摘要:●教学方法 探究法.实验法.讨论法 可改为:实验探究法.类比法.讨论法(本节课引入电流的形成是类比水流的形成)

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阅读《走进分子世界》的教学案例,回答有关问题。

导入:多少年来,人们一直关注物质结构问题。从外表看,各种形态的物质似乎都是连续的,人们凭肉眼无法看到它的内部结构。这给人们探索物质结构带来困难。科学家采用一种非常有效的方法,就是根据观察到的现象提出一种结构模型的猜想,在收集证据来证实自己的猜想。随着观察技术的发展,人们收集到更多的证据,一些被许多证据支持的结构模型得到人们的承认。让我们借用这种科学方法共同建构一种物质结构的模型。

一、提出一种模型

活动:

1.用碳素笔在纸上画一笔,在用放大镜或低倍显微镜观察,你会看到……

2.将高锰酸钾颗粒放入水中,你看到的现象是……

3.将装有半管水和半管酒精的长玻璃管反复翻转,你看到的现象是……

请你选择如下一种模型,尝试解释活动中看到的现象。

模型① 物质由微小颗粒组成,微粒彼此紧靠在一起

模型② 物质由微小颗粒组成,微粒之间有间隙

模型③ 固体物质是由微粒组成的液体是连成一片的,固体颗粒可以挤进液体中

交流:

固体物质可以看成是不连续的微粒组成,液体物质能看成是由微粒组成吗?证据是什么?气体物质也能看成是由微粒构成吗?证据有哪些?

小结1:科学家发现,物质是可分的。科学家还发现,当物质分到一定程度后,化学性质会发生变化,例如水……。科学家把能够保持物质化学性质的最小微粒称为分子。

根据上面讨论的结果,我们可以把分子模型概括为如下内容:分子是组成物质的一种微粒,这种微粒之间有间隙。

二、改进模型

你认为小结1中提出的模型内容,能够解释日常生活中我们见到的许多现象吗?有哪些现象还不能解释?

例如:墙内开花墙外香。用上述分子模型的内容不能解释这一现象。请你猜想一下,对分子模型的内容还需要做什么补充?

分子是否运动?

交流:有哪些证据支持你的猜想?

演示:两种液体的扩散现象,两种气体的扩散现象。

小结2:大量实验事实证明:分子处在永不停息的运动之中。

三、对模型的进一步完善

交流:既然分子间有空隙,而且分子又是运动的,那么为什么我们看到的许多物体不是散沙一盘?

猜想:分子间还存在吸引力的作用。

演示:铅圆柱的实验

小结3:大量的事实和研究证明,分子间不仅存在吸引力,而且还存在斥力。

…… 

结束语: ………

(1)结合上述案例,请你拟定本节课的教学目标。

(2)请举两个生活中的例子,说明分子间存在斥力。

(3)结合案例内容和教学目标,请你补充教师的结束语。

(4)简要评析该案例的特点。

3分)

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焦耳

  焦耳(James Prescort Joule,1818~1889)英国杰出的物理学家。1818年12月24日生于曼彻斯特附近的索尔福德。父亲是个富有的啤酒厂厂主。焦耳从小就跟父亲参加酿酒劳动,学习酿酒技术,没上过正规学校。16岁时和兄弟一起在著名化学家道尔顿门下学习,然而由于老师有病,学习时间并不长,但是道尔顿对他的影响极大,使他对科学研究产生了强烈的兴趣。1838年他拿出一间住房开始了自己的实验研究。他经常利用酿酒后的业余时间,亲手设计制作实验仪器,进行实验。焦耳一生都在从事实验研究工作,在电磁学、热学、气体分子动理论等方面均作出了卓越的贡献。他是靠自学成为物理学家的。

  焦耳是从磁效应和电动机效率的测定开始实验研究的。他曾以为电磁铁将会成为机械功的无穷无尽的源泉,很快他发现蒸汽机的效率要比刚发明不久的电动机效率高得多。正是这些实验探索导致了他对热功转换的定量研究。

  从1840年起,焦耳开始研究电流的热效应,写成了《论伏打电所生的热》、《电解时在金属导体和电池组中放出的热》等论文,指出:导体中一定时间内所生成的热量与导体的电流的二次方和电阻之积成正比。此后不久的1842年,俄国著名物理学家楞次也独立地发现了同样的规律,所以被称为焦耳-楞次定律。这一发现为揭示电能、化学能、热能的等价性打下了基础,敲开了通向能量守恒定律的大门。焦耳也注意探讨各种生热的自然“力”之间存在的定量关系。他做了许多实验。例如,他把带铁芯的线圈放入封闭的水容器中,将线圈与灵敏电流计相连,线圈可在强电磁铁的磁场间旋转。电磁铁由蓄电池供电。实验时电磁铁交替通断电流各15分钟,线圈转速达每分钟600次。这样,就可将摩擦生热与电流生热两种情况进行比较,焦耳由此证明热量与电流二次方成正比,他还用手摇、砝码下落等共13种方法进行实验,最后得出:“使1磅水升高1°F的热量,等于且可能转化为把838磅重物举高1英尺的机械力(功)”(合460千克重米每千卡)。总结这些结果,他写出《论磁电的热效应及热的机械值》论文,并在1843年8月21日英国科学协会数理组会议上宣读。他强调了自然界的能是等量转换、不会消灭的,哪里消耗了机械能或电磁能,总在某些地方能得到相当的热。这对于热的动力说是极好的证明与支持。因此引起轰动和热烈的争议。

  为了进一步说服那些受热质说影响的科学家,他表示:“我打算利用更有效和更精确的装置重做这些实验。”以后他改变测量方法,例如,将压缩一定量空气所需的功与压缩产生的热量作比较确定热功当量;利用水通过细管运动放出的热量来确定热功当量;其中特别著名的也是今天仍可认为是最准确的桨叶轮实验。通过下降重物带动量热器中的叶片旋转,叶片与水的摩擦所生的热量由水的温升可准确测出。他还用其他液体(如鲸油、水银)代替水。不同的方法和材料得出的热功当量都是423.9千克重·米每千卡或趋近于423.85千克重·米每千卡。

  在1840~1879年焦耳用了近40年的时间,不懈地钻研和测定了热功当量。他先后用不同的方法做了400多次实验,得出结论:热功当量是一个普适常量,与做功方式无关。他自己1878年与1849年的测验结果相同。后来公认值是427千克重·米每千卡。这说明了焦耳不愧为真正的实验大师。他的这一实验常数,为能量守恒与转换定律提供了无可置疑的证据。

  1847年,当29岁的焦耳在牛津召开的英国科学协会会议上再次报告他的成果时,本来想听完后起来反驳的开尔文勋爵竟然也被焦耳完全说服了,后来两人合作得很好,共同进行了多孔塞实验(1852),发现气体经多孔塞膨胀后温度下降,称为焦耳-汤姆孙效应,这个效应在低温技术和气体液化方面有广泛的应用。焦耳的这些实验结果,在1850年总结在他出版的《论热功当量》的重要著作中。他的实验,经多人从不同角度不同方法重复得出的结论是相同的。1850年焦耳被选为英国皇家学会会员。此后他仍不断改进自己的实验。恩格斯把“由热的机械当量的发现(迈尔、焦耳和柯尔丁)所导致的能量转化的证明”列为19世纪下半叶自然科学三大发现的第一项。

选自:《物理教师手册》

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人教版第二章  光现象 复习提纲

一、 光的传播

1、光源:一切自身能发光的物体都称为光源。光源可分为天然光源和人造光源。

注意:依靠反射光而发亮的物体不是光源。

2、光的直线传播:光在同一种均匀介质中沿直线传播。通常用一根带箭头的直线—光线来表示光的传播方向。

光的直线传播的现象:影子、小孔成像、日食和月食。

3、光速:光在不同介质中传播的速度不同。

光在真空中传播的速度为3×108m/s。

光在空气中的传播速度与在真空中相差不多:光在水中的传播速度约是真空中的3/4:光在玻璃中的速度约是真空中的2/3。

注意:光在一年时间内传播的距离称为1光年,光年是距离单位。

二、光的反射

1、光的反射现象:光从一种介质射向另一种介质表面时,在分界面处有一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。

人眼看到物体是由于物体发出的光线或反射的光线进入人眼。

2、光的反射定律:

反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角,可以总结为“三线共面、法线居中、两角相等”。

重点提示:要注意入射角和反射角指的是入入射光线和反射光线与法线的夹角。入射角变化,反射角也变化,但一定相等。在反射现象中,光路是可逆的。

3、镜面反射和镜面反射:

射到光滑镜面上的平行光线经反射后仍然是平行的,这种反射叫做镜面反射。平行光线射到表面凹凸不平的物体表面时,反射光线向着不同的方向,这种反射叫做漫反射。漫反射使我们从不同方向都能看到本身不发光的物体。

重点提示:

发和生镜面反射的条件是反射面是光滑的平面。镜面反射和漫反射的每一条光线都遵守光的反射定律。

三、平面镜成像

1、平面镜成像的特点:平面镜成的像是虚像,像和物体到镜面的距离相等,像和物体的大小相等,像和物体的对应点的连线与镜面垂直,即平面镜成的像与物体关于镜面对称。

2、平面镜成像的原理:平面镜成像时,满足光的反射定律。

小结:影子和像的联系与区别

影子

原理

光的直线传播

特点

光照不到的黑暗区域

由光线或光线的反向延长线会聚面成、明亮面有色彩

3、平面镜的应用

①利用平面镜改变光的传播方向,起到控制光路的作用。     ②利用平面镜成像。

4、凹面镜和凸面镜

①凹面镜对光线有会聚作用:平行光线经凹面镜后会聚于凹面镜的焦点,从焦点射向凹面镜的光线经凹面镜反射后成为平行光线。

②凸面镜对光线有发散作用:平行光线经凸面镜后发散。

四、光的折射

1、光的折射现象: 光人从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射。

2、光的折射规律:折射光线与入射光线、法线在同一平面内。折射光线与入射光线分居于法线两侧。

①光从空气斜射入其他介质中时,折射光线向法线方向偏折;而从其他介质余射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折。

②当入射角增大时,折射角也增大。

③光的折射现象中光路是可逆的,即光线方向颠倒时,光的传播路径不变。

④当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。

重点提示:在光的折射规律中有“空气中总是大角”,即不论空气中的角是入射角还是折射角,总是要比其他介质中的角要大一些(垂直入射除外)。也就是说,在空气与其他介质的界面上发生的折射现象,如果折射角大于入射角,那么折射角所在介质为空气;如果入射角大于折射角,那么入射角所在的介质为空气。

3、生活中的折射现象:斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折;往脸盆中倒水,看起来盆底深度变浅;潜入水中的人看岸边的人变高:从厚玻璃砖后看到钢笔“错位”。

4、光折射与光的反射的区别

光的反射

光的折射

联系

光从一种介质斜射入另一种介质时,二者同时发生

区别

反射光线和入射光线在同一种介质中

折射光线和入射光线分别 在两种介质中

反射角与入射角相等

折射角与入射角不相等

五、光的色散

1、光的色散现象:太阳光通过棱镜后,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,形成一条彩色的光带,这就是光的色散现象,它是英国物理学家牛顿发现的。

2、色光的三原色:红、绿、蓝:颜料的三原色:红、黄、蓝。

重点提示:色光的混合与颜料的混合规律不同。两种色光混合后使眼睛感觉到产生了另一种颜色,而两种颜料的混合是它们都能反射的色光。

3、物体的颜色:透明物体的颜色是由通过它的色光决定的,不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。

4、不同的色光照射到不同颜色的物体时,出现的情况是:

①白纸可以反射各种色光,纸出现的颜色与光的颜色相同。

②黑纸吸收各种色光,无论什么颜色的光照在黑纸上,纸都是黑色的。

③各种色纸反射和它颜色相同的光,对其它不同颜色的光都吸收。

④白光照在不同颜色的纸上,纸出现的颜色与纸的颜色相同。

5、不同的色光照射在不同颜色的透明物体时,透色光的情况是:

光的颜色志透明物体颜色相同时,光可透过物体。若兴的颜色志透明物体颜色不同时,光就透不过物体。

六、看不见的光

1、红外线:在光谱中,在红光以外有一种看不见的光叫做红外线。

红外线有热作用(即热效应),可应用在红外夜视仪、诊断疾病、遥控等方面。

重点提示:红外线进不可见光,任何物体都向外辐射红外线。当物体温度升高时,它向外辐射的红外线会大大增强。

2、紫外线:在光谱中,在紫光以外有一种看不见的光叫紫外线。

紫外线的化学作用、荧光作用、生理作用,它有助于人体合成维生素D、能杀菌、能使荧光物质发光。

七、 难点专攻

1、光速的计算:光速特别大,通常利用来求距离,有两种方法:一是通过反射;二是通过时间差。利用光的反射测距离时,要注意光走过的路程是所测距离的二倍。

2、反向改变光路:利用平面镜和光的反射定律,可以有目的地改变光的传播方向。

①入射光线不变,旋转镜面:一束光线照射到平面镜上,若保持入射光线方向不变,把平面镜绕入射点旋转α角,则反射光线与入射光线的夹角将随之改变,且反射光线相比原来转过2α角。

②镜面不动,光线旋转:一束光线照射到平面镜上,若保持镜面不动,当入射光线旋转θ角,反射光线也旋转θ角。

重点提示:制作潜望镜、改善室内光照条件等都会用到反射改变光路。无论是镜面旋转还是入射光线旋转,都可能有两种情况,即沿顺时针方向旋转和沿逆时针方向旋转,讨论时两种情况都要考虑。

3、作图

①平面镜成像作图

平面镜成像作图的两种方法:一是根据反射定律;二是根据平面镜成像特点。

A、根据反射定律作图的步骤:a、从点光源S引出两条光线,射到平面镜上。b、作两条入射光线的法线。c、根据反射定律,反射角等于入射角,作反射光线,将反射光线反向延长,反射光线的反向延长线的交点即为点光源S的像点S'。

B、根据平面镜成像特点作图的步骤:a、过S点作平面镜的垂线(像与物的连线跟镜面垂直)。b、截取S'点,让S'点到镜面的距离等于S点到镜面的距离(像与物到镜面的距离相等)。c、画出像点S'(像与大小相等)。

重点提示:作图时,光线要标明传播方向,光线和界面用实线表示,法线和反向延长线要用虚线表示。

②光的折射作图

光的折射作图步骤:垂直于界面作出法线:根据折射规律作出折射光线(注意空气中角大)。4、平面镜成像特点的实验探究

实验器材:玻璃板、一张大纸、两枝完全相同的蜡烛、刻度尺。

①在光具座上竖立一块薄玻璃板作为平面镜,把一支点燃的蜡烛入在玻璃板前面,可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。

②另外拿一支相同的没有点燃的蜡烛在玻璃板后面移动,直到看上去它跟像完全重合,这个位置就是前面蜡烛像的位置。

③观察比较蜡烛和它所成的像的大小,从光具座上读出两支蜡烛到玻璃板的距离,就可以总结出平面镜成像的规律。

说明:取一块薄玻璃板作为平面镜的目的是为了更好地观察所成的像。用手去摸所成的烛焰的像,我们会发现它并不烫手,这说明平面镜所成的像是虚像。实验中应注意:应将没有点燃的那枝蜡烛放在玻璃板的后面,并调整其位置,直至它与烛焰的像重合,即从玻璃板正面观察,几乎分不出哪个是原蜡烛的像,哪个是后放过去的蜡烛。

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人教版第二章  光现象 复习提纲

一、 光的传播

1、光源:一切自身能发光的物体都称为光源。光源可分为天然光源和人造光源。

注意:依靠反射光而发亮的物体不是光源。

2、光的直线传播:光在同一种均匀介质中沿直线传播。通常用一根带箭头的直线—光线来表示光的传播方向。

光的直线传播的现象:影子、小孔成像、日食和月食。

3、光速:光在不同介质中传播的速度不同。

光在真空中传播的速度为3×108m/s。

光在空气中的传播速度与在真空中相差不多:光在水中的传播速度约是真空中的3/4:光在玻璃中的速度约是真空中的2/3。

注意:光在一年时间内传播的距离称为1光年,光年是距离单位。

二、光的反射

1、光的反射现象:光从一种介质射向另一种介质表面时,在分界面处有一部分光被反射回原来介质的现象叫光的反射。

人眼看到物体是由于物体发出的光线或反射的光线进入人眼。

2、光的反射定律:

反射光线、入射光线和法线都在同一个平面内,反射光线和入射光线分居法线的两侧,反射角等于入射角,可以总结为“三线共面、法线居中、两角相等”。

重点提示:要注意入射角和反射角指的是入入射光线和反射光线与法线的夹角。入射角变化,反射角也变化,但一定相等。在反射现象中,光路是可逆的。

3、镜面反射和镜面反射:

射到光滑镜面上的平行光线经反射后仍然是平行的,这种反射叫做镜面反射。平行光线射到表面凹凸不平的物体表面时,反射光线向着不同的方向,这种反射叫做漫反射。漫反射使我们从不同方向都能看到本身不发光的物体。

重点提示:

发和生镜面反射的条件是反射面是光滑的平面。镜面反射和漫反射的每一条光线都遵守光的反射定律。

三、平面镜成像

1、平面镜成像的特点:平面镜成的像是虚像,像和物体到镜面的距离相等,像和物体的大小相等,像和物体的对应点的连线与镜面垂直,即平面镜成的像与物体关于镜面对称。

2、平面镜成像的原理:平面镜成像时,满足光的反射定律。

小结:影子和像的联系与区别

影子

原理

光的直线传播

特点

光照不到的黑暗区域

由光线或光线的反向延长线会聚面成、明亮面有色彩

3、平面镜的应用

①利用平面镜改变光的传播方向,起到控制光路的作用。     ②利用平面镜成像。

4、凹面镜和凸面镜

①凹面镜对光线有会聚作用:平行光线经凹面镜后会聚于凹面镜的焦点,从焦点射向凹面镜的光线经凹面镜反射后成为平行光线。

②凸面镜对光线有发散作用:平行光线经凸面镜后发散。

四、光的折射

1、光的折射现象: 光人从一种介质斜射入另一种介质时,传播方向发生偏折,这种现象叫做光的折射。

2、光的折射规律:折射光线与入射光线、法线在同一平面内。折射光线与入射光线分居于法线两侧。

①光从空气斜射入其他介质中时,折射光线向法线方向偏折;而从其他介质余射入空气中时,折射光线向远离法线的方向偏折。

②当入射角增大时,折射角也增大。

③光的折射现象中光路是可逆的,即光线方向颠倒时,光的传播路径不变。

④当光线垂直射向介质表面时,传播方向不改变。

重点提示:在光的折射规律中有“空气中总是大角”,即不论空气中的角是入射角还是折射角,总是要比其他介质中的角要大一些(垂直入射除外)。也就是说,在空气与其他介质的界面上发生的折射现象,如果折射角大于入射角,那么折射角所在介质为空气;如果入射角大于折射角,那么入射角所在的介质为空气。

3、生活中的折射现象:斜插入水中的筷子在水下的部分看起来向上弯折;往脸盆中倒水,看起来盆底深度变浅;潜入水中的人看岸边的人变高:从厚玻璃砖后看到钢笔“错位”。

4、光折射与光的反射的区别

光的反射

光的折射

联系

光从一种介质斜射入另一种介质时,二者同时发生

区别

反射光线和入射光线在同一种介质中

折射光线和入射光线分别 在两种介质中

反射角与入射角相等

折射角与入射角不相等

五、光的色散

1、光的色散现象:太阳光通过棱镜后,被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,形成一条彩色的光带,这就是光的色散现象,它是英国物理学家牛顿发现的。

2、色光的三原色:红、绿、蓝:颜料的三原色:红、黄、蓝。

重点提示:色光的混合与颜料的混合规律不同。两种色光混合后使眼睛感觉到产生了另一种颜色,而两种颜料的混合是它们都能反射的色光。

3、物体的颜色:透明物体的颜色是由通过它的色光决定的,不透明物体的颜色是由它反射的色光决定的。

4、不同的色光照射到不同颜色的物体时,出现的情况是:

①白纸可以反射各种色光,纸出现的颜色与光的颜色相同。

②黑纸吸收各种色光,无论什么颜色的光照在黑纸上,纸都是黑色的。

③各种色纸反射和它颜色相同的光,对其它不同颜色的光都吸收。

④白光照在不同颜色的纸上,纸出现的颜色与纸的颜色相同。

5、不同的色光照射在不同颜色的透明物体时,透色光的情况是:

光的颜色志透明物体颜色相同时,光可透过物体。若兴的颜色志透明物体颜色不同时,光就透不过物体。

六、看不见的光

1、红外线:在光谱中,在红光以外有一种看不见的光叫做红外线。

红外线有热作用(即热效应),可应用在红外夜视仪、诊断疾病、遥控等方面。

重点提示:红外线进不可见光,任何物体都向外辐射红外线。当物体温度升高时,它向外辐射的红外线会大大增强。

2、紫外线:在光谱中,在紫光以外有一种看不见的光叫紫外线。

紫外线的化学作用、荧光作用、生理作用,它有助于人体合成维生素D、能杀菌、能使荧光物质发光。

七、 难点专攻

1、光速的计算:光速特别大,通常利用来求距离,有两种方法:一是通过反射;二是通过时间差。利用光的反射测距离时,要注意光走过的路程是所测距离的二倍。

2、反向改变光路:利用平面镜和光的反射定律,可以有目的地改变光的传播方向。

①入射光线不变,旋转镜面:一束光线照射到平面镜上,若保持入射光线方向不变,把平面镜绕入射点旋转α角,则反射光线与入射光线的夹角将随之改变,且反射光线相比原来转过2α角。

②镜面不动,光线旋转:一束光线照射到平面镜上,若保持镜面不动,当入射光线旋转θ角,反射光线也旋转θ角。

重点提示:制作潜望镜、改善室内光照条件等都会用到反射改变光路。无论是镜面旋转还是入射光线旋转,都可能有两种情况,即沿顺时针方向旋转和沿逆时针方向旋转,讨论时两种情况都要考虑。

3、作图

①平面镜成像作图

平面镜成像作图的两种方法:一是根据反射定律;二是根据平面镜成像特点。

A、根据反射定律作图的步骤:a、从点光源S引出两条光线,射到平面镜上。b、作两条入射光线的法线。c、根据反射定律,反射角等于入射角,作反射光线,将反射光线反向延长,反射光线的反向延长线的交点即为点光源S的像点S'。

B、根据平面镜成像特点作图的步骤:a、过S点作平面镜的垂线(像与物的连线跟镜面垂直)。b、截取S'点,让S'点到镜面的距离等于S点到镜面的距离(像与物到镜面的距离相等)。c、画出像点S'(像与大小相等)。

重点提示:作图时,光线要标明传播方向,光线和界面用实线表示,法线和反向延长线要用虚线表示。

②光的折射作图

光的折射作图步骤:垂直于界面作出法线:根据折射规律作出折射光线(注意空气中角大)。4、平面镜成像特点的实验探究

实验器材:玻璃板、一张大纸、两枝完全相同的蜡烛、刻度尺。

①在光具座上竖立一块薄玻璃板作为平面镜,把一支点燃的蜡烛入在玻璃板前面,可以看到玻璃板后面出现蜡烛的像。

②另外拿一支相同的没有点燃的蜡烛在玻璃板后面移动,直到看上去它跟像完全重合,这个位置就是前面蜡烛像的位置。

③观察比较蜡烛和它所成的像的大小,从光具座上读出两支蜡烛到玻璃板的距离,就可以总结出平面镜成像的规律。

说明:取一块薄玻璃板作为平面镜的目的是为了更好地观察所成的像。用手去摸所成的烛焰的像,我们会发现它并不烫手,这说明平面镜所成的像是虚像。实验中应注意:应将没有点燃的那枝蜡烛放在玻璃板的后面,并调整其位置,直至它与烛焰的像重合,即从玻璃板正面观察,几乎分不出哪个是原蜡烛的像,哪个是后放过去的蜡烛。

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