高二物理教案

1 / 14 高二物理教案 高二物理公开课教案 教学课题：原子结构的发现 课时计划：课时 开课时间： 2002 年 3 月 27日第五节课 开课班级：高二（ 11）班 执教人： 薛莲 教学目标：一、认知目标： 、使学生认识到原子是可分的； 、知道电子的发现过程； 、知道汤姆逊模型； 、了解 粒子散射实验和原子核式结构； 、了解原子及原子核直径的数量级。 二、能力目标： 培养学生由 现象的分析而归纳出结论的逻辑推理能力。 三、情感目标： 通过对原子结构的认识过程的学习，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，从而进行辩证唯物主义教育。 教学重点：、电子的发现； 、 粒子散射实验现象； 2 / 14 、原子的核式结构。 教学难点：实验现象的分析和归纳。 教学方法：多媒体教学，启发式。 教 具：高压感应圈、阴极射线管、条形磁铁、投影仪、电脑。 教学过程： 一、创设情景，引入新课。 简要叙述人类探索原子结构的历史来展示情景。 设问：物质是由什么组成的？ （分子或原子组成） 设问：原子的英文是什么？ （ 设问：你们是否知道它的原义？（出自希腊文思是不可分割的东西。） 约在公元前 400 年，古希腊哲学家德谟克明确指出，物质是由最小的不可再分的粒子构成。在中国，早在春 秋战国时期（公元前 467前 221 年）就出现了类似观点。墨子提出了 “ 端，体之无厚，而最前者也。 ” 长期以来人们一直认为原子不可分、不 可变，直到 19 世纪后期，这种看法才被动摇。今天我们就一起来研究原子是否可分，原子由哪些部分组成，原子的结构是怎样被揭开的。 板书 原 子 结 构 的 发 现 讲解 十九世纪中叶以后，由于真空技术的进步，3 / 14 对稀薄气体的放电现象的研究有了迅速的发展。 1854 年制 成了第一支气体放电管， 1858年发现，当管内气体的压强降低到 下时，在阴极对面的玻璃管壁 上就出现了黄绿色的辉光。显然，这种个辉光是由阴极发出的某种射线引起的，人们把这种射线叫做阴 极射线。 演示 阴极射线管中的阴极发射出绿色的射线，且在磁场中发生偏转。 提问 阴极射线在磁场中的偏转说明了什么？ （阴极射线是带负电荷的粒子流） 讲解 1897 年，汤姆逊测定了用不同物质做成的阴极发出的阴极射线粒子的荷质比 e/一事实说明 了什么？ 结论 阴极射线粒子是各种宏观物质的共有成分。 讲解 1898年，汤姆逊又和他的学生们继续研究，发现阴极射线粒子的质量约是氢离子的千分之一，阴极射 线粒子的电荷和 氢离子基本相同。 结论 将阴极射线粒子命名为：电子（ 板书 、电子的发现 电子的电量 e=0 子的质量 0 设问 既然电子是构成所有物质的共有成分，且4 / 14 质量约是氢离子的千分之一，原子是不可分的说法正确吗？ （不正确） 板书 电子是原子的组成成分，电子带负电。 介绍 由于电子的发现，汤姆逊被后人誉为 “ 一位最先打开通向基本粒子物理学大 门的伟人 ” 。并获得了诺贝 尔奖。 二、汤姆逊模型的学习 提问 原子是否带电？ （呈中性） 而电子带负电，这说明了什么？ （原子中除了电子外，还应有带正电的电荷，且电量相等） 设问 原子中带正电部分和带负电的电子应是怎样分布的呢？ （学生讨论） 讲解 20 世纪初，科学家们提出了许多种原子模型。其中最有影响的是汤姆逊提出的 “ 葡萄干 ” 模型。 板书 、汤姆逊 “ 葡萄干 ” 模型 投影 汤姆逊原子模型 讲解 他假定：原子是一个 球体，正电荷均匀分布在整个球体内，而电子则象葡萄干镶嵌在蛋糕里那样镶嵌球 中。该模型可解释当时发现的一些现象，然而理论的正确性一定要通过实践加以检验。 5 / 14 1909年起，英国物理学家卢瑟福（ 了证实汤姆逊模型的正确性，设计了著名 的 粒子散射实验。 板书 、 粒子散射实验 投影 粒子散射实验装置示意图 讲解 实验装置、原理和过程 放射性元素钋（ 出的 射线从铅盒的小孔射出，形成一束很 细的射线到金箔上， 粒子穿过 金箔后，射到荧光屏上产生一个个闪光点，可用显微镜观察，为了避免空气的影响，整个装置放在真空 容器中。 板书 粒子带正电 300模拟实验 粒子轰击金箔实验 投影 粒子散射实验现象 提问 粒子进入原子中时，电子是否使 粒子产生大角度的偏转或反弹？为什么？ （不会，因为电子质量 远小于 粒子质量，所以电子对 粒子的影响极小，更不可能出现反弹） 提问 汤姆逊的原子模 型，其均匀分布的正电荷能否使 粒子发生大角度偏转？ （不可能，因为正电荷均匀 6 / 14 分布，当 粒子穿过原子时，它受到的斥力应该大部分抵消掉。） 设问 根据汤姆逊模型，应出现什么样的实验结果呢？ 摸拟预测 预期实验结果 投影根据汤姆逊原子模型预言的 粒子偏转。 板书 粒子散射实验否定了汤姆逊原子模型。 设问 原子结构究竟是什么样的呢？ 提问 在两个物体发生碰撞时，一般在什么情况下会出现大角度反弹现象？ （运动的小质量物 体碰撞大质量 的静止物体） 提问 绝大多数 粒子不偏转，极少数 粒子的大角度偏转甚至反弹，说明原子的质量以及全部正电荷是均匀 分布还是集中在一个很小的区域？ （集中在一个很小的区域） 小结 整个原子内部是非常空虚的，质量和正电荷的集中区域相对整个原子是极小的，在原子中是一个核，叫 原子核。 提问 电子在原子中又是怎样的呢？是静止还是7 / 14 运动？ （电子受到原子核的吸引力，不可能静止） 提问 电子会做什么样的运动呢？ （绕原子核作圆周运动） 三、卢瑟福原子模型的学习 板书 、卢瑟福原子的核式结构 投影 原子核式内容 在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核（ 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核的周围绕核旋转。 板书 电子（带负电，质量很小，绕原子核旋转） ） 类比太阳系结构图 行星 太阳 四、巩固反馈本节课内容 提问 根据原子核式结构模型，分析 粒子穿过原子时运动情况： 电子对 粒子运动的影响： （很小） 原子核对 粒子运动的影响： 离核较远时： （几乎不偏转） 离核较近时： （较大偏转） 碰撞原子核： （大角度偏转，甚至反弹） 讲解 从 粒子散射实验的数据可以估计出： 8 / 14 板书 原子核的半径： 1010子的半径 ： 10提问 估计原子核直径为原子直径的多少分之一？体积相差多少？（万分之一，一万亿倍） 提问 东方明珠电视塔大球的直径约为 50米，小球的直径约为 10米，若将大球比作原子，则原子核的大小 就象（ ） 、电视塔的小球 、篮球 、乒乓球 、黄豆 五、情意发展 提问 由 粒子散射实验得出的原子核式结构模型是否完全揭示了原子的真实情况？电子的运动描述是否得 到了验证？原子核内部结构又怎样呢？ 若要进一步 了解微观世界的物质结构，请同学们回去预习课本后面的内容。 六、布置作业 练习册： 72页，第 1、 2、 3 题 附： 板书设计： 子结构的发现 、电子的发现 电子的电量 e=0 / 14 电子的质量 0 子是原子的组成成分，电子带负电。电子是原子的组成成分，电子带负电。 、汤姆逊 “ 葡萄干 ” 模型 、 粒子散射实验 粒子带正电 300 粒子散射实验否定了汤姆逊原子模型。 、卢瑟福原子的核式结构 电子（带负电，质量很小，绕原子核旋转） 原子核（带全部正电荷和几乎质量） 原子核的半径： 1010子的半径： 10势差 教学目标： （一）知识与技能 掌握电势差的概念。会应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。 （二）过程与方法 通过类比法教学，使学生理解电势差的概念 ；应用所学知识推导静电力做功与电势差的关系式。 （三）情感、态度与价值观 培养对比学习的学习方法，培养逻辑思维能力。 10 / 14 教学重点 应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。 教学难点 应用电势差的概念求解静电力对电荷所做的功。 归纳推理法、讲授法 教学过程： （一）引入新课 教师：上节课我们学习了静电力做功的特点，从静电力做功的角度学习了电势能和电势的概念。下面简要回顾一下上节课学习的内容。 （ 1）静 电力做功的特点：（学生回答） （ 2 ） 电 势 ： 电 场 中 某 一 点 ， 电 荷 的_，叫做这一点的电势。电势是个相对的量，某点的电势与 _的选取有关。因此电势有正、负 ， 表 示该 点电 势 比零 电 势点 高还 是 低。 通 常把_的电势规定为零。 教师：电场中两点间电势的差值，叫做电势差。那么，电势差与静电力做功和电荷的电势能之间有什么关系呢？下面我们就来推导它们间的关系。 （二）进行新课 1、电势差与电势的关系 教师活动： 引导学生推导电势差与电势的关系式 11 / 14 设电场中 A 点的电势为 A， B 点的电势为 B，则有 U 或者表示成 然 论：（ 1）电势差可以是正值也可以是负值，电势差的正负表示什么意义？ （ 2）电势的数值与零电势点的选取有关，电势差的数值与零电势点的选取有关吗？为什么？这与力学中学过的哪个概念相似？ 2、静电力做功与电势差的关系 教师活动：引导学生推导静电力做功与电势差的关系式 电荷 点移到 B 点，由静电力做功与电势能变化的关系可得： 老师教育工作室系列资料 由电势能与电势的关系EP q 可得： 以： B) 即 12 / 14 论： 什么决定？由 q 决定吗？ q、 学生答 、 B 决定，与所经路径， 可由 由q， 定。这些也可由比值定义法定义概念的共性规律中得到。 引导学生得出电势差 q、 无关，仅与电场中 A、 B 两位置有关。故电势差反映了电场本身的性质。 电势差的物理意义：电势差反映了电场本身的性质。 电势差的单位：伏特 符号 V 1V=1 J/C 电势差是标量。 点评：知道了电场中两点的电势差，就可以很方便地计算在这两点间移动电荷时静电力做的功，而不必考虑静电力和电荷移动的路径。 例题 1（教材 24页） 教师引导学生分析、求解。培养学生对概念的理解能力和分析解决问题的能力。 例题之后教师要帮助学生及时总结点评： 在应用公13 / 14 式 ，对各物理量的符号的处理方法： 计算时将各量的正、负号代入公式，并根据结果的正、负号进行判断。 课堂练习： 1、关于电势差和电场力作功的说法中，正确的是 ( ) A电势差的大小由电场力在两点间移动电荷做的功和电荷的电量决定 B电场力在两点间移动电荷做功的多少由两点间的电 势差和该电荷的电量决定 C电势差是矢量，电场力作的功是标量 D在匀强电场中与电场线垂直方向上任意两点 2、在如图所示的电场中，把点电荷 q=+210 A 点移到 场力做功 10 A、 于多少？ B、 A 两点间的电势差 于多少？ 解：由静电力做功与电势差的关系得 谭老师教育工作室系列资料 、如图所示的电场中， A、 B 两点间的电势差 0 14 / 14 V，将点电荷 q= 0 A 点移到 B 点，静电力所做的功是多少？ 解：电场力所做的