第一篇：19.7高三物理核聚變教案

19．7 核聚變

★新課標要求

（一）知識與技能

1．了解聚變反應的特點及其條件.2．了解可控熱核反應及其研究和發展.3．知道輕核的聚變能夠釋放出很多的能量,如果能加以控制將為人類提供廣闊的能源前景。

（二）過程與方法

通過讓學生自己閱讀課本，培養他們歸納與概括知識的能力和提出問題的能力

（三）情感、態度與價值觀

1．通過學習，使學生進一步認識導科學技術的重要性，更加熱愛科學、勇于獻身科學。

2．認識核能的和平利用能為人類造福，但若用于戰爭目的將給人類帶來災難，希望同學們努力學習，為人類早日和平利用核聚變能而作出自己的努力。

★教學重點 聚變核反應的特點。聚變反應的條件。★教學方法

教師啟發、引導，學生討論、交流。★教學用具：

多媒體教學設備一套：可供實物投影、放像、課件播放等。★課時安排 1 課時

★教學過程

（一）引入新課

教師：1967年6月17日，我國第一顆氫彈爆炸成功。從第一顆原子彈爆炸成功到第一顆氫彈爆炸成功，我國僅用了兩年零八個月。前蘇聯用了四年，美國用了7年。氫彈爆炸釋放核能是通過輕核的聚變來實現的。這節課我們就來研究聚變的問題.學生：學生認真仔細地聽課

點評：通過介紹我國第一氫彈爆炸，激發同學們的愛國熱情。

（二）進行新課 1．聚變及其條件

提問：請同學們閱讀課本第一段，回答什么叫輕核的聚變？ 學生仔細閱讀課文

學生回答：兩個輕核結合成質量較大的核，這樣的反應叫做聚變。投影材料一：核聚變發展的歷史進程

［1］

提問：請同學們再看看比結合能曲線（圖19.5-3），想一想為什么輕核的聚變反應能夠比重核的裂變反

應釋放更多的核能？

讓學生了解聚變的發展歷史進程。學生思考并分組討論、歸納總結。

學生回答：因為較輕的原子核比較重的原子核核子的平均質量更大，聚變成質量較大的原子核能產生更多的質量虧損，所以平均每個核子釋放的能量就更大

點評：學生閱讀課本，回答問題，有助于培養學生的自學能力。教師歸納補充：（1）氫的聚變反應：

222

311H+1H→1He+1H+4 MeV、3411H+1H→2He+0n+17.6 MeV（2）釋放能量：ΔE＝Δmc2＝17.6 MeV，平均每個核子釋放能量3 MeV以上，約為裂變反應釋放能量的3～4倍

提問：請同學們試從微觀和宏觀兩個角度說明核聚變發生的條件？ 學生閱讀教材，分析思考、歸納總結并分組討論。得出結論

微觀上：參與反應的原子核必須接近到原子核大小的尺寸范圍，即10-15 m，要使原子核接近到這種程度，必須使它們具有很大的動能以克服原子核之間巨大的庫侖斥力。

宏觀上：要使原子核具有如此大的動能，就要把它加熱到幾百萬攝氏度的高溫。點評：從宏觀和微觀兩個角度來考慮核聚變的條件，有助于加深理解。

教師說強調：聚變反應一旦發生，就不再需要外界給它能量，靠自身產生的熱就可以維持反應持續進行下去，在短時間釋放巨大的能量，這就是聚變引起的核爆炸。

教師補充說明：

（1）熱核反應在宇宙中時時刻刻地進行著，太陽和很多恒星的內部溫度高達107 K以上，因而在那里進行著激烈的熱核反應，不斷向外界釋放著巨大的能量。太陽每秒釋放的能量約為3.8×1026 J，地球只接受了其中的二十億分之一。太陽在“核燃燒”的過程中“體重”不斷減輕。它每秒有７億噸原子核參與碰撞，轉化為能量的物質是400萬噸。科學家估計，太陽的這種“核燃燒”還能維持90億~100億年。當然，與人類歷史相比，這個時間很長很長！

教師：希望同學們課后查閱資料，了解更多的太陽能有關方面的知識及其應用。

（2）上世紀四十年代，人們利用核聚變反應制成了用于戰爭的氫彈，氫彈是利用熱核反應制造的一種在規模殺傷武器，在其中進行的是不可控熱核反應，它的威力是原子彈的十幾倍。

提問：氫彈爆炸原理是什么？

學生閱讀教材：課本圖19.7-1是氫彈原理圖，它需要用原子炸藥來引爆，以獲得熱核反應所需要的高溫，而這些原子炸藥又要用普通炸藥來點燃。

［教師點撥］

［錄像］氫彈的構造簡介及其爆炸情況。

根據你收集的資料，還能通過什么方法實現核聚變？

學生回答：日英開發出激光核聚變新方法、有人提出利用電解重水的方法實現低溫核聚變。點評：學生自學看書，自己歸納總結，有助于培養學生分析問題、解決問題的能力，逐步提高學生的歸納總結能力。2．可控熱核反應

（1）聚變與裂變相比有很多優點

提問：目前，人們還不能控制核聚變的速度，但科學家們正在努力研究和嘗試可控熱核反應，以使核聚變造福于人類。我國在這方面的研究和實驗也處于世界領先水平。請同學們自學教材，了解聚變與裂變相比有哪些優點？

投影材料二[2]：可控熱核反應發展進程

例：一個氘核和一個氚核發生聚變，其核反應方程是21H+31H→42He+10n，其中氘核的質量：mD=2.014 102 u、氚核的質量：mT=3.016 050 u、氦核的質量：mα=4.002 603 u、中子的質量：mn=1.008 665 u、1u=1.660 6×10-27kg，e = 1.602 2×10-19C，請同學們求出該核反應所釋放出來的能量。

學生計算：

根據質能方程，釋放出的能量為：

0.0186?1.6606?10?27?(3?108)2?E??mc?(mD?mT?m??mn)c?eV?17.6MeV

1.6022?10?1922教師點拔：平均每個核子放出的能量約為3.3MeV，而鈾核裂變時平均每個核子釋放的能量約為1MeV。總結：聚變與裂變相比，這是優點之一，即輕核聚變產能效率高。

教師點拔：常見的聚變反應：21H+21H→31He+11H+4MeV、21H+31H→42He+10n+17.6 MeV。在這兩個反應中，前一反應的材料是氘，后一反應的材料是氘和氚，而氚又是前一反應的產物，所以氘是實現這兩個反應的原始材料，而氘是重水的組成部分，在覆蓋地球表面三分之二的海水中是取之不盡的。從這個意義上講，輕核聚變是能源危機的終結者。

總結：聚變與裂變相比，這是優點之二，即地球上聚變燃料的儲量豐富。如1L海水中大約有0.03g氘，如果發生聚變，放出的能量相當于燃燒300L汽油。

聚變與裂變相比，優點之三，是輕核聚變反應更為安全、清潔。

實現核聚變需要高溫，一旦出現故障，高溫不能維持，反應就自動終止了。另外，氘和氚聚就反應中產生的氦是沒有放射性的，放射性廢物主要是泄漏的氚以及聚變時高速中子、質子與其他物質反應而生成的放射性物質，比裂就所生成的廢物的數量少，容易處理。

（2）我國在可控熱核反應方面的研究和實驗發展情況。

EAST全超導托卡馬克實驗裝置以探索無限而清潔的核聚變能源為目標，這個裝置也被通稱為“人造太陽”，能夠像太陽一樣給人類提供無限清潔的能源。目前，由中科院等離子體物理研究所設計制造的EAST全超導非圓截面托卡馬克實驗裝置大部件已安裝完畢，進入抽真空降溫試驗階段。我國的科學家就率先建成了世界上第一個全超導核聚變“人造太陽”實驗裝置，模擬太陽產生能量。

點評：通過了解我國在可控熱核反應方面的成就，激發學生的愛國熱情和獻身科學的能力。

（三）課堂小結

本節主要研究了聚變核反應的特點和條件，聚變反應要比裂變反應釋放更多的能量，但它發生的條件是要達到幾百萬度的高溫，因而聚變反應也叫熱核反應.可控熱核反應的研究和實驗將為人類和平利用核能開發新的途徑。

（四）作業：

完成課后練習★教學體會

本節課雖然教學要求不高，但卻是開展中學科技教育活動的生動內容。然而課本的編寫，卻限于篇幅等因素的影響，存在正如愛因斯坦所說的問題：“科學結論幾乎是以完成的形式出現在讀者面前，讀者學生體驗不到探索和發現的喜悅，感覺不到思想形成的生動過程也很難達到清楚地解釋全部過程。”

在課堂教學過程中，結合內容的講授，以史為鑒，雖著墨不多，卻寓意深遠，本材料正是以此為設計思想的：沿著科學家的足跡，剖析科學家的思維，領略科學家的創造；激發同學們的興趣，培養同學們的能力，陶冶同學們的情操。

附：

[1]投影材料一 時間 人物 事件

指出：中等大小的原子核結合最緊密，核裂變或輕核聚變都會放出能量，核聚變放出的能量比裂變大許多

猜測：太陽的能量來自亞原子粒子的相互作用

指出：太陽總體積具有2000萬度的高溫和極高的密度。

指出：太陽總體積的60％是氫氣，如果太陽的能量真是依靠核反應的話，那么這種核反應只能是氫氣的聚變。

證明：太陽的能量確實是靠氫氣的聚變來維持的。20年代 阿斯頓

1920年 1926年 愛丁頓 愛丁頓

1929年 羅素

1938年 貝 特

[2]投影材料二 事件 1933年 1934年 1942年 1944年 人物 科學家們 盧瑟福 特勒 費米 事件

在實驗室中首次觀測到核聚變就是氘的聚變

用氘核去轟擊氘靶產生了氚，發現氚聚變溫度比氘更低。在探索制造原子彈的各種途徑的討論中提出了一個可怕的問題。用氫的同位素氖和氛做燃料，只需五千萬度就可以發生核聚變。

原子彈研制成功后，人們立即覺察到，可以利用裂變反應所產生的超高溫來實現核聚變反應，這就是氫彈的原理。1945年

美國

第二篇：7高三物理第二輪復習教案(第七講 論述題)

第七講

論述題

一、特別提示

提高綜合應用能力，要加強表達、敘述能力的訓練，通過對論述題的分析和練習，克服解決物理問題時存在的：表達不清、敘述無理、論證無據等各種問題，學會使用本學科的語言來表達問題，進行交流，培養分析、邏輯推理能力，從而形成物理學科的意識和思想。

1、論述題的特點

論述題的特點主要體現在解題過程的表達要求上，即在對物理現象、物理過程的分析中，要求運動物理規律，用簡潔、準確、清晰的語言對分析過程進行表達，在做出判斷的同時，說明判斷根據，也就是說不單要說明是什么，而且要說清楚為什么。

2、論述題的解法

解答論述題所用的分析方法和解答其它類型（選擇、計算題型）的題目沒有什么差別，但需有解題過程中的分析和表達，也就是說，對于論述題，除了要能夠正確進行解答之外，一些必要的文字說明一定要有，《考試說明》明確要求學生“能夠根據已知的知識和所給物理事實、條件，對物理問題進行邏輯推理和論證，得出正確的結論或作出正確的判斷，并能把推理過程正確地表達出來。”

因此，解答論述題，一般可按以下步驟進行：（1）根據題給條件，畫出草圖分析，明確題意。

（2）對題目中的物理現象，涉及的物理模型，發生的物理過程，進行簡要的文字說明和進行必要的數學推導，具體說明每步的依據，從而得出結論或論證所需要的數學表達式。

（3）對導出的結果進行分類討論，最后得出完整的結論。不同類型的論述題，其出題的意圖不同，解題的要求也有所區別。同學們可以在平時學習、練習中加以體會。

二、典型例題

題

1如圖9-1，是利用高頻交變電流焊接自行車零件的原理示意圖，其中外圈A是通高頻交流電的線圈，B是自行車的零件，a是待焊接的接口，接口兩端接觸在一起，當A中通有交流電時，B中會產生感應電動勢，使得接口處金屬熔化而焊接起來。（1）為什么在其它條件不變的情況下，交流電頻率越高，焊接越快？（2）為什么焊接過程中，接口a處已被熔化而零件的其它部分并不很熱？

分析和證明

（1）交流電頻率越高，磁通量變化率越大。

由法拉第電磁感應定律可知：感應電動勢和感應電流都變大，產生的熱功率越大；焊接越快。

（2）因為接口處電阻大，串聯電路中電流處處相等，電阻大的地方產生的熱量多，可將接口處熔化而零件的其它部分并不很熱。

評析

這是一道簡答論述題。可以像問答題，判斷某一說法的對錯，進而敘述理由。它要求運用物理知識和規律對某個問題或某種觀點進行簡明扼要回答，或加以簡潔的解釋。

題

2試在下述簡化情況下，由牛頓定律和運動學公式導出動量守恒定律的表達式：系統是兩個質點，相互作用力是恒力，不受其他力，沿直線運動，要求說明推導過程中每步的根據，以及公式中各符號和最后結果中各項的意義。

分析和證明

設m1和m2分別表示兩質點的質量，F1和F2分別表示它們所受作用力，a1和a2分別表示它們的加速度，t1和t2分別表示F1和F2作用的時間，v1和v2分別表示它們相?和v2?分別表示末速度，根據牛頓第二定律，互作用過程中的初速度，v1有：F1?m1a1，F2?m2a2 由加速度的定義可知：a1???v1v1v??v2，a2?2 t1t2??v1)，F2t2?m2(v2??v2)分別代入上式，可得：F1t1?m1(v1根據牛頓第三定律，有F1??F2，t1?t2

??m2v2? 代入并整理后，最終可得：m1v1?m2v2?m1v1?和m2v2?為兩質點的末動量，這就是動量守恒其中m1v1和m2v2為兩質點的初動量，m1v1定律的表達式。

評析

本題是一道推導證明題。首先要對所引用字母符號的物理意義加以具體說明，在推導過程中每一步都要針對性的給出依據、說明理由，最后按題目要求用文字說出最后結果中各項的意義。因此，在學習物理概念和規律時不能只記結論，還須弄清其中的道理，知道物理概念和規律的由來。

題

3一內壁光滑的環形細圓管，位于豎直平面內，環的半徑為R（比細管的半徑大得多）。在圓管中有兩個直徑與細管內徑相同的小球（可視為質點）。A球的質量為m1，B球的質量為

m2，它們沿環形圓管順時針運動，經過最低點時的速度為v0，設A球運動到最低點時，B球恰好運動到最高點，證明：

若要此時兩球作用于圓管的合力為零，那么m1，m2，R與v0應滿足的關系式是：

2v0(m1?5m2)g?(m1?m2)?0。

R分析和證明

根據題意，想象出此時物理情意如圖9-2。因為軌道對在最高點B的作用力方向可以向上也可以向下，故先對A球受力分析（見圖），由牛頓第三定律可知，A球對圓管的壓力向下。為使兩球作用于圓管的合力為零，B球對圓管的作用力只能向上，不然合力就不會為零，所以軌道對B球的作用力方向，由牛頓第三定律可知是向下的。于是可以證明：

22v0v0對A由F?ma有N1?m1g?m1所以N1?m1g?m1

RR2v2對B有N2?m2g?m2

R 由機械能守恒定律得

1122m2v0?m2v2?m2g2R 2222v0v2把v?v?4gR

代入N2?m2g?m2得N2?m2?5m2g

RR222122v0v0據題意有N1?N2，則m1g?m1?m2?5m2g

RR2v0即(m1?5m2)g?(m1?m2)?0

R評析

本題的思路是“由因導索”，實行順向證明，即由題設已知條件出發，運用已知規律推導所要證明的結果，叫順證法。

題

4如圖9-3所示，滑塊A、B的質量分別為m1與m2，且m1?m2，由輕質彈簧相連接，置于光滑的水平面上，用一輕繩把兩滑塊拉至最近，使彈簧處于最大壓縮狀態后綁緊，兩滑塊一起以恒定的速度v0向右滑動。突然輕繩斷開，當彈簧伸長至本身的自然長度時，滑塊A的速度正好為零。問在以后的運動過程中，滑塊B是否會有速度等于零的時刻？試通過定量分析討論，證明你的結論。

分析和證明

B的速度不會為零。

假設某時刻B的速度為零，設此時滑塊A的速度為v1，由動量定律得

(m1?m2)v0?m1v

1①

此時系統的機械能為E1（重力勢能為零），動能為EKA，彈性勢能為Ep1 E1=EKA+Ep1

② EKA=m1v1

③

由題意知，當A的速度為零時，彈性勢能Ep2=0。設此時B的速度為v，則B的動能為：2EKB?1m2v12 ④ 2此時系統的機械能為：E2=EKB+Ep

2⑤ 由動量守恒定律得：(m1?m2)v0?m2v⑥ 由機械能守恒定律得E1=E2 ⑦ 由以上各式聯立得：

22(m1?m2)2v0(m1?m2)2v0?Ep1?

⑧

2m12m2由于Ep1?0，由上式可得出m2?m1，這與題沒給定的條件m1?m2相矛盾，故假設不 成立，即有：B的速度不會為零。

評析

此題順向證明過程較為復雜，可采用反證法。先假定所要證明的結論不成立，由此通過合理的邏輯推導而導出矛盾，從而說明假設不對，肯定原結論正確。

題

3如圖9-4所示，彈簧的一端固定在墻上。另一端連結一質量為m的木塊，今將木塊向右拉開一位移L后釋放，木塊在有摩擦的水平地面上減幅振動。彈簧第一次恢復原長時，木塊速度為v0，試討論：木塊在整個振動過程中出現速度為v0的位置有幾個。

分析和證明

在整個振動過程中出現速度為v0的位置有，且只有2個。

放手后，木塊在水平方向上的彈力和摩擦力同時作用下，先向左作加速度變小的加速運動。后向左作加速度變大的減速運動。在原平衡位置右側x0處（kx0??mg），一定存在一加速度為零的位置，此位置向左的速度最大。根據速度變化必須是連續的原理可知，既然左側有一v0，其右側也一定存在一v0的位置。

此后的運動，可從能量角度分析不會再有v0的位置出現。

因為在彈簧第一次恢復原長，木塊速度為v0時，系統振動的能量E?Ek?12mv0，此后2的運動仍屬阻尼振動，由于摩擦的作用振動能量不斷減小，E??E，設此后振動中任一時刻的速率為vx，即1212 mvx?Ep?mv022所以vx必小于v0，且不斷變小，直至停止振動為止。

評析

此題屬判斷敘述類：根據題設的條件和基礎知識，對某一物理現象、過程或結論，作出正確與否的判斷。可以像計算題中的過程分析，用文字和物理公式分層次有條理地表達出來。

題

4如圖9-5所示，足夠長的水平絕緣桿MN，置于足夠大的垂直紙面向內的勻強磁場中，磁場的磁感強度為B，一個絕緣環P套在桿上，環的質量為m，帶電量為q的正電荷，與桿間的動摩擦因數為?，若使環以初速度v0向右運動，試分析絕緣環克服摩擦力所做的功。

分析和證明

當絕緣環以初速度v0向右運動時，環受重力mg、洛侖茲力f?qBv0及桿的彈力N。由于N的大小、方向與重力和洛侖茲力大小有關，會約束水平方向的摩擦力變化，從而使絕緣環的最終運動可能有三種情況：

（1）若開始時qBv0?mg，即v0?mg，由于N=0，絕緣環不受摩擦力作用，做勻速直qB線運動。絕緣環克服摩擦力所做的功Wf1?0。

（2）若開始時qBv0?mg，即v0?mg，N方向向上，絕緣環受桿摩擦力作用，做加速qB度變小的減速運動，直至靜止。絕緣環克服摩擦力所做的功Wf2?（3）若開始時qBv0?mg，即v0?12mv0。2mg，N方向向下，絕緣環受桿摩擦力作用，做減qB速直線運動，洛侖茲力f不斷減小，當qBv0?mg時，N=0，絕緣環不受摩擦力作用，做勻速直線運動，即最終速度v?mg。絕緣環克服摩擦力所做的功： qBWf3?12121mg2mv0?mv?m[v0?()2]。222qB評析

本題可根據題設的條件和基礎知識，通過某一物理現象的分析，作出相應的判斷，對導出的結果進行較為完整的分類討論。主要培養思維的深度和廣度，提高判斷應用能力。

第三篇：高三物理激光教案

激光

【教學目的】

1、了解激光的特點

2、了解激光的應用

【教學重點】

激光的應用

【教學難點】

為什么激光具有特殊的性質

【課時安排】

1課時

【教學過程】

○、引入

從偏振的介紹我們發現，光波作為一種電磁波，比起機械橫波有它的復雜性。本節課，我們將介紹一種特殊的光波，以及它的應用——

一、激光

1、概念：激光準確內涵是“來自受激輻射的放大、增強的光”。由于它的英文全稱為Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation，可以被縮寫為Laser，中文也常常音譯為“鐳射”。

2、產生機理：

a、設置工作物質（發光物質——可以是氣體、液體或固體）；

b、泵浦——*能把大量的處于基態能級的電子激發到高能級上去的裝置。常見的泵浦有光源、化學能源（固體工作物質多用光照射法，氣體工作物質多用放電法）（補充能量）實現粒子數反轉——*屬于高能態的電子比屬于低能態的電子數多（所謂“反轉”，是因為這種狀．．．．．況突破了“正常”的玻耳茲曼分布規律）→受激輻射；

c、諧振腔（內連續來回反射、振蕩）誘發同性質的躍遷→使同頻率、同相位的受激輻射得以放大。．．

3、激光的特點：a、單色性；b、方向性；c、相干性；d、高亮度（能量）。

4、發展大事記：

a、1916年，愛因斯坦提出“受激輻射”（和“自發輻射”對立）理論； b、1928年，德國的光譜學家拉登堡（R.W.Ladenburg）發現“負色散現象”；

c、1947年，蘭姆（W.E.Lamb，jr.）和雷瑟福（R.C.Retherford）指出，通過粒子數反轉可以期望實現感應輻射（即受激輻射）；

d、1953年，美國的湯斯小組制成“微波激射器”；

e、1958年，肖洛和湯斯的論文《紅外區和光學激射器》論證了將微波激射技術擴展到紅外區和可見光區的可能性；

f、1960年，美國的梅曼制成第一臺紅寶石激光器；

g、1961年，我國第一臺紅寶石激光器在長春光機所誕生。

5、激光器的分類：

a、氣體激光器（氦氖激光器、氬離子激光器、“隱形殺手”二氧化碳激光器）；

*氬離子激光器：它可以發出鮮艷的藍綠色光，可連續工作，輸出功率達100多瓦。因為人眼對藍綠色的反應很靈敏，眼底視網膜上的血紅素、葉黃素能吸收綠光，所以在眼科上用得最多。氬離子激光器發出的藍綠色激光還能深入海水層，而不被海水吸收，因而可廣泛用于水下勘測作業。* “隱身”激光器：二氧化碳激光器可稱“隱身人”，因為它發出的激光波長為10.6微米，“身”處紅外區，肉眼不能覺察，它的工作方式有連續、脈沖兩種。連接方式產生的激光功率可達20千瓦以上。脈沖方式產生的波長10.6微米激光也是最強大的一種激光。人們已用它來“打”出原子核中的中子。二氧化碳激光器的出現是激光發展中的重大進展，也是光武器和核聚變研究中的重大成果。

b、液體、化學和半導體激光器（“變色龍”染料激光器、“死光”氟化氫激光器、砷化鎵激光器）；

* “變色”激光器：工作物質就是染料，如碳花青、若丹明和香豆素等等。氣體產生的激光有明確的波長，而染料產生的激光，波長范圍較廣，或者說有多種色彩。染料激光器的光學諧振腔中裝有一個稱為光柵的光學元件。通過它可以根據需要選擇激光的色彩，就像從收音機里選聽不同頻率的無線電臺廣播一樣。這種激光器主要用于光譜學研究。

*化學激光器：是用化學反應來產生激光的，如氟原子和氫原子發生化學反應時，能生成處于激發狀態的氟化氫分子。當兩種氣體迅速混合后，就能直接從化學反應中獲得很強大的光能。這類激光器比較適合于野外工作，或用于軍事目的，令人畏懼的死光武器就是應用化學激光器的一項成果。

c、固體激光器（紅寶石激光器、釔鋁石榴石激光器）。

二、激光的應用

1、天文領域：激光望遠鏡測天體距離。*上海天文臺60厘米衛星激光望遠鏡：上海天文臺的第三代衛星激光測距系統建立于1986年，主要由60厘米口徑的望遠鏡、自濾波鎖模激光器、高精度時間間隔計數器和時頻系統等部分組成。由于采用了先進的單光子雪崩二極管接收器，以及衛星跟蹤和測量過程由計算機自動控制，使測量精度大大提高。目前這臺儀器可測量的最大距離是二萬公里，精確度為1.5－2厘米。經過多年努力，1998年上海天文臺的SLR系統在國內第一個實現了白天激光測距，達到了世界先進水平，從而不僅使觀測數量增加一倍，還能保證所有衛星軌道都能取得觀測資料，對提高定軌精度及應用研究極為重要。上海天文臺SLR站是中國SLR聯測網的負責單位，也是國家大科學工程“地殼運動觀測網絡”的重要觀測基地之一，同時與國外SLR站有著密切的合作關系，是國際激光測距服務（ILRS）和西太平洋激光跟蹤網的重要組成單位。

2、工業材料的加工：激光雕刻、切割、焊接。

3、醫學領域：激光手術。

4、信息技術領域：a、信息傳輸（激光光纖）；b、信息存儲（激光刻錄CD、DVD、軟件）。*激光在貯存信息方面有全息照相、光學計算機、光盤等。以往的光學圖象只能記錄光的強度，利用激光既可以記錄光的強度又可以記錄光的相位，即可以記錄光的全部信息，因此稱為全息照相。照出的圖象是立體的。利用激光的相干性，人們正在研究光學計算機。光學計算機與電子計算機相比，具有運算速度快、信息容量大的優點。它的信息處理過程接近于人眼和大腦的觀察與識別外界事物的過程。光盤即激光視盤，是利用激光貯存信息的“唱片”。它是由兩片透明塑料組成，塑料片上涂有一層反射膜。光盤的厚度約1毫米，直徑為20～30厘米，兩面都可使用。用光盤播放時，首先由半導體激光器發出激光，一臺小型計算機控制激光來掃描，得到以數字形式輸入的脈沖信號，再由計算機轉換成電視信號傳給電視機。用光盤播放的音像質量高，使用壽命長，而且光盤中記錄的每幅圖象都有編號，可以任意選取，非常方便。

5、軍事領域：a、激光制導炸彈；b、激光熱武器。

*激光武器分為激光制導炸彈和激光熱武器兩種。激光制導炸彈在攻擊目標時，由目標指示飛機發射激光，照射目標，由運載機投彈，制導炸彈（即導彈）則根據從目標反射回來的激光飛向目標。這種炸彈偏離目標不大于10米，而普通炸彈則通常平均偏離目標在100米左右。激光熱武器是利用激光的熱效應來破壞目標的。輕型的激光熱武器可稱為激光槍，可用來殺傷人員，重型的稱為激光炮，可燒毀裝甲車、飛機、導彈和衛星等。激光熱武器的優點是速度快，命中率高。缺點是不能大面積摧毀目標。制造激光熱武器要求有大功率的激光器，目前有一些技術難題尚未完全解決，還處于研制階段。

三、小結

本節課，我們了解了一種特殊的光波，和它的一些相關應用。介紹停留在常識的層面，對于深層次的知識，因為篇幅和時間的關系，沒有涉及。希望大家能夠通過中學階段的“拋磚引玉”引起對于前沿科技的興趣，進而樹立起攀登科學高峰的信念。

第四篇：高三物理單擺教案

第三節 單擺

三維教學目標

1、知識與技能

（1）知道什么是單擺。

（2）理解單擺振動的回復力來源及做簡諧運動的條件。

（3）知道單擺的周期和什么有關，掌握單擺振動的周期公式，并能用公式解題。

2、過程與方法：觀察演示實驗，概括出影響周期的因素，培養由實驗現象得出物理結論的能力。

3、情感、態度與價值觀：

教學重點：掌握好單擺的周期公式及其成立條件。教學難點：單擺回復力的分析。

教學教具: 兩個單擺（擺長相同，質量不同）。

（－）引入新課

我們學習了彈簧振子，知道彈簧振子做簡諧運動。那么：物體做簡諧運動的條件是什么？（物體做機械振動，受到的回復力大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反。）

今天我們學習另一種機械振動——單擺的運動

（二）進行新課

1、什么是單擺？

提示：一根細線上端固定，下端系著一個小球，如果懸掛小球的細線的伸長和質量可以忽略，細線的長度又比小球的直徑大得多，這樣的裝置就叫單擺。圖2

物理上的單擺，是在一個固定的懸點下，用一根不可伸長的細繩，系住一個一定質量的質點，在豎直平面內擺動。所以，實際的單擺要求繩子輕而長，擺球要小而重。擺長指的是從懸點到擺球重心的距離。將擺球拉到某一高度由靜止釋放，單擺振動類似于鐘擺振動。擺球靜止時所處的位置就是單擺的平衡位置。

物體做機械振動，必然受到回復力的作用，彈簧振子的回復力由彈簧彈力提供，單擺同樣做機械振動，思考：單擺的回復力由誰來提供，如何表示？

（1）平衡位置：當擺球靜止在平衡位置O點時，細線豎直下垂，擺球所受重力G和懸線的拉力F平衡，O點就是擺球的平衡位置。

（2）回復力：單擺的回復力F回=G1=mg sinθ，單擺的振動是不是簡諧運動呢？

單擺受到的回復力F回=mg sinθ，如圖：雖然隨著單擺位移X增大，sinθ也增大，但是回復力F的大小并不是和位移成正比，單擺的振動不是簡諧運動。但是，在θ值較小的情況下（一般取θ≤10°），在誤差允許的范圍內可以近似的認為 sinθ=X/ L，近似的有F= mg sinθ=(mg /L)x = k x（k=mg/L）,又回復力的方向始終指向O點，與位移方向相反，滿足簡諧運動的條件，即物體在大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反的回復力作用下的振動，F =k x（k=mg/L）為簡諧運動。所以，當θ≤10°時，單擺振動是簡諧運動。

條件：擺角θ≤10°

說明：位移大時，單擺的回復力大，位移小，回復力小，當單擺經過平衡位置時，單擺的位移為0，回復力也為0。思考：平衡位置時，單擺所受的合外力是否為0？

單擺此時做的是圓周運動，做圓周運動的物體受向心力，單擺也不能例外，也受到向心力的作用（引導學生思考，單擺作圓周運動的向心力從何而來？）。在平衡位置，擺球受繩的拉力F和重力G的作用，繩的拉力大于重力G，它們的合力充當向心力。所以，單擺經過平衡位置時，受到的回復力為0，但是所受的合外力不為0。

（3）單擺的周期

單擺的周期受那些因素的影響呢？（可能和擺球質量、振幅、擺長有關）單擺的周期是否和這些因素有關呢？

為了減小對實驗的干擾，每次實驗中我們只改變一個物理量，這種研究問題的方法就是——控制變量法。首先，我們研究擺球的質量對單擺周期的影響：那么就先來看一下擺球質量不同，擺長和振幅相同，單擺振動周期是不是相同。演示1：將擺長相同，質量不同的擺球拉到同一高度釋放。

現象：兩擺球擺動是同步的，即說明單擺的周期與擺球質量無關，不會受影響。這個實驗主要是為研究屬于簡諧運動的單擺振動的周期，所以擺角不要超過10°。接下來看一下振幅對周期的影響。

演示2：擺角小于10°的情況下，把兩個擺球從不同高度釋放。

現象：擺球同步振動，說明單擺振動的周期和振幅無關。剛才做過的兩個演示實驗，證實了如果兩個擺擺長相等，單擺振動周期和擺球質量、振幅無關。如果擺長L不等，改變了這個條件會不會影響周期？

演示3：取擺長不同，兩個擺球從某一高度同時釋放，注意要θ≤10°。

現象：兩擺振動不同步，而且擺長越長，振動就越慢。這說明單擺振動和擺長有關。具體有什么關系呢？荷蘭物理學惠更斯研究了單擺的振動，在大量可靠的實驗基礎上，經過一系列的理論推導和證明得到：單擺的周期和擺長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：

這個公式的提出，也是在單擺振動是簡諧運動的前提下，條件：擺角θ≤10°。由周期公式我們看到T與兩個因素有關，當g一定，T與成正比；當L一定，T與成反比；L，g都一定，T就一定了，對應每一個單擺有一個固有周期T。

例 1：已知某單擺的擺長為L，振動周期為T，試表示出單擺所在地的重力加速度g.例 2：有兩個單擺，甲擺振動了15次的同時，乙擺振動了5次，則甲乙兩個擺的擺長之比為_________。

第五篇：高一物理自由落體教案7

各位評委老師大家好，我來自通化師范學院，我的名字叫林雪。今天我說課的題目是： §１.２.5自由落體運動

我今天說課內容包括以下六部分，說教材、說教法、說學法、說教學程序設計、板書設計和教學反思。

首先

1、說教材

（1）教材的地位和作用

《自由落體運動》是必修一第二章第5節的內容。它是在學習“勻變速直線運動規律”之后編排的，是勻變速直線運動的特例。通過對自由落體運動的研究。首先對前面勻變速直線運動的知識進行了復習和鞏固。其次加強了課本知識與實際生活的聯系，體現”物理來源于生活，又應用于生活”的思想。也為必修二平拋運動的學習做好了準備。因此本節課是本章知識的復習課，是聯系生活的應用課，也是后繼學習的知識準備課。通過對自由落體運動的學習能夠加深學生對勻變速運動規律的理解。通過對自由落體運動的探究有利于培養學生敢于突破陳規，勇于創新的科學精神和嚴謹的科學態度。（2）教學目的

依據新課程標準規定，根據教材的實際情況，結合學生的認知特點，我確定本課的教學目的是： 知識與技能：掌握自由落體運動的概念、條件和性質。知道自由落體的加速度。過程與方法：引導學生進行物理實驗設計，根據現象進行合理假設與猜想的探究方法。

引導學生學會分析數據，歸納總結自由落體運動的實質。

情感態度與價值觀：調動學生積極與討論的興趣，培養邏輯思維能力及表達能力。

滲透物理科學研究方法的教育。培養學生的團結合作精神和協作意識。

（3）教材的特點、重點和難點:

教材的特點 研究自由落體運動有利于學生對勻變速直線運動規律的理解。通過閱讀材料體會伽利略研究問題的科學思路和方法；通過頻閃照片讓學生自己分析、得出結論，培養學生解決問題的能力。

教學重點 自由落體運動的概念及探究自由落體運動性質的過程。教學難點 理解并運用自由落體運動的條件及規律解決實際問題。根據本節的特點、重點及難點，我將采用以下的內容處理。（4）教材內容的處理藝術

根據教學大綱的要求和學生的接受能力情況，我采用情感模式與和諧模式教學。其過程大致如下：引導——參與——合作——發展。在教學過程中激發學生學習熱情、引導學生的協作意識、愉快、和諧地學習。體現了雙主教學模式。

2、說教法

物理學是一門以實驗為基礎的學科，自由落體運動是物體自由下落運動的理想化模型，比較抽象。學生理解起來可能會有困難，因此我采用圖像和形象圖景的教學模式，建立由實際情景──理論模型──新實際情景的有機聯系。加強抽象的物理規律與形象的實際情景的緊密聯系，以便學生更好地掌握自由落體的概念和條件。自由落體運動也是一種典型的勻變速直線運動，有其廣泛性和特殊性，結合因材施教的原則我將本節分為五個階段：復習引入階段、學習新知識階段、鞏固知識階段、反饋調控階段、總結歸納階段。其中在學習新知識階段，我主要采用探究實驗的方法教學，首先通過進行演示實驗引導學生觀察實驗現象，進行設疑。引導學生來探索自由落體運動的性質并讓學生試著自己得出結論。在此過程中使學生獲得基本的研究物理模型能力，創造性地解決問題，也能培養學生的創新精神。接著通過探究與共同討論中，解決實驗中可能出現的問題，引導學生沿著正確的思路進行探究實驗。在此過程中培養學生積極思考、團結合作、總結概括及表達的能力。

3、說學法

高中一年級學生只在初中階段學習過一些物理知識，了解了生活中一般知識、?對直觀性的現象不論正確與否都有很深的印象。?關于“重物落得快”這一現象，習以為常。由于這個年齡段的學生認識問題，分析問題的能力還不強，生活積累并不豐富，對這一現象的見解有時未免失于偏頗、粗淺。又由于以往教師滿堂講的教學模式限制了學生學習的創造性和參與的積極性。學生既領悟不到前人智慧結晶的精妙之處，又體會不出它們的用途。因此我要讓學生在一種寬松和愉快的情景下，創設探究式教學環境，輔以情感模式與和諧模式的教學手段，讓學生輕松進入學習狀態，自發的產生探索物理未知領域的好奇心，樹立起能夠學好物理的自信心，從而激發學生的學習熱情和興趣。教給學生在獲取知識的過程中，學會觀察、概括、表達、論證的方法，發展學生物理思維的深刻性、靈活性和創造性。

4、說教學程序設計

依據以上教學目的、教學重點和教學難點，我對本課的教學過程設計如下：

第一個環節：復習引入階段。

1、復習提問：

a、勻變速直線運動的運動規律？

b、在連續相等的時間（T）內的位移之比有什么特點？

指出：回顧勻變速直線運動的特點，它可以用于勻變速直線運動的計算中。反過來，我們也可以通過這個結論來驗證自由落體運動是否為勻變速直線運動。接著從學生日常生活中的例子出發引導學生進一步的思考物體下落快慢的因素；在此過程留給學生獨立的觀察、思考的空間和時間，學生在學習的過程中充滿問題意識和創新意識，培養學生的探究能力。

第二個環節：學習新知識階段。

演示：將一張紙和一個小石塊同時在同一高度同一地點釋放； 現象：重物先著地，重的物體下落較快。

提問：如果將紙片揉成一團在和小石塊同時在同一高度同一地點釋放結果會怎樣呢？ 讓學生猜測實驗現象再演示，調動學生盡早投入課堂積極參與，積極進行觀察和思考。演示：將紙片揉成一團在和小石塊同時在同一高度同一地點釋放； 現象：幾乎同時著地，輕重不同的物體同時下落。

提問：兩次實驗用的物體是相同的為什么會有不同的結果呢？

通過演示實驗啟發學生認識到輕重不同的物體下落快慢不同是由于空氣阻力的影響。

介紹亞里士多德和伽利略對自由落體運動性質的研究。學習伽利略相信科學，大膽質疑，敢于向權威挑戰的精神。

引出課題：自由落體運動

1、自由落體運動

牛頓管實驗

a、未抽氣時：輕的物體比重的物體下落的慢 b、抽成真空時：輕重不同的物體下落速度相同

通過牛頓管實驗使學生再次認識到生活中觀察到重物下落快的原因是由于空氣阻力的影響，從而引出自由落體運動的概念和條件。引出自由落體運動的概念及條件

概念：物體只在重力作用下，從靜止開始下落的運動。

條件：在沒有空氣的真空里才能發生，若在有空氣的空間里。只有空氣阻力很小，可以忽略不計的下落才可以看成是自由落體運動。

在這里概念的強調有助于學生形成嚴謹的科學態度。

進一步提出問題：自由落體運動是一種什么樣的運動？它的運動規律是什么？

引導讓學生通過頻閃照片看到自由落體運動的軌跡是一條直線，在連續相等的時間內通過的位移越來越大，說明自由落體運動是加速直線運動，但究竟是否是勻變速呢？

引導學生提出假設。啟發學生利用照片上的數據并根據?s=aT2 來驗證。并運用v-t圖像法、s-t圖像法。讓學生自己分析、處理數據。此時不要急于告訴學生結論，而應給予充分的時間啟發學生積極思考并及時引導。結奏應放慢，讓學生的主體作用得到充分發揮，也使學生對自由落體的性質有深刻的印象。

2、自由落體運動的性質：自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動。

3、引出重力加速度

讓學生通過閱讀課本相關內容,自主總結說明重力加速度的大小和方向及引起其變化因素

4、自由落體運動的規律

引導學生根據勻變速直線運動規律及自由落體運動的特點得出自由落體運動的規律。

Vt= V0t + at

? Vt= g t

S = V0+Vt2－V0=2as ? Vt=2as

第三個環節：鞏固知識階段

利用多媒體給出練習題。讓學生復習鞏固本節的知識，重點放在自由落體運動概念及規律的分析和方法的訓練上。

第四個環節：反饋調控階段

根據學生的學習和接受新知識的不同情況，我會再提出一些習題供學生課后學習。第五個環節：總結歸納階段

以上是對自由落體運動一節教材的認識和對教學過程的設計。從提出問題通過語言啟發，引導學生回顧學過的勻變速直線運動規律知識，并將這些知識靈活地運用到對自由落體運動規律的認識中，使學生既掌握了知識，也學會了對物理問題的分析研究方法。

教學反思

首先，本節課最重要是對科學研究自由落體運動方法的教學。其次，在教學過程中應多讓學生自己參與到探究活動中去，這樣讓學生自己做實驗探究出來的自由落體運動的性質比教師告訴的印象要深刻的多，也讓課堂教學的師生互動有了更好的效果。

最后我想用一句話結束今天的說課內容，提出一個問題往往比解決一個問題更重要。謝謝指導！1212at

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S = at 2222