【创新设计】2015-2016学年高二物理教科版选修3-5课件:第二章 1 电子
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高中物理选修3-5配套课件第二章11电子[学习目标] 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.3.知道电子电荷量最早是由密立根通过著名的“油滴实验”得出.一、阴极射线1.定义:科学家用真空度很高的真空管做放电实验时,发现真空管阴极发射出的一种射线,叫做阴极射线.2.特点(1)在真空中沿直线传播;(2)碰到荧光物质可使荧光物质发出荧光.二、电子的发现1.汤姆孙让阴极射线分别通过电场或磁场,根据偏转情况,证明了它的本质是带负电的粒子流并求出了其比荷.2.密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷量.电子电荷量一般取e=1.6×10-19 C,电子质量m e=9.1×10-31_kg.三、电子的有关常量[即学即用]判断下列说法的正误.(1)玻璃壁上出现的淡淡荧光就是阴极射线.(×)(2)阴极射线在真空中沿直线传播.(√)(3)英国物理学家汤姆孙认为阴极射线是一种电磁辐射.(×)(4)组成阴极射线的粒子是电子.(√)(5)电子是原子的组成部分,电子电荷量可以取任意数值.(×)一、对阴极射线的认识[导学探究]如图1所示,接通真空管(又称阴极射线管)的电源,将条形磁铁的一个磁极靠近射线管,观察阴极射线是否偏转,向什么方向偏转;把另一个磁极靠近射线管,观察射线的偏转情况.你认为射线的偏转是什么原因造成的?你能通过射线偏转的情况来确定射线粒子流携带的是哪种电荷吗?图1答案运动电荷在磁场中受到洛伦兹力.根据左手定则,结合磁场方向、粒子运动方向,可以判断出射线粒子流携带的电荷是正电荷还是负电荷.[知识深化]1.对阴极射线本质的认识——两种观点(1)电磁波说,代表人物——赫兹,他认为这种射线是一种电磁辐射.(2)粒子说,代表人物——汤姆孙,他认为这种射线是一种带电粒子流.2.阴极射线带电性质的判断方法(1)方法一:在阴极射线所经区域加上电场,通过打在荧光屏上的亮点位置的变化和电场的情况确定带电的性质.(2)方法二:在阴极射线所经区域加一磁场,根据亮点位置的变化和磁场方向利用左手定则确定带电的性质.3.实验结果根据阴极射线在电场中和磁场中的偏转情况,判断出阴极射线是粒子流,并且带负电.例1(多选)下面对阴极射线的认识正确的是()A.阴极射线是由阴极发出的粒子撞击管端玻璃壁上的荧光粉而产生的B.只要阴阳两极间加有电压,就会有阴极射线产生C.阴极射线是真空玻璃管内由阴极发出的射线D.阴阳两极间加有高电压时,电场很强,阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极答案CD解析阴极射线是真空玻璃管内由阴极直接发出的射线,故A错误,C正确;只有当两极间有高电压且阴极接电源负极时,阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线,故B错误,D 正确.针对训练(多选)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,发现射线径迹下偏,如图2所示.则() 图2A.导线中的电流由A流向BB.导线中的电流由B流向AC.若要使电子束的径迹向上偏,可以通过改变AB中电流的方向来实现D.电子束的径迹与AB中电流的方向无关答案BC解析在阴极射线管中射出的阴极射线是带负电的电子流,在导线AB形成的磁场中向下偏转,由左手定则可知磁场是垂直纸面向里的,根据安培定则可知导线AB中的电流是由B流向A的,A错,B对;通过改变AB中的电流方向可以改变磁场方向从而使阴极射线的受力方向向上,使电子束的径迹向上偏,C对;由此可知电子束的径迹与AB中的电流方向即AB 形成的磁场方向有关,D错.二、带电粒子比荷的测定及电子的发现1.带电粒子比荷的测定方法(1)利用磁偏转测量①让带电粒子通过相互垂直的匀强电场和匀强磁场(如图3),让其做匀速直线运动,根据二力平衡,即F洛=F电(Bq v=qE),得到粒子的运动速度v=E B.图3②撤去匀强电场(如图4),保留匀强磁场,让带电粒子单纯地在匀强磁场中运动,由洛伦兹力提供向心力,即Bq v =m v 2r,根据轨迹偏转情况,由几何知识求出其半径r .图4③由以上两式确定带电粒子的比荷表达式:q m =E B 2r. (2)利用电偏转测量带电粒子在匀强电场中运动,沿电场方向的偏转距离y =12at 2=12·qU md (L v )2,故q m =2yd v 2UL 2,所以在偏转电场中,U 、d 、L 已知时,只需测量v 和y 即可.2.证明阴极射线是电子的思路(1)通过阴极射线在电场中的偏转证明它是带电的粒子流.(2)测定它的比荷.(3)根据阴极射线粒子的比荷与氢离子比荷的关系求出它的质量.(4)证明阴极射线是质量远小于氢离子的粒子——电子.3.电子发现的意义(1)电子发现以前人们认为物质由分子组成,分子由原子组成,原子是不可再分的最小微粒.(2)现在人们发现了各种物质里都有电子,而且电子是原子的组成部分.(3)电子带负电,而原子是电中性的,说明原子是可再分的.4.电子电荷量的精确测定是密立根通过“油滴实验”测定的,密立根实验的重要意义是发现电荷量是量子化的,即任何电荷只能是e 的整数倍.例2在再现汤姆孙测阴极射线比荷的实验中,采用了如图5所示的阴极射线管,从C出来的阴极射线经过A、B间的电场加速后,水平射入长度为L的D、G平行板间,接着在荧光屏F中心出现光斑.若在D、G间加上方向向上、场强为E的匀强电场,阴极射线将向下偏转;如果再利用通电线圈在D、G电场区加上一垂直纸面的磁感应强度为B 的匀强磁场(图中未画出),光斑恰好回到荧光屏中心,接着再去掉电场,阴极射线向上偏转,偏转角为θ,试解决下列问题:图5(1)说明阴极射线的电性.(2)说明图中磁场沿什么方向.(3)根据L 、E 、B 和θ,求出阴极射线的比荷.答案 (1)负电 (2)垂直纸面向外(3)E sin θB 2L解析(1)由于阴极射线在电场中向下偏转,因此阴极射线受电场力方向向下,又由于匀强电场方向向上,则电场力的方向与电场方向相反,所以阴极射线带负电.(2)由于所加磁场使阴极射线受到向上的洛伦兹力,而与电场力平衡,由左手定则得磁场的方向垂直纸面向外.(3)设此射线带电荷量为q ,质量为m ,当射线在D 、G 间做匀速直线运动时,有qE =Bq v .当射线在D 、G 间的磁场中偏转时,如图所示,有Bq v =m v 2r .同时又有L =r ·sin θ,解得q m =E sin θB 2L.运用电磁场测定电子比荷的解题技巧1.当电子在复合场中做匀速直线运动时,eE =e v B ,可以测出电子速度大小.2.当电子在匀强磁场中偏转时,e v B =m v 2r,测出圆周运动半径,即可确定比荷.3.当电子在匀强电场中偏转时,y =12at 2=eUL 22m v 2d,测出电子在电场中沿电场方向的偏转距离也可以确定比荷.1.(对阴极射线的认识)关于阴极射线的实质,下列说法正确的是() A.阴极射线实质是氢原子B.阴极射线实质是电磁波C.阴极射线实质是电子D.阴极射线实质是X射线答案 C解析阴极射线是原子受激发射出的电子.关于阴极射线是电磁波、X射线都是在研究阴极射线过程中的一些假设,是错误的.2.(电子电荷量)下列说法中正确的是()A.汤姆孙精确地测出了电子电荷量e=1.602×10-19 CB.电子电荷量的精确值是卢瑟福测出的C.物体所带电荷量可以是任意值D.物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍答案 D解析密立根通过油滴实验精确测得了电子的电荷量并提出了电荷量是量子化的,A、B错误;物体所带电荷量的最小值是e,所带电荷量只能是元电荷的整数倍,C错误,D正确.3.(电子发现的意义)(多选)关于电子的发现,下列说法正确的是()A.电子的发现,说明原子是由电子和原子核组成B.电子的发现,说明原子具有一定的结构C.在电子被人类发现前,人们认为原子是组成物质的最小微粒D.电子带负电,使人们意识到原子内应该还有带正电的部分答案BCD解析发现电子时,人们对原子的结构仍然不清楚,但它使人们意识到电子应该是原子的组成部分,故A错误,B正确;在电子被人类发现前,人们认为原子是组成物质的最小微粒,C正确;原子对外显电中性,而电子带负电,使人们意识到,原子中应该还有其他带正电的部分,D正确.4.(对电子的认识)(多选)1897年英国物理学家汤姆孙对阴极射线的探究,最终发现了电子,由此被称为“电子之父”,下列关于电子的说法正确的是()A.任何物质中均有电子B.不同物质中具有不同的电子C.电子质量是质子质量的1 836倍D.电子是一种粒子,是比原子更基本的物质单元答案AD解析汤姆孙用不同的材料做阴极,都能发现阴极射线且阴极射线均为同一物质——电子,这说明任何物质中均含有电子,A对,B错;根据对电子比荷的测定可知,电子电荷量和氢,说明电子有质量和原子核的电荷量相同,电子的质量远小于质子质量,是质子质量的11 836电荷量,是一种粒子,并且电子是比原子更基本的物质单元,C 错,D对.5.(电子比荷的测定)密立根油滴实验原理如图6所示,两块水平放置的金属板分别与电源的正、负极相接,板间距离为d,板间电压为U,形成竖直向下、场强为E的匀强电场.用喷雾器从上板中间的小孔喷入大小、质量和电荷量各不相同的油滴.通过显微镜可找到悬浮不动的油滴,若此悬浮油滴的质量为m,重力加速度为g,则下列说法正确的是()图6A .悬浮油滴带正电B .悬浮油滴的电荷量为mg UC .增大场强,悬浮油滴将向上运动D .油滴的电荷量不一定是电子电荷量的整数倍答案 C解析带电油滴在两板间静止时,电场力向上,应带负电,A 项错误;qE =mg ,即q U d=mg ,所以q =mgd U,B 项错误;当E 变大时,qE 变大,合力向上,油滴将向上运动,C 项正确;任何带电物体的电荷量都是电子电荷量的整数倍,D 项错误.。
学案1电子学案2原子的核式结构模型[目标定位]1.知道阴极射线是由电子组成的,知道电子的电荷量和比荷.2.了解汤姆孙发现电子对揭示原子结构的重大意义.3.知道α粒子散射实验的实验器材、实验原理和实验现象.4.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容,能说出原子核的数量级.一、电子[问题设计]图1条形磁铁使阴极射线偏转如图1所示,接通真空管(又称阴极射线管)的电源,将条形磁铁的一个磁极靠近射线管,观察阴极射线是否偏转,向什么方向偏转;把另一个磁极靠近射线管,观察射线的偏转情况.你认为射线的偏转是什么原因造成的?你能通过射线偏转的情况来确定射线粒子流携带的是哪种电荷吗?答案运动电荷在磁场中受到洛伦磁力.根据左手定则,结合磁场方向、粒子运动方向,可以判断出射线粒子电荷是正电荷还是负电荷.[要点提炼]1.阴极射线(1)阴极射线:科学家用真空度很高的真空管做放电实验时,发现真空管的阴极会发射出一种射线,这种射线叫做阴极射线.(2)英国物理学家汤姆孙使阴极射线在磁场和电场中产生偏转,确定了阴极射线是一种带负电的粒子流.2.阴极射线的特点(1)在真空中沿直线传播;(2)碰到物体可使物体发出荧光.3.微粒比荷(荷质比)的测定(1)比荷:带电粒子的电荷量与质量之比称为比荷,又称荷质比.(2)汤姆孙发现阴极射线中的粒子比荷是氢离子比荷的1 000多倍,而两者电荷量相同.汤姆孙把他发现的这种粒子命名为电子.4.密立根通过著名的“油滴实验”精确地测出了电子电荷.电子电荷量一般取e=1.6×10-19_C,电子质量m=9.1×10-31_kg.e二、α粒子散射实验及原子的核式结构模型[问题设计]阅读课本“α粒子散射实验”及“原子的核式结构模型”,说明:(1)α粒子散射实验装置由几部分组成?实验过程是怎样的?(2)有些α粒子发生了较大角度的偏转,这些偏转是电子造成的吗?答案(1)实验装置:①α粒子源:钋放在带小孔的铅盒中,放射出高能α粒子,其带两个单位的正电,质量为氢原子质量的4倍.②金箔:特点是金原子的质量大,且易延展成很薄的箔.③可移动探测器:能绕金箔在水平面内转动.④整个实验过程在真空中进行.金箔很薄,α粒子(42He)很容易穿过.实验过程:α粒子源封装在铅盒中,铅盒壁上有一个小孔,α粒子可以从小孔中射出,打到前方的金箔上,由于金原子中的带电粒子对α粒子有库仑力作用,一些α粒子会改变原来的运动方向.可移动探测器可以绕着金箔做圆周运动,从而探测到α粒子在各个方向上的散射情况.(2)不是.α粒子的质量比电子的质量大得多,α粒子碰到电子就像子弹碰到灰尘一样,不会造成α粒子大角度的偏转.[要点提炼]1.实验现象:绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子偏转的角度超过了90°,个别的甚至接近180°.2.α粒子散射实验的结果用汤姆孙的“枣糕模型”无法解释.3.卢瑟福的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,叫原子核.它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量,电子在核外空间运动.4.原子核的大小:原子核半径的数量级为10-15m,而整个原子半径的数量级是10-10m.因而原子内部十分“空旷”.一、对阴极射线的认识例1阴极射线从阴极射线管中的阴极发出,在其间的高电压下加速飞向阳极,如图2所示.若要使射线向上偏转,所加磁场的方向应为()图2A.平行于纸面向左B.平行于纸面向上C.垂直于纸面向外D.垂直于纸面向里解析由于阴极射线的本质是电子流,阴极射线方向向右,说明电子的运动方向向右,相当于存在向左的电流,利用左手定则,为使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上,磁场方向应为垂直于纸面向外,故选项C正确.答案 C二、带电粒子比荷的测定例2为求得电子的比荷,设计实验装置如图3所示.其中两正对极板M 1、M2之间的距离为d,极板长度为L.若M1、M2之间不加任何电场或磁场,可在荧光屏上P点观察到一个亮点.图3在M 1、M 2两极板间加极性如图所示的电压,并逐步调节增大,使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下方偏移,直到荧光屏上恰好看不见亮点为止,记下此时外加电压为U .保持电压U 不变,对M 1、M 2区域再加一个大小、方向合适的磁场B ,使荧光屏正中心处重现亮点. (1)外加磁场方向如何?(2)请用U 、B 、L 等物理量表示出电子的比荷qm.解析 (1)加上磁场后电子不偏转,电场力等于洛伦兹力,且洛伦兹力方向向上,由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外.(2)当在荧光屏上看不到亮点时,电子刚好打在下极板M 2靠近荧光屏端的边缘,则d 2=Uq 2dm (L v)2,q m =d 2v 2UL 2.① 由电场力等于洛伦兹力得Uqd =Bq v解得v =UBd②将②式代入①式得q m =UB 2L2.答案 (1)磁场方向垂直纸面向外 (2)q m =UB 2L 2三、α粒子散射实验及原子的核式结构模型例3 如图4所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图,图中的显微镜可在圆周轨道上转动,通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况.下列说法中正确的是( )图4A .在图中的A 、B 两位置分别进行观察,相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多 B .在图中的B 位置进行观察,屏上观察不到任何闪光C .卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶,观察到的实验结果基本相似D .α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金箔原子后产生的反弹解析 α粒子散射实验现象:绝大多数α粒子沿原方向前进,少数α粒子有大角度散射.所以A 处观察到的粒子数多,B 处观察到的粒子数少,所以选项A 、B 错误.α粒子发生散射的主要原因是受到原子核库仑斥力的作用,所以选项D 错误,C 正确.答案 C例4 在卢瑟福α粒子散射实验中,只有少数α粒子发生了大角度偏转,其原因是( ) A .原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 B .正电荷在原子内是均匀分布的 C .原子中存在着带负电的电子D .原子的质量在原子核内是均匀分布的解析 原子的核式结构正是建立在α粒子散射实验结果基础上的,C 、D 的说法没有错,但与题意不符. 答案 A电子原子的,核式结构模型⎩⎪⎨⎪⎧电子的发现⎩⎪⎨⎪⎧阴极射线汤姆孙发现密立根测定电子的电荷量原子核式结构模型⎩⎪⎨⎪⎧α粒子散射实验卢瑟福的核式结构模型原子核的大小和尺寸1.(对阴极射线的认识)英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的实验研究发现( ) A .阴极射线在电场中偏向正极板一侧B .阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C .不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D .汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量 答案 AD解析 阴极射线实质上就是高速电子流,所以在电场中偏向正极板一侧,A 正确.由于电子带负电,所以其在磁场中受力情况与正电荷不同,B 错误.不同材料所产生的阴极射线都是电子流,所以它们的比荷是相同的,C 错误.在汤姆孙实验证实阴极射线就是带负电的电子流时并未得出电子的电荷量,最早测出电子电荷量的是美国物理学家密立根,D 正确. 2.(带电粒子比荷的测定)关于密立根“油滴实验”,下列说法正确的是( ) A .密立根利用电场力和磁场力平衡的方法,测得了带电体的最小带电荷量B.密立根利用电场力和重力平衡的方法,推测出了带电体的最小带电荷量C.密立根利用磁偏转的知识推测出了电子的电荷量D.密立根“油滴实验”直接验证了电子的质量不足氢离子质量的千分之一答案 B3.(对α粒子散射实验的理解)X表示金原子核,α粒子射向金核被散射,若它们入射时的动能相同,其偏转轨道可能是下图中的()答案 D解析α粒子离金核越远其所受斥力越小,轨道弯曲程度就越小,故选项D正确.4.(原子的核式结构模型)关于原子的核式结构模型,下列说法正确的是()A.原子中绝大部分是“空”的,原子核很小B.电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑力C.原子的全部电荷和质量都集中在原子核里D.原子核的半径的数量级是10-10m答案AB解析因为原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内,而原子核又很小,所以原子内绝大部分区域是“空”的,A正确,C错误;电子绕原子核的圆周运动是原子核与电子间的库仑力引提供向心力,B正确;原子核半径的数量级是10-15m,原子半径的数量级是10-10m,D错误.题组一对阴极射线的认识1.关于阴极射线的性质,判断正确的是()A.阴极射线带负电B.阴极射线带正电C.阴极射线的比荷比氢原子比荷大D.阴极射线的比荷比氢原子比荷小答案AC解析通过让阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究发现阴极射线带负电,其比荷比氢原子的比荷大得多,故A 、C 正确.2.如图1所示,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,发现射线径迹下偏,则( )图1A .导线中的电流由A 流向B B .导线中的电流由B 流向AC .如要使电子束的径迹向上偏,可以通过改变AB 中电流的方向来实现D .电子的径迹与AB 中电流的方向无关 答案 BC解析 阴极射线带负电,由左手定则判断管内磁场垂直纸面向里;由安培定则判断AB 中电流的方向由B 流向A .电流方向改变,管内磁场方向改变,电子受力方向也改变. 3.阴极射线管中的高电压的作用( ) A .使管内气体电离 B .使管内产生阴极射线 C .使管内障碍物的电势升高 D .使电子加速 答案 D题组二 比荷的测定4.密立根油滴实验进一步证实了电子的存在,揭示了电荷的非连续性.如图2所示是密立根油滴实验的原理示意图,设小油滴的质量为m ,调节两极板间的电势差U ,当小油滴悬浮不动时,测出两极板间的距离为d .则可求出小油滴的电荷量q =________.图2答案mgdU解析 由平衡条件得mg =q U d ,解得q =mgdU .题组三 α粒子散射实验及原子的核式结构模型5.在α粒子散射实验中,关于选用金箔的原因下列说法不正确...的是( ) A .金具有很好的延展性,可以做成很薄的箔B.金核不带电C.金原子核质量大,被α粒子轰击后不易移动D.金核半径大,易形成大角度散射答案 B6.卢瑟福提出原子的核式结构模型的依据是用α粒子轰击金箔,实验中发现α粒子() A.全部穿过或发生很小偏转B.绝大多数穿过,只有少数发生较大偏转,有的甚至被弹回C.绝大多数发生很大偏转,甚至被弹回,只有少数穿过D.全部发生很大偏转答案 B解析卢瑟福的α粒子散射实验结果是绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,故选项A错误.α粒子被散射时只有少数发生了较大角度偏转,并且有极少数α粒子偏转角超过了90°,有的甚至被弹回,故选项B正确,C、D错误.7.卢瑟福在解释α粒子散射实验的现象时,不考虑α粒子与电子的碰撞影响,这是因为() A.α粒子与电子之间有相互排斥,但斥力很小,可忽略B.α粒子虽受电子作用,但电子对α粒子的合力为零C.电子体积极小,α粒子不可能碰撞到电子D.电子质量极小,α粒子与电子碰撞时能量损失可忽略答案 D解析α粒子与电子间有库仑引力,电子的质量很小,α粒子与电子相碰,运动方向不会发生明显的改变,所以α粒子和电子的碰撞可以忽略.A、B、C错,D正确.8.卢瑟福对α粒子散射实验的解释是()A.使α粒子产生偏转的主要原因是原子中电子对α粒子有作用力B.使α粒子产生偏转的力是库仑力C.原子核很小,α粒子接近它的机会很小,所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D.能发生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子答案BCD解析原子核带正电,与α粒子间存在库仑力,当α粒子靠近原子核时受库仑力而偏转,电子对它的影响可忽略,故A错,B对;由于原子核非常小,绝大多数粒子经过时离核较远,因而运动方向几乎不变,只有离核很近的α粒子受到的库仑力较大,方向改变较大,故C、D对.9.在卢瑟福的α粒子散射实验中,某一α粒子经过某一原子核附近时的运动轨迹如图3中实线所示.图中P、Q为轨迹上的点,虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线,两虚线和轨迹将平面分为四个区域.不考虑其他原子核对该α粒子的作用,那么关于该原子核的位置,下列说法中正确的是()图3A.可能在①区域B.可能在②区域C.可能在③区域D.可能在④区域答案 A解析α粒子带正电,原子核也带正电,对靠近它的α粒子产生斥力,故原子核不会在④区域;如原子核在②、③区域,α粒子会向①区域偏转;如原子核在①区域,可能会出现题图所示的轨迹,故应选A.10.关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容,下列叙述正确的是()A.原子是一个质量分布均匀的球体B.原子的质量几乎全部集中在原子核内C.原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很小的核内D.原子半径的数量级是10-10m,原子核半径的数量级是10-15m答案BD。
第一章动量守恒研究新课标要求(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。
第二节动量和动量定理三维教学目标1、知识与技能:知道动量定理的适用条件和适用范围;2、过程与方法:在理解动量定理的确切含义的基础上正确区分动量改变量与冲量;3、情感、态度与价值观:培养逻辑思维能力,会应用动量定理分析计算有关问题。
教学重点:动量、冲量的概念和动量定理。
教学难点:动量的变化。
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。
1、动量及其变化(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。
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。
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:1、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。
2、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- mΔυ 1 矢量差例1:一个质量是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?2、动量定理(1)内容:物体所受合外力的冲量等于物体的动量变化(2)公式:Ft =m'v-mv ='p-p让学生来分析此公式中各量的意义:其中F是物体所受合外力,mv是初动量,m'v是末动量,t是物体从初动量变化到末动量所需时间,也是合外力F作用的时间。
第二章原子结构一、电子的发现教学目标1、了解人类认识物质组成的一个重要历史过程——电子的发现2、知道如何确定阴极射线粒子流的电荷的性质,知道如何确定电子的电荷量和质量,知道电子质量和电荷量的大小重点难点重点:阴极射线的研究、电子发现过程蕴含的科学方法难点:汤姆孙发现电子的理论推导设计思想本节由阴极射线和电子的发现两部分内容。
重点是电子的发现过程蕴含的科学方法。
首先通过实验说明阴极射线的存在,然后介绍英国物理学家J.J汤姆孙的两个实验来确定射线的带电性质,最后通过比荷的测定确认电子是原子的组成部分,原子并不是组成物质的最小微粒。
设计时注重物理史实的介绍和研究,突出前人研究的思路和方法。
但由于条件的限制,几乎不可能在课堂上还原相关的实验。
但教师应当通过适当的方式帮助学生理解实验的原理和方法,训练学生科学的思维品质。
教学资源多媒体课件教学设计【课堂引入】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。
【课堂学习】学习活动一:阴极射线的研究问题一:射线从何而来的?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。
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。
问题二:射线是粒子还是电磁波?带电吗?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。