19.7高三物理核聚变教案

第一篇：19.7高三物理核聚变教案

19．7 核聚变

★新课标要求

（一）知识与技能

1．了解聚变反应的特点及其条件.2．了解可控热核反应及其研究和发展.3．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。

（二）过程与方法

通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力

（三）情感、态度与价值观

1．通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科学。

2．认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。

★教学重点 聚变核反应的特点。聚变反应的条件。★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。★课时安排 1 课时

★教学过程

（一）引入新课

教师：1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了7年。氢弹爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。这节课我们就来研究聚变的问题.学生：学生认真仔细地听课

点评：通过介绍我国第一氢弹爆炸，激发同学们的爱国热情。

（二）进行新课 1．聚变及其条件

提问：请同学们阅读课本第一段，回答什么叫轻核的聚变？ 学生仔细阅读课文

学生回答：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。投影材料一：核聚变发展的历史进程

［1］

提问：请同学们再看看比结合能曲线（图19.5-3），想一想为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反

应释放更多的核能？

让学生了解聚变的发展历史进程。学生思考并分组讨论、归纳总结。

学生回答：因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大

点评：学生阅读课本，回答问题，有助于培养学生的自学能力。教师归纳补充：（1）氢的聚变反应：

222

311H+1H→1He+1H+4 MeV、3411H+1H→2He+0n+17.6 MeV（2）释放能量：ΔE＝Δmc2＝17.6 MeV，平均每个核子释放能量3 MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍

提问：请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件？ 学生阅读教材，分析思考、归纳总结并分组讨论。得出结论

微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15 m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。

宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。点评：从宏观和微观两个角度来考虑核聚变的条件，有助于加深理解。

教师说强调：聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸。

教师补充说明：

（1）热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳和很多恒星的内部温度高达107 K以上，因而在那里进行着激烈的热核反应，不断向外界释放着巨大的能量。太阳每秒释放的能量约为3.8×1026 J，地球只接受了其中的二十亿分之一。太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。它每秒有７亿吨原子核参与碰撞，转化为能量的物质是400万吨。科学家估计，太阳的这种“核燃烧”还能维持90亿~100亿年。当然，与人类历史相比，这个时间很长很长！

教师：希望同学们课后查阅资料，了解更多的太阳能有关方面的知识及其应用。

（2）上世纪四十年代，人们利用核聚变反应制成了用于战争的氢弹，氢弹是利用热核反应制造的一种在规模杀伤武器，在其中进行的是不可控热核反应，它的威力是原子弹的十几倍。

提问：氢弹爆炸原理是什么？

学生阅读教材：课本图19.7-1是氢弹原理图，它需要用原子炸药来引爆，以获得热核反应所需要的高温，而这些原子炸药又要用普通炸药来点燃。

［教师点拨］

［录像］氢弹的构造简介及其爆炸情况。

根据你收集的资料，还能通过什么方法实现核聚变？

学生回答：日英开发出激光核聚变新方法、有人提出利用电解重水的方法实现低温核聚变。点评：学生自学看书，自己归纳总结，有助于培养学生分析问题、解决问题的能力，逐步提高学生的归纳总结能力。2．可控热核反应

（1）聚变与裂变相比有很多优点

提问：目前，人们还不能控制核聚变的速度，但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应，以使核聚变造福于人类。我国在这方面的研究和实验也处于世界领先水平。请同学们自学教材，了解聚变与裂变相比有哪些优点？

投影材料二[2]：可控热核反应发展进程

例：一个氘核和一个氚核发生聚变，其核反应方程是21H+31H→42He+10n，其中氘核的质量：mD=2.014 102 u、氚核的质量：mT=3.016 050 u、氦核的质量：mα=4.002 603 u、中子的质量：mn=1.008 665 u、1u=1.660 6×10-27kg，e = 1.602 2×10-19C，请同学们求出该核反应所释放出来的能量。

学生计算：

根据质能方程，释放出的能量为：

0.01861.66061027(3108)2Emc(mDmTmmn)ceV17.6MeV

1.6022101922教师点拔：平均每个核子放出的能量约为3.3MeV，而铀核裂变时平均每个核子释放的能量约为1MeV。总结：聚变与裂变相比，这是优点之一，即轻核聚变产能效率高。

教师点拔：常见的聚变反应：21H+21H→31He+11H+4MeV、21H+31H→42He+10n+17.6 MeV。在这两个反应中，前一反应的材料是氘，后一反应的材料是氘和氚，而氚又是前一反应的产物，所以氘是实现这两个反应的原始材料，而氘是重水的组成部分，在覆盖地球表面三分之二的海水中是取之不尽的。从这个意义上讲，轻核聚变是能源危机的终结者。

总结：聚变与裂变相比，这是优点之二，即地球上聚变燃料的储量丰富。如1L海水中大约有0.03g氘，如果发生聚变，放出的能量相当于燃烧300L汽油。

聚变与裂变相比，优点之三，是轻核聚变反应更为安全、清洁。

实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了。另外，氘和氚聚就反应中产生的氦是没有放射性的，放射性废物主要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成的放射性物质，比裂就所生成的废物的数量少，容易处理。

（2）我国在可控热核反应方面的研究和实验发展情况。

EAST全超导托卡马克实验装置以探索无限而清洁的核聚变能源为目标，这个装置也被通称为“人造太阳”，能够像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。目前，由中科院等离子体物理研究所设计制造的EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置大部件已安装完毕，进入抽真空降温试验阶段。我国的科学家就率先建成了世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置，模拟太阳产生能量。

点评：通过了解我国在可控热核反应方面的成就，激发学生的爱国热情和献身科学的能力。

（三）课堂小结

本节主要研究了聚变核反应的特点和条件，聚变反应要比裂变反应释放更多的能量，但它发生的条件是要达到几百万度的高温，因而聚变反应也叫热核反应.可控热核反应的研究和实验将为人类和平利用核能开发新的途径。

（四）作业：

完成课后练习★教学体会

本节课虽然教学要求不高，但却是开展中学科技教育活动的生动内容。然而课本的编写，却限于篇幅等因素的影响，存在正如爱因斯坦所说的问题：“科学结论几乎是以完成的形式出现在读者面前，读者学生体验不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程也很难达到清楚地解释全部过程。”

在课堂教学过程中，结合内容的讲授，以史为鉴，虽着墨不多，却寓意深远，本材料正是以此为设计思想的：沿着科学家的足迹，剖析科学家的思维，领略科学家的创造；激发同学们的兴趣，培养同学们的能力，陶冶同学们的情操。

附：

[1]投影材料一 时间 人物 事件

指出：中等大小的原子核结合最紧密，核裂变或轻核聚变都会放出能量，核聚变放出的能量比裂变大许多

猜测：太阳的能量来自亚原子粒子的相互作用

指出：太阳总体积具有2000万度的高温和极高的密度。

指出：太阳总体积的60％是氢气，如果太阳的能量真是依靠核反应的话，那么这种核反应只能是氢气的聚变。

证明：太阳的能量确实是靠氢气的聚变来维持的。20年代 阿斯顿

1920年 1926年 爱丁顿 爱丁顿

1929年 罗素

1938年 贝 特

[2]投影材料二 事件 1933年 1934年 1942年 1944年 人物 科学家们 卢瑟福 特勒 费米 事件

在实验室中首次观测到核聚变就是氘的聚变

用氘核去轰击氘靶产生了氚，发现氚聚变温度比氘更低。在探索制造原子弹的各种途径的讨论中提出了一个可怕的问题。用氢的同位素氖和氛做燃料，只需五千万度就可以发生核聚变。

原子弹研制成功后，人们立即觉察到，可以利用裂变反应所产生的超高温来实现核聚变反应，这就是氢弹的原理。1945年

美国

第二篇：7高三物理第二轮复习教案(第七讲 论述题)

第七讲

论述题

一、特别提示

提高综合应用能力，要加强表达、叙述能力的训练，通过对论述题的分析和练习，克服解决物理问题时存在的：表达不清、叙述无理、论证无据等各种问题，学会使用本学科的语言来表达问题，进行交流，培养分析、逻辑推理能力，从而形成物理学科的意识和思想。

1、论述题的特点

论述题的特点主要体现在解题过程的表达要求上，即在对物理现象、物理过程的分析中，要求运动物理规律，用简洁、准确、清晰的语言对分析过程进行表达，在做出判断的同时，说明判断根据，也就是说不单要说明是什么，而且要说清楚为什么。

2、论述题的解法

解答论述题所用的分析方法和解答其它类型（选择、计算题型）的题目没有什么差别，但需有解题过程中的分析和表达，也就是说，对于论述题，除了要能够正确进行解答之外，一些必要的文字说明一定要有，《考试说明》明确要求学生“能够根据已知的知识和所给物理事实、条件，对物理问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或作出正确的判断，并能把推理过程正确地表达出来。”

因此，解答论述题，一般可按以下步骤进行：（1）根据题给条件，画出草图分析，明确题意。

（2）对题目中的物理现象，涉及的物理模型，发生的物理过程，进行简要的文字说明和进行必要的数学推导，具体说明每步的依据，从而得出结论或论证所需要的数学表达式。

（3）对导出的结果进行分类讨论，最后得出完整的结论。不同类型的论述题，其出题的意图不同，解题的要求也有所区别。同学们可以在平时学习、练习中加以体会。

二、典型例题

题

1如图9-1，是利用高频交变电流焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈A是通高频交流电的线圈，B是自行车的零件，a是待焊接的接口，接口两端接触在一起，当A中通有交流电时，B中会产生感应电动势，使得接口处金属熔化而焊接起来。（1）为什么在其它条件不变的情况下，交流电频率越高，焊接越快？（2）为什么焊接过程中，接口a处已被熔化而零件的其它部分并不很热？

分析和证明

（1）交流电频率越高，磁通量变化率越大。

由法拉第电磁感应定律可知：感应电动势和感应电流都变大，产生的热功率越大；焊接越快。

（2）因为接口处电阻大，串联电路中电流处处相等，电阻大的地方产生的热量多，可将接口处熔化而零件的其它部分并不很热。

评析

这是一道简答论述题。可以像问答题，判断某一说法的对错，进而叙述理由。它要求运用物理知识和规律对某个问题或某种观点进行简明扼要回答，或加以简洁的解释。

题

2试在下述简化情况下，由牛顿定律和运动学公式导出动量守恒定律的表达式：系统是两个质点，相互作用力是恒力，不受其他力，沿直线运动，要求说明推导过程中每步的根据，以及公式中各符号和最后结果中各项的意义。

分析和证明

设m1和m2分别表示两质点的质量，F1和F2分别表示它们所受作用力，a1和a2分别表示它们的加速度，t1和t2分别表示F1和F2作用的时间，v1和v2分别表示它们相和v2分别表示末速度，根据牛顿第二定律，互作用过程中的初速度，v1有：F1m1a1，F2m2a2 由加速度的定义可知：a1v1v1vv2，a22 t1t2v1)，F2t2m2(v2v2)分别代入上式，可得：F1t1m1(v1根据牛顿第三定律，有F1F2，t1t2

m2v2 代入并整理后，最终可得：m1v1m2v2m1v1和m2v2为两质点的末动量，这就是动量守恒其中m1v1和m2v2为两质点的初动量，m1v1定律的表达式。

评析

本题是一道推导证明题。首先要对所引用字母符号的物理意义加以具体说明，在推导过程中每一步都要针对性的给出依据、说明理由，最后按题目要求用文字说出最后结果中各项的意义。因此，在学习物理概念和规律时不能只记结论，还须弄清其中的道理，知道物理概念和规律的由来。

题

3一内壁光滑的环形细圆管，位于竖直平面内，环的半径为R（比细管的半径大得多）。在圆管中有两个直径与细管内径相同的小球（可视为质点）。A球的质量为m1，B球的质量为

m2，它们沿环形圆管顺时针运动，经过最低点时的速度为v0，设A球运动到最低点时，B球恰好运动到最高点，证明：

若要此时两球作用于圆管的合力为零，那么m1，m2，R与v0应满足的关系式是：

2v0(m15m2)g(m1m2)0。

R分析和证明

根据题意，想象出此时物理情意如图9-2。因为轨道对在最高点B的作用力方向可以向上也可以向下，故先对A球受力分析（见图），由牛顿第三定律可知，A球对圆管的压力向下。为使两球作用于圆管的合力为零，B球对圆管的作用力只能向上，不然合力就不会为零，所以轨道对B球的作用力方向，由牛顿第三定律可知是向下的。于是可以证明：

22v0v0对A由Fma有N1m1gm1所以N1m1gm1

RR2v2对B有N2m2gm2

R 由机械能守恒定律得

1122m2v0m2v2m2g2R 2222v0v2把vv4gR

代入N2m2gm2得N2m25m2g

RR222122v0v0据题意有N1N2，则m1gm1m25m2g

RR2v0即(m15m2)g(m1m2)0

R评析

本题的思路是“由因导索”，实行顺向证明，即由题设已知条件出发，运用已知规律推导所要证明的结果，叫顺证法。

题

4如图9-3所示，滑块A、B的质量分别为m1与m2，且m1m2，由轻质弹簧相连接，置于光滑的水平面上，用一轻绳把两滑块拉至最近，使弹簧处于最大压缩状态后绑紧，两滑块一起以恒定的速度v0向右滑动。突然轻绳断开，当弹簧伸长至本身的自然长度时，滑块A的速度正好为零。问在以后的运动过程中，滑块B是否会有速度等于零的时刻？试通过定量分析讨论，证明你的结论。

分析和证明

B的速度不会为零。

假设某时刻B的速度为零，设此时滑块A的速度为v1，由动量定律得

(m1m2)v0m1v

1①

此时系统的机械能为E1（重力势能为零），动能为EKA，弹性势能为Ep1 E1=EKA+Ep1

② EKA=m1v1

③

由题意知，当A的速度为零时，弹性势能Ep2=0。设此时B的速度为v，则B的动能为：2EKB1m2v12 ④ 2此时系统的机械能为：E2=EKB+Ep

2⑤ 由动量守恒定律得：(m1m2)v0m2v⑥ 由机械能守恒定律得E1=E2 ⑦ 由以上各式联立得：

22(m1m2)2v0(m1m2)2v0Ep1

⑧

2m12m2由于Ep10，由上式可得出m2m1，这与题没给定的条件m1m2相矛盾，故假设不 成立，即有：B的速度不会为零。

评析

此题顺向证明过程较为复杂，可采用反证法。先假定所要证明的结论不成立，由此通过合理的逻辑推导而导出矛盾，从而说明假设不对，肯定原结论正确。

题

3如图9-4所示，弹簧的一端固定在墙上。另一端连结一质量为m的木块，今将木块向右拉开一位移L后释放，木块在有摩擦的水平地面上减幅振动。弹簧第一次恢复原长时，木块速度为v0，试讨论：木块在整个振动过程中出现速度为v0的位置有几个。

分析和证明

在整个振动过程中出现速度为v0的位置有，且只有2个。

放手后，木块在水平方向上的弹力和摩擦力同时作用下，先向左作加速度变小的加速运动。后向左作加速度变大的减速运动。在原平衡位置右侧x0处（kx0mg），一定存在一加速度为零的位置，此位置向左的速度最大。根据速度变化必须是连续的原理可知，既然左侧有一v0，其右侧也一定存在一v0的位置。

此后的运动，可从能量角度分析不会再有v0的位置出现。

因为在弹簧第一次恢复原长，木块速度为v0时，系统振动的能量EEk12mv0，此后2的运动仍属阻尼振动，由于摩擦的作用振动能量不断减小，EE，设此后振动中任一时刻的速率为vx，即1212 mvxEpmv022所以vx必小于v0，且不断变小，直至停止振动为止。

评析

此题属判断叙述类：根据题设的条件和基础知识，对某一物理现象、过程或结论，作出正确与否的判断。可以像计算题中的过程分析，用文字和物理公式分层次有条理地表达出来。

题

4如图9-5所示，足够长的水平绝缘杆MN，置于足够大的垂直纸面向内的匀强磁场中，磁场的磁感强度为B，一个绝缘环P套在杆上，环的质量为m，带电量为q的正电荷，与杆间的动摩擦因数为，若使环以初速度v0向右运动，试分析绝缘环克服摩擦力所做的功。

分析和证明

当绝缘环以初速度v0向右运动时，环受重力mg、洛仑兹力fqBv0及杆的弹力N。由于N的大小、方向与重力和洛仑兹力大小有关，会约束水平方向的摩擦力变化，从而使绝缘环的最终运动可能有三种情况：

（1）若开始时qBv0mg，即v0mg，由于N=0，绝缘环不受摩擦力作用，做匀速直qB线运动。绝缘环克服摩擦力所做的功Wf10。

（2）若开始时qBv0mg，即v0mg，N方向向上，绝缘环受杆摩擦力作用，做加速qB度变小的减速运动，直至静止。绝缘环克服摩擦力所做的功Wf2（3）若开始时qBv0mg，即v012mv0。2mg，N方向向下，绝缘环受杆摩擦力作用，做减qB速直线运动，洛仑兹力f不断减小，当qBv0mg时，N=0，绝缘环不受摩擦力作用，做匀速直线运动，即最终速度vmg。绝缘环克服摩擦力所做的功： qBWf312121mg2mv0mvm[v0()2]。222qB评析

本题可根据题设的条件和基础知识，通过某一物理现象的分析，作出相应的判断，对导出的结果进行较为完整的分类讨论。主要培养思维的深度和广度，提高判断应用能力。

第三篇：高三物理激光教案

激光

【教学目的】

1、了解激光的特点

2、了解激光的应用

【教学重点】

激光的应用

【教学难点】

为什么激光具有特殊的性质

【课时安排】

1课时

【教学过程】

○、引入

从偏振的介绍我们发现，光波作为一种电磁波，比起机械横波有它的复杂性。本节课，我们将介绍一种特殊的光波，以及它的应用——

一、激光

1、概念：激光准确内涵是“来自受激辐射的放大、增强的光”。由于它的英文全称为Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，可以被缩写为Laser，中文也常常音译为“镭射”。

2、产生机理：

a、设置工作物质（发光物质——可以是气体、液体或固体）；

b、泵浦——*能把大量的处于基态能级的电子激发到高能级上去的装置。常见的泵浦有光源、化学能源（固体工作物质多用光照射法，气体工作物质多用放电法）（补充能量）实现粒子数反转——*属于高能态的电子比属于低能态的电子数多（所谓“反转”，是因为这种状．．．．．况突破了“正常”的玻耳兹曼分布规律）→受激辐射；

c、谐振腔（内连续来回反射、振荡）诱发同性质的跃迁→使同频率、同相位的受激辐射得以放大。．．

3、激光的特点：a、单色性；b、方向性；c、相干性；d、高亮度（能量）。

4、发展大事记：

a、1916年，爱因斯坦提出“受激辐射”（和“自发辐射”对立）理论； b、1928年，德国的光谱学家拉登堡（R.W.Ladenburg）发现“负色散现象”；

c、1947年，兰姆（W.E.Lamb，jr.）和雷瑟福（R.C.Retherford）指出，通过粒子数反转可以期望实现感应辐射（即受激辐射）；

d、1953年，美国的汤斯小组制成“微波激射器”；

e、1958年，肖洛和汤斯的论文《红外区和光学激射器》论证了将微波激射技术扩展到红外区和可见光区的可能性；

f、1960年，美国的梅曼制成第一台红宝石激光器；

g、1961年，我国第一台红宝石激光器在长春光机所诞生。

5、激光器的分类：

a、气体激光器（氦氖激光器、氩离子激光器、“隐形杀手”二氧化碳激光器）；

*氩离子激光器：它可以发出鲜艳的蓝绿色光，可连续工作，输出功率达100多瓦。因为人眼对蓝绿色的反应很灵敏，眼底视网膜上的血红素、叶黄素能吸收绿光，所以在眼科上用得最多。氩离子激光器发出的蓝绿色激光还能深入海水层，而不被海水吸收，因而可广泛用于水下勘测作业。* “隐身”激光器：二氧化碳激光器可称“隐身人”，因为它发出的激光波长为10.6微米，“身”处红外区，肉眼不能觉察，它的工作方式有连续、脉冲两种。连接方式产生的激光功率可达20千瓦以上。脉冲方式产生的波长10.6微米激光也是最强大的一种激光。人们已用它来“打”出原子核中的中子。二氧化碳激光器的出现是激光发展中的重大进展，也是光武器和核聚变研究中的重大成果。

b、液体、化学和半导体激光器（“变色龙”染料激光器、“死光”氟化氢激光器、砷化镓激光器）；

* “变色”激光器：工作物质就是染料，如碳花青、若丹明和香豆素等等。气体产生的激光有明确的波长，而染料产生的激光，波长范围较广，或者说有多种色彩。染料激光器的光学谐振腔中装有一个称为光栅的光学元件。通过它可以根据需要选择激光的色彩，就像从收音机里选听不同频率的无线电台广播一样。这种激光器主要用于光谱学研究。

*化学激光器：是用化学反应来产生激光的，如氟原子和氢原子发生化学反应时，能生成处于激发状态的氟化氢分子。当两种气体迅速混合后，就能直接从化学反应中获得很强大的光能。这类激光器比较适合于野外工作，或用于军事目的，令人畏惧的死光武器就是应用化学激光器的一项成果。

c、固体激光器（红宝石激光器、钇铝石榴石激光器）。

二、激光的应用

1、天文领域：激光望远镜测天体距离。*上海天文台60厘米卫星激光望远镜：上海天文台的第三代卫星激光测距系统建立于1986年，主要由60厘米口径的望远镜、自滤波锁模激光器、高精度时间间隔计数器和时频系统等部分组成。由于采用了先进的单光子雪崩二极管接收器，以及卫星跟踪和测量过程由计算机自动控制，使测量精度大大提高。目前这台仪器可测量的最大距离是二万公里，精确度为1.5－2厘米。经过多年努力，1998年上海天文台的SLR系统在国内第一个实现了白天激光测距，达到了世界先进水平，从而不仅使观测数量增加一倍，还能保证所有卫星轨道都能取得观测资料，对提高定轨精度及应用研究极为重要。上海天文台SLR站是中国SLR联测网的负责单位，也是国家大科学工程“地壳运动观测网络”的重要观测基地之一，同时与国外SLR站有着密切的合作关系，是国际激光测距服务（ILRS）和西太平洋激光跟踪网的重要组成单位。

2、工业材料的加工：激光雕刻、切割、焊接。

3、医学领域：激光手术。

4、信息技术领域：a、信息传输（激光光纤）；b、信息存储（激光刻录CD、DVD、软件）。*激光在贮存信息方面有全息照相、光学计算机、光盘等。以往的光学图象只能记录光的强度，利用激光既可以记录光的强度又可以记录光的相位，即可以记录光的全部信息，因此称为全息照相。照出的图象是立体的。利用激光的相干性，人们正在研究光学计算机。光学计算机与电子计算机相比，具有运算速度快、信息容量大的优点。它的信息处理过程接近于人眼和大脑的观察与识别外界事物的过程。光盘即激光视盘，是利用激光贮存信息的“唱片”。它是由两片透明塑料组成，塑料片上涂有一层反射膜。光盘的厚度约1毫米，直径为20～30厘米，两面都可使用。用光盘播放时，首先由半导体激光器发出激光，一台小型计算机控制激光来扫描，得到以数字形式输入的脉冲信号，再由计算机转换成电视信号传给电视机。用光盘播放的音像质量高，使用寿命长，而且光盘中记录的每幅图象都有编号，可以任意选取，非常方便。

5、军事领域：a、激光制导炸弹；b、激光热武器。

*激光武器分为激光制导炸弹和激光热武器两种。激光制导炸弹在攻击目标时，由目标指示飞机发射激光，照射目标，由运载机投弹，制导炸弹（即导弹）则根据从目标反射回来的激光飞向目标。这种炸弹偏离目标不大于10米，而普通炸弹则通常平均偏离目标在100米左右。激光热武器是利用激光的热效应来破坏目标的。轻型的激光热武器可称为激光枪，可用来杀伤人员，重型的称为激光炮，可烧毁装甲车、飞机、导弹和卫星等。激光热武器的优点是速度快，命中率高。缺点是不能大面积摧毁目标。制造激光热武器要求有大功率的激光器，目前有一些技术难题尚未完全解决，还处于研制阶段。

三、小结

本节课，我们了解了一种特殊的光波，和它的一些相关应用。介绍停留在常识的层面，对于深层次的知识，因为篇幅和时间的关系，没有涉及。希望大家能够通过中学阶段的“抛砖引玉”引起对于前沿科技的兴趣，进而树立起攀登科学高峰的信念。

第四篇：高三物理单摆教案

第三节 单摆

三维教学目标

1、知识与技能

（1）知道什么是单摆。

（2）理解单摆振动的回复力来源及做简谐运动的条件。

（3）知道单摆的周期和什么有关，掌握单摆振动的周期公式，并能用公式解题。

2、过程与方法：观察演示实验，概括出影响周期的因素，培养由实验现象得出物理结论的能力。

3、情感、态度与价值观：

教学重点：掌握好单摆的周期公式及其成立条件。教学难点：单摆回复力的分析。

教学教具: 两个单摆（摆长相同，质量不同）。

（－）引入新课

我们学习了弹簧振子，知道弹簧振子做简谐运动。那么：物体做简谐运动的条件是什么？（物体做机械振动，受到的回复力大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反。）

今天我们学习另一种机械振动——单摆的运动

（二）进行新课

1、什么是单摆？

提示：一根细线上端固定，下端系着一个小球，如果悬挂小球的细线的伸长和质量可以忽略，细线的长度又比小球的直径大得多，这样的装置就叫单摆。图2

物理上的单摆，是在一个固定的悬点下，用一根不可伸长的细绳，系住一个一定质量的质点，在竖直平面内摆动。所以，实际的单摆要求绳子轻而长，摆球要小而重。摆长指的是从悬点到摆球重心的距离。将摆球拉到某一高度由静止释放，单摆振动类似于钟摆振动。摆球静止时所处的位置就是单摆的平衡位置。

物体做机械振动，必然受到回复力的作用，弹簧振子的回复力由弹簧弹力提供，单摆同样做机械振动，思考：单摆的回复力由谁来提供，如何表示？

（1）平衡位置：当摆球静止在平衡位置O点时，细线竖直下垂，摆球所受重力G和悬线的拉力F平衡，O点就是摆球的平衡位置。

（2）回复力：单摆的回复力F回=G1=mg sinθ，单摆的振动是不是简谐运动呢？

单摆受到的回复力F回=mg sinθ，如图：虽然随着单摆位移X增大，sinθ也增大，但是回复力F的大小并不是和位移成正比，单摆的振动不是简谐运动。但是，在θ值较小的情况下（一般取θ≤10°），在误差允许的范围内可以近似的认为 sinθ=X/ L，近似的有F= mg sinθ=(mg /L)x = k x（k=mg/L）,又回复力的方向始终指向O点，与位移方向相反，满足简谐运动的条件，即物体在大小与位移大小成正比，方向与位移方向相反的回复力作用下的振动，F =k x（k=mg/L）为简谐运动。所以，当θ≤10°时，单摆振动是简谐运动。

条件：摆角θ≤10°

说明：位移大时，单摆的回复力大，位移小，回复力小，当单摆经过平衡位置时，单摆的位移为0，回复力也为0。思考：平衡位置时，单摆所受的合外力是否为0？

单摆此时做的是圆周运动，做圆周运动的物体受向心力，单摆也不能例外，也受到向心力的作用（引导学生思考，单摆作圆周运动的向心力从何而来？）。在平衡位置，摆球受绳的拉力F和重力G的作用，绳的拉力大于重力G，它们的合力充当向心力。所以，单摆经过平衡位置时，受到的回复力为0，但是所受的合外力不为0。

（3）单摆的周期

单摆的周期受那些因素的影响呢？（可能和摆球质量、振幅、摆长有关）单摆的周期是否和这些因素有关呢？

为了减小对实验的干扰，每次实验中我们只改变一个物理量，这种研究问题的方法就是——控制变量法。首先，我们研究摆球的质量对单摆周期的影响：那么就先来看一下摆球质量不同，摆长和振幅相同，单摆振动周期是不是相同。演示1：将摆长相同，质量不同的摆球拉到同一高度释放。

现象：两摆球摆动是同步的，即说明单摆的周期与摆球质量无关，不会受影响。这个实验主要是为研究属于简谐运动的单摆振动的周期，所以摆角不要超过10°。接下来看一下振幅对周期的影响。

演示2：摆角小于10°的情况下，把两个摆球从不同高度释放。

现象：摆球同步振动，说明单摆振动的周期和振幅无关。刚才做过的两个演示实验，证实了如果两个摆摆长相等，单摆振动周期和摆球质量、振幅无关。如果摆长L不等，改变了这个条件会不会影响周期？

演示3：取摆长不同，两个摆球从某一高度同时释放，注意要θ≤10°。

现象：两摆振动不同步，而且摆长越长，振动就越慢。这说明单摆振动和摆长有关。具体有什么关系呢？荷兰物理学惠更斯研究了单摆的振动，在大量可靠的实验基础上，经过一系列的理论推导和证明得到：单摆的周期和摆长l的平方根成正比，和重力加速度g的平方根成反比，周期公式：

这个公式的提出，也是在单摆振动是简谐运动的前提下，条件：摆角θ≤10°。由周期公式我们看到T与两个因素有关，当g一定，T与成正比；当L一定，T与成反比；L，g都一定，T就一定了，对应每一个单摆有一个固有周期T。

例 1：已知某单摆的摆长为L，振动周期为T，试表示出单摆所在地的重力加速度g.例 2：有两个单摆，甲摆振动了15次的同时，乙摆振动了5次，则甲乙两个摆的摆长之比为_________。

第五篇：高一物理自由落体教案7

各位评委老师大家好，我来自通化师范学院，我的名字叫林雪。今天我说课的题目是： §１.２.5自由落体运动

我今天说课内容包括以下六部分，说教材、说教法、说学法、说教学程序设计、板书设计和教学反思。

首先

1、说教材

（1）教材的地位和作用

《自由落体运动》是必修一第二章第5节的内容。它是在学习“匀变速直线运动规律”之后编排的，是匀变速直线运动的特例。通过对自由落体运动的研究。首先对前面匀变速直线运动的知识进行了复习和巩固。其次加强了课本知识与实际生活的联系，体现”物理来源于生活，又应用于生活”的思想。也为必修二平抛运动的学习做好了准备。因此本节课是本章知识的复习课，是联系生活的应用课，也是后继学习的知识准备课。通过对自由落体运动的学习能够加深学生对匀变速运动规律的理解。通过对自由落体运动的探究有利于培养学生敢于突破陈规，勇于创新的科学精神和严谨的科学态度。（2）教学目的

依据新课程标准规定，根据教材的实际情况，结合学生的认知特点，我确定本课的教学目的是： 知识与技能：掌握自由落体运动的概念、条件和性质。知道自由落体的加速度。过程与方法：引导学生进行物理实验设计，根据现象进行合理假设与猜想的探究方法。

引导学生学会分析数据，归纳总结自由落体运动的实质。

情感态度与价值观：调动学生积极与讨论的兴趣，培养逻辑思维能力及表达能力。

渗透物理科学研究方法的教育。培养学生的团结合作精神和协作意识。

（3）教材的特点、重点和难点:

教材的特点 研究自由落体运动有利于学生对匀变速直线运动规律的理解。通过阅读材料体会伽利略研究问题的科学思路和方法；通过频闪照片让学生自己分析、得出结论，培养学生解决问题的能力。

教学重点 自由落体运动的概念及探究自由落体运动性质的过程。教学难点 理解并运用自由落体运动的条件及规律解决实际问题。根据本节的特点、重点及难点，我将采用以下的内容处理。（4）教材内容的处理艺术

根据教学大纲的要求和学生的接受能力情况，我采用情感模式与和谐模式教学。其过程大致如下：引导——参与——合作——发展。在教学过程中激发学生学习热情、引导学生的协作意识、愉快、和谐地学习。体现了双主教学模式。

2、说教法

物理学是一门以实验为基础的学科，自由落体运动是物体自由下落运动的理想化模型，比较抽象。学生理解起来可能会有困难，因此我采用图像和形象图景的教学模式，建立由实际情景──理论模型──新实际情景的有机联系。加强抽象的物理规律与形象的实际情景的紧密联系，以便学生更好地掌握自由落体的概念和条件。自由落体运动也是一种典型的匀变速直线运动，有其广泛性和特殊性，结合因材施教的原则我将本节分为五个阶段：复习引入阶段、学习新知识阶段、巩固知识阶段、反馈调控阶段、总结归纳阶段。其中在学习新知识阶段，我主要采用探究实验的方法教学，首先通过进行演示实验引导学生观察实验现象，进行设疑。引导学生来探索自由落体运动的性质并让学生试着自己得出结论。在此过程中使学生获得基本的研究物理模型能力，创造性地解决问题，也能培养学生的创新精神。接着通过探究与共同讨论中，解决实验中可能出现的问题，引导学生沿着正确的思路进行探究实验。在此过程中培养学生积极思考、团结合作、总结概括及表达的能力。

3、说学法

高中一年级学生只在初中阶段学习过一些物理知识，了解了生活中一般知识、•对直观性的现象不论正确与否都有很深的印象。•关于“重物落得快”这一现象，习以为常。由于这个年龄段的学生认识问题，分析问题的能力还不强，生活积累并不丰富，对这一现象的见解有时未免失于偏颇、粗浅。又由于以往教师满堂讲的教学模式限制了学生学习的创造性和参与的积极性。学生既领悟不到前人智慧结晶的精妙之处，又体会不出它们的用途。因此我要让学生在一种宽松和愉快的情景下，创设探究式教学环境，辅以情感模式与和谐模式的教学手段，让学生轻松进入学习状态，自发的产生探索物理未知领域的好奇心，树立起能够学好物理的自信心，从而激发学生的学习热情和兴趣。教给学生在获取知识的过程中，学会观察、概括、表达、论证的方法，发展学生物理思维的深刻性、灵活性和创造性。

4、说教学程序设计

依据以上教学目的、教学重点和教学难点，我对本课的教学过程设计如下：

第一个环节：复习引入阶段。

1、复习提问：

a、匀变速直线运动的运动规律？

b、在连续相等的时间（T）内的位移之比有什么特点？

指出：回顾匀变速直线运动的特点，它可以用于匀变速直线运动的计算中。反过来，我们也可以通过这个结论来验证自由落体运动是否为匀变速直线运动。接着从学生日常生活中的例子出发引导学生进一步的思考物体下落快慢的因素；在此过程留给学生独立的观察、思考的空间和时间，学生在学习的过程中充满问题意识和创新意识，培养学生的探究能力。

第二个环节：学习新知识阶段。

演示：将一张纸和一个小石块同时在同一高度同一地点释放； 现象：重物先着地，重的物体下落较快。

提问：如果将纸片揉成一团在和小石块同时在同一高度同一地点释放结果会怎样呢？ 让学生猜测实验现象再演示，调动学生尽早投入课堂积极参与，积极进行观察和思考。演示：将纸片揉成一团在和小石块同时在同一高度同一地点释放； 现象：几乎同时着地，轻重不同的物体同时下落。

提问：两次实验用的物体是相同的为什么会有不同的结果呢？

通过演示实验启发学生认识到轻重不同的物体下落快慢不同是由于空气阻力的影响。

介绍亚里士多德和伽利略对自由落体运动性质的研究。学习伽利略相信科学，大胆质疑，敢于向权威挑战的精神。

引出课题：自由落体运动

1、自由落体运动

牛顿管实验

a、未抽气时：轻的物体比重的物体下落的慢 b、抽成真空时：轻重不同的物体下落速度相同

通过牛顿管实验使学生再次认识到生活中观察到重物下落快的原因是由于空气阻力的影响，从而引出自由落体运动的概念和条件。引出自由落体运动的概念及条件

概念：物体只在重力作用下，从静止开始下落的运动。

条件：在没有空气的真空里才能发生，若在有空气的空间里。只有空气阻力很小，可以忽略不计的下落才可以看成是自由落体运动。

在这里概念的强调有助于学生形成严谨的科学态度。

进一步提出问题：自由落体运动是一种什么样的运动？它的运动规律是什么？

引导让学生通过频闪照片看到自由落体运动的轨迹是一条直线，在连续相等的时间内通过的位移越来越大，说明自由落体运动是加速直线运动，但究竟是否是匀变速呢？

引导学生提出假设。启发学生利用照片上的数据并根据∆s=aT2 来验证。并运用v-t图像法、s-t图像法。让学生自己分析、处理数据。此时不要急于告诉学生结论，而应给予充分的时间启发学生积极思考并及时引导。结奏应放慢，让学生的主体作用得到充分发挥，也使学生对自由落体的性质有深刻的印象。

2、自由落体运动的性质：自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动。

3、引出重力加速度

让学生通过阅读课本相关内容,自主总结说明重力加速度的大小和方向及引起其变化因素

4、自由落体运动的规律

引导学生根据匀变速直线运动规律及自由落体运动的特点得出自由落体运动的规律。

Vt= V0t + at

 Vt= g t

S = V0+Vt2－V0=2as  Vt=2as

第三个环节：巩固知识阶段

利用多媒体给出练习题。让学生复习巩固本节的知识，重点放在自由落体运动概念及规律的分析和方法的训练上。

第四个环节：反馈调控阶段

根据学生的学习和接受新知识的不同情况，我会再提出一些习题供学生课后学习。第五个环节：总结归纳阶段

以上是对自由落体运动一节教材的认识和对教学过程的设计。从提出问题通过语言启发，引导学生回顾学过的匀变速直线运动规律知识，并将这些知识灵活地运用到对自由落体运动规律的认识中，使学生既掌握了知识，也学会了对物理问题的分析研究方法。

教学反思

首先，本节课最重要是对科学研究自由落体运动方法的教学。其次，在教学过程中应多让学生自己参与到探究活动中去，这样让学生自己做实验探究出来的自由落体运动的性质比教师告诉的印象要深刻的多，也让课堂教学的师生互动有了更好的效果。

最后我想用一句话结束今天的说课内容，提出一个问题往往比解决一个问题更重要。谢谢指导！1212at



S = at 2222