子的能級(jí)