高三物理教案

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2025-12-22教案

短文网整理的高三物理教案(精选16篇),快来看看吧,希望对您有所帮助。

高三物理教案 篇1

一、教学目标

1.在物理知识方面要求:

(1)知道分子的动能,分子的平均动能,知道物体的温度是分子平均动能大小的标志。

(2)知道分子的势能跟物体的体积有关,知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律。

(3)知道什么是物体的内能,物体的内能与哪个宏观量有关,能区别物体的内能和机械能。

(4)知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的,知道两者的区别,了解热功参量的意义。

2.在培养学生能力方面,这节课中要让学生建立:分子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五个以上物理概念,又要让学生初步知道三个物理规律:温度与分子平均动能关系,分子势能与分子间距离关系,做功与热传递在改变物体内能上的关系。因此,教学中着重培养学生对物理概念和规律的理解能力。

3.渗透物理学方法的教育:在分子平均动能与温度关系的讲授中,渗透统计的方法。在分子间势能与分子间距离的关系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法。

二、重点、难点分析

1.教学重点是使学生掌握三个概念(分子平均动能、分子势能、物体内能),掌握三个物理规律(温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系)。

2.区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点;分子势能随分子间距离变化的势能曲线是教学上的另一难点。

三、教具

1.压缩气体做功,气体内能增加的演示实验:

圆形玻璃筒、活塞、硝化棉。

2.幻灯及幻灯片,展示分子间势能随分子间距离变化而变化的曲线。

四、主要教学过程

(一)引入新课

我们知道做机械运动的物体具有机械能,那么热现象发生过程中,也有相应的能量变化。另一方面,我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的。那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢?这是今天学习的问题。

(二)教学过程的设计

1.分子的动能、温度

物体内大量分子不停息地做无规则热运动,对于每个分子来说都有无规则运动的动能。由于物体内各个分子的速率大小不同,因此,各个分子的动能大小不同。由于热现象是大量分子无规则运动的结果,所以研究个别分子运动的动能是没有意义的。而研究大量分子热运动的动能,需要将所有分子热运动动能的平均值求出来,这个平均值叫做分子热运动的平均动能。

学习布朗运动和扩散现象时,我们知道布朗运动和扩散现象都与温度有关系,温度越高,布朗运动越激烈,扩散也加快。依照分子动理论,这说明温度升高后分子无规则运动加剧。用上述分子热运动的平均动能来说明,就是温度升高,分子热运动的平均动能增大。如果温度降低,说明分子热运动的平均动能减小。因此从分子动理论观点来看,温度是物体分子热运动的平均动能的标志。“标志”的含义是指物体温度升高或降低,表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小。温度不变,就表示了分子热运动的平均动能不变。其他宏观物理量如时间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标志。但是,温度不是直接等于分子的平均动能。

另一方面,温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应,对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的。

我们知道,温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度,而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志,这是温度的微观含义。

2.分子势能

分子间存在着相互作用力,因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能,这就是分子势能。

如果分子间距离约为10 -10 m数量级时,分子的作用力的合力为零,此距离为r 0 。

当分子距离小于r 0时,分子间的作用力表现为斥力,要减小分子间的距离必须克服斥力做功,因此,分子势能随分子间距离的减小而增大。这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧压缩,弹性势能E p增大。

如果分子间距离大于r 0时,分子间的相互作用表现为引力,要增大分子间的距离必须克服引力做功,因此,分子势能随分子间的距离增大而增大。这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的。如图1中弹簧拉伸,E p增大。

从以上两种情况综合分析,分子间距离以r 0为数值基准,r不论减小或增大,分子势能都增大。所以说,分子在平衡位置处是分子势能最低点。如果分子间距离是无限远时,取分子势能为零值,分子间距离从无限远逐渐减少至r 0以前过程,分子间的作用力表现为引力,而且距离减少,分子引力做正功,分子势能不断减小,其数值将比零还小为负值。当分子间距离到达r 0以后再减小,分子作用力表现为斥力,在分子间距离减小过程中,克服斥力做功,使分子势能增大。其数值将从负值逐渐变大至零,甚至为正值。分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图2的图象中表现出来。从图中看到分子间距离在r 0处,分子势能最小。

既然分子势能的大小与分子间距离有关,那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢?如果对于确定的物体,它的体积变化,直接反映了分子间的距离,也就反映了分子间的势能变化。所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映。

3.物体的内能

(1)物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能。一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成,因此任何物体都是有内能的。

提问学生:宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志?

根据学生的回答,引导到一个确定的物体,分子总数是固定的,那么这物体的内能大小是由宏观量——温度和体积决定的。如果不是确定的物体,那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定。

课堂讨论题:下列各个实例中,比较物体的内能大小,并说明理由。

①一块铁由15 ℃升高到55 ℃,比较内能。

②质量是1kg50 ℃的铁块与质量是0.1kg50 ℃的铁块,比较内能。

③质量是1kg100 ℃的水与质量是1kg100 ℃的水蒸气,比较内能。

(2)物体机械运动对应着机械能,热运动对应着内能。任何物体都具有内能,同时还可以具有机械能。例如在空中飞行的炮弹,除了具有内能,还具有机械能——动能和重力势能。

提问学生:一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气,当汽车以60km/h行驶起来后,气瓶内氧气的内能是否增加?

通过此问题,让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和,而不是分子定向移动的动能。另一方面,物体机械能增加,内能不一定增加。

4.物体的内能改变的两种方式

(1)列举锯木头和用砂轮磨刀具,锯条、木头和刀具温度升高,说明克服摩擦力做功,可以使物体的内能增加。如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下,外力做多少功,物体的内能就改变多少。如果用W表示外界对物体做的功,用Δ E表示物体内能的变化,那么有W= Δ E 。功的单位是焦耳,内能的单位也是焦耳。

演示压缩空气,硝化棉燃烧。说明外力压缩空气过程,对气体做功,使气体的内能增加,温度升高到棉花的燃点而使其燃烧。

以上实例说明做功可以改变物体的内能。

(2)在炉灶上烧热水,火炉烤热周围物体,这些物体温度升高内能增加。这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变。物体吸收热量,内能增加。物体放出热量,物体的内能减少。如果传递给物体的热量用Q表示,物体内能的变化量是Δ E,那么,Q= Δ E 。

热量的计算公式有:Q=mc Δ t,Q=ML,Q=m λ(后面的两个公式分别是物质熔解和汽化时热量的计算式)。热量的单位是焦耳,过去的单位是卡。

所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式。

(3)做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

一杯水可以用加热的方法(即热传递方式)传递给它一定的热量,使它从某一温度升高到另一温度。这过程中这杯水的内能有一定量的变化。也可以采取做功的方式,比如用搅拌器在水中不断搅拌,也可以使这杯水从相同的初温度升高到同一高温度,这样,水的内能会有相同的变化量。两种方式不同,得到的结果是相同的。除非事先知道,否则我们无法区别是哪种方式使这杯水的内能增加的。

因此,做功和热传递对改变物体的内能是等效的。

(4)虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的,但是这两种方式的物理过程有本质的区别。做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程。而热传递的过程只是物体之间内能的转移,没有能量形式的转化。

课上练习:

1.判断下面各结论是否正确?

(1)温度高的物体,内能不一定大。

(2)同样质量的`水在100 ℃时的内能比60 ℃时的内能大。

(3)内能大的物体,温度一定高。

(4)内能相同的物体,温度一定相同。

(5)热传递过程一定是从内能大的物体向内能小的物体传递热量。

(6)温度高的物体,含有的热量多,或者说内能大的物体含有的热量多。

(7)摩擦铁丝发热,说明功可以转化为热量。

答案:(1)、(2)是对的。

2.在标准大气压下,100 ℃的水吸收热量变成同温度的水蒸气的过程,下面的说法是否正确?

(1)分子热运动的平均动能不变,因而物体的内能不变。

(2)分子的平均动能增加,因而物体的内能增加。

(3)所吸收的热量等于物体内能的增加量。

(4)分子的内能不变。

答案:以上四个结论都不对。

(三)课堂小结

(1)这节课上新建立了三个物理概念:分子热运动的平均动能、分子势能、内能。要知道这三个概念的确切含义,更为重要的是能够区分温度、内能、热量,知道内能与机械能的区别和联系。

(2)要掌握三个物理规律:分子热运动的平均动能与温度的关系、分子间的相互作用力与分子间距离的关系、做功与热传递在使物体内能改变上的关系。

(四)说明

这节课是概念性很强的课,又不是从物理实验或物理现象直接得出结论的课。对于概念要知道引入的目的、确切含义、与其他概念的区别和联系。所以课上要讲分子热运动平均动能、内能、热量等概念的意义,并且要通过实际例题,让学生通过判断、推理来加深对这些概念的认识。

高三物理教案 篇2

一、电流、电阻和电阻定律

1.电流:电荷的定向移动形成电流.

(1)形成电流的条件:内因是有自由移动的电荷,外因是导体两端有电势差.

(2)电流强度:通过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t的比值。

①I=Q/t;假设导体单位体积内有n个电子,电子定向移动的速率为V,则I=neSv;假若导体单位长度有N个电子,则I=Nev.

②表示电流的强弱,是标量.但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.

③单位是:安、毫安、微安1A=103Ma=106A

2.电阻、电阻定律

(1)电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值.R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与U.I无关.

(2)电阻定律:导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比. R=L/S

(3)电阻率:电阻率是反映材料导电性能的物理量,由材料决定,但受温度的.影响.

①电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截面积为1m2的柱形导体的电阻.

②单位是:m.

3.半导体与超导体

(1)半导体的导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为10-5m ~106m

(2)半导体的应用:

①热敏电阻:能够将温度的变化转成电信号,测量这种电信号,就可以知道温度的变化.

②光敏电阻:光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用.

③晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路.

④半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等.

(3)超导体

①超导现象:某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零的现象.

②转变温度(TC):材料由正常状态转变为超导状态的温度

③应用:超导电磁铁、超导电机等

二、部分电路欧姆定律

1、导体中的电流I跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻R成反比。 I=U/R

2、适用于金属导电体、电解液导体,不适用于空气导体和某些半导体器件.R2﹥R1 R2

3、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,常画成I~U或U~I图象,对于线性元件伏安特性曲线是直线,对于非线性元件,伏安特性曲线是非线性的.

注意:①我们处理问题时,一般认为电阻为定值,不可由R=U/I认为电阻R随电压大而大,随电流大而小.

②I、U、R必须是对应关系.即I是过电阻的电流,U是电阻两端的电压.

三、电功、电功率

1.电功:电荷在电场中移动时,电场力做的功W=UIt,

电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程.

2.电功率:电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=UI

3.焦耳定律;电流通过一段只有电阻元件的电路时,在 t时间内的热量Q=I2Rt.

纯电阻电路中W=UIt=U2t/R=I2Rt,P=UI=U2/R=I2R

非纯电阻电路W=UIt,P=UI

4.电功率与热功率之间的关系

纯电阻电路中,电功率等于热功率,非纯电阻电路中,电功率只有一部分转化成热功率.

纯电阻电路:电路中只有电阻元件,如电熨斗、电炉子等.

非纯电阻电路:电机、电风扇、电解槽等,其特点是电能只有一部分转化成内能.

高三物理教案 篇3

第四课时 电磁感应中的力学问题

【知识要点回顾】

1.基本思路

①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向;

②求回路电流;

③分析导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向);

④列出动力学方程或平衡方程并求解.

2. 动态问题分析

(1)由于安培力和导体中的电流、运动速度均有关,所以对磁场中运动导体进行动态分析十分必要,当磁场中导体受安培力发生变化时,导致导体受到的合外力发生变化,进而导致加速度、速度等发生变化;反之,由于运动状态的变化又引起感应电流、安培力、合外力的变化,这样可能使导体达到稳定状态.

(2)思考路线:导体受力运动产生感应电动势感应电流通电导体受安培力合外力变化加速度变化速度变化最终明确导体达到何种稳定运动状态.分析时,要画好受力图,注意抓住a=0时速度v达到最值的特点.

【要点讲练】

[例1]如图所示,在一均匀磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给ef一个向右的初速度,则( )

A.ef将减速向右运动,但不是匀减速

B.ef将匀减速向右运动,最后停止

C.ef将匀速向右运动

D.ef将往返运动

[例2]如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.

(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图.

(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;

(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.

[例3]如图所示,两条互相平行的光滑导轨位于水平面内,距离为l=0.2m,在导轨的一端接有阻值为R=0.5的电阻,在x0处有一水平面垂直的均匀磁场,磁感应强度B=0.5T.一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2m/s的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于直杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动,加速度大小为a=2m/s2、方向与初速度方向相反.设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且连接良好.求:

(1)电流为零时金属杆所处的位置;

(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向;

(3)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时F的方向与初速度v0取得的关系.

[例4]如图所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d 为0.5米,左端通过导线与阻值为2欧姆的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4欧姆的小灯泡L连接;在CDEF矩形区域内有竖直向上均匀磁场,CE长为2米,CDEF区域内磁场的磁感应强度B如图所示随时间t变化;在t=0s时,一阻值为2欧姆的金属棒在恒力F作用下由静止从AB位置沿导轨向右运动,当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化.求:

(1)通过的小灯泡的电流强度;

(2)恒力F的大小;

(3)金属棒的质量.

例5.如图所示,有两根和水平方向成.角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感强度为及一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下.经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm,则 ( )

A.如果B增大,vm将变大

B.如果变大,vm将变大

C.如果R变大,vm将变大

D.如果m变小,vm将变大

例6.如图所示,A线圈接一灵敏电流计,B线框放在匀强磁场中,B线框的.电阻不计,具有一定电阻的导体棒可沿线框无摩擦滑动,今用一恒力F向右拉CD由静止开始运动,B线框足够长,则通过电流计中的电流方向和大小变化是( )

A.G中电流向上,强度逐渐增强

B.G中电流向下,强度逐渐增强

C.G中电流向上,强度逐渐减弱,最后为零

D.G中电流向下,强度逐渐减弱,最后为零

例7.如图所示,一边长为L的正方形闭合导线框,下落中穿过一宽度为d(dL)的匀强磁场区,设导线框在穿过磁场区的过程中,不计空气阻力,它的上下两边保持水平,线框平面始终与磁场方向垂直做加速运动,若线框在位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时,其加速度a1,a2,a3的方向均竖直向下,则( )

A.a1=a3

B.a1=a3

C.a1

D.a3

例8.如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成=37o角,下端连接阻值为R的电阻,匀强磁场方向与导轨平面垂直,质量为0.2kg,电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;

(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;

(3)在上问中,若R=2,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)

高三物理教案 篇4

核力与核能

三维教学目标

1、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。

2、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。

3、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。

(一)引入新课

提问1: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?(两者相差1036倍)

提问2: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。

(二)进行新课

1、核力与四种基本相互作用

提示: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。

提问

1:那么核力有怎样特点呢?

(1)核力特点:

第一、核力是强相互作用(强力)的一种表现。

第二、核力是短程力,作用范围在1.5×10-15m之内。

第三、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。

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。

(2)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。

2、原子核中质子与中子的比例

随着原子序数的增加,稳定原子核中的中子数大于质子数。

思考: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?(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)

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?

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。

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

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。

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。

高三物理教案 篇5

1、与技能:掌握运用动量守恒定律的一般步骤。

2、过程与: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。

3、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。

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:启发、引导,讨论、交流。

教学用具:投影片、多媒体辅助教学设备。

(一)引入新课

动量守恒定律的内容是什么?分析动量守恒定律成立条件有哪些?(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

用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。

(1)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。

(2)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。(20xx年综合题23 ②就是根据这一事实设计的)。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?

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 高一,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。

高三物理教案 篇6

教学目标

知识目标

1、掌握反射定律,理解镜面反射和漫反射的异同.

2、掌握平面镜成像的基本原理,知道什么是虚像,掌握平面镜成虚象的作图法和和利用几何知识进行光路控制的有关计算.

能力目标

1、知道反射光路是可逆的,并能用来解释光现象和计算有关的问题.

2、知道平面镜是怎样成像的,会画成像的光路图,

3、知道像的特点,能够证明物和像是镜面对称的.

情感目标

培养学生通过所学的物理知识来认识自然界,从而热爱生活,用正确的科学的态度对待生活,培养正确的世界观和人生观.

教学建议

关于光的反射、平面镜的教学建议

(一)引入新课

上一节我们学习了光的直线传播,知道光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,光在真空中的传播速度是3×108m/s,光在其他介质中也是沿直线传播的,只是其传播速度小于真空中光速,当光照到两种介质的交界面时,发生反射现象,光的反射现象,我们在初中也已经做过初步的学习,现在我们将进一步学习这一部分内容.

(二)教学过程

光的反射部分在内容上与初中没有太大的区别,所以可以先让学生思考自学,而后教师进行讲解和分析.教师可以将主要精力放在平面镜的成像上.

学生思考:

何为光的反射?

光的反射定律内容是什么?

列举光的反射现象.

漫反射和镜面反射的区别和联系.

平面镜成像的特点和规律.

平面镜成像做图.

教师讲解:

光的反射

1、人是怎样看见周围物体的?

物体发出的光(或物体被照明而反射出来的光)进入人的眼睛,并在视网膜上形成清晰的像,人根据这像来识别物体.

2.光的反射定律:

(1)反射光线、入射光线、法线在同一平面内.

(2)反射光线,入射光线在法线两侧.(3)反射角等于入射角.

A、入射角、反射角是指入射光线、反射光线与法线的夹角,不是与界面的夹角.

B、在理解反射定律时,不能片面认为就是反射角等于入射角、因为符合与入射角相等的直线有无数条,只有加上“反射光线,入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧”,反射光线才能确定.

C、在反射现象中,光路是可逆的.

D、光线照射到光滑的平面上,产生镜面反射;照射到粗糙物体表面,产生漫反射、平行光线在粗糙面上发生漫反射时,虽然反射光线显得杂乱无章,但对每一条光线而言,都遵循反射定律.

光路的可逆性:当光线沿反射光线方向入射时,反射光线一定沿入射光线光方向反射.

3.平面镜成像:

像与物相对平面镜对称、等大、且为虚像.

关于像的问题:实像是物体发出的光会聚在一起而成的像.而虚像不是实际光线会聚在一起而成像的,而光沿直线传播的观念.认为逆着射来的光就可以找到物体,物体发出的光经过平面镜反射进入人眼中,平面镜中的是虚像.虚像是虚的,但人视网膜上像是实在的.

平面镜成像作图法:(1)利用对称性作图.(2)利用反射定律作图.

关于平面镜成像的教学建议

在初中阶段学习时只要求利用平面镜成像的规律进行作图,现在要求学生了解根据光的反射原理作图.

①平面镜成的是虚像,像与物等大,并且相对于镜面对称、这个结论在初中阶段由实验得出,现在可以利用几何方法证明.

②加深对虚像的理解,要让学生知道虚像不是由实际光线会聚而成,而是由镜面反射后的实际光线反向延长线会聚而成的、虚像不能用光屏接到,只能用眼睛直接观察.

③平面镜成像特点:

与物等大、正立的.虚像,且物与像是关于镜面对称的

注意:虚像人眼能够看到,照相机也能拍摄

④平面镜不改变光线性质:具体是指:平行光线经平面镜反射后仍为平行光线、会聚光线经平面镜反射后仍为会聚光线、发散光线经平面镜反射后仍为发散光线

⑤平面镜成像作图法:

1)反射定律法:从物点作任意两光线射向平面镜,由反射定律作其反射光线,此两条反射光线的反向延长线交点即为虚像点.

2)对称法:先标出反射面,再找物点关于镇面的对称点即像的位置、由物点任意作两条入射光线,其反射光线的反向延长线必通过像点,实际“存在”的光线或实像用实线表示,并不真实“存在”的光线即反向延长线或虚像用虚线表示,实光线方向冠以箭头.通常为了保证准确、方便,常用第二种方法.

教学设计示例

光的反射、平面镜

(一)引入新课

上一节我们学习了光的直线传播,知道光在同一种均匀介质中是沿直线传播的,光在真空中的传播速度是3×108m/s,光在其他介质中也是沿直线传播的,只是其传播速度小于真空中光速,当光照到两种介质的交界面时,发生反射现象,光的反射现象,我们在初中也已经做过初步的学习,现在我们将进一步学习这一部分内容.

(二)教学过程

光的反射部分在内容上与初中没有太大的区别,所以可以先让学生思考自学,而后教师进行讲解和分析.教师可以将主要精力放在平面镜的成像上.

学生思考:

何为光的反射?

光的反射定律内容是什么?

列举光的反射现象.

漫反射和镜面反射的区别和联系.

平面镜成像的特点和规律.

平面镜成像做图.

教师讲解:

光的反射

1、人是怎样看见周围物体的?

物体发出的光(或物体被照明而反射出来的光)进入人的眼睛,并在视网膜上形成清晰的像,人根据这像来识别物体.

2.光的反射定律:

(1)反射光线、入射光线、法线在同一平面内.

(2)反射光线,入射光线在法线两侧.(3)反射角等于入射角.

A、入射角、反射角是指入射光线、反射光线与法线的夹角,不是与界面的夹角.

B、在理解反射定律时,不能片面认为就是反射角等于入射角、因为符合与入射角相等的直线有无数条,只有加上“反射光线,入射光线和法线在同一平面内,反射光线和入射光线分居法线两侧”,反射光线才能确定.

C、在反射现象中,光路是可逆的.

D、光线照射到光滑的平面上,产生镜面反射;照射到粗糙物体表面,产生漫反射、平行光线在粗糙面上发生漫反射时,虽然反射光线显得杂乱无章,但对每一条光线而言,都遵循反射定律.

光路的可逆性:当光线沿反射光线方向入射时,反射光线一定沿入射光线光方向反射.

3.平面镜成像:

像与物相对平面镜对称、等大、且为虚像.

关于像的问题:实像是物体发出的光会聚在一起而成的像.而虚像不是实际光线会聚在一起而成像的,而光沿直线传播的观念.认为逆着射来的光就可以找到物体,物体发出的光经过平面镜反射进入人眼中,平面镜中的是虚像.虚像是虚的,但人视网膜上像是实在的.

平面镜成像作图法:(1)利用对称性作图.(2)利用反射定律作图.

探究活动

1.制作:利用光的反射现象制作一只潜望镜.

2.调查生活中有关光的反射的应用情况.

3.利用光的反射知识解释生活中的有关现象.

高三物理教案 篇7

一、电流、电阻和电阻定律

1.电流:电荷的定向移动形成电流.

(1)形成电流的条件:内因是有自由移动的电荷,外因是导体两端有电势差.

(2)电流强度:通过导体横截面的电量Q与通过这些电量所用的时间t的比值。

①I=Q/t;假设导体单位体积内有n个电子,电子定向移动的速率为V,则I=neSv;假若导体单位长度有N个电子,则I=Nev.

②表示电流的强弱,是标量.但有方向,规定正电荷定向移动的方向为电流的方向.

③单位是:安、毫安、微安1A=103Ma=106A

2.电阻、电阻定律

(1)电阻:加在导体两端的电压与通过导体的电流强度的比值.R=U/I,导体的电阻是由导体本身的性质决定的,与U.I无关.

(2)电阻定律:导体的电阻R与它的长度L成正比,与它的横截面积S成反比. R=L/S

(3)电阻率:电阻率是反映材料导电性能的物理量,由材料决定,但受温度的影响.

①电阻率在数值上等于这种材料制成的长为1m,横截面积为1m2的柱形导体的'电阻.

②单位是:m.

3.半导体与超导体

(1)半导体的导电特性介于导体与绝缘体之间,电阻率约为10-5m ~106m

(2)半导体的应用:

①热敏电阻:能够将温度的变化转成电信号,测量这种电信号,就可以知道温度的变化.

②光敏电阻:光敏电阻在需要对光照有灵敏反应的自动控制设备中起到自动开关的作用.

③晶体二极管、晶体三极管、电容等电子元件可连成集成电路.

④半导体可制成半导体激光器、半导体太阳能电池等.

(3)超导体

①超导现象:某些物质在温度降到绝对零度附近时,电阻率突然降到几乎为零的现象.

②转变温度(TC):材料由正常状态转变为超导状态的温度

③应用:超导电磁铁、超导电机等

二、部分电路欧姆定律

1、导体中的电流I跟导体两端的电压成正比,跟它的电阻R成反比。 I=U/R

2、适用于金属导电体、电解液导体,不适用于空气导体和某些半导体器件.R2﹥R1 R2

3、导体的伏安特性曲线:研究部分电路欧姆定律时,常画成I~U或U~I图象,对于线性元件伏安特性曲线是直线,对于非线性元件,伏安特性曲线是非线性的.

注意:①我们处理问题时,一般认为电阻为定值,不可由R=U/I认为电阻R随电压大而大,随电流大而小.

②I、U、R必须是对应关系.即I是过电阻的电流,U是电阻两端的电压.

三、电功、电功率

1.电功:电荷在电场中移动时,电场力做的功W=UIt,

电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程.

2.电功率:电流做功的快慢,即电流通过一段电路电能转化成其它形式能对电流做功的总功率,P=UI

3.焦耳定律;电流通过一段只有电阻元件的电路时,在 t时间内的热量Q=I2Rt.

纯电阻电路中W=UIt=U2t/R=I2Rt,P=UI=U2/R=I2R

非纯电阻电路W=UIt,P=UI

4.电功率与热功率之间的关系

纯电阻电路中,电功率等于热功率,非纯电阻电路中,电功率只有一部分转化成热功率.

纯电阻电路:电路中只有电阻元件,如电熨斗、电炉子等.

非纯电阻电路:电机、电风扇、电解槽等,其特点是电能只有一部分转化成内能.

高三物理教案 篇8

教学分析

电动势是本章的一个难点。教科书明确提出了“非静电力”的概念,让学生从功和能的角度理解非静电力,知道非静电力在电路中所起的作用,并能从“非静电力”做功的角度去理解电动势的概念。

同时为了降低难度,教科书直接给出了电动势的定义式,但只是说“电动势在数值上等于非静电力把1C的正电荷在电源内从负极移送到正极所做的功”,没有用比值的方法严格定义。电源的内阻在后面的闭合电路欧姆定律学习中很重要,本节作了一些铺垫。

我们常说要让学生经历科学过程,其形式是多种多样的。学生可以通过讨论或实验认识新的规律,通过阅读来了解前人的工作过程,跟着教师的思路一环套一环地接受新的概念等,这都是经历科学过程的不同形式。

教学目标

1.知道电源是将其他形式的能转化成为电能的装置。

2.了解电路中(电源外部和内部)自由电荷定向移动过程中,静电力和非静电力做功与能量转化的关系。

3.了解电源电动势的基本含义,知道它的定义式。

4.理解电源内电阻。

教学重点难点

电动势概念的建立是重点也是难点。此套书多处对“通过做功研究能量”的'思想都有阐述和铺垫,此处再次运用这种功能关系的观点来学习电动势。可以使学生对电源电动势有深刻的理解,同时也很好地培养了学生的理性思维习惯。本节课从静电力做功和非静电力做功进行比较建立电动势的概念。也为后面第7节闭合电路的欧姆定律学习作了铺垫。

教学方法与手段

实验演示、逻辑推理。在电压和电动势这两个容易混淆的概念中通过静电力做功和非静电力做功进行比较教学,建立新的概念。

课前准备

教学媒体。

金属板、酸溶液、灵敏电流计、多种型号的干电池、学生电源、导线、电键、小灯泡、投影仪。

知识准备

1.课前复习:电势差的定义式:U=Wq。

2.课前说明:在金属导体中,能够自由移动的电荷是自由电子,由于它们带负电荷,电子向某一方向的定向移动相当于正电荷向相反方向的定向移动。为了方便本节按照正电荷移动的说法进行讨论。

高三物理教案 篇9

一、教学目的:

1.经历从许多与力相关的日常生活现象中,归纳出力的基本概念的过程,并了解力的概念。

2.通过实验感受力作用的相互性。

3.通过常见的事例和实验,认识力的作用效果。

二、教学重点:

1、让学生经历和体验归纳力的初步概念的过程。

2、力的初步概念。

三、教学难点:

利用力的作用是相互的道理,解释一些简单的力的现象。

四、教学过程:

(一)引入新课

请一位同学到教室前面表演举哑铃。(演示)

师:请这位同学谈谈肌肉有什么感觉?

生:我感到手臂上的肌肉十分紧张。

师:最初我们对力的认识,就是从肌肉的紧张的感觉而得来的。那么,在物理学中我们又是怎样来认识力的呢?今天,我们就来研究这个问题。

(二)新课教学

1、力是什么

师:在日常生活中,人们在什么情况下会用力呢?

生:举重比赛时,人用手推杠铃。

生:拔河比赛时,人用力拉绳。

生:人用力压跷跷板。

生:人用力提水桶。

师:刚才几位同学举的在推、拉、压、提等情况下,人对物体施加了力。那么,是否只有人才能对物体施加力呢?生产中,你见过其他物体对物体施加力的情况吗?

生:我看见过推土机推土。

生:我见过大吊车提货物。

生:我见过压路机压路。

生:我见过拖拉机拉犁。

(教师选好学生所举的例子,并做好板书)

师:同学们想一想黑板上的这些例子,有什么共性?

生:上面的例子中,不论是人还是物体,当他们对别的.物体用力时,都与别的物体是相互接触的。

生:都发生了推、拉、压、提等动作。

师:刚才的两位同学总结得很好,我们先来看第一位同学所讲的即发生力的时候,物体与物体总是相互接触的。你同意这种看法吗?

生:我不同意。

师:为什么呢?你能举出一个发生力的时候,物体没有相互接触的例子吗?

生:我用钢笔与头发摩擦,然后将钢笔接近小纸屑,发现还没有接触,小纸屑就被钢笔吸引上了。

师:很好,这位同学所举的例子告诉我们,一个物体对别的物体施加力的时候,可以不直接接触。

师:再来看第二位同学讲的,有力发生时,物体之间总会发生推、拉、提、压等动作。在物理学中通常将物体之间的推、拉、提、压、排斥、吸引等叫做作用。

师:现在我们就可以归纳出力的概念。把上述例子中的具体物体的名称去掉,用“物体”代替,则力的概念就成为:力是物体对物体的作用。

师:我们通常将施加力的物体叫做施力物体,受到力的物体叫做受力物体。

从黑板的例子中找出施力物体和受力物体。(学生练习)

2、力的作用是相互的

师:请同学们用手拍桌子,两手互拍,拉橡皮筋,提书包,体会一下施力与受力的感觉。你能发现力的作用有什么特点?

生:用手拍桌子时,手对桌子施力,但手感到疼,这说明桌子也对手施了力。

生:两手互拍时,左手对右手施力,右手也对左手施力。

生:用手拉橡皮筋时,橡皮筋也在拉手。

生:手向上提书包,书包对手也在向下拉。

师:大量的事实说明,物体间力的作用是相互的。

(板书:物体间力的作用是相互的)

3、力的作用效果

请一位同学上台表演拉健身拉力器。(演示)

师:同学们注意观察,拉力器中弹簧的形状有什么变化?

生:在拉力的作用下,弹簧的长度伸长。

师:对,刚才拉橡皮筋时,橡皮筋的长度也伸长了。这些情况说明力可以使物体的形状发生改变(简称形变)。

(板书:力可以使物体发生形变)

师:在踢足球时,足球的状态是否发生了改变?怎样改变?

生:足球有时是静止的,但受力后就成为运动的。

生:足球有时是运动的,但被守门员接住后就成为静止的。

生:足球有时朝某一方向运动,但受力后却改变了方向,飞向另一个方向。

生:足球的运动快慢也有变化。

师:物体由静到动、由动到静,以及运动快慢和方向的改变,都被认为它的运动状态发生了改变。

高三物理教案 篇10

1、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

2、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。

3、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

(一)引入新课

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。)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

实验演示1:(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。上述实验说明了什么?(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。

6、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。

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。

高三物理教案 篇11

第四课时 电磁感应中的力学问题

【知识要点回顾】

1.基本思路

①用法拉第电磁感应定律和楞次定律求感应电动势的大小和方向;

②求回路电流;

③分析导体受力情况(包含安培力,用左手定则确定其方向);

④列出动力学方程或平衡方程并求解.

2. 动态问题分析

(1)由于安培力和导体中的电流、运动速度均有关,所以对磁场中运动导体进行动态分析十分必要,当磁场中导体受安培力发生变化时,导致导体受到的合外力发生变化,进而导致加速度、速度等发生变化;反之,由于运动状态的变化又引起感应电流、安培力、合外力的变化,这样可能使导体达到稳定状态.

(2)思考路线:导体受力运动产生感应电动势感应电流通电导体受安培力合外力变化加速度变化速度变化最终明确导体达到何种稳定运动状态.分析时,要画好受力图,注意抓住a=0时速度v达到最值的特点.

【要点讲练】

[例1]如图所示,在一均匀磁场中有一U形导线框abcd,线框处于水平面内,磁场与线框平面垂直,R为一电阻,ef为垂直于ab的一根导体杆,它可在ab、cd上无摩擦地滑动.杆ef及线框中导线的电阻都可不计.开始时,给ef一个向右的初速度,则( )

A.ef将减速向右运动,但不是匀减速

B.ef将匀减速向右运动,最后停止

C.ef将匀速向右运动

D.ef将往返运动

[例2]如图甲所示,两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为的绝缘斜面上,两导轨间距为L.M、P两点间接有阻值为R的电阻.一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上,并与导轨垂直.整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中,磁场方向垂直斜面向下.导轨和金属杆的电阻可忽略.让ab杆沿导轨由静止开始下滑,导轨和金属杆接触良好,不计它们之间的摩擦.

(1)由b向a方向看到的装置如图乙所示,请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图.

(2)在加速下滑过程中,当ab杆的速度大小为v时,求此时ab杆中的电流及其加速度的大小;

(3)求在下滑过程中,ab杆可以达到的速度最大值.

[例3]如图所示,两条互相平行的光滑导轨位于水平面内,距离为l=0.2m,在导轨的一端接有阻值为R=0.5的电阻,在x0处有一水平面垂直的均匀磁场,磁感应强度B=0.5T.一质量为m=0.1kg的金属直杆垂直放置在导轨上,并以v0=2m/s的初速度进入磁场,在安培力和一垂直于直杆的水平外力F的共同作用下做匀变速直线运动,加速度大小为a=2m/s2、方向与初速度方向相反.设导轨和金属杆的电阻都可以忽略,且连接良好.求:

(1)电流为零时金属杆所处的位置;

(2)电流为最大值的一半时施加在金属杆上外力F的大小和方向;

(3)保持其他条件不变,而初速度v0取不同值,求开始时F的方向与初速度v0取得的关系.

[例4]如图所示,水平面上有两电阻不计的光滑金属导轨平行固定放置,间距d 为0.5米,左端通过导线与阻值为2欧姆的电阻R连接,右端通过导线与阻值为4欧姆的小灯泡L连接;在CDEF矩形区域内有竖直向上均匀磁场,CE长为2米,CDEF区域内磁场的磁感应强度B如图所示随时间t变化;在t=0s时,一阻值为2欧姆的金属棒在恒力F作用下由静止从AB位置沿导轨向右运动,当金属棒从AB位置运动到EF位置过程中,小灯泡的亮度没有发生变化.求:

(1)通过的小灯泡的电流强度;

(2)恒力F的大小;

(3)金属棒的质量.

例5.如图所示,有两根和水平方向成.角的光滑平行的金属轨道,上端接有可变电阻R,下端足够长,空间有垂直于轨道平面的匀强磁场,磁感强度为及一根质量为m的金属杆从轨道上由静止滑下.经过足够长的时间后,金属杆的速度会趋近于一个最大速度vm,则 ( )

A.如果B增大,vm将变大

B.如果变大,vm将变大

C.如果R变大,vm将变大

D.如果m变小,vm将变大

例6.如图所示,A线圈接一灵敏电流计,B线框放在匀强磁场中,B线框的.电阻不计,具有一定电阻的导体棒可沿线框无摩擦滑动,今用一恒力F向右拉CD由静止开始运动,B线框足够长,则通过电流计中的电流方向和大小变化是( )

A.G中电流向上,强度逐渐增强

B.G中电流向下,强度逐渐增强

C.G中电流向上,强度逐渐减弱,最后为零

D.G中电流向下,强度逐渐减弱,最后为零

例7.如图所示,一边长为L的正方形闭合导线框,下落中穿过一宽度为d(dL)的匀强磁场区,设导线框在穿过磁场区的过程中,不计空气阻力,它的上下两边保持水平,线框平面始终与磁场方向垂直做加速运动,若线框在位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时,其加速度a1,a2,a3的方向均竖直向下,则( )

A.a1=a3

B.a1=a3

C.a1

D.a3

例8.如图所示,处于匀强磁场中的两根足够长、电阻不计的平行金属导轨相距1m,导轨平面与水平面成=37o角,下端连接阻值为R的电阻,匀强磁场方向与导轨平面垂直,质量为0.2kg,电阻不计的金属棒放在两导轨上,棒与导轨垂直并保持良好接触,它们之间的动摩擦因数为0.25.

(1)求金属棒沿导轨由静止开始下滑时的加速度大小;

(2)当金属棒下滑速度达到稳定时,电阻R消耗的功率为8W,求该速度的大小;

(3)在上问中,若R=2,金属棒中的电流方向由a到b,求磁感应强度的大小与方向.(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)

高三物理教案 篇12

教学目标

1、知识与技能

(1)了解康普顿效应,了解光子的动量

(2)了解光既具有波动性,又具有粒子性;

(3)知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性;

(4)了解光是一种概率波。

2、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。

3、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:

实物粒子和光子一样具有波粒二象性

教学难点:

实物粒子的波动性的理解。

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

(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?(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)。

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?

(二)进行新课

1、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,

= 0.0241=2.4110-3nm(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。

2、光的波粒二象性

讲述光的波粒二象性,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。

3、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现:

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。光的波动性不是光子之间相互作用引起的,是光子本身的一种属性。

例题:已知每秒从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.4103J,其中可见光部分约占45%,假设认为可见光的波长均为0.55m,太阳向各个方向的辐射是均匀的,日地之间距离为R=1.51011m,估算出太阳每秒辐射出的可见光的光子数。(保留两位有效数字)

高三物理教案 篇13

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。

高三物理教案 篇14

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。

说明:

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。

阅读原子核的比结合能,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=1.007277u,1个中子的质量mn=1.008665u.氦核的质量为4.001509u.这里u表示原子质量单位,1u=1.660566×10-27kg.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)

高三物理教案 篇15

【考点自清】

一、平衡物体的动态问题

(1)动态平衡:

指通过控制某些物理量使物体的状态发生缓慢变化。在这个过程中物体始终处于一系列平衡状态中。

(2)动态平衡特征:

一般为三力作用,其中一个力的大小和方向均不变化,一个力的大小变化而方向不变,另一个力的大小和方向均变化。

(3)平衡物体动态问题分析方法:

解动态问题的关键是抓住不变量,依据不变的量来确定其他量的变化规律,常用的分析方法有解析法和图解法。

解析法的基本程序是:对研究对象的任一状态进行受力分析,建立平衡方程,求出应变物理量与自变物理量的一般函数关系式,然后根据自变量的变化情况及变化区间确定应变物理量的变化情况。

图解法的基本程序是:对研究对象的状态变化过程中的若干状态进行受力分析,依据某一参量的变化(一般为某一角),在同一图中作出物体在若干状态下的平衡力图(力的平形四边形或三角形),再由动态的力的.平行四边形或三角形的边的长度变化及角度变化确定某些力的大小及方向的变化情况。

二、物体平衡中的临界和极值问题

1、临界问题:

(1)平衡物体的临界状态:物体的平衡状态将要变化的状态。

物理系统由于某些原因而发生突变(从一种物理现象转变为另一种物理现象,或从一种物理过程转入到另一物理过程的状态)时所处的状态,叫临界状态。

临界状态也可理解为恰好出现和恰好不出现某种现象的状态。

(2)临界条件:涉及物体临界状态的问题,解决时一定要注意恰好出现或恰好不出现等临界条件。

平衡物体的临界问题的求解方法一般是采用假设推理法,即先假设怎样,然后再根据平衡条件及有关知识列方程求解。解决这类问题关键是要注意恰好出现或恰好不出现。

2、极值问题:

极值是指平衡问题中某些物理量变化时出现最大值或最小值。

平衡物体的极值,一般指在力的变化过程中的最大值和最小值问题。

高三物理教案 篇16

1、研究带电物体在电场中运动的两条主要途径

带电物体在电场中的运动,是一个综合力和能量的力学问题,研究的方法与质点动力学相同(仅仅增加了电场力),它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动能定理、功能原理等力学规律.研究时,主要可以按以下两条途径分析:

(1)力和运动的关系--牛顿第二定律

根据带电物体受到的电场力和其它力,用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式确定带电物体的速度、位移等.这条线索通常适用于恒力作用下做匀变速运动的情况.

(2)功和能的关系--动能定理

根据电场力对带电物体所做的功,引起带电物体的能量发生变化,利用动能定理或从全过程中能量的`转化,研究带电物体的速度变化,经历的位移等.这条线索同样也适用于不均匀的电场.

2、研究带电物体在电场中运动的两类重要方法

(1)类比与等效

电场力和重力都是恒力,在电场力作用下的运动可与重力作用下的运动类比.例如,垂直射入平行板电场中的带电物体的运动可类比于平抛,带电单摆在竖直方向匀强电场中的运动可等效于重力场强度g值的变化等.

(2)整体法(全过程法)

电荷间的相互作用是成对出现的,把电荷系统的整体作为研究对象,就可以不必考虑其间的相互作用.

电场力的功与重力的功一样,都只与始末位置有关,与路径无关.它们分别引起电荷电势能的变化和重力势能的变化,从电荷运动的全过程中功能关系出发(尤其从静止出发末速度为零的问题)往往能迅速找到解题切入点或简化计算

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