幼兒園教案端午節(jié)
發(fā)表時(shí)間:2020-10-14第六節(jié) 化合價(jià)。
教案課件是老師工作中的一部分,大家應(yīng)該開始寫教案課件了。將教案課件的工作計(jì)劃制定好,才能使接下來的工作更加有序!那么到底適合教案課件的范文有哪些?急您所急,小編為朋友們了收集和編輯了“第六節(jié) 化合價(jià)”,歡迎大家閱讀,希望對(duì)大家有所幫助。
第六節(jié)化合價(jià)
教學(xué)目標(biāo):1.記住化合價(jià)一般規(guī)律和常見元素化合價(jià)。
2.根據(jù)元素化合價(jià)書寫化學(xué)式,根據(jù)化學(xué)式判斷元素化合價(jià)。
教學(xué)重點(diǎn):化合價(jià)原則。
教具:小黑板投影機(jī)、膠片。
教學(xué)方法:異步教學(xué)法。
教學(xué)過程:
一、導(dǎo)入新課.
通過寫出NaclHclMgcl2H2O幾個(gè)化學(xué)式,導(dǎo)入新課。
二、出示教學(xué)目標(biāo).
三、出示教自學(xué)提綱(學(xué)生自學(xué),教師巡堂輔導(dǎo)).
⒈————————————是元素化合價(jià)。
⒉離子化合物中元素化合價(jià)等于————————共價(jià)化合物中元素化合價(jià)等于——————————。
3.化合物中通常氧顯————————價(jià),氫顯————————價(jià),金屬一般顯————————價(jià),非金屬一般顯————————價(jià)。
4.化合物中正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為————————。
5.一種元素是否只有一種化合價(jià)?
6.單項(xiàng)化合價(jià)為————————。
四、師生共學(xué).
五、課堂練習(xí)、鞏固提高.
1.課本2、4課。
2.下列化學(xué)式是否正確,錯(cuò)的改正
A.氧化銅CuO2B.氧化鋅Zn2OC.氫氧化鈣CaOH
D.氧化鈉E.碳酸鈉NaCO3
3.重鉻酸鈉(Na2Cr2O7)是一種強(qiáng)氧化劑,求元素Cr化合價(jià)。
4.含碘鹽中常含有碘酸鈉(NaIO3)求碘元素化合價(jià)。
5.下列各組中硫元素化合價(jià)相同一組是()。
A.H2S、SO3B.S、Na2S
C.SO2、Na2SO3D.SO2、H2SO4
六、課堂小結(jié).
七、布置作業(yè).
附:板書設(shè)計(jì)
第六節(jié)化合價(jià)
㈠化合價(jià)概念:
㈡口訣:金正非負(fù)單質(zhì)零,氫為正一氧負(fù)二。
正負(fù)總價(jià)和為零,許多元素有變價(jià)。
條價(jià)不同價(jià)不同。
㈢順口溜:正一氫鈉鉀銀,二鈣鎂鋇鋅
三鋁四碳硅,五價(jià)氮和磷。
一二銅二三鐵二四六價(jià)硫齊全通常氧是負(fù)二價(jià)。
[1]
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第六節(jié)回旋加速器
一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé),教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案,做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識(shí)點(diǎn),幫助教師掌握上課時(shí)的教學(xué)節(jié)奏。那么怎么才能寫出優(yōu)秀的教案呢?為此,小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《第六節(jié)回旋加速器》,歡迎大家與身邊的朋友分享吧!
第六節(jié)回旋加速器教學(xué)目的
使學(xué)生知道回旋加速器的基本結(jié)構(gòu),理解它的工作原理;并通過教學(xué),進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)他們運(yùn)用物理知識(shí)分析和解決實(shí)際問題的能力.
教學(xué)過程
師:在現(xiàn)代物理學(xué)中,為了研究物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu),人們往往利用能量很高的帶電粒子作為“炮彈”,去轟擊各種原子核,以觀察它們的變化規(guī)律.為了大量地產(chǎn)生高能粒子,就要用到一種叫做加速器的實(shí)驗(yàn)設(shè)備.同學(xué)們一定聽說過北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)吧,它就是我國(guó)于1989年初投入運(yùn)行的第一臺(tái)高能粒子加速器,它能使正負(fù)電子束流的能量分別達(dá)到28億電子伏.
加速器究竟是怎樣產(chǎn)生高能帶電粒子的呢?這就是今天要學(xué)習(xí)的課題.讓我們都以探索者的身份,從已有的基礎(chǔ)知識(shí)出發(fā),一起去尋求問題的答案吧.
(由加速器的重要應(yīng)用以及我國(guó)科技新成就導(dǎo)出課題,可以激發(fā)學(xué)生的求知欲望;要求學(xué)生以探索者的身份進(jìn)入角色,旨在將他們推上學(xué)習(xí)的主體地位.)
師:先請(qǐng)哪位同學(xué)回答:用什么方法可以加速帶電粒子?
生:利用電場(chǎng)可使帶電粒子加速.
師:(板畫圖1)根據(jù)圖示條件,帶電粒子加速后可獲得多大能量?
生:Ek=mv2/2=qU
師:回答正確.由此看來,要獲得高能量的帶電粒子,就必須盡量提高加速電壓.但我們知道,實(shí)際能達(dá)到的電壓值總是有限的,不可能太高,因而用這種方法加速粒子,獲得的能量也不夠大,只能達(dá)到幾十萬至幾兆電子伏.請(qǐng)同學(xué)們想一想,如何突破電壓限制,使帶電粒子獲得更大的能量呢?
(疑問是思維的源頭,問題是探索的中心.教學(xué)中及時(shí)、巧妙地存疑設(shè)問,是教師主導(dǎo)作用的重要體現(xiàn).)
甲生:我想是否可以再加幾個(gè)電場(chǎng),讓帶電粒子逐一通過它們.
(教師根據(jù)學(xué)生回答,在圖1上改畫成圖2)
師:大家認(rèn)為這種設(shè)想有道理嗎?
乙生:我認(rèn)為有道理.這樣一來,每個(gè)電場(chǎng)的電壓就不必很高.盡管帶電粒子每次加速得到的能量不是很大,但最后的總能量卻可達(dá)到Ek=nqU,只要增加電場(chǎng)的數(shù)目n,就可使粒子獲得足夠大的能量.
師:說得對(duì).采用多個(gè)電場(chǎng),使帶電粒子實(shí)現(xiàn)多級(jí)加速,這確是突破電壓限制的好方法.同學(xué)們能提出這樣富有創(chuàng)見的設(shè)想,十分可貴,但是,我們?cè)僮屑?xì)推敲一下它的可行性:按圖2所示的方案,真能實(shí)現(xiàn)多級(jí)加速嗎?
(學(xué)生陷入沉思.頃刻,有部分同學(xué)恍然大悟)
丙生:這個(gè)方案不可能獲得高能量的帶電粒子!
師:你發(fā)現(xiàn)什么問題了嗎?
丙生:從圖上可以看出,在相鄰兩級(jí)加速電場(chǎng)的中間,還夾著一個(gè)反向電場(chǎng),當(dāng)帶電粒子通過它們時(shí),將會(huì)受到阻礙作用.
師:丙同學(xué)考慮問題很全面,他不但看到了加速電場(chǎng)這有利的一面,同時(shí)還注意到了存在減速電場(chǎng)這不利的一面.那么我們能否“興利除弊”,設(shè)法把加速極板外側(cè)的減速電場(chǎng)消除呢?
生:……
師:(進(jìn)一步啟發(fā))請(qǐng)大家聯(lián)系已學(xué)的知識(shí):要防止外界電場(chǎng)的干擾,可采用什么措施?
生:采用靜電屏蔽.
師:對(duì).我們可用金屬圓筒代替原來的極板.(在圖2上改畫成圖3)這樣,既可以在金屬圓筒的間隙處形成加速電場(chǎng),又使得圓筒內(nèi)部的場(chǎng)強(qiáng)為零,從而消除了減速電場(chǎng)的不利影響.
師:再讓我們討論一下電源.為了簡(jiǎn)化裝置,我們可用一個(gè)公用電源來提供各級(jí)的加速電壓.(在圖3上改畫成圖4).如果我們要加速一帶正電的粒子,若電源的極性保持恒定(始終為A正B負(fù)),你認(rèn)為這個(gè)粒子能夠“一路順風(fēng)”,不斷加速嗎?
生:不可能.因?yàn)?,按這樣的極性,帶電粒子在第一級(jí)電場(chǎng)中能得到加速,但到了下一級(jí)就會(huì)減速.粒子從加速電場(chǎng)得到的能量,將在減速電場(chǎng)中喪失貽盡.
師:說得很對(duì).我們有什么方法可解決這個(gè)矛盾嗎?
生:如果能及時(shí)地改變電源的極性,就可以解決了.
師:好主意!你能對(duì)照?qǐng)D4具體說明一下這“及時(shí)”的含義嗎?
生:設(shè)開始時(shí)電源極性為A正B負(fù),帶正電粒子在第一級(jí)電場(chǎng)中加速,當(dāng)它穿過第一只圓筒即將進(jìn)入第二級(jí)電場(chǎng)時(shí),電源極性應(yīng)立即變?yōu)锳負(fù)B正,使粒子又能繼續(xù)加速.同理,當(dāng)它穿過第二只圓筒剛要進(jìn)入第三級(jí)電場(chǎng)時(shí),電源又及時(shí)地改變極性,……以后也是如此.
師:分析正確.可見,為了實(shí)現(xiàn)帶電粒子的多級(jí)加速,應(yīng)該采用交變電源;并且,電源極性的變化還必須與粒子的運(yùn)動(dòng)配合默契,步調(diào)一致,即要滿足同步條件,這是確保加速器正常工作的關(guān)鍵所在.那么,如何做到這一點(diǎn)呢?如果使交變電源以恒定的頻率交替改變極性,能夠滿足同步條件嗎?
甲生:不能滿足.因?yàn)閹щ娏W蛹铀僦蟮乃俣仍絹碓酱?,若金屬圓筒的長(zhǎng)度相等,則它每次穿越的時(shí)間就會(huì)越來越短.如要保證同步,電源頻率應(yīng)該越來越高才行.
師:誰還有不同的見解嗎?
乙生:我認(rèn)為當(dāng)電源頻率恒定時(shí),也有可能滿足同步條件,只要使得金屬圓筒的長(zhǎng)度隨著粒子速度的增大而相應(yīng)地加長(zhǎng)就行了.
師:甲、乙兩位同學(xué)的意見可謂異曲同工,都有可能滿足同步條件.在具體實(shí)施時(shí),人們一般采用的是后一種方案.很明顯,實(shí)施這種方案的關(guān)鍵,在于合理地設(shè)計(jì)金屬圓筒的長(zhǎng)度.那么,各圓筒長(zhǎng)之間究竟應(yīng)符合怎樣的關(guān)系才行呢?這個(gè)問題稍許復(fù)雜一點(diǎn),但只要運(yùn)用我們所學(xué)的有關(guān)知識(shí),也是不難解決的.有興趣的同學(xué)在課后可以繼續(xù)討論,去完成這項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù).
(教學(xué)內(nèi)容的安排應(yīng)有彈性,注意留有余地,以貫徹“因材施教”的原則.)
師:通過以上的探索和研究,我們實(shí)際上已經(jīng)勾畫出一臺(tái)加速器的雛形了.“麻雀雖小,五臟俱全”,它包含著一般加速器應(yīng)具備的幾個(gè)基本要素.下面,就請(qǐng)同學(xué)們一起來小結(jié).
(根據(jù)學(xué)生回答,歸納并板書,關(guān)鍵字眼以彩筆突出.)
①利用電場(chǎng)加速帶電粒子;
②通過多級(jí)加速獲得高能粒子;
③將加速電場(chǎng)以外的區(qū)域靜電屏蔽;
④采用交變電源提供加速電壓;
⑤電場(chǎng)交替變化與帶電粒子運(yùn)動(dòng)應(yīng)滿足同步條件.
(此段小結(jié)很有必要.它不僅可將前段探究活動(dòng)的成果及時(shí)整理、提煉、充實(shí)和完善學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),同時(shí),也為接著學(xué)習(xí)回旋加速器奠定了基礎(chǔ),從而起到了承前啟后的作用.)
師:剛才討論的這類加速器,人們通常稱之為直線加速器.例如北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)的注入器部分,就是一個(gè)全長(zhǎng)200多米的直線加速器.這類加速器固然有其優(yōu)點(diǎn),但它的設(shè)備一字兒排開,往往顯得拖沓冗長(zhǎng).于是,我們自然會(huì)想:能否尋找一種既可使帶電粒子實(shí)現(xiàn)多級(jí)加速,又不必增加設(shè)備長(zhǎng)度的方法呢?
生:……(思考、議論)
師:(自言自語)如果只用一個(gè)電場(chǎng),帶電粒子經(jīng)過加速后還會(huì)再次返回,那就好了.……用什么方法能使粒子自動(dòng)返回呢?……
生:(豁然開朗)外加磁場(chǎng)!利用帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),可使它重返電場(chǎng),再次加速.
師:好,這確是個(gè)巧妙的構(gòu)想,說不定它還會(huì)導(dǎo)致一種新型加速器的延生呢!
(學(xué)主情緒亢奮,信心驟增)
(學(xué)習(xí)上的探究活動(dòng),同樣需要有情緒力量的投入.為此,教師講課不妨帶些“情感色彩”,以利于渲染教學(xué)氛圍,激活學(xué)習(xí)動(dòng)因.)
師:下面就讓我們按著這條思路,來具體分析一下工作原理.(板畫圖5)
設(shè)位于加速電場(chǎng)中心的粒子源發(fā)出一個(gè)帶正電粒子,以速率v0垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.如果它在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的協(xié)同配合下,不斷地得到加速,你能大致畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡來嗎?請(qǐng)每位同學(xué)都動(dòng)手試試.要邊畫圖,邊思考,并注意聯(lián)系前面歸納出的幾條結(jié)論.
(教師巡視,對(duì)有困難的學(xué)生予以指導(dǎo).多數(shù)學(xué)生完成之后,抽一人在圖5上板畫,得圖6所示軌跡.)
師:同學(xué)們都已把帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡畫出來了.接下去,請(qǐng)大家思考幾個(gè)問題.第一,從畫出軌跡看,它是條半徑越來越大的螺旋線,這是什么緣故?
生:根據(jù)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑公式R=mv/Bq,隨著粒子不斷加速,它的速度越來越大,因此,半徑也相應(yīng)增大.
師:對(duì).再看第二個(gè)問題:為使帶電粒子不斷得到加速,提供加速電壓的電源應(yīng)符合怎樣的要求?
生:要采用交變電源,并且,還必須使電源極性的變化與粒子的運(yùn)動(dòng)保持同步.
師:你能對(duì)照?qǐng)D6,再具體說明一下嗎?
生:帶正電粒子以速度v0進(jìn)入磁場(chǎng),當(dāng)它運(yùn)動(dòng)半周后到達(dá)A1時(shí),電源極性應(yīng)是“A正A′負(fù)”,粒子被電場(chǎng)加速,速率從v0增加到v1.
為“A負(fù)A′正”,使粒子再次加速,速率從v1增加到v2……以后的情形就以此類推.
師:回答正確.從剛才的分析可以看出,電場(chǎng)的作用是使粒子加速,磁場(chǎng)的作用則使粒子回旋,兩者的分工非常明確,同時(shí),它們又配合得十分默契:電源交替變化一周,粒子被加速兩次,并恰好回旋一周,這正是確保加速器正常運(yùn)行的同步條件.(板書如下)
師:還有第三個(gè)問題:隨著粒子不斷加速它的速度和半徑都在不斷增大,為了滿足同步條件,電源的頻率也要相應(yīng)變化嗎?
生:不需變化,因?yàn)閹щ娏W釉趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)周期T=2πm/Bq,它與速度無關(guān).
師:說得對(duì).對(duì)于給定的帶電粒子,它在一定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期是恒定的.有了這一條,我們就可免卻隨時(shí)調(diào)整電源頻率以求同步的麻煩了.從而為最終實(shí)施我們的上述構(gòu)想,提供了極大的便利.
早在1932年,美國(guó)物理學(xué)家勞侖斯正是沿著與我們相仿的巧妙思路.發(fā)明了回旋加速器,從而使人類在獲得具有較高能量的粒子方面邁進(jìn)了一大步.為此,勞侖斯榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).
(學(xué)生再次體驗(yàn)到成功的喜悅,似乎他們也分享到了其中的一份.)
師:下面讓我們來看回旋加速器的基本結(jié)構(gòu).(出示掛圖)從圖上可以看出,回旋加速器主要由下列幾部分組成(板書):D形盒、強(qiáng)電磁鐵、交變電源、粒子源、引出裝置等.其中,兩個(gè)空心的D形金屬盒是它的核心部分.同學(xué)們能說明它的作用嗎?
(讓學(xué)生自學(xué)課本,然后回答)
甲生:這兩個(gè)D形盒就是兩個(gè)電極,可在它們的縫間形成加速電場(chǎng).
師:誰還有補(bǔ)充嗎?
乙生:它還起到靜電屏蔽的作用.使帶電粒子在金屬盒內(nèi)只受磁場(chǎng)力作用,從而做勻速圓周運(yùn)動(dòng).
師:書上還提到一個(gè)細(xì)節(jié):“兩個(gè)D形盒之間留一個(gè)窄縫,……”想一下,為什么要留窄的縫?寬些就不成嗎?
丙生:……
丁生:如果縫很寬,粒子穿越電場(chǎng)所用的時(shí)間就不容忽略.而這個(gè)時(shí)間是要隨粒子運(yùn)動(dòng)速度的增加而變化的,從而使得粒子回旋一周所需的時(shí)間也將隨之變化,這就會(huì)破壞同步條件.如果是窄縫,粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間可以不計(jì),就可避免不同步的麻煩了.
師:說得很對(duì).看來同學(xué)們對(duì)回旋加速器的原理和結(jié)構(gòu)己有了一定的理解.在此基礎(chǔ)上,請(qǐng)大家再討論一個(gè)問題:假如由你來設(shè)計(jì)一臺(tái)回旋加速器,要求能使帶電粒子獲得更高的能量,你打算采用哪些措施?
(提出這種設(shè)計(jì)性問題的目的,在于深化學(xué)生思維,活化物理知識(shí),使學(xué)習(xí)活動(dòng)跨上更高的臺(tái)階.)
甲生:可以提高電源的電壓.由公式Ek=qU可知,電壓值大了,粒子獲得能量也大.
乙生:還可以加大D形盒的半徑.使帶電粒子有更大的回旋余地,隨著加速次數(shù)的增多,粒子具有的能量也就大.
丙生:也可以增加磁感應(yīng)強(qiáng)度.根據(jù)公式R=mv/Bq,對(duì)應(yīng)于一定的速度,B值越大,粒子的回旋半徑B就越小,這樣它在D形盒內(nèi)就可以兜更多的圈,從而獲得更大的能量.
師:對(duì)于上面幾位同學(xué)的意見,大家有沒有補(bǔ)充或不同的看法?
丁生;我認(rèn)為甲同學(xué)的說法不對(duì).因?yàn)樘岣吡穗娫吹碾妷汉螅M管可以使粒子每次加速獲得的能量增大,但相應(yīng)的回旋半徑也要增大,這又會(huì)使得加速次數(shù)減少,最后粒子的總能量不見得就大.
師:同學(xué)們能發(fā)表不同的見解,這很好.究竟誰是誰非呢?我們還可以進(jìn)一步分析:在回旋加速器的最大半徑和磁場(chǎng)都確定的條件下,帶/2=B2R2q2/2m.這就告訴我們,對(duì)于給定的帶電粒子來說,它能獲得的最高能量與D形電極半徑的平方成正比,與磁感應(yīng)強(qiáng)度的平方成正比,而與加速電壓無直接的關(guān)系.
講到這里,有的同學(xué)可能會(huì)想,如果盡量增強(qiáng)回旋加速器的磁場(chǎng)或加大D形盒半徑,我們不就可以使帶電粒子獲得任意高的能量了嗎?但實(shí)際并非如此.例如:用這種經(jīng)典的回旋加速器來加速粒子,最高能量只能達(dá)到20兆電子伏.這是因?yàn)楫?dāng)粒子的速率大到接近光速時(shí),按照相對(duì)論原理,粒子的質(zhì)量將隨速率增大而明顯地增加,從而使粒子的回旋周期也隨之變化,這就破壞了加速器的同步條件.
為了獲得更高能量的帶電粒子,人們又繼續(xù)尋找新的途徑.例如,設(shè)法使交變電源的變化周期始終與粒子的回旋周期保持一致,于是就出現(xiàn)了同步回旋加速器.除此之外,人們還設(shè)計(jì)制造出多種其它的新型加速器.目前世界上最大的加速器已能使質(zhì)子達(dá)到10000億電子伏以上的能量.
我國(guó)在高能粒子研究方面發(fā)展很快,并取得了多項(xiàng)世界矚目的成就.希望同學(xué)們樹立志向,奮發(fā)學(xué)習(xí),將來把祖國(guó)的科學(xué)技術(shù)推向世界的最前沿!
教案說明
一關(guān)于課題選定
回旋加速器作為一種高科技的實(shí)驗(yàn)設(shè)備,學(xué)生往往對(duì)其懷有濃厚的學(xué)習(xí)興趣,如能有意識(shí)地讓學(xué)生到當(dāng)今科學(xué)的前沿“圣地”去涉足一番,哪怕是十分粗淺,也將會(huì)有助于他們開闊視野,培養(yǎng)志趣.同時(shí),回旋加速器又是洛侖茲力應(yīng)用的著名實(shí)例,藉此機(jī)會(huì),可使學(xué)生對(duì)電磁學(xué)的有關(guān)知識(shí)作一次較廣泛的復(fù)習(xí)和運(yùn)用.因此,本課題雖屬選學(xué)內(nèi)容,但在學(xué)生條件許可的情況下,仍然值得一學(xué).
二關(guān)于教材處理
本節(jié)課的教材組織及教學(xué)流程,可用以下圖式表示:
這里值得說明的問題是:在順序上,把直線加速器提在前,而將回旋加速器置于后,這樣是否有悖史實(shí)?在內(nèi)容上,回旋加速器是課題的中心,但卻要化相當(dāng)篇幅去討論直線加速器,這樣會(huì)否喧賓奪主?
教學(xué)過程應(yīng)該是有序的,這就必須牢牢把握兩條脈胳:一是教材知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系,二是學(xué)生認(rèn)識(shí)的發(fā)展規(guī)律.為此,教師應(yīng)能駕馭教材,對(duì)教學(xué)內(nèi)容作一番必要的剪輯或加工,這也是一種教學(xué)藝術(shù)的再創(chuàng)造.
本節(jié)教案作如上的安排,正是為了體現(xiàn)這種有序性.從知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系看,直線加速器與回旋加速器的工作原理有著諸多相同之處,因此可將前者作為后者的鋪墊.在理解直線加速器原理的基礎(chǔ)上,一旦突破“磁場(chǎng)回旋”這個(gè)拐點(diǎn),回旋加速器的得出就是水到渠成的了.再?gòu)膶W(xué)生的認(rèn)知規(guī)律看,他們對(duì)直線加速器的理解,一般要比回旋加速器來得容易,于是可把前者當(dāng)作后者的橋梁.學(xué)生在解剖直線加速器這只“麻雀”的過程中,發(fā)現(xiàn)了加速器所應(yīng)具備的若干重要條件,并經(jīng)過他們自己的總結(jié)、整理,建立起來相應(yīng)的認(rèn)知結(jié)構(gòu).以此為依托,有關(guān)回旋加速器的內(nèi)容就可以通過與結(jié)構(gòu)中的有關(guān)知識(shí)互相作用,實(shí)現(xiàn)同化,從而順利達(dá)成知識(shí)的遷移.
三關(guān)于教法設(shè)計(jì)
這類課題如果沿用“講解原理,介紹結(jié)構(gòu)”的傳統(tǒng)教法,很可能造成教師呆板地講、學(xué)生被動(dòng)地聽的局面.學(xué)生所獲得的也只是些靜態(tài)的知識(shí)(現(xiàn)成結(jié)論),而那些蘊(yùn)含于研究過程中的動(dòng)態(tài)知識(shí)(科學(xué)方法等),卻得不到應(yīng)有的開發(fā).這實(shí)在是教學(xué)上的重大失策.
本課試圖改變這種狀況,按照“教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,過程為主線”的教學(xué)設(shè)想,采取了引導(dǎo)探究的教學(xué)方法.即把教材內(nèi)容有機(jī)地劃分成若干個(gè)探究階段,并輔之以一系列環(huán)環(huán)相扣的問題,鋪設(shè)成一條通往知識(shí)高峰的階梯,并力求拓展課題的探究過程,盡量擴(kuò)大學(xué)生的活動(dòng)空間.在整個(gè)過程中,既有學(xué)生的積極參與、拾級(jí)攀登,又有教師的點(diǎn)撥引導(dǎo)、及時(shí)調(diào)控.通過師生雙邊的信息交流,不斷地將教學(xué)活動(dòng)引向深入,使學(xué)生在獲取新知的同時(shí),還親身經(jīng)驗(yàn)到科學(xué)研究的思想方法,進(jìn)一步培養(yǎng)了他們的能力。
第二章第六節(jié)美國(guó)的建立教案
第二章資產(chǎn)階級(jí)革命時(shí)代的東西方世界
第六節(jié)美國(guó)的建立
教案重點(diǎn):美國(guó)獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)的歷史背景、1787年憲法
難點(diǎn):對(duì)美國(guó)1787年憲法的評(píng)價(jià)
教學(xué)手段:多媒體教學(xué)輔助課件
教學(xué)過程:
1.導(dǎo)入新課,教師可通過美國(guó)國(guó)旗導(dǎo)入本節(jié)的教學(xué),“請(qǐng)同學(xué)介紹一下美國(guó)國(guó)旗的含義”。美國(guó)國(guó)旗記載著美國(guó)由13個(gè)州擴(kuò)張演變?yōu)?0個(gè)州的歷史,也紀(jì)念著最初英國(guó)殖民統(tǒng)治下的13個(gè)州參加獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)并最終為贏得獨(dú)立做出的貢獻(xiàn)。由此導(dǎo)入新課的學(xué)習(xí)。
2.北美獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)的原因和背景,教師可按教材中提到的幾個(gè)方面內(nèi)容請(qǐng)學(xué)生歸納,也可換一種方法,例如給出幾段原始材料,通過學(xué)生分析理解,歸納出獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)的深刻根源。
材料一北部殖民地,資本主義工商業(yè)發(fā)達(dá)。中部殖民地,以農(nóng)業(yè)為主,土地肥沃,被稱為“面包殖民地”。南部殖民地,盛行資本主義種植園奴隸制經(jīng)濟(jì),主要作物是煙草、藍(lán)靛,有一批“藍(lán)靛百萬富翁”
材料二1660年的《航海條例》規(guī)定,北美殖民地所有的輸入和輸出商品都要使用英國(guó)船只運(yùn)輸,一切物品只能運(yùn)往英國(guó)。1765年的《印花稅法》規(guī)定,所有的印刷品、商業(yè)單據(jù)、法律證件等都要繳納印花稅。
教師提問學(xué)生,這兩段材料說明什么問題同學(xué)們能否從中分析英屬北美殖民地人民要求獨(dú)立的原因?與英、法資產(chǎn)階級(jí)革命相比較,歸納早期資產(chǎn)階級(jí)革命爆發(fā)的共同原因。在學(xué)生思考、回答的基礎(chǔ)上,總結(jié)北美獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)爆發(fā)的根本原因是生產(chǎn)力與生產(chǎn)關(guān)系的不可調(diào)和的矛盾—殖民地經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求擺脫英國(guó)的盤剝和束縛,雙方矛盾激化致使戰(zhàn)爭(zhēng)一觸即發(fā)。
3.獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)的經(jīng)過。建議教師給學(xué)生一段時(shí)間閱讀教材關(guān)于戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程的有關(guān)內(nèi)容,按時(shí)間先后順序總結(jié)獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程中發(fā)生的重大事件,最好制作一張大事年表。其中包括1773年波士頓傾茶事件,1774年第一屆大陸會(huì)議,1775年來克星頓槍聲和第二屆大陸會(huì)議,組成大陸軍,1776年發(fā)表《獨(dú)立宣言》,標(biāo)志著美國(guó)的誕生,1777年薩拉托加大捷,1781年約克鎮(zhèn)大捷,戰(zhàn)爭(zhēng)勝利結(jié)束,1783年英國(guó)正式承認(rèn)美國(guó)獨(dú)立等幾個(gè)要點(diǎn)。
4.1787年憲法。這部分內(nèi)容的講授建議教師通過原始材料的分析加深學(xué)生對(duì)1787年憲法的理解。
《美利堅(jiān)合眾國(guó)憲法(1787年)》摘錄
我們合眾國(guó)人民,為了建設(shè)完善的聯(lián)邦,樹立正義,保證國(guó)內(nèi)安寧,規(guī)劃共同國(guó)防,增進(jìn)一般福利,使我們自己和我們后代得到自由和幸福,特為美利堅(jiān)合眾國(guó)制定本憲法。
第1條
第1節(jié)本憲法所賦予一切立法權(quán),應(yīng)操于聯(lián)邦國(guó)會(huì),國(guó)會(huì)包括參議院和眾議院。
第2節(jié)第1款眾議院應(yīng)由各州人民每?jī)赡赀x舉的議員組成……
第3款眾議員名額和直接稅,應(yīng)按照本聯(lián)邦內(nèi)各州的人口分配。這種人口
的決定,除全部自由人外,應(yīng)加上所有其他人口的五分之三。這種自由人中
包括必須服一定年限勞級(jí)的人口,不包括未納稅的印第安人……
第3節(jié)第1款聯(lián)邦參議院應(yīng)由每州兩名參議員組成。參議員由州議會(huì)選出,其任期為六年……
第2條
第1節(jié)第1款行政權(quán)應(yīng)操于美利堅(jiān)合眾國(guó)總統(tǒng)??偨y(tǒng)的任期定為四年……
第2節(jié)第1款總統(tǒng)應(yīng)為聯(lián)邦的陸海軍及奉調(diào)為聯(lián)邦服階段的各州民兵的總司令……
第3條
第1節(jié)聯(lián)邦的司法權(quán)應(yīng)操于最高法院及聯(lián)邦國(guó)會(huì)得以隨時(shí)規(guī)定并設(shè)立的各種低級(jí)法院。最高法院和低級(jí)法院兩者的法官,只要能忠于職守,即應(yīng)繼續(xù)在職……
教師可就以上這些材料,提問學(xué)生,該憲法中規(guī)定的建國(guó)目的是什么?政府的組成形式是什么?有哪些權(quán)力?國(guó)家職權(quán)由哪三個(gè)部門分掌?如何評(píng)價(jià)這部憲法?通過學(xué)生思考、討論、回答完成教學(xué)。
5.北美獨(dú)立戰(zhàn)爭(zhēng)的影響,引導(dǎo)學(xué)生從對(duì)美國(guó)本身的發(fā)展和對(duì)世界其他國(guó)家及地區(qū)的重大影響兩方面分析。
教學(xué)設(shè)計(jì)思想
利用現(xiàn)實(shí)社會(huì)生活中美國(guó)的影響入手,結(jié)合大量的圖片、文字、網(wǎng)上資料,創(chuàng)設(shè)歷史學(xué)習(xí)的情景,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望,在教師的設(shè)計(jì)、引導(dǎo)下,通過學(xué)生積極主動(dòng)的學(xué)習(xí),完成知識(shí)的識(shí)記、能力的培養(yǎng)、情感的流露。
第六節(jié)明清時(shí)期的對(duì)外關(guān)系教案
古人云,工欲善其事,必先利其器。作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識(shí)點(diǎn),有效的提高課堂的教學(xué)效率。那么,你知道高中教案要怎么寫呢?下面是小編精心為您整理的“第六節(jié)明清時(shí)期的對(duì)外關(guān)系教案”,希望對(duì)您的工作和生活有所幫助。
第六節(jié)明清時(shí)期的對(duì)外關(guān)系教案教學(xué)目標(biāo)
一、基礎(chǔ)知識(shí)目標(biāo)
鄭和下西洋;戚繼光抗倭;葡萄牙殖民者租占澳門;鄭成功收復(fù)臺(tái)灣;雅克薩自衛(wèi)反擊戰(zhàn)。
二、能力培養(yǎng)目標(biāo)
1.通過對(duì)教材有關(guān)文獻(xiàn)資料的閱讀與分析,培養(yǎng)學(xué)生充分利用有效信息的能力。
2.運(yùn)用辯證唯物主義和歷史唯物主義觀點(diǎn),評(píng)述中國(guó)封建統(tǒng)治者對(duì)外部世界的態(tài)度。
三、思想教育目標(biāo)
1.鄭和下西洋是我國(guó)歷史上空前的主動(dòng)外交,是世界航海史上的創(chuàng)舉。
2.面對(duì)外來侵略,中華民族為捍衛(wèi)祖國(guó)的領(lǐng)土和主權(quán),進(jìn)行了反侵略的正義斗爭(zhēng),其愛國(guó)主義精神永遠(yuǎn)激勵(lì)著后人。
教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):鄭和下西洋;戚繼光抗倭;鄭成功收復(fù)臺(tái)灣;雅克薩自衛(wèi)反擊戰(zhàn);《尼布楚
條約》。
教學(xué)難點(diǎn):《尼布楚條約》的評(píng)價(jià)。
教學(xué)過程
一、鄭和下西洋
1.目的
①宣揚(yáng)國(guó)威。即宣傳明王朝的強(qiáng)盛。
②加強(qiáng)與海外諸國(guó)的聯(lián)系,即發(fā)展和亞非各國(guó)的友好關(guān)系。
③為宮廷購(gòu)回奢侈品。
2.概況
①?gòu)?405年到1433年,鄭和先后七次航海,訪問過亞非三十多個(gè)國(guó)家和地區(qū),最遠(yuǎn)
到達(dá)紅海沿岸和非洲東海岸地區(qū)。
②鄭和船隊(duì)到達(dá)各國(guó),受到熱烈歡迎。鄭和會(huì)見當(dāng)?shù)貒?guó)王,表達(dá)明朝與之通好的意愿。
③與當(dāng)?shù)鼐用窈推劫Q(mào)易,以中國(guó)絲綢、瓷器、茶葉,換取供皇室貴族享用的珠寶、香
料、藥材等。
④鄭和航海期間,許多國(guó)家的首腦和使臣,搭乘中國(guó)寶船來華訪問。
⑤鄭和下西洋期間倡導(dǎo)的不欺寡、不凌弱、友好相處、共享太平,為亞非國(guó)家之間的
交往,確立了不成文的準(zhǔn)則,對(duì)后世影響深遠(yuǎn)。
3.歷史意義
①是我國(guó)歷史上空前的主動(dòng)外交,極大加強(qiáng)了與亞非國(guó)家的友好關(guān)系,促進(jìn)了與亞非
國(guó)家的經(jīng)濟(jì)文化交流。
②其規(guī)模之大,歷時(shí)之久,航程之遠(yuǎn),在世界航海史上也是空前的。
③與歐洲航海家相比,鄭和下西洋早半個(gè)多世紀(jì)。不愧是世界航海事業(yè)的先驅(qū)。
④鄭和下西洋的目的不是發(fā)展對(duì)外貿(mào)易,導(dǎo)致不計(jì)經(jīng)濟(jì)效益的做法,其結(jié)果必然造成
巨大經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),因此也不可能持久。
二、華僑與南洋的開發(fā)
1.從唐朝開始,我國(guó)東南沿海一帶有很多人到南洋諸島謀生。
2.鄭和下西洋以后,更多的中國(guó)人遷徒到南洋各島定居,成為華僑。
3.華僑從祖國(guó)帶去先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和工具,同當(dāng)?shù)厝嗣褚黄穑_發(fā)叢林,開采礦山,培育橡膠。他們對(duì)南洋的開發(fā)作出了重大的貢獻(xiàn)。
三、戚繼光抗倭
1.明朝中期的倭患
①元末明初,日本的武士、商人和海盜,經(jīng)常騷擾我國(guó)沿海地區(qū),被稱為倭寇。
②中國(guó)東南沿海的一些奸商,與倭寇相勾結(jié),共同走私、搶掠分贓,倭患愈演愈烈。
③1553年,倭寇先后攻入上海、蘇州,直達(dá)南京,明朝政府也決心蕩倭。
2.戚繼光抗倭
①明朝派年輕將領(lǐng)戚繼光到浙東抗倭。
②戚繼光率領(lǐng)戚家軍,在臺(tái)州九戰(zhàn)九捷,取得抗倭斗爭(zhēng)的重大勝利。
③后戚繼光又率軍俞大猷合作,連續(xù)重創(chuàng)倭寇。
④到1565年,東南沿海的倭寇基本肅清。
⑤民族英雄戚繼光的抗倭業(yè)績(jī),萬古流芳。
四、葡萄牙殖民者租占澳門
1.明代以前的澳門
古代澳門屬揚(yáng)越地。秦始皇時(shí)屬南??しh。唐代屬東莞縣。宋代時(shí)澳門居民以漁業(yè)為生。南宋末年,張士杰曾在澳門與追來的元軍大戰(zhàn)。明成化年間,在媽閣山中興建了媽祖閣。
2.葡萄牙殖民者用欺騙手段租占澳門
①侵?jǐn)_東南沿海地區(qū):從16世紀(jì)開始,葡萄牙殖民者不斷侵?jǐn)_我國(guó)東南沿海地區(qū)。
②以欺騙、行賄的手段占領(lǐng)澳門:1553年,葡萄牙殖民者“托言舟觸風(fēng)濤縫裂,水
濕貢物,愿暫借地晾曬”,向明朝地方官行賄,獲得允許。
③買通澳門守將租借澳門為暫居貿(mào)易地。
④長(zhǎng)期租占澳門:葡萄牙殖民者擅自修筑城垣和炮臺(tái),設(shè)置“自治”機(jī)構(gòu),任命官吏,
派駐軍隊(duì),強(qiáng)行租占澳門。
2.明朝政府始終擁有澳門的領(lǐng)土主權(quán)
①葡萄牙租占澳門以后,明政府始終掌握著澳門的領(lǐng)土主權(quán)。
②澳門的民政和司法歸香山縣知縣主管,設(shè)守澳官,并在澳門駐扎軍隊(duì),負(fù)責(zé)防務(wù)和
治安。
③明政府還強(qiáng)制毀掉葡萄牙人擅自修筑的青州城。
五、鄭成功收復(fù)臺(tái)灣
1.荷蘭殖民者侵占臺(tái)灣
明末,荷蘭殖民者侵占我國(guó)臺(tái)灣。
2.鄭成功收復(fù)臺(tái)灣
①清初,在東南沿海抗清的鄭成功,于1661年在臺(tái)灣登陸,打敗荷蘭殖民者。
②1662年,臺(tái)灣回到祖國(guó)懷抱。
3.鄭成功對(duì)臺(tái)灣的開發(fā)
①鄭成功祖孫三代在臺(tái)灣發(fā)展農(nóng)商,提倡文教,保境安民。
A.鄭成功收復(fù)臺(tái)灣后,將軍隊(duì)分到各處去屯田墾荒。
B.鄭成功派農(nóng)師向少數(shù)民族傳授漢族先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)。
C.鄭成功還積極發(fā)展商品生產(chǎn)。
②鄭成功結(jié)束了荷蘭對(duì)臺(tái)灣的統(tǒng)治,是我國(guó)歷史上著名的民族英雄。
六、雅克薩自衛(wèi)反擊戰(zhàn)
1.俄國(guó)強(qiáng)占雅克薩、尼布楚等地
①明清之際,清軍主力進(jìn)關(guān),東北邊界空虛,俄國(guó)侵略者乘機(jī)強(qiáng)占了雅克薩和尼布楚
等地。
②清政府一再要求俄軍撤出中國(guó)領(lǐng)土,俄軍置若罔聞,并且繼續(xù)增兵,擴(kuò)大侵略。
2.康熙帝組織自衛(wèi)反擊戰(zhàn)
①為了捍衛(wèi)邊疆,康熙帝決心組織自衛(wèi)反擊戰(zhàn)。
②1685年和1686年,康熙帝命令清軍兩次進(jìn)攻盤踞在雅克薩的俄軍。
③結(jié)果,俄軍傷亡慘重。俄國(guó)政府被迫同意談判解決中俄東段邊界問題。
3.《尼布楚條約》
①1689年,中俄兩國(guó)代表在尼布楚進(jìn)行談判。
②中俄雙方經(jīng)過平等協(xié)商,正式簽訂了第一個(gè)中俄邊界條約《尼布楚條約》。
③中俄《尼布楚條約》從法律上肯定了黑龍江和烏蘇里江流域包括庫頁島在內(nèi)的廣大
地區(qū)都是中國(guó)領(lǐng)土。
④條約規(guī)定:
A.中俄兩國(guó)邊界的東段,以額爾古納河、格爾必齊河,沿外興安嶺至海為界;額
爾古納河、格爾必齊河以東,外興安嶺以南屬于中國(guó);額爾古納河、格爾必齊
河以西,外興安嶺以北屬于俄國(guó)。
B.外興安嶺與流入鄂霍次克海的烏第河之間的地區(qū),擱置再議。
C.拆毀雅克薩城,俄國(guó)人全遷出境。
D.兩國(guó)商旅憑護(hù)照方可往來貿(mào)易。清朝同意將原屬中國(guó)的尼布楚地區(qū)讓給俄國(guó),
作為商旅棲托之所。
第六節(jié)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
第六節(jié)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
一、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1、理解洛倫茲力對(duì)粒子不做功.2、理解帶電粒子的初速度方向與磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向垂直時(shí),粒子在勻磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).3、會(huì)推導(dǎo)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、周期公式,并會(huì)用它們解答有關(guān)問題.知道質(zhì)譜儀的工作原理。
4、知道回旋加速器的基本構(gòu)造、工作原理、及用途。
(二)過程與方法
通過綜合運(yùn)用力學(xué)知識(shí)、電磁學(xué)知識(shí)解決帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)(電場(chǎng)、磁場(chǎng))中的問題.
培養(yǎng)學(xué)生的分析推理能力.
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí),充分了解科技的巨大威力,體會(huì)科技的創(chuàng)新歷程。
二、重點(diǎn)與難點(diǎn):
重點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑和周期公式,并能用來分析有關(guān)問題.
難點(diǎn):1.粒子在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng).
2.綜合運(yùn)用力學(xué)知識(shí)、電磁學(xué)知識(shí)解決帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的問題.
三、教具:洛倫茲力演示儀、感應(yīng)線圈、電源、多媒體等
四、教學(xué)過程:
(一)復(fù)習(xí)引入
[問題1]什么是洛倫茲力?[磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷的作用力][問題2]帶電粒子在磁場(chǎng)中是否一定受洛倫茲力?[不一定,洛倫茲力的計(jì)算公式為F=qvBsinθ,θ為電荷運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向的夾角,當(dāng)θ=90°時(shí),F(xiàn)=qvB;當(dāng)θ=0°時(shí),F(xiàn)=0.][問題3]帶電粒子垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)時(shí)會(huì)做什么運(yùn)動(dòng)呢?今天我們來學(xué)習(xí)——帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)、質(zhì)譜儀.
(二)新課講解---第六節(jié)、帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【演示】先介紹洛倫茲力演示儀的工作原理,由電子槍發(fā)出的電子射線可以使管內(nèi)的低壓水銀蒸氣發(fā)出輝光,顯示出電子的徑跡。后進(jìn)行實(shí)驗(yàn).(并說明相關(guān)問題104-105頁)教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn).[實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象]在暗室中可以清楚地看到,在沒有磁場(chǎng)作用時(shí),電子的徑跡是直線;在管外加上勻強(qiáng)磁場(chǎng)(這個(gè)磁場(chǎng)是由兩個(gè)平行的通電環(huán)形線圈產(chǎn)生的),電子的徑跡變彎曲成圓形.[教師引導(dǎo)學(xué)生分析得出結(jié)論]當(dāng)帶電粒子的初速度方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí),粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng).帶電粒子垂直進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的受力及運(yùn)動(dòng)情況分析(動(dòng)態(tài)課件).一是要明確所研究的物理現(xiàn)象的條件----在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中垂直于磁場(chǎng)方向運(yùn)動(dòng)的帶電粒子。二是分析帶電粒子的受力情況,用左手定則明確帶電粒子初速度與所受到的洛倫茲力在同一平面內(nèi),所以只可能做平面運(yùn)動(dòng)。三是洛倫茲力不對(duì)運(yùn)動(dòng)的帶電粒子做功,它的速率不變,同時(shí)洛倫茲力的大小也不變。四是根據(jù)牛頓第二定律,洛倫茲力使運(yùn)動(dòng)的帶電粒子產(chǎn)生加速度(向心加速度)
[出示投影]①.電子受到怎樣的力的作用?這個(gè)力和電子的速度的關(guān)系是怎樣的?(電子受到垂直于速度方向的洛倫茲力的作用.)②.洛倫茲力對(duì)電子的運(yùn)動(dòng)有什么作用?(.洛倫茲力只改變速度的方向,不改變速度的大?。?有沒有其他力作用使電子離開磁場(chǎng)方向垂直的平面?(沒有力作用使電子離開磁場(chǎng)方向垂直的平面)④.洛倫茲力做功嗎?(洛倫茲力對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷不做功)
1.帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)、運(yùn)動(dòng)軌跡:沿著與磁場(chǎng)垂直的方向射入磁場(chǎng)的帶電粒子,粒子在垂直磁場(chǎng)方向的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),此洛倫茲力不做功.
【注意】帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供。通過“思考與討論”(105頁),使學(xué)生理解帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),的軌道半徑r和周期T與粒子所帶電量、質(zhì)量、粒子的速度、磁感應(yīng)強(qiáng)度有什么關(guān)系。[出示投影]一為帶電量q,質(zhì)量為m,速度為v的帶電粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其半徑r和周期T為多大?[問題1]什么力給帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力?[洛倫茲力給帶電粒子做圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力][問題2]向心力的計(jì)算公式是什么?[F=mv2/r][教師推導(dǎo)]粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力F=m是由粒子所受的洛倫茲力提供的,所以qvB=mv2/r由此得出r=T=可得T=(2)、軌道半徑和周期
帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑及周期公式.1、軌道半徑r=2、周期T=2πm/qB
【說明】:(1)軌道半徑和粒子的運(yùn)動(dòng)速率成正比.(2)帶電粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期跟軌道半徑和運(yùn)動(dòng)速率無關(guān).【討論】:在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中如果帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向不和磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直,它的運(yùn)動(dòng)軌道是什么樣的曲線?分析:當(dāng)帶電粒子的速度分別為垂直于B的分量v1和平行于B的分量v2,因?yàn)関1和B垂直,受到洛倫茲力qv1B,此力使粒子q在垂直于B的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),v1和B平行,不受洛倫茲力,故粒子在沿B方向上做勻速曲線運(yùn)動(dòng),可見粒子的運(yùn)動(dòng)是一等距螺旋運(yùn)動(dòng).再用洛倫茲力演示儀演示
[出示投影課本例題]如圖所示,一質(zhì)量為m,電荷量為q的粒子從容器A下方小孔S1飄入電勢(shì)差為U的加速電場(chǎng),然后讓粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中,最后打到底片D上.(1)粒子進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)的速率。(2)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。解:(1)粒子在S1區(qū)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).由動(dòng)能定理知,粒子在電場(chǎng)中得到的動(dòng)能等于電場(chǎng)對(duì)它所做的功,即由此可得v=.(2)粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力是由粒子所受的洛倫茲力提供,即qvB=m所以粒子的軌道半徑為r=mv/qB=[教師講解]r和進(jìn)入磁場(chǎng)的速度無關(guān),進(jìn)入同一磁場(chǎng)時(shí),r∝,而且這些個(gè)量中,u、B、r可以直接測(cè)量,那么,我們可以用裝置來測(cè)量比荷或算出質(zhì)量。例題在處理上,可以讓學(xué)生自己處理,教師引導(dǎo)總結(jié)。為了加深對(duì)帶電粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解,可以補(bǔ)充例題和適量的練習(xí)。注意:在解決這類問題時(shí),如何確定圓心、畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡、半徑及圓心角,找出幾何關(guān)系是解題的關(guān)鍵。
例題給我們展示的是一種十分精密的儀器------質(zhì)譜儀補(bǔ)充例題:如圖所示,半徑為r的圓形空間內(nèi),存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力),從A點(diǎn)以速度v0垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)中,并從B點(diǎn)射出,已知∠AOB=120°,求該帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。分析:首先通過已知條件找到所對(duì)應(yīng)的圓心O′,畫出粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡并畫出幾何圖形。解:設(shè)粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑為R,粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡及幾何圖形如圖所示。粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛倫茲力提供,有qvB=mv2/R①由幾何關(guān)系有:R=rtan60②粒子的運(yùn)動(dòng)周期T=2πR/v0③
由圖可知θ=60°,得電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=T/6④聯(lián)立以上各式解得:t=rπ/3v0
(3)、質(zhì)譜儀
閱讀課文及例題,回答以下問題:
1.試述質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu).
2.試述質(zhì)譜儀的工作原理.
3.什么是同位素?
4.質(zhì)譜儀最初是由誰設(shè)計(jì)的?
5.試述質(zhì)譜儀的主要用途.閱讀后學(xué)生回答:1.質(zhì)譜儀由靜電加速極、速度選擇器、偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)、顯示屏等組成.2.電荷量相同而質(zhì)量有微小差別的粒子,它們進(jìn)入磁場(chǎng)后將沿著不同的半徑做圓周運(yùn)動(dòng),打到照相底片不同的地方,在底片上形成若干譜線狀的細(xì)條,叫質(zhì)譜線,每一條對(duì)應(yīng)于一定的質(zhì)量,從譜線的位置可以知道圓周的半徑r,如果再已知帶電粒子的電荷量q,就可算出它的質(zhì)量.3.質(zhì)子數(shù)相同而質(zhì)量數(shù)不同的原子互稱為同位素.4.質(zhì)譜儀最初是由湯姆生的學(xué)生阿斯頓設(shè)計(jì).5.質(zhì)譜儀是一種十分精密的儀器,是測(cè)量帶電粒子的質(zhì)量和分析同位素的重要工具.-------(1課時(shí))【過渡語】先從研究物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的需要出發(fā)提出怎樣大量產(chǎn)生高能帶電粒子的問題,從而引出早期使用的加速器——靜電加速器
2.回旋加速器
(1)直線加速器
①加速原理:利用加速電場(chǎng)對(duì)帶電粒子做正功使帶電的粒子動(dòng)能增加,即qU=ΔEk
②直線加速器的多級(jí)加速:教材圖3.6—5所示的是多級(jí)加速裝置的原理圖,由動(dòng)能定理可知,帶電粒子經(jīng)N級(jí)的電場(chǎng)加速后增加的動(dòng)能,ΔEk=q(U1+U2+U3+U4+…Un)
③直線加速器占有的空間范圍大,在有限的空間內(nèi)制造直線加速器受到一定的限制。(2)回旋加速器
①由美國(guó)物理學(xué)家勞倫斯于1932年發(fā)明。②其結(jié)構(gòu)教材圖3.6—6所示。核心部件為兩個(gè)D形盒(加勻強(qiáng)磁場(chǎng))和其間的夾縫(加交變電場(chǎng))③加速原理:通過“思考與討論”讓學(xué)生自己分析出帶電粒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期公式T=2πm/qB,明確帶電粒子的周期在q、m、B不變的情況下與速度和軌道半徑無關(guān),從而理解回旋加速器的原理。
在學(xué)生思考之后,可作如下的解釋:如果其他因素(q、m、B)不變,則當(dāng)速率v加大時(shí),由r=mv/qB得知圓運(yùn)動(dòng)半徑將與v成正比例地增大,因而圓運(yùn)動(dòng)周長(zhǎng)也將與v成正比例地增大,因此運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間(周期)仍將保持原值。
最后提到了回旋加速器的效能(可將帶電粒子加速,使其動(dòng)能達(dá)到25MeV~30MeV),為狹義相對(duì)論埋下了伏筆。老師再進(jìn)一步歸納各部件的作用:(如圖)
磁場(chǎng)的作用:交變電場(chǎng)以某一速度垂直磁場(chǎng)方向進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)后,在洛倫茲力的作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其周期在q、m、B不變的情況下與速度和軌道半徑無關(guān),帶電粒子每次進(jìn)入D形盒都運(yùn)動(dòng)相等的時(shí)間(半個(gè)周期)后平行電場(chǎng)方向進(jìn)入電場(chǎng)加速。電場(chǎng)的作用:回旋加速器的的兩個(gè)D形盒之間的夾縫區(qū)域存在周期性變化的并垂直于兩個(gè)D形盒正對(duì)截面的勻強(qiáng)電場(chǎng),帶電粒子經(jīng)過該區(qū)域時(shí)被加速。交變電壓的作用:為保證交變電場(chǎng)每次經(jīng)過夾縫時(shí)都被加速,使之能量不斷提高,須在在夾縫兩側(cè)加上跟帶電粒子在D形盒中運(yùn)動(dòng)周期相同的交變電壓。帶電粒子經(jīng)加速后的最終能量:(運(yùn)動(dòng)半徑最大為D形盒的半徑R)
由R=mv/qB有v=qBR/m所以最終能量為Em=mv2/2=q2B2R2/2m
討論:要提高帶電粒子的最終能量,應(yīng)采取什么措施?(可由上式分析)例:1989年初,我國(guó)投入運(yùn)行的高能粒子回旋加速器可以把電子的能量加速到2.8GeV;若改用直線加速器加速,設(shè)每級(jí)的加速電壓為U=2.0×105V,則需要幾級(jí)加速?解:設(shè)經(jīng)n級(jí)加速,由neU=E有n=E/eU=1.4×104(級(jí))(三)對(duì)本節(jié)要點(diǎn)做簡(jiǎn)要小結(jié).
(四)鞏固新課:1、復(fù)習(xí)本節(jié)內(nèi)容2、做一做(P98)
3、完成“問題與練習(xí)”2、4練習(xí),3作業(yè)。