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1、高 中 物 理 選 修 3-5模 塊 復(fù) 習(xí)青島九中物理集備組 動(dòng) 量 守 恒 定 律 波 粒 二 象 性 原子結(jié)構(gòu) 原子核 選修35 本 模 塊 研 究 的 問 題 ： 碰 撞 （ 宏 觀 、 微 觀 ）科 學(xué) 方 法 ： 對(duì) 于 原 子 結(jié) 構(gòu) 的 認(rèn) 識(shí) ， 典 型 地 展 示 了 人 類認(rèn) 識(shí) 自 然 規(guī) 律 的 科 學(xué) 方 法 ； 而 對(duì) 于 微 觀 粒 子 的 波 粒 二象 性 的 認(rèn) 識(shí) ， 則 表 現(xiàn) 了 人 類 直 接 經(jīng) 驗(yàn) 的 局 限 性 。 在 這個(gè) 模 塊 的 教 學(xué) 中 ， 要 注 意 體 會(huì) 其 中 的 科 學(xué) 方 法 ， 受 到科 學(xué) 哲 學(xué) 思 想 的 啟 迪

2、 ， 感 受 科 學(xué) 的 和 諧 美 。教 材 結(jié) 構(gòu) ： 動(dòng) 量 守 恒 定 律 是 自 然 界 幾 個(gè) 基 本 的 守 恒 定律 之 一 ， 也 是 研 究 微 觀 粒 子 所 必 需 的 知 識(shí) ， 所 以 教 材安 排 在 學(xué) 習(xí) 原 子 結(jié) 構(gòu) 和 原 子 核 的 內(nèi) 容 之 前 學(xué) 習(xí) 它 。 研 究 方 法 ： 動(dòng) 量 守 恒 定 律本 模 塊 概 覽 本 章 概 覽提 出 問 題 ： 在 自 然 界 中 ， 從 微 觀 、 宏 觀 到 宇宙 ， 碰 撞 的 事 例 很 多 。 由 于 碰 撞 時(shí) 相 互 作 用的 時(shí) 間 很 短 ， 而 且 在 碰 撞 過 程 中 作 用 力

3、是 變化 的 ， 直 接 運(yùn) 用 牛 頓 定 律 來 分 析 就 很 困 難 。那 么 ， 怎 樣 分 析 研 究 這 類 碰 撞 問 題 呢 ？概 念 規(guī) 律 ： 本 章 將 引 入 新 的 物 理 量 動(dòng) 量和 沖 量 ， 通 過 實(shí) 驗(yàn) ， 探 究 碰 撞 中 所 遵 循 的 物理 原 理 動(dòng) 量 守 恒 定 律 ， 并 從 動(dòng) 量 和 能 量的 角 度 分 析 彈 性 碰 撞 和 非 彈 性 碰 撞 、 反 沖 運(yùn)動(dòng) 、 火 箭 等 問 題 ， 最 后 ， 將 對(duì) 學(xué) 過 的 守 恒 定律 進(jìn) 行 總 結(jié) ， 學(xué) 生 將 進(jìn) 一 步 體 會(huì) 自 然 規(guī) 律 的和 諧 統(tǒng) 一 ， 感 受

4、 物 理 學(xué) 之 美 。第十六章 動(dòng)量守恒定律 重 點(diǎn) ： 動(dòng) 量 守 恒 定 律 的 實(shí) 驗(yàn) 探 究難 點(diǎn) ： 動(dòng) 量 守 恒 定 律 和 動(dòng) 量 定 理 的 應(yīng) 用研 究 范 圍 ： 動(dòng) 量 是 物 理 學(xué) 中 一 個(gè) 重 要 的 物 理量 ， 動(dòng) 量 守 恒 定 律 是 自 然 界 普 遍 運(yùn) 用 的 基 本規(guī) 律 之 一 ， 它 比 牛 頓 運(yùn) 動(dòng) 定 律 的 適 用 范 圍 廣泛 得 多 。 因 此 本 章 內(nèi) 容 在 力 學(xué) 中 占 有 重 要 的地 位 ， 在 整 個(gè) 物 理 學(xué) 中 也 是 重 要 內(nèi) 容 之 一 。也 是 高 考 對(duì) 本 章 考 查 的 熱 點(diǎn) 之 一 。第十

5、六章 動(dòng)量守恒定律 內(nèi) 容 標(biāo) 準(zhǔn) 1 探 究 物 體 彈 性 碰 撞 的 一 些特 點(diǎn) 。 知 道 彈 性 碰 撞 和 非彈 性 碰 撞 2 通 過 試 驗(yàn) ， 理 解 動(dòng) 量 和 動(dòng)量 守 恒 定 律 。 能 用 動(dòng) 量 守恒 定 律 定 量 分 析 一 維 碰 撞問 題 。 知 道 動(dòng) 量 守 恒 定 律的 普 遍 意 義 。3 通 過 物 理 學(xué) 中 的 守 恒 定 律 ，體 會(huì) 自 然 界 的 和 諧 與 統(tǒng) 一 。 2007考 試 說 明1 動(dòng) 量 、 動(dòng) 量 守 恒 定 律 及 其 應(yīng) 用 （ 只 限 于 一 維 ）2 彈 性 碰 撞 和 非 彈 性 碰 撞 課 標(biāo) 要 求 與

6、高 考 考 點(diǎn) 分 析 新 舊 教 材 對(duì) 比 分 析過 去 的 思 路 沖 量 和 動(dòng) 量 的 概 念 由 牛 頓 第 二 定 律 導(dǎo) 出 動(dòng) 量 定 理 最 后 告 訴 學(xué) 生 ： 動(dòng) 量 守 恒 定 律 的適 用 范 圍 更 廣由 動(dòng) 量 定 理 導(dǎo) 出 動(dòng) 量 守 恒 定 律 現(xiàn) 在 的 思 路 :出 發(fā) 點(diǎn) “守 恒 ” 的 重要 性 ， 而 非 牛 頓 定 律 尋 找 碰 撞 中 的 不 變 量碰 撞 中 兩 個(gè) 物 體 的 m1v1 + m2v2可 能 是 不 變 的 動(dòng) 量 守 恒 定 律 的 普 適 性定 義 動(dòng) 量經(jīng) 過 幾 代 物 理 學(xué) 家 的 探 索 與 爭(zhēng) 論 共

7、識(shí)動(dòng) 量 守 恒 定 律動(dòng) 量 守 恒 定 律 與 牛 頓 定 律 的 關(guān) 系 ， 動(dòng)量 定 理 （ 物 理 規(guī) 律 的 自 恰 ）思 路 與 過 去 相 比 有 很 大 的 不 同 科 學(xué) 思 想 、 科 學(xué) 方 法 課 時(shí) 分 配 建 議 第 一 單 元 1實(shí) 驗(yàn) ： 探 究 碰 撞 中 的 不 變 量 2學(xué) 時(shí) 2動(dòng) 量 守 恒 定 律 （ 一 ） 2學(xué) 時(shí) 3動(dòng) 量 守 恒 定 律 （ 二 ） 2學(xué) 時(shí) 第 二 單 元 4碰 撞 1學(xué) 時(shí) 5反 沖 運(yùn) 動(dòng) 火 箭 1學(xué) 時(shí) 第 三 單 元 6用 動(dòng) 量 概 念 表 示 牛 頓 第 二 定 律 1學(xué) 時(shí) 復(fù) 習(xí) 檢 測(cè) 2學(xué) 時(shí) 教 材

8、 分 析 第 1節(jié) 實(shí) 驗(yàn) ： 探 究 碰 撞 中 的 不 變 量 （ 2學(xué) 時(shí) ） 教 學(xué) 目 標(biāo) ： 理 解 碰 撞 的 概 念 ， 知 道 實(shí) 驗(yàn) 探 究 過 程 ， 體 會(huì) 科 學(xué) 探 究 七 要 素 引 入 思 路 ： 碰 撞 是 常 見 的 現(xiàn) 象 ， 以 宏 觀 、 微 觀 現(xiàn) 象 為 例 ， 從 生 產(chǎn) 、生 活 中 的 現(xiàn) 象 （ 包 括 實(shí) 驗(yàn) 現(xiàn) 象 ） 中 提 出 研 究 的 問 題 -碰 撞 前 后 是否 有 什 么 物 理 量 保 持 不 變 ？ 引 導(dǎo) 學(xué) 生 從 現(xiàn) 象 出 發(fā) 去 發(fā) 現(xiàn) 隱 藏 在 現(xiàn) 象背 后 的 自 然 規(guī) 律 。 P2演 示 A、 B是

9、 兩 個(gè) 懸 掛 起 來 的 鋼 球 ， 質(zhì) 量 相 等 。 使B球 靜 止 ， 拉 起 A球 ， 放 開 后 A與 B碰 撞 ， 觀 察碰 撞 前 后 兩 球 運(yùn) 動(dòng) 的 變 化 。 換 為 質(zhì) 量 相 差 較 多 的 兩 個(gè) 小 球 ， 重 做 以 上 實(shí) 驗(yàn)通 過 演 示 實(shí) 驗(yàn) 的 結(jié) 果 看 出 ， 兩 物 體 碰 后 質(zhì) 量 雖 然 沒 有 改 變 ， 但 運(yùn) 動(dòng)狀 態(tài) 改 變 的 程 度 與 物 體 質(zhì) 量 的 大 小 有 關(guān) 。 讓 學(xué) 生 通 過 觀 察 現(xiàn) 象 猜 想碰 撞 前 后 可 能 的 “ 不 變 量 ” 。 P2課 文 ， 描 述 思 路兩 個(gè) 物 體 各 自 的

10、 質(zhì) 量 與 自 己 的 速 度 的 乘 積 之 和 是 不 是 不 變量 ？ m1 v1 + m2v2 = m1 v1 + m2 v2 ？或 者 ， 各 自 的 質(zhì) 量 與 自 己 的 速 度 的 二 次 方 的 乘 積 之 和 是 不變 量 ？ m1 v12 + m2v2 = m1 v12 + m2 v22 ？也 許 ， 兩 個(gè) 物 體 的 速 度 與 自 己 質(zhì) 量 的 比 值 之 和 在 碰 撞 前 后保 持 不 變 ？ ？ 指 明 了 探 究 的 方 向 和 實(shí) 驗(yàn) 的 目 的 22112211 mvmvmvmv 制 定 計(jì) 劃 與 設(shè) 計(jì) 實(shí) 驗(yàn) ： P4 P5參 考 案 例 ：

11、給 學(xué) 生 一 定的 設(shè) 計(jì) 空 間 P3需 要 考 慮 的 問 題 : 討 論 操 作 和 數(shù) 據(jù) 處 理 中 的 技 術(shù) 性 問 題 （ 2） 數(shù) 據(jù) 采 集 方 案 ： 質(zhì) 量 的 測(cè) 量 ： 天 平 速 度 的 測(cè) 量（ 1） 獲 得 一 維 碰 撞 的 方 案 利 用 氣 墊 導(dǎo) 軌 實(shí) 現(xiàn) 兩 滑 塊 發(fā) 生 一 維碰 撞 ； 利 用 等 長 懸 線 懸 掛 等 大 小 球 實(shí) 現(xiàn) 兩 球 發(fā) 生 一 維 碰 撞 ； 利 用 小 車 在 光 滑 桌 面 上 碰 撞 另 一 靜 止 小 車 實(shí) 現(xiàn) 一 維 碰 撞 。方 案 一 ： 滑 塊 速 度 的 測(cè) 量 ： txv /方 案 二

12、 ： 擺 球 速 度 的 測(cè) 量 ： ghv 2 方 案 三 ： 小 車 速 度 的 測(cè) 量 ： txv / （ 3） 數(shù) 據(jù) 處 理 方 案 ： 把 測(cè) 量 的 量 m、 v， 填 入 表 格 ， 并進(jìn) 行 計(jì) 算 (參 考 用 的 記 錄 表 格 P3)設(shè) 計(jì) 與 進(jìn) 行 實(shí) 驗(yàn) ： 教 學(xué) 中 要 針 對(duì) 具 體 實(shí) 驗(yàn) 參 考 案 例 設(shè) 計(jì)實(shí) 驗(yàn) ， 要 求 說 明 其 實(shí) 驗(yàn) 原 理 、 實(shí) 驗(yàn) 條 件 、 主 要 測(cè) 量 的 物理 量 、 重 要 的 實(shí) 驗(yàn) 步 驟 、 數(shù) 據(jù) 記 錄 、 數(shù) 據(jù) 處 理 。教 學(xué) 中 要 針 對(duì) 具 體 實(shí) 驗(yàn) 參 考 案 例 合 理 安 排

13、， 參 考 過 程 如下 ：（ 1） 用 天 平 測(cè) 相 關(guān) 質(zhì) 量（ 2） 安 裝 實(shí) 驗(yàn) 裝 置（ 3） 使 物 體 發(fā) 生 碰 撞（ 4） 測(cè) 量 和 讀 出 相 關(guān) 物 理 量 ， 按 數(shù) 據(jù) 采 集 方 案 中 速 度的 測(cè) 量 內(nèi) 容 ， 計(jì) 算 有 關(guān) 速 度 ， 并 填 入 表 格 。（ 5） 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù) 處 理 ， 通 過 分 析 比 較 ， 找 出 碰 撞 中 的 不變 量 （ 6） 整 理 實(shí) 驗(yàn) 器 材 。 有 限 的 幾 次 簡 單 的 測(cè) 量 是 得 不 出 普 適 性 的 物 理 規(guī)律 的 。 只 有 根 據(jù) 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 推 導(dǎo) 出 的 許 許 多 多 新

14、 結(jié) 論 都與 事 實(shí) 一 致 時(shí) ， 它 才 能 成 為 一 條 定 律 。 盡 管 如 此 ， 本節(jié) 實(shí) 驗(yàn) 還 是 很 有 意 義 的 ， 它 讓 學(xué) 生 體 驗(yàn) 了 探 究 自 然 規(guī)律 的 過 程 。 （ 在 此 體 現(xiàn) 了 科 學(xué) 方 法 的 教 育 。 ）實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 論 ： 在 實(shí) 驗(yàn) 誤 差 允 許 的 范 圍 內(nèi) ， 碰 撞 系 統(tǒng) 的mv是 不 變 的 。 P6第 1題 ， 重 現(xiàn) 探 究 的 過 程 ：1 光 滑 桌 面 上 有 兩 1、 2兩 個(gè) 小 球 。 1球 的 質(zhì) 量 為0.3 kg， 以 速 度 8 m/s跟 質(zhì) 量 0.1 kg的 靜 止 的 2球 發(fā) 生碰

15、 撞 ， 碰 撞 后 2球 的 速 度 變 為 9 m/s， 1球 的 速 度 變 為 5 m/s， 方 向 與 原 來 相 同 。 根 據(jù) 這 些 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) ， 曉 明 對(duì)這 次 碰 撞 的 規(guī) 律 做 了 如 下 幾 項(xiàng) 猜 想 。（ 1） 碰 撞 后 2球 獲 得 了 速 度 ， 是 否 是 1球 把 速 度傳 遞 給 了 2球 ？ 經(jīng) 計(jì) 算 ， 2球 增 加 的 速 度 是 9 m/s， 1球減 小 的 速 度 是 3 m/s， 因 此 ， 這 種 猜 想 不 成 立 。（ 2） 碰 撞 后 2球 獲 得 了 動(dòng) 能 ， 是 否 是 1球 把 動(dòng) 能傳 遞 給 了 2球 ？ 經(jīng)

16、 計(jì) 算 ， 2球 增 加 的 動(dòng) 能 是 4.05 J， 1球 減 小 的 動(dòng) 能 是 5.85 J， 這 種 猜 想 也 不 成 立 。（ 3） 請(qǐng) 你 根 據(jù) 以 上 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 猜 想 ： 有 一 個(gè) 什 么物 理 量 ， 在 這 次 碰 撞 中 2球 所 增 加 的 這 個(gè) 量 與 1球 所減 小 的 這 個(gè) 量 相 等 ？ 請(qǐng) 計(jì) 算 表 明 。 （ 1） 本 節(jié) 實(shí) 驗(yàn) 在 本 章 第 一 節(jié) 進(jìn) 行 ， 以 體 現(xiàn) 探 究 式 學(xué) 習(xí) 的 宗 旨 ；（ 2） 教 材 P4 P5參 考 案 例 ： 給 學(xué) 生 一 定 的 設(shè) 計(jì) 空 間 ， 教 學(xué) 中 可重 點(diǎn) 介 紹 一

17、個(gè) ， 條 件 不 具 備 的 學(xué) 校 ， 可 以 考 慮 改 用 平 拋 器 。（ 3） 本 節(jié) 教 學(xué) 重 視 科 學(xué) 探 究 的 過 程 ， 體 會(huì) 科 學(xué) 探 究 的 七 要 素 。下 面 提 供 一 個(gè) 參 考 案 例 實(shí) 驗(yàn) 裝 置 如 圖 161所 示 。 讓 一 個(gè) 質(zhì) 量 較 大 的 小 球 ， 從 斜 槽上 滾 下 來 ， 跟 放 在 斜 槽 末 端 的 另 一 質(zhì) 量 較 小 的 小 球 (半 徑 相 同)發(fā) 生 碰 撞 (正 碰 )。 1m2m 本 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 思 想 巧 妙 之 處 在 于 用 長 度 測(cè) 量 代 替 速 度 測(cè) 量 。 教 學(xué) 建 議 第 2節(jié)

18、動(dòng) 量 守 恒 定 律 （ 一 ） 教 學(xué) 目 標(biāo) ： 理 解 動(dòng) 量 的 概 念 ， 明 確 動(dòng) 量 守 恒 定 律 的 內(nèi) 容 ， 理解 守 恒 條 件 和 矢 量 性 。 理 解 “ 總 動(dòng) 量 ” 就 是 系 統(tǒng) 內(nèi) 各個(gè) 物 體 動(dòng) 量 的 矢 量 和 。 引 入 思 路 ： 本 節(jié) 在 前 面 科 學(xué) 探 究 的 基 礎(chǔ) 上 提 出 了 動(dòng) 量 的 概 念和 動(dòng) 量 守 恒 定 律 ， 并 從 物 理 學(xué) 史 的 角 度 來 加 以 認(rèn) 識(shí) 。 一 、 動(dòng) 量 1 動(dòng) 量 是 狀 態(tài) 量 ： p=mv 2 動(dòng) 量 的 矢 量 性 ： 物 體 動(dòng) 量 的 方 向 與 物 體 的 瞬

19、時(shí) 速度 方 向 相 同 3 動(dòng) 量 具 有 相 對(duì) 性 ： 一 般 情 況 下 是 相 對(duì) 于 地 面 的 。 4 動(dòng) 量 的 變 化 量 p： p=V 2-V1 , p是 矢 量 ， 運(yùn) 算時(shí) 遵 循 平 行 四 邊 形 定 則 。 一 維 情 況 ， 規(guī) 定 正 方 向 。 5 動(dòng) 量 與 動(dòng) 能 的 關(guān) 系 ： E= p /2m， 動(dòng) 量 與 動(dòng) 能 的 區(qū) 別 是動(dòng) 量 是 矢 量 ， 動(dòng) 能 是 標(biāo) 量 。 （ 可 通 過 例 題 體 會(huì) ） 2例 題 1的 功 能 ： 建 立 矢 量 運(yùn) 算 的 概 念 ， 強(qiáng) 化 矢 量 運(yùn) 算的 方 法 。二 、 系 統(tǒng) 1 系 統(tǒng) ： 存

20、在 相 互 作 用 的 幾 個(gè) 物 體 所 組 成 的 整體 稱 為 系 統(tǒng) ， 系 統(tǒng) 可 按 解 決 問 題 的 需 要 靈 活 選 取 。 2 內(nèi) 力 ： 系 統(tǒng) 內(nèi) 各 個(gè) 物 體 間 相 互 用 力 稱 為 內(nèi) 力 。 3 外 力 ： 系 統(tǒng) 外 其 他 物 體 作 用 在 系 統(tǒng) 內(nèi) 任 何 一個(gè) 物 體 上 的 力 稱 為 外 力 。 內(nèi) 力 和 外 力 的 區(qū) 分 依 賴 于 系 統(tǒng) 的 選 取 ， 只 有 在 確 定了 系 統(tǒng) 后 ， 才 能 確 定 內(nèi) 力 和 外 力 。 三 、 動(dòng) 量 守 恒 定 律 1 動(dòng) 量 守 恒 定 律 的 條 件 ： (1)系 統(tǒng) 不 受 外

21、力 或 所 受 外 力 之 矢 量 和 為 零 。 (2)系 統(tǒng) 受 外 力 ， 合 外 力 也 不 為 零 ， 但 合 外 力 遠(yuǎn) 小 于物 體 間 相 互 作 用 的 內(nèi) 力 ， 合 外 力 可 以 忽 略 不 計(jì) (3)系 統(tǒng) 所 受 的 合 外 力 不 為 零 ， 但 在 某 一 個(gè) 方 向 上 所受 的 合 外 力 為 零 ， 或 在 某 一 方 向 上 外 力 比 內(nèi) 力 小 得 多， 則 系 統(tǒng) 只 在 該 方 向 上 動(dòng) 量 守 恒 。 后 兩 種 情 況 嚴(yán) 格 說 只 是 動(dòng) 量 近 似 守 恒 ， 但 卻 是 最常 見 的 情 況 。注 意 ：（ 1） 應(yīng) 用 時(shí) 需 注

22、 意 區(qū) 分 內(nèi) 力 和 外 力 。（ 2） 區(qū) 分 “ 外 力 的 矢 量 和 ” ： 把 作 用 在 系 統(tǒng) 上 的 所 有外 力 平 移 到 某 點(diǎn) 后 算 出 的 矢 量 和 。 “ 合 外 力 ” ： 作 用在 某 個(gè) 物 體 (質(zhì) 點(diǎn) )上 的 外 力 的 矢 量 和 。 （ 3） 明 確 “ 不 變 量 ” 絕 不 是 “ 守 恒 量 ” 。 確 切 理 解“ 守 恒 量 ” 是 學(xué) 習(xí) 物 理 的 關(guān) 鍵 。 例 題 2教 學(xué)（ 1） 明 確 系 統(tǒng) 、 內(nèi) 力 和 外 力 ， 判 斷 是 否 滿 足 守 恒 條 件 。 （ 2） 明 確 研 究 過 程 ， 分 析 碰 撞 過

23、 程 的 初 末 狀 態(tài) 。 畫 出 初 末態(tài) 的 情 景 圖（ 3） 分 析 初 、 末 狀 態(tài) 的 總 動(dòng) 量 ， 最 后 列 方 程 。（ 4） 解 題 過 程 的 表 述 力 求 清 楚 、 規(guī) 范 。 可 以 引 導(dǎo) 學(xué) 生 從 例 題 總 結(jié) 出 解 決 這 類 問 題 的 分 析 思 路 ， 以便 學(xué) 生 更 好 地 掌 握 和 運(yùn) 用 動(dòng) 量 守 恒 定 律 分 析 和 解 決 問 題 。動(dòng) 量 守 恒 定 律 解 題 的 一 般 步 驟 ： (1)明 確 題 意 ， 明 確 研 究 對(duì) 象 ； (2)受 力 分 析 ， 判 斷 是 否 守 恒 ； (3)確 定 動(dòng) 量 守 恒

24、 系 統(tǒng) 的 作 用 前 總 動(dòng) 量 和 作 用 后 總 動(dòng) 量 ； (4) 選 定 正 方 向 根 據(jù) 動(dòng) 量 守 恒 定 律 列 出 方 程 ； (5)解 方 程 ， 得 出 結(jié) 論 。 例 題 教 學(xué) 中 要 讓 學(xué) 生 明 確 ： 應(yīng) 用 動(dòng) 量 守 恒 定 律 分 析 問 題 時(shí) 研 究 的 對(duì)象 不 是 一 個(gè) 物 體 ， 而 是 相 互 作 用 的 兩 個(gè) 或 多 個(gè)物 體 組 成 的 物 體 系 。 應(yīng) 用 時(shí) 注 意 選 系 統(tǒng) 。 動(dòng) 量 守 恒 定 律 的 表 達(dá) 式 實(shí) 際 上 是 一 個(gè) 矢量 式 。 處 理 一 維 問 題 時(shí) ， 注 意 規(guī) 定 正 方 向 。 動(dòng)

25、 量 守 恒 定 律 指 的 是 系 統(tǒng) 任 一 瞬 時(shí) 的 動(dòng)量 矢 量 和 恒 定 。 應(yīng) 用 動(dòng) 量 守 恒 定 律 時(shí) ， 各 物 體 的 速 度 必須 是 相 對(duì) 同 一 慣 性 系 的 速 度 。 一 般 以 地 球 為 參考 系 。 第 3節(jié) 動(dòng) 量 守 恒 定 律 （ 二 ） 教 學(xué) 目 標(biāo) ： 理 解 動(dòng) 量 守 恒 定 律 與 牛 頓 運(yùn) 動(dòng) 定 律 的 關(guān) 系 ， 理 解動(dòng) 量 守 恒 定 律 的 適 用 范 圍 引 入 思 路 ： 以 一 維 情 況 下 兩 個(gè) 相 互 作 用 的 小 球 為 例 ， 根 據(jù) 牛頓 第 二 定 律 和 第 三 定 律 ， 推 導(dǎo) 出 具

26、 體 的 動(dòng) 量 守 恒 定 律的 表 達(dá) 式 ， 并 由 此 給 出 動(dòng) 量 守 恒 定 律 的 一 般 表 述 和 幾種 表 達(dá) 形 式 。 這 樣 的 處 理 ， 使 學(xué) 生 對(duì) 動(dòng) 量 守 恒 定 律 的理 解 更 深 刻 。 在 推 導(dǎo) 動(dòng) 量 守 恒 定 律 時(shí) 要 注 意 情 景 的 設(shè)置 ， 明 確 條 件 。 一 、 動(dòng) 量 守 恒 定 律 與 牛 頓 運(yùn) 動(dòng) 定 律 的 關(guān) 系 1 由 牛 頓 第 二 、 第 三 定 律 導(dǎo) 出 動(dòng) 量 守 恒 定 律 明 確 牛 頓 定 律 只 在 慣 性 參 考 系 中 成 立 ， 所 以 動(dòng) 量 守恒 定 律 也 只 在 慣 性 系

27、中 成 立 ， 而 且 系 統(tǒng) 中 各 物 體 的 動(dòng)量 必 須 相 對(duì) 同 一 慣 性 系 來 計(jì) 算 。 2 動(dòng) 量 守 恒 定 律 是 實(shí) 驗(yàn) 定 律 ， 它 的 結(jié) 論 完 全 由 實(shí) 驗(yàn)決 定 。 明 確 雖 然 定 律 可 由 牛 頓 第 二 、 第 三 定 律 導(dǎo) 出 ， 但 它比 牛 頓 定 律 更 普 遍 ， 在 相 對(duì) 論 和 微 觀 粒 子 范 疇 仍 然 適用 (動(dòng) 量 守 恒 定 律 并 不 依 賴 牛 頓 定 律 )。 動(dòng) 量 守 恒 定 律是 物 理 學(xué) 中 的 一 條 十 分 普 遍 的 基 本 規(guī) 律 。二 、 動(dòng) 量 守 恒 定 律 適 用 范 圍 ： 目

28、前 為 止 的 物 理 學(xué) 研 究的 一 切 領(lǐng) 域 ， 即 不 僅 適 用 于 宏 觀 、 低 速 領(lǐng) 域 ， 而 且 適用 于 微 觀 、 高 速 領(lǐng) 域 例 題 教 學(xué) 給 出 了 爆 炸 問 題 系 統(tǒng) 外 力 不 為 零 的 處 理 方 法 三 、 關(guān) 于 爆 炸 問 題 1 爆 炸 問 題 的 特 點(diǎn) 最 簡 單 的 爆 炸 問 題 是 質(zhì) 量 為 m的 物 體 ， 炸 裂 成兩 塊 ， 這 樣 我 們 就 可 以 認(rèn) 為 未 炸 裂 前 是 由 質(zhì) 量 為 m和 (m- m1)的 兩 塊 組 成 爆 炸 過 程 時(shí) 間 短 ， 爆 炸 力 很大 ， 炸 裂 的 兩 塊 間 的 內(nèi)

29、 力 遠(yuǎn) 大 于 它 們 所 受 的 重 力 ，所 以 可 認(rèn) 為 爆 炸 前 后 系 統(tǒng) 的 動(dòng) 量 守 恒 2 爆 炸 過 程 初 狀 態(tài) 是 指 炸 彈 將 要 爆 炸 前 瞬 間 的 狀態(tài) ， 末 狀 態(tài) 是 指 爆 炸 力 剛 停 止 作 用 時(shí) 的 狀 態(tài) ， 只 要抓 住 過 程 的 初 末 狀 態(tài) ， 即 可 根 據(jù) 動(dòng) 量 守 恒 定 律 列 式求 解 。 例 題 還 可 以 變 化 為 ： 已 知 爆 炸 后 與 初 速 度 的 方 向 一 致的 那 塊 彈 片 (質(zhì) 量 為 m-m1)的 速 度 ， 求 另 一 塊 彈 片 (質(zhì) 量為 m1)的 速 度 。 將 會(huì) 在 結(jié)

30、 論 的 討 論 中 發(fā) 現(xiàn) m1速 度 有 三 種可 能 性 ： 其 方 向 仍 然 向 前 、 為 零 或 反 方 向 。 還 可 以 用矢 量 圖 來 反 應(yīng) 這 一 情 況 。 這 類 問 題 很 典 型 。 人 從 運(yùn) 動(dòng)著 的 滑 板 車 向 前 跳 出 ， 就 屬 于 這 類 問 題 。v 1v 2v2v例 題 教 學(xué) ： 進(jìn) 一 步 加 深 了 對(duì) 動(dòng) 量 守 恒 定 律 的 守 恒 條 件和 矢 量 性 的 理 解 。 在 分 析 例 題 時(shí) ， （ 一 ） 要 明 確 題 目中 的 、 、 均 是 指 的 速 度 矢 量 ， 包 含 大 小 和 方 向 ；（ 二 ） 要 明

31、 確 內(nèi) 力 遠(yuǎn) 遠(yuǎn) 大 于 外 力 時(shí) ， 動(dòng) 量 守 恒 定 律 依然 成 立 ； （ 三 ） 要 明 確 教 材 上 列 出 的 動(dòng) 量 守 恒 的 方 程是 矢 量 方 程 ， 最 后 選 擇 正 方 向 討 論 方 向 ?！八?考 與 討 論 ” 中 提 出 的 問 題 ， 重 在 加 深 理 解 動(dòng) 量 的改 變 量 是 末 動(dòng) 量 與 初 動(dòng) 量 的 矢 量 之 差 ， 也 是 矢 量 。 雖然 教 學(xué) 中 不 要 求 做 這 種 計(jì) 算 ， 但 是 思 考 一 下 這 個(gè) 問 題， 會(huì) 幫 助 學(xué) 生 加 深 對(duì) 動(dòng) 量 的 矢 量 性 的 認(rèn) 識(shí) 。 本 節(jié) 小 結(jié) ： 明

32、確 牛 頓 運(yùn) 動(dòng) 定 律 和 動(dòng) 量 守 恒 定 律 不 是等 價(jià) 的 ， 動(dòng) 量 守 恒 定 律 是 一 個(gè) 獨(dú) 立 的 實(shí) 驗(yàn) 定律 ， 它 適 用 于 目 前 為 止 物 理 學(xué) 研 究 的 一 切 領(lǐng)域 ， 而 牛 頓 運(yùn) 動(dòng) 定 律 只 適 用 于 宏 觀 、 低 速 的情 形 。 應(yīng) 用 動(dòng) 量 守 恒 定 律 解 決 碰 撞 等 問 題 時(shí)不 涉 及 過 程 中 的 復(fù) 雜 受 力 情 況 ， 更 為 方 便 。 第 4節(jié) 碰 撞 教 材 分 析 不 要 把 這 節(jié) 當(dāng) 做 新 的 知 識(shí) 點(diǎn) ， 應(yīng) 該 把 它 看 成 動(dòng) 量 守 恒 定 律 和機(jī) 械 能 守 恒 定 律 的

33、 習(xí) 題 課 。 本 節(jié) 回 顧 第 1節(jié) 的 演 示 實(shí) 驗(yàn) ， 提 出 了 彈性 碰 撞 的 概 念 ， 進(jìn) 而 提 出 非 彈 性 碰 撞 的 概 念 。 通 過 “ 思 考 與 討 論 ” ，進(jìn) 行 理 論 推 導(dǎo) ， 從 而 解 釋 了 第 1節(jié) 的 演 示 實(shí) 驗(yàn) 。 明 確 對(duì) 心 碰 撞 和 非對(duì) 心 碰 撞 的 概 念 ， 進(jìn) 一 步 介 紹 了 微 觀 粒 子 的 碰 撞 現(xiàn) 象 散 射 。 最后 介 紹 了 中 子 的 發(fā) 現(xiàn) 過 程 ， 讓 學(xué) 生 進(jìn) 一 步 了 解 動(dòng) 量 守 恒 定 律 的 應(yīng) 用 。 引 入 思 路 ： 碰 撞 問 題 ， 遵 循 動(dòng) 量 守 恒

34、 定 律 學(xué) 生 已 經(jīng) 明 確 ， 這 時(shí) 可 以 向?qū)W 生 提 出 兩 個(gè) 物 體 碰 撞 前 后 其 能 量 是 否 守 恒 的 問 題 。 因 為 在 處 理 碰 撞 問 題 過 程 中 ， 學(xué) 生 往 往 關(guān) 注 的 是 動(dòng) 量 及 動(dòng) 量 守 恒 定 律 的應(yīng) 用 ， 而 對(duì) 系 統(tǒng) 的 總 能 量 是 否 守 恒 的 問 題 容 易 忽 視 。 探 究 ： P14思 考 與 討 論 在 本 章 第 一 節(jié) 開 始 的 演 示 中 ， 一 個(gè) 鋼 球 與 另 一 個(gè) 靜 止 的 鋼 球 相碰 ， 如 果 兩 個(gè) 鋼 球 的 質(zhì) 量 相 等 ， 第 一 個(gè) 鋼 球 停 止 運(yùn) 動(dòng) ，

35、 第 二 個(gè) 鋼球 能 擺 到 同 樣 的 高 度 ， 說 明 這 個(gè) 碰 撞 過 程 中 沒 有 能 量 損 失 ， 碰 撞過 程 能 量 守 恒 。碰 撞 過 程 中 能 量 總 要 守 恒 嗎 ？ 下 面 分 析 一 個(gè) 例 子 。如 圖 16.4-1， 兩 個(gè) 物 體 的 質(zhì) 量 都 是 m， 碰 撞 以 前 一 個(gè) 物 體 靜 止 ，另 一 個(gè) 以 速 度 v向 它 撞 去 。 碰 撞 以 后 兩 個(gè) 物 體 粘 在 一 起 ， 成 為 一 個(gè)質(zhì) 量 為 2m的 物 體 ， 以 速 度 v繼 續(xù) 前 進(jìn) 。這 個(gè) 碰 撞 過 程 中 能 量 （ 總 動(dòng) 能 ） 守 恒 嗎 ？可 以

36、先 根 據(jù) 動(dòng) 量 守 恒 定 律 求 出 碰 撞 后 的 共 同 速 度 v， 用 v表 示 它， 然 后 分 別 計(jì) 算 碰 撞 前 后 的 總 動(dòng) 能 。實(shí) 質(zhì) 上 又 是 一 個(gè) 科 學(xué) 探 究 過 程 （ 理 論 探 究 ） 圖 16.4-1碰 撞 后 兩 個(gè) 物 體 結(jié) 合在 一 起 ， 碰 撞 過 程 中 能 量 守恒 嗎 ？ P16“ 彈 性 碰 撞 ” 、 “ 非 彈 性 碰 撞 ” 、 “ 對(duì) 心 碰 撞 ” 、 “ 非 對(duì) 心 碰 撞 ” 、“ 散 射 ” 都 是 有 用 的 名 詞 。 理 解 上 不 會(huì) 有 困 難 。 P17旁 批 ： 對(duì) 于 非 對(duì) 心 碰 撞 ，

37、 應(yīng) 該 在 兩 個(gè) 相 互 垂 直 的 兩 個(gè) 方 向 上 分 別 應(yīng) 用動(dòng) 量 守 恒 定 律 。從 對(duì) 心 碰 撞 到 非 對(duì) 心 碰 撞 ， 從 一 維 動(dòng) 量 守 恒 變 為 平 面 內(nèi) 的 二 維 動(dòng) 量 守 恒， 問 題 復(fù) 雜 了 。 在 解 釋 臺(tái) 球 相 碰 問 題 的 同 時(shí) ， 也 加 深 了 學(xué) 生 的 思 維 活 動(dòng) ， 同時(shí) 也 為 介 紹 微 觀 粒 子 的 散 射 現(xiàn) 象 打 下 了 基 礎(chǔ) 。 （ 擴(kuò) 展 ， 不 做 定 量 要 求 。 ）探 究 過 程 ： P15思 考 與 討 論我 們 的 任 務(wù) 是 得 出 用 m1、 m2、 v1表 達(dá) v1 和 v

38、2 的 公 式 。碰 撞 過 程 都 要 遵 從 動(dòng) 量 守 恒 定 律 彈 性 碰 撞 中 沒 有 機(jī) 械 能 損 失 兩 個(gè)方 程 聯(lián) 立 ， 把 v1 和 v2 作 為 未 知 量 解 出 來 就 可 以 了 。 （ 落 實(shí) 探 究 精 神 ，改 變 學(xué) 習(xí) 方 式 ） 評(píng) 估 ： P16旁 批 ： 對(duì) 一 個(gè) 問 題 進(jìn) 行 理 論 分 析 之 后 ， 我 們 會(huì) 關(guān) 心 分 析 的 過 程是 否 正 確 、 分 析 的 根 據(jù) 是 否 可 靠 。 可 以 有 多 種 方 法 進(jìn) 行 評(píng) 估 。 方 法 之 一 是把 分 析 的 結(jié) 果 應(yīng) 用 于 幾 個(gè) 比 較 簡 單 的 特 例

39、， 這 些 特 例 中 的 結(jié) 論 如 果 與 常 識(shí)或 已 有 的 知 識(shí) 一 致 ， 那 么 理 論 分 析 很 可 能 是 正 確 的 ， 否 則 一 定 出 了 問 題 。(“ 評(píng) 估 ” ： 科 學(xué) 探 究 的 要 素 ) 要 求 ： 畫 出 圖 來 就 可 以 ， 不 要 求 定 量 計(jì) 算 。 “科 學(xué) 足 跡 ” 中 介 紹 了 中 子 的 發(fā) 現(xiàn) ， 可 以 結(jié) 合 彈 性 正 碰 和 “ 問題 與 練 習(xí) ” 中 的 第 5題 來 說 明 。 中 子 的 發(fā) 現(xiàn) 過 程 體 現(xiàn) 了 科 學(xué) 的猜 想 (盧 瑟 福 預(yù) 言 中 子 的 存 在 )和 科 學(xué) 精 神 (合 作

40、與 交 流 )的 重 要性 。 還 應(yīng) 該 讓 學(xué) 生 明 白 ， 認(rèn) 識(shí) 和 掌 握 了 規(guī) 律 之 后 ， 能 夠 對(duì) 人 類的 認(rèn) 識(shí) 活 動(dòng) 和 生 產(chǎn) 活 動(dòng) 產(chǎn) 生 的 巨 大 推 動(dòng) 作 用 。 教 學(xué) 內(nèi) 容一 、 碰 撞 1 碰 撞 的 特 點(diǎn) ： 2 碰 撞 的 種 類 (1)彈 性 碰 撞 ： 滿 足 動(dòng) 量 守 恒 和 機(jī) 械 能 守 恒 （ 討 論 ） (2)非 彈 性 碰 撞 ： 滿 足 動(dòng) 量 守 恒 ， 但 機(jī) 械 能 不 守 恒 (3)完 全 非 彈 性 碰 撞 ： 兩 物 體 相 碰 后 黏 合 為 一 個(gè) 整 體， 這 種 碰 撞 能 量 損 失 最 多

41、二 、 對(duì) 心 碰 撞 和 非 對(duì) 心 碰 撞 、 散 射說 明 ： 關(guān) 于 “ 碰 撞 前 ” 和 “ 碰 撞 后 ” 的 含 義 碰 撞 前 的 動(dòng) 量 是 指 即 將 發(fā) 生 碰 撞 那 一 時(shí) 刻 的 動(dòng)量 ， 而 不 是 指 發(fā) 生 碰 撞 之 前 某 一 時(shí) 刻 的 動(dòng) 量 ； 碰 撞后 的 動(dòng) 量 是 指 碰 撞 剛 結(jié) 束 那 一 時(shí) 刻 的 動(dòng) 量 ， 而 不 是指 碰 撞 結(jié) 束 之 后 某 一 時(shí) 刻 的 動(dòng) 量 解 決 的 問 題 ： 一 維 碰 撞題 型 ： 爆 炸 、 反 沖 、 子 彈 打 木 塊 問 題 、 人 船 模 型 、 簡 單 的 多 體 問 題 教 學(xué)

42、 建 議 （ 1） 對(duì) 于 彈 性 碰 撞 和 非 彈 性 碰 撞 的 教 學(xué) ， 應(yīng)該 發(fā) 揮 學(xué) 生 的 主 觀 能 動(dòng) 性 ， 讓 他 們 根 據(jù) 課 本 中“ 思 考 與 討 論 ” 的 提 示 ， 自 己 分 析 列 出 方 程 ， 解出 結(jié) 果 后 ， 再 做 討 論 。 （ 2） 還 可 以 在 第 1節(jié) 的 演 示 實(shí) 驗(yàn) 的 基 礎(chǔ) 上 ， 演示 非 彈 性 碰 撞 和 完 全 非 彈 性 碰 撞 ， 只 要 在 兩 個(gè) 鋼球 間 粘 上 少 量 的 橡 皮 泥 或 雙 面 膠 即 可 。 （ 3） 教 材 強(qiáng) 調(diào) 了 物 理 學(xué) 中 研 究 的 碰 撞 不 僅 包括 宏 觀

43、 物 體 間 的 相 互 作 用 ， 而 且 包 括 微 觀 粒 子 間的 相 互 作 用 ， 教 師 可 以 舉 一 些 微 觀 粒 子 相 互 作 用的 動(dòng) 量 守 恒 的 例 子 讓 學(xué) 生 分 析 討 論 。 第 5節(jié) 反 沖 運(yùn) 動(dòng) 火 箭 教 材 分 析 本 節(jié) 介 紹 了 動(dòng) 量 守 恒 定 律 在 生 產(chǎn) 和 科 技 方 面 的應(yīng) 用 ， 通 過 生 產(chǎn) 、 生 活 中 的 現(xiàn) 象 介 紹 反 沖 運(yùn) 動(dòng) ， 通 過演 示 實(shí) 驗(yàn) 加 深 對(duì) 反 沖 運(yùn) 動(dòng) 的 理 解 ， 最 后 介 紹 了 火 箭 的飛 行 原 理 反 沖 (動(dòng) 量 守 恒 定 律 )， 這 一 節(jié) 一 方

44、 面 體現(xiàn) 了 動(dòng) 量 守 恒 定 律 的 應(yīng) 用 ， 另 一 方 面 也 體 現(xiàn) 了 從 物 理走 向 社 會(huì) 的 新 課 程 理 念 。 引 入 思 路 由 P19思 考 與 討 論 章 魚 的 運(yùn) 動(dòng) 引 入 新 課 ， P19P20定 性 介 紹 反 沖 現(xiàn) 象 。 知 識(shí) 點(diǎn) 反 沖 運(yùn) 動(dòng) 、 火 箭 教 學(xué) 內(nèi) 容 ： 1 反 沖 運(yùn) 動(dòng) 2 反 沖 運(yùn) 動(dòng) 的 特 點(diǎn) ： 反 沖 運(yùn) 動(dòng) 和 碰 撞 、 爆 炸 有 相 似 之 處 ， 相 互 作 用 力 常 為變 力 ， 且 作 用 力 大 ， 一 般 都 滿 足 內(nèi) 力 外 力 ， 所 以 反 沖 運(yùn) 動(dòng) 可 用 動(dòng) 量 守

45、 恒定 律 來 處 理 。 3、 反 沖 運(yùn) 動(dòng) 的 應(yīng) 用 ： 火 箭 、 噴 氣 式 飛 機(jī) 、 反 擊 式 水 輪 機(jī) 、 灌 溉 噴 水 等 。 反 沖 運(yùn) 動(dòng) 教 學(xué) ： 做 好 反 沖 實(shí) 驗(yàn) 是 教 學(xué) 中 的 重 要 環(huán) 節(jié) 。 在 做 火 箭 的 模 擬 實(shí) 驗(yàn)時(shí) 要 注 意 安 全 。 還 可 以 讓 學(xué) 生 舉 出 其 他 的 反 沖 運(yùn) 動(dòng) 的 例 子 ， 或 者 演 示 其 他的 反 沖 現(xiàn) 象 。 教 師 在 教 學(xué) 中 可 多 做 一 些 小 實(shí) 驗(yàn) ， 或 結(jié) 合 參 觀 、 看 電 影 、 錄像 等 活 動(dòng) 使 教 學(xué) 內(nèi) 容 盡 可 能 生 動(dòng) 些 。注 意

46、 ： (1)反 沖 運(yùn) 動(dòng) 的 問 題 ， 有 時(shí) 遇 到 的 速 度 是 相 互 作 用 的 兩 物 體 間 的 相 對(duì)速 度 ， 這 時(shí) 應(yīng) 先 將 相 對(duì) 速 度 轉(zhuǎn) 換 成 對(duì) 地 的 速 度 后 ， 再 列 動(dòng) 量 守 恒 的 方 程 (2)在 反 沖 運(yùn) 動(dòng) 中 還 常 遇 到 變 質(zhì) 量 物 體 的 運(yùn) 動(dòng) ， 如 火 箭 在 運(yùn) 動(dòng) 過 程 中 ，隨 著 燃 料 的 消 耗 火 箭 本 身 的 質(zhì) 量 不 斷 減 少 ， 此 時(shí) 必 須 取 火 箭 本 身 和 在 相 互作 用 的 時(shí) 間 內(nèi) 噴 出 的 所 有 氣 體 為 研 究 對(duì) 象 ， 以 相 互 作 用 的 整 個(gè)

47、過 程 來 進(jìn) 行研 究 。 P21反 沖 運(yùn) 動(dòng) 的 應(yīng) 用 -火 箭思 考 與 討 論 ： 為 火 箭 的 半 定 量 討 論 做 鋪 墊 改 變 學(xué) 習(xí) 方 式 火 箭 的 教 學(xué) ： 讓 學(xué) 生 認(rèn) 識(shí) 到 火 箭 是 反 沖 運(yùn) 動(dòng) 的 重 要 應(yīng) 用 ， 它 是 靠 噴 出 氣流 的 反 沖 作 用 而 獲 得 巨 大 速 度 的 。 火 箭 向 前 飛 行 所 能 達(dá) 到 的 最 大 速 度 ， 也就 是 燃 料 燒 盡 時(shí) 火 箭 獲 得 的 最 終 速 度 ， 跟 什 么 因 素 有 關(guān) 呢 ?由 學(xué) 生 根 據(jù) 動(dòng)量 守 恒 定 律 進(jìn) 行 討 論 。 在 介 紹 了 火

48、箭 的 原 理 、 結(jié) 構(gòu) 之 后 ， 可 以 介 紹 一 下 我國 在 航 空 、 航 天 事 業(yè) 中 的 進(jìn) 步 ， 介 紹 一 下 “ 神 舟 ” 系 列 飛 船 以 及 我 國 的 登月 計(jì) 劃 ， 激 發(fā) 學(xué) 生 的 學(xué) 習(xí) 熱 情 。教 學(xué) 內(nèi) 容 ： 1 火 箭 ： 現(xiàn) 代 火 箭 是 指 一 種 靠 噴 射 高 溫 、 高 壓 燃 氣 獲 得 反 作 用 力 向 前推 進(jìn) 的 飛 行 器 。 2 火 箭 的 工 作 原 理 ： 動(dòng) 量 守 恒 定 律 3 火 箭 的 速 度 ： mv +m u = 0 理 解 這 里 的 v的 物 理 意 義 是 什 么 ？ 火 箭 飛 行 能

49、 達(dá) 到 的 最 大 飛 行 速 度 ， 主 要 決 定 于 兩 個(gè) 因 素 ： 一 個(gè) 是 噴 氣 速 度 u， 一 個(gè) 是 質(zhì) 量 比 m/m， 即 火 箭 起 飛 時(shí) 的 質(zhì) 量 與 燃 料 燒 盡 時(shí) 的 質(zhì) 量 之 比 。 噴 氣 速 度 越 大 ， 質(zhì) 量比 越 大 ， 火 箭 的 最 終 速 度 也 越 大 (忽 略 重 力 的 影 響 )。ummv 第 6節(jié) 用 動(dòng) 量 概 念 表 示 牛 頓 第 二 定 律 教 材 分 析 首 先 用 動(dòng) 量 的 概 念 表 示 牛 頓 第 二 定 律 ， 進(jìn) 而 得 出動(dòng) 量 定 理 ， 然 后 介 紹 動(dòng) 量 定 理 的 應(yīng) 用 ， 解

50、釋 一 些 生 產(chǎn) 、生 活 中 的 現(xiàn) 象 。 引 入 思 路 提 出 問 題 用 動(dòng) 量 的 概 念 表 示 牛 頓 第 二 定 律 ： 首先 要 建 立 一 個(gè) 情 景 ， 再 運(yùn) 用 加 速 度 的 定 義 和 牛 頓 第 二定 律 進(jìn) 行 推 導(dǎo) 。 學(xué) 生 自 主 完 成 。 用 動(dòng) 量 概 念 表 示 牛 頓 第 二 定 律 ： 物 體 動(dòng) 量 的 變化 率 等 于 它 所 受 的 力 。 這 是 牛 頓 第 二 定 律 的 另 一 種表 示 。 F 計(jì) 算 時(shí) 的 用 處 不 大 ， 可 認(rèn) 為 是 動(dòng) 量 定 理 的 表 示tp 2、 動(dòng) 量 定 理 的 意 義 ： 表 示

51、力 在 一 段 時(shí) 間 內(nèi) 連 續(xù) 作 用的 積 累 效 果 引 起 物 體 動(dòng) 量 的 變 化 。 課 本 雖 然 是 在 恒 力作 用 的 情 況 下 由 牛 頓 第 二 定 律 推 導(dǎo) 出 動(dòng) 量 定 理 的 ， 但是 ， 動(dòng) 量 定 理 不 僅 適 用 于 恒 力 情 形 ， 也 適 用 于 變 力 情形 。 正 因 為 如 此 ， 動(dòng) 量 定 理 在 實(shí) 際 中 有 廣 泛 的 應(yīng) 用 。尤 其 是 在 解 決 作 用 時(shí) 間 短 、 作 用 力 大 而 且 隨 時(shí) 間 變 化的 打 擊 、 碰 撞 等 問 題 時(shí) ， 動(dòng) 量 定 理 要 比 牛 頓 定 律 方 便得 多 。動(dòng) 量

52、定 理 的 教 學(xué) ：1、 動(dòng) 量 定 理 的 表 達(dá) 式 :I= P 是 矢 量 式 ， 處 理 一 維 問題 時(shí) ， 需 選 定 一 個(gè) 正 方 向 ， 以 簡 化 成 代 數(shù) 運(yùn) 算 。 在 教材 的 例 題 中 ， 以 初 速 度 的 方 向 為 正 方 向 ， 平 均 作 用 力F的 方 向 和 末 動(dòng) 量 的 方 向 都 以 初 速 度 的 方 向 為 標(biāo) 準(zhǔn) 。在 例 題 教 學(xué) 中 要 明 確 研 究 對(duì) 象 (壘 球 )和 研 究 的 物 理 過程 中 的 初 、 末 態(tài) ， 注 意 加 深 對(duì) 動(dòng) 量 定 理 矢 量 性 的 理 解 。題 目 不 要 太 難 ， 主 要 是

53、 一 維 問 題 。 教 學(xué) 建 議 用 動(dòng) 量 定 理 來 解 釋 生 產(chǎn) 、 生 活 中 的 現(xiàn) 象 ， 應(yīng) 緊 扣在 某 一 物 理 過 程 中 物 體 的 動(dòng) 量 改 變 量 、 作 用 時(shí) 間 以 及作 用 力 ， 可 以 做 一 些 演 示 實(shí) 驗(yàn) 來 加 深 理 解 。 還 可 以 對(duì) 汽 車 安 全 帶 、 安 全 氣 囊 和 交 通 規(guī) 則 進(jìn) 行介 紹 ， 加 強(qiáng) 學(xué) 生 的 安 全 意 識(shí) ， 提 高 他 們 的 科 學(xué) 素 質(zhì) 。這 也 很 好 體 現(xiàn) 了 理 論 與 實(shí) 際 相 結(jié) 合 ， 從 物 理 走 向 社 會(huì)的 理 念 。 還 可 以 列 舉 分 析 一 些

54、應(yīng) 用 實(shí) 例 ， 開 闊 學(xué) 生 眼界 ， 活 躍 思 維 ， 培 養(yǎng) 他 們 運(yùn) 用 所 學(xué) 知 識(shí) 來 分 析 和 解 決實(shí) 際 問 題 的 能 力 。 沖 量 的 教 學(xué) 定 義 式 ： I=Ft 沖 量 是 矢 量 、 過 程 量 ， 是 力 對(duì) 時(shí) 間 的 積 累效 應(yīng) 。 它 的 方 向 不 能 籠 統(tǒng) 地 說 是 力 的 方 向 。 只 有 在 作 用 時(shí) 間 內(nèi) ，力 的 方 向 不 變 時(shí) ， 沖 量 的 方 向 才 是 力 的 方 向 。 因 為 一 般 情 況 下 ，沖 量 矢 量 是 在 作 用 時(shí) 間 內(nèi) ， 力 矢 量 對(duì) 這 段 時(shí) 間 的 積 分 ， 而 不

55、是簡 單 的 力 和 力 的 作 用 時(shí) 間 的 乘 積 。 如 果 在 作 用 時(shí) 間 內(nèi) ， 力 的 方向 不 斷 變 化 ， 沖 量 的 方 向 可 能 跟 任 何 時(shí) 刻 力 的 方 向 都 不 相 同 。注 意 動(dòng) 量 定 理 中 的 沖 量 是 指 合 力 的 沖 量 ， F是 指 合 力 。通 過 “ 科 學(xué) 足 跡 ” ， 理 解 動(dòng) 量 和 動(dòng) 能 、 動(dòng) 量 定 理 和 動(dòng) 能 定 理 的區(qū) 別 。 練 習(xí) 中 還 應(yīng) 理 解 沖 量 和 動(dòng) 量 的 區(qū) 別 ， 主 要 區(qū) 別 狀 態(tài) 量 和過 程 量 。 動(dòng) 量 定 理 和 牛 頓 第 二 定 律 的 區(qū) 別 ， 兩 者

56、 實(shí) 質(zhì) 是 相 同 的 ，動(dòng) 量 定 理 反 映 了 合 力 在 時(shí) 間 上 的 積 累 效 果 改 變 物 體 的 動(dòng) 量 ， 牛 頓 第 二 定 律 反 映 了 合 力 的 瞬 時(shí) 作 用 效 果 使 物 體 產(chǎn) 生 加 速度 。 教 學(xué) 建 議 在 學(xué) 生 做 過 一 定 數(shù) 量 練 習(xí) 后 ， 引 導(dǎo) 學(xué) 生將 所 學(xué) 知 識(shí) 加 以 整 理 、 比 較 。 在 學(xué) 完 動(dòng) 量 守恒 定 律 的 應(yīng) 用 以 后 ， 可 引 導(dǎo) 學(xué) 生 將 所 學(xué) 的 牛頓 運(yùn) 動(dòng) 定 律 、 動(dòng) 量 定 理 、 動(dòng) 量 守 恒 定 律 和 動(dòng)能 定 理 、 動(dòng) 量 的 變 化 率 與 動(dòng) 量 的 變

57、 化 p等 加以 比 較 ， 教 師 可 啟 發(fā) 學(xué) 生 從 定 律 或 定 理 的 內(nèi)容 、 研 究 對(duì) 象 、 適 用 條 件 、 分 析 問 題 的 基 本步 驟 和 方 法 等 方 面 去 討 論 。 本 章 概 要到 19世 紀(jì) 末 ， 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 經(jīng) 歷 300多 年 的 發(fā) 展 ，已 達(dá) 到 完 善 成 熟 的 階 段 ， 不 少 物 理 學(xué) 家 都 認(rèn) 為 ：輝 煌 的 物 理 大 廈 已 建 成 ， 剩 下 的 只 是 進(jìn) 一 步 精細(xì) 化 的 工 作 ， 如 在 一 些 細(xì) 節(jié) 上 做 了 些 補(bǔ) 充 和 修正 ， 使 各 個(gè) 物 理 學(xué) 常 量 測(cè) 得 更 精 確

58、 一 些 。 但 這時(shí) ， 物 理 學(xué) 晴 朗 的 天 空 中 飄 著 兩 朵 “ 烏 云 ” 影響 了 物 理 學(xué) 家 的 好 心 情 。 第 一 朵 與 以 太 的 零 漂移 實(shí) 驗(yàn) 有 關(guān) ， 相 對(duì) 論 對(duì) 此 做 出 了 圓 滿 的 回 答 ，第 二 朵 “ 烏 云 ” 是 什 么 ？ 物 理 學(xué) 家 又 是 怎 樣 撥開 的 呢 ？第十七章 波粒二象性 首 先 介 紹 了 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 在 解 釋 黑 體 輻 射 規(guī) 律 時(shí) 遇 到 的 困難 ， 簡 述 普 朗 克 提 出 量 子 假 設(shè) 的 主 要 內(nèi) 容 及 其 思 路 。 引導(dǎo) 學(xué) 生 用 類 比 的 方 法 ， 分

59、析 量 子 理 論 與 經(jīng) 典 物 理 學(xué) 關(guān) 于能 量 的 不 同 觀 點(diǎn) ， 讓 學(xué) 生 了 解 能 量 子 假 設(shè) 、 普 朗 克 常 量在 物 理 學(xué) 研 究 中 的 重 要 地 位 。第十七章 波粒二象性教 材 分 析 ： 本 章 教 材 遵 循 著 量 子 理 論 發(fā) 展 的 線 索 展 開接 著 ， 讓 學(xué) 生 通 過 實(shí) 驗(yàn) 探 究 認(rèn) 識(shí) 光 電 效 應(yīng) 的 規(guī) 律 ， 通 過分 析 論 證 ， 理 解 愛 因 斯 坦 提 出 的 光 子 說 、 光 電 效 應(yīng) 方 程及 其 意 義 ， 通 過 康 普 頓 效 應(yīng) 的 介 紹 ， 深 化 學(xué) 生 對(duì) 光 子 說的 認(rèn) 識(shí) ，

60、 初 步 建 立 光 的 波 粒 二 象 性 的 圖 景 。最 后 介 紹 了 德 布 羅 意 波 的 內(nèi) 容 、 研 究 思 路 及 其 實(shí) 驗(yàn) 驗(yàn) 證 ，通 過 分 析 電 子 的 單 縫 衍 射 ， 使 學(xué) 生 了 解 不 確 定 關(guān) 系 ， 并提 出 正 是 由 于 把 波 粒 二 象 性 推 廣 到 微 觀 粒 子 上 去 ， 才 促進(jìn) 了 量 子 力 學(xué) 的 蓬 勃 發(fā) 展 。 本 章 內(nèi) 容 的 教 學(xué) 要 求 大 多 為 “ 了 解 ” 、 “ 知道 ”教 學(xué) 重 點(diǎn) ： 普 朗 克 能 量 子 假 設(shè) 及 其 意 義 、 光電 效 應(yīng) 實(shí) 驗(yàn) 和 愛 因 斯 坦 光 電 效

61、應(yīng) 方 程 、 光 和實(shí) 物 粒 子 的 波 粒 二 象 性教 學(xué) 難 點(diǎn) ： 主 要 是 能 量 量 子 化 、 光 與 實(shí) 物 粒子 的 波 粒 二 象 性 等 概 念 的 建 立學(xué) 習(xí) 困 難 ： 在 于 量 子 理 論 遠(yuǎn) 離 學(xué) 生 和 生 活 經(jīng)驗(yàn)第十七章 波粒二象性 內(nèi) 容 標(biāo) 準(zhǔn) 1 了 解 微 觀 世 界 中 的 量 子 化 現(xiàn) 象 。 比 較 宏 觀 物 體 和微 觀 粒 子 的 能 量 變 化 特 點(diǎn) ， 體 會(huì) 量 子 論 的 建 立 深 化了 人 們 對(duì) 于 物 質(zhì) 世 界 的 認(rèn) 識(shí) 。2 通 過 實(shí) 驗(yàn) 了 解 光 電 效 應(yīng) 。 知 道 愛 因 斯 坦 光 電

62、效 應(yīng)方 程 及 意 義 。3 了 解 康 普 頓 效 應(yīng) 。4 根 據(jù) 實(shí) 驗(yàn) 事 實(shí) 說 明 光 的 波 粒 二 象 性 。 知 道 光 是 一種 概 率 波 。5 知 道 實(shí) 物 粒 子 具 有 波 動(dòng) 性 。 知 道 電 子 云 。 初 步 了解 不 確 定 性 關(guān) 系 。6 通 過 典 型 事 例 了 解 人 類 直 接 經(jīng) 驗(yàn) 的 局 限 性 ， 體 會(huì)人 類 對(duì) 世 界 的 探 究 是 不 斷 深 入 的 。課 標(biāo) 要 求 和 高 考 考 點(diǎn) 分 析 本 節(jié) 高 考 無 要 求 第 一 單 元 1. 能 量 量 子 化 ： 物 理 學(xué) 的 新 紀(jì) 元 1學(xué) 時(shí) 第 二 單 元 2

63、. 科 學(xué) 的 轉(zhuǎn) 折 ： 光 的 粒 子 性 2學(xué) 時(shí) 第 三 單 元 3. 嶄 新 的 一 頁 ： 粒 子 的 波 動(dòng) 性 2學(xué) 時(shí) 4. 概 率 波 1學(xué) 時(shí) 5. 不 確 定 原 理 1學(xué) 時(shí)課 時(shí) 分 配 建 議 量 子 論 、 光 電 效 應(yīng) 、 康 普 頓 效 應(yīng) 、 波 粒 二 象 性 重 點(diǎn) 知 識(shí) 第 1節(jié) 能 量 量 子 化 ： 物 理 學(xué) 的 新 紀(jì) 元 本 節(jié) 重 點(diǎn) ： “ 量 子 化 ” 概 念 的 建 立 （ 可 以 通 過 通 俗 的 事 例 說 明 ） 教 學(xué) 要 求 ： 了 解 黑 體 和 黑 體 輻 射 。 體 會(huì) 量 子 論 的 建 立 深 化 了 人

64、 們 對(duì) 于 物 質(zhì) 世 界 的 認(rèn) 識(shí) 。黑 體 輻 射 ， 學(xué) 生 理 解 為 熱 輻 射 就 可 以 了 ， 不 要 在 “ 黑 體 ” 概 念 上作 文 章 。 通 過 前 人 的 工 作 了 解 科 學(xué) 探 究 ， 了 解 量 子 論 的 建 立 過 程 。 黑 體 輻 射 經(jīng) 典 電 磁 學(xué) 普 朗 克 假 設(shè) 矛 盾 推 理 （ 數(shù) 學(xué) ） 驗(yàn) 證 黑 體 輻 射 實(shí) 驗(yàn)規(guī) 律 一 、 黑 體 與 黑 體 輻 射 1 熱 輻 射 ： 一 切 物 體 都 在 輻 射 電 磁 波 ， 這 種輻 射 與 物 體 的 溫 度 有 關(guān) ， 叫 熱 輻 射 。 2 黑 體 ： 如 果 某 種

65、 物 體 能 夠 完 全 吸 收 入 射 的各 種 波 長 的 電 磁 波 而 不 發(fā) 生 反 射 ， 這 種 物 體 就是 絕 對(duì) 黑 體 ， 簡 稱 黑 體 。 3 黑 體 輻 射 ： 絕 對(duì) 黑 體 輻 射 的 電 磁 波 的 強(qiáng) 度只 與 黑 體 的 溫 度 有 關(guān) ， 這 種 輻 射 叫 黑 體 輻 射 。 教 學(xué) 內(nèi) 容 二 、 黑 體 輻 射 的 實(shí) 驗(yàn) 規(guī) 律 1 實(shí) 驗(yàn) 規(guī) 律 ： 隨 著 溫 度 的 升 高 ， 一 方 面 ， 各 種 波 長的 輻 度 都 有 增 加 ； 另 一 方 面 ， 輻 射 強(qiáng) 度 的 極 大 值 向 波長 較 短 的 方 向 移 動(dòng) 。 2 經(jīng)

66、驗(yàn) 定 律 (1)維 恩 位 移 定 律 ： 隨 著 黑 體 溫 度 升 高 ， 所 發(fā) 射 的 輻射 最 強(qiáng) 的 波 長 變 短 ， 即 向 光 譜 的 紫 色 區(qū) 移 動(dòng) 。 (2)瑞 利 一 金 斯 公 式 3 “ 紫 外 災(zāi) 難 ” 維 恩 公 式 在 短 波 區(qū) 與 實(shí) 驗(yàn) 非 常 接 近 ， 在 長 波 區(qū) 與 實(shí)驗(yàn) 偏 離 很 大 ； 瑞 利 公 式 在 長 波 區(qū) 與 實(shí) 驗(yàn) 嚴(yán) 重 不 符 ， 不但 不 符 ， 而 且 當(dāng) 波 長 趨 于 零 時(shí) ， 輻 射 競(jìng) 變 成 無 窮 大 ，這 顯 然 是 荒 謬 的 ， 由 于 長 波 很 小 的 輻 射 處 在 紫 外 線 波段 ， 故 而 由 理 論 得 出 的 這 種 荒 謬 結(jié) 果 被 認(rèn) 為 是 物 理 學(xué)理 論 的 災(zāi) 難 ， 當(dāng) 時(shí) 稱 為 “ 紫 外 災(zāi) 難 ” 。 三 、 普 朗 克 的 能 量 子 觀 點(diǎn) 1 能 量 子 ： 德 國 物 理 學(xué) 家 普 朗 克 認(rèn) 為 ， 振 動(dòng) 著 的帶 電 微 粒 的 能 量 只 能 是 某 一 最 小 能 量 值 E的 整 數(shù) 倍 。 2 能 量 子 的 大 小