【正文】 驗 2〗用薄鋁箔卷成一個細(xì)管，一端封閉，另一端留一個很細(xì)的口，內(nèi)裝由火柴頭上刮下的藥粉，把細(xì)管放在支架上，用火柴或其他辦法給細(xì)管加熱，當(dāng)管內(nèi)藥粉點燃時，生成的燃?xì)鈴募?xì)口迅速噴出，細(xì)管便向相反的方向飛去。 提問：實驗 2中，氣球、細(xì)管為什么會向后退呢？實驗 3 中 ，細(xì)管為什么會旋轉(zhuǎn)起來呢？看起來很小的幾個實驗，其中包含了很多現(xiàn)代科技的基本原理：如火箭的發(fā)射，人造衛(wèi)星的上天，大炮發(fā)射等。 （二）進(jìn)行新課 反沖運動（ 1）分析：細(xì)管為什么會向后退？教師：引導(dǎo)學(xué)生自學(xué)書本，展開討論，得出結(jié)論： 當(dāng)氣體從管內(nèi)噴出時，它具有動量，由動量守恒定律可知，細(xì)管會向相反方向運動。 學(xué)生：交流，舉例，并說明其工作原理。 教師：為了使學(xué)生對反沖運動有更深刻的印象，此時再做一個發(fā)射禮花炮的實驗。 火箭教師：指導(dǎo)學(xué)生看書，對照書上“三級火箭”圖，介紹火箭的基本構(gòu)造和工作原理。 教師：在此基礎(chǔ)上，指導(dǎo)學(xué)生閱讀課后閱讀材料 —— 《航天技術(shù)的發(fā)展和宇宙航行》。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。 點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。 （四）作業(yè)：“問題與練習(xí)” 1～ 3 題★教學(xué)體會思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學(xué)的根本； 親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。 16． 6 用動量概念表示牛頓第二定律★新課標(biāo)要求（一）知識與技能1．理解動量定理的確切含義和表達(dá)式，知道動量 定理適用于變力。 （二）過程與方法運用牛頓運動定律和運動學(xué)公式推導(dǎo)出動量定理表達(dá)式。激發(fā)學(xué)生探索新知識的欲望。 ★教學(xué)用具： 生雞蛋、鋪有較厚的海綿墊的白鐵桶、細(xì)線、金屬小球、橡皮筋、鐵架臺等，投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè) 備★課時安排 1 課時★教學(xué)過程（一）引入新課小實驗引入新課： 演示實驗 1：雞蛋落地【演示】事先在一個白鐵桶的底部墊上一層海綿（不讓學(xué)生知道），讓一個雞蛋從一米多高的地方下落到白鐵桶里，事先讓學(xué)生推測一下雞蛋的“命運”，然后做這個實驗。 【讓學(xué)生在驚嘆中開始新課內(nèi)容】在日常生活中，有不少這樣的事例 ：跳遠(yuǎn)時要跳在沙坑里； 跳高時在下落處要放海綿墊子； 從高處往下跳，落地后雙腿往往要彎曲； 輪船邊緣及輪渡的碼頭上都裝有橡皮輪胎等，這樣做的目的是為了什么呢？而在某些情況下，我們又不希望這樣，比如用鐵錘釘釘子。 （二）進(jìn)行新課 1．用動量概念表示牛頓第二定律師：給出問題（投影） v′ vF 假設(shè)一個物體在恒定的合外力作用下，做勻變速直線運動，在 t 時刻初速度為 v，在 t′時刻的末速度為 v′，試推導(dǎo)合外力的表達(dá)式。 （教師巡回指導(dǎo)，及時點撥、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量的變化率。 2．動量定理教師：將（ 1）式寫成（ 2）（師生討論上式的物理意義）總結(jié)：表達(dá)式左邊是物體從 t時刻到 t′時刻動量的變化量，右邊是物體所受合外力與這段時間的乘積。這個量反映了 力對時間的積累效應(yīng)。 s，讀作“牛頓秒”。 討論：如果物體所受的力不是恒力，對動量定理的表達(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 頁第一段，理解動量定理的過程性?？梢宰C明： 動量定理不但適用于恒力，也適用于隨時間變化的變力。 在實際中我們常遇到變力作用的情況，比如用鐵錘釘釘子，球拍擊乒乓球等， FF0t0t 釘子和乒乓球所受的作用力都不是恒力，這時變力的作用效果可以等效為某一個恒力的作用，則該恒力就叫變力的平均值，如圖所示，是變力與平均力的 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，即變力與平均力在 t0 時間內(nèi)等效。 3．動量定理的方向性例如：勻加速運動合外力沖量的方向與初動量方向相同，勻減速運動合外力沖量方向與初動量方向相反，甚至可以跟初動量方向成任何角度。 v′ v 如圖所示，質(zhì)量為 m 的球以速度 v 向右運動，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。此公式中 F、 v、 v′均指該物理量的大?。ù颂幙删o接著講課本上的例題）。合外力沖量的方向可以跟初動量方向相同，也可以相反。 雞蛋從某一高度下落，分別與石頭和海綿墊接觸前的 速度是相同的，也即初動量相同，碰撞后速度均變?yōu)榱?，即末動量均為零，因而在相互作用過程中雞蛋的動量變化量相同。 接著再解釋用鐵錘釘釘子、跳遠(yuǎn)時要落入沙坑中等現(xiàn)象。請同學(xué)們再舉些有關(guān)實際應(yīng)用的例子。 接著再解釋緩沖裝置。 例題（投影教材 24 頁例題，師生討論）（三）課堂小結(jié)教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。 學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。 教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。比較宏觀物體和微觀粒子的能量變化特點。 （三）情感、態(tài)度與價值觀領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。 ★教學(xué)用具： 投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備★課時安排 1 課時★教學(xué)過程（一）引入新課教師：介紹能量量子化發(fā)現(xiàn)的背景：（多媒體投影，見課件。在電磁學(xué)方面，建立了一個能推斷一切電磁現(xiàn)象的 Maxwell 方程。當(dāng)時許多物理學(xué)家都沉醉于這些成績和勝利之中。 1900 年，在英國皇家 學(xué)會的新年慶祝會上，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工作就行了。 然而，事隔不到一年（ 1900 年底），就從第一朵烏云中降生了量 子論，緊接著（ 1905 年）從第二朵烏云中降生了相對論。正可謂“山重水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”。 學(xué)生：閱讀教材關(guān)于熱輻射的描述。并通過課件展示，使學(xué)生進(jìn)一步了解熱輻射的特點，為黑體概念的提出準(zhǔn)備知識。 所輻射電磁波的特征與溫度有關(guān)。 （ 2）黑體教師：除了熱輻射之外，物體表面還會吸收和反射外界射來的電磁波。 黑體模型概念：能全部吸收各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體，稱為絕對黑體，簡稱黑體。 不透明的材料制成帶 小孔的的空腔，可近似看作黑體。 研究黑體輻射的規(guī)律是了解一般物體熱輻射性質(zhì)的基礎(chǔ)。如圖所示。 教師：提出問題，設(shè)置疑問。德國物理學(xué)家維恩和英國物理學(xué)家瑞利分別提出了輻射 強度按波長分布的理論公式。 課件展示：瑞利 金斯線。 0123456(μ m)1700K1500Kλ 1300K1100K 實驗結(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。這就是能量子概念。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。 對于頻率為ν的諧振子最小能量為這個最小能量值，就叫做能量子課件展示：普朗克的能量子假說和黑體輻射公式（ 1）黑體輻射公式 普朗克在德國物理學(xué)會會議上提出一個黑體輻射公式普朗克后來又為這種與經(jīng)典物理格格不入的觀念深感不安，只是在經(jīng)過十多年的努力證明任何復(fù)歸于經(jīng)典物理的企圖都以失敗而告終之后，他才堅定地相信 h 的引入確實反映了新 理論的本質(zhì)。 他的墓碑上只刻著他的姓名和黑體輻射的研究卓有成效地展現(xiàn)在人們的眼前，紫外災(zāi)難的疑點找到了，為人類解決了一大難題。 物理難題： 1888 年，霍瓦 (Hallwachs)發(fā)現(xiàn)一個帶負(fù)電的金屬板被紫外光照射會放電。人們本著對光的完美理論（光的波動性、電磁理論）進(jìn)行解釋會出現(xiàn)什么結(jié)果？明天，我們就繼續(xù)學(xué)習(xí)“科學(xué)的轉(zhuǎn)折：光的粒子性”（三）課堂小結(jié)教師活動：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。 學(xué)生活動：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。 教師要放開，讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。 2．知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。 （三）情感、態(tài)度與價值觀領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。 ★教學(xué)用具： 投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備★課時安排 2 課時★教學(xué)過程（一）引入新課提問：回顧前面的學(xué)習(xí)，總結(jié)人類對光的本性的認(rèn)識的發(fā)展過程？（多媒體投影，見課件。 教師傾聽、點評。 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)。對這一現(xiàn)象及其他相關(guān)問題的研究，使得人們對光的又一本質(zhì)性認(rèn)識得到了發(fā)展。（課件輔助講述）用弧光燈照射擦得很亮的鋅板， (注意用導(dǎo)線與不帶電的驗電器相連），使驗電器張角增大到約為 30 度時，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗電器的指針張角會變大。 教師提問：上述實驗說明 了什么？學(xué)生：表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電。發(fā)射出來的電子叫做光電子。 光電子在電場作用下形成光電流。 當(dāng) K、 A 間加反向電壓，光電子克服電場力作功，當(dāng)電壓達(dá)到某一值Uc 時，光電流恰為 0。 根據(jù)動能定理，有（ 2）光電效應(yīng)實驗規(guī)律① 光電流與光強的關(guān)系飽和光電流強度與入射光強度成正比。 當(dāng)入射光頻率ν ν c時，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)計解釋 1926 年，德國物理學(xué)玻恩（ Born， 18821972）提出了概率波，認(rèn)為個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)計規(guī)律。 ２、概率波對光的雙縫衍射現(xiàn)象的解釋： 光是一種粒子，它和物質(zhì)的作用是“一份一份”地進(jìn)行的 .用很弱的光做雙縫干涉實驗 .從光子打在膠片上的位置，我們發(fā)現(xiàn)了規(guī)律性 . 實驗結(jié)果表明，如果曝光時間不太長，底片上只出現(xiàn)一些無規(guī)則分布的點子，那些點子是光子打在底片上形成的，如果曝光時間足夠長，我們無法把它們區(qū)分開，因此看起來是連續(xù)的 .單個光子通過雙縫后的落點無法預(yù)測 ,但是研究很多光子打在膠片上的位置 ,我們發(fā)現(xiàn)了規(guī)律性 :光子落在某些條形區(qū)域內(nèi)的可能性較大 .這些條 形區(qū)域正是某種波通過雙縫后發(fā)生干涉時振幅加強的區(qū)域 .這個現(xiàn)象表明，光子在空間各點出現(xiàn)的可能性的大?。ǜ怕剩?，正是由于這個原因， 1926 年德國的物理學(xué)家波恩指出：雖然不能肯定某個光子落在哪一點，但由屏上各處明暗不同可知，光子落在各點的概率是不一樣的，即光子落在明紋處的概率大，落在暗紋處的概率小。 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)過長期的探索，人們對光的認(rèn)識越來越深入了 .光既是一種波 ,又是一 種粒子 ,光既表現(xiàn)出波動性又表現(xiàn)出粒子性 .而在我們的經(jīng)驗中找不到既是波 ,又是粒子的東西 .這是因為我們的經(jīng)驗局限于宏觀物體的運動 ,微觀世界的某些屬性與宏觀世界不同，我們從來沒有過類似的經(jīng)歷 .隨著人類的認(rèn)識范圍不斷擴展，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)驗來衡量，這個模型的行為十分古怪，但是只要能與實驗結(jié)果一致，它就能夠在一定范圍內(nèi)正確代表所研究的對象 .３、光的波動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性； 個別光子行為顯示粒子性； 光的波長越長 ，波動性越強； 光的波長越短，粒子性越強４、概率波對物質(zhì)波的雙縫衍射現(xiàn)象的解釋對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。對于大量粒子，這種概率分布導(dǎo)致確定的宏觀結(jié)果。 三、課堂小結(jié)教師活動：光既具有波動性，又具有粒子性。 學(xué)生在老師進(jìn)行小結(jié)的同時可以同步把自己對于本節(jié)課的內(nèi)容小結(jié)進(jìn)行參照對比，查漏補缺。 四、作業(yè)：完成講義相應(yīng)練習(xí)★教學(xué)體會 ★新課標(biāo)要求（一）知識與技能 1．了解不確定關(guān)系的概念和相關(guān)計算． 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)識科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題，驗證物理規(guī)律。 ★教學(xué)重點不確定關(guān)系的概念★教學(xué)難點對不確定關(guān)系 的定量應(yīng)用★教學(xué)方法教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。 設(shè)疑：既然光是粒子，那么它的運動還遵守牛頓運動定律嗎？還能用質(zhì)點的位置和動量來描述它的運動嗎？點評：引發(fā)學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。光子的運動具有不確定性。 （二）進(jìn)行新課 1．德布羅意波的統(tǒng)計解釋 1926年，德國物理學(xué)玻恩（ Born， 18821972）提出了概率波，認(rèn)為個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)計規(guī)律。 2．經(jīng)典波動與德布羅意波（物質(zhì)波）的區(qū)別講述：經(jīng)典的波動（如機械波、電磁波等）是可以測出的、實際存在于空間的一種波動。簡單的說，是為了描述微觀粒子的波動性而引入的一種方法。 微觀粒子：位置、動量等具有不確定量（概率）。 電子在中央主極大區(qū)域出現(xiàn)的幾率最大。然而，對于具有二象性的微觀粒子來說，是否也能用確定的坐標(biāo)和確定的動量來描述呢？下面我們以電子通過單縫衍射為例來進(jìn)行討論。如果我們?nèi)杂米鴺?biāo) x 和動量 p 來描述這一電子的運動狀態(tài)，那么，我們不禁要問：一個電子通過