一、单项选择题
1.【答案】D。
2.【答案】A。解析:从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出光子的能量小,则辐射的光子频率小,所以辐射的电磁波的波长长,故A选项正确。电磁波在真空中的速度相同,与频率无关,故B选项错误。处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率不同,故C选项错误。由高能级向低能级跃迁,氢原子向外辐射能量,与原子核无关,故D选项错误。
3.【答案】A。
三、案例分析题
10.【参考答案】
(1)产生上述错解原因是学生凭主观想象,而不是按物理规律分析问题。按照物理规律我们知道物体的运动状态不是由某一个力决定的而是由合外力决定的。甲胜乙是因为甲受合外力对甲作用的结果。甲、乙两人之间的拉力根据牛顿第三定律是相互作用力,甲、乙二人之间的拉力一样大。
(2)生活中有一些感觉不总是正确的,不能把生活中的经验,感觉当成规律来用,教学中要引导学生运用物理规律来解决问题。本题中甲、乙两人相互之间的拉力是相互作用力,根据牛顿第三定律,可以得出甲对乙所施的拉力与乙对甲的拉力大小相等,方向相反,分别作用在甲、乙两人身上。
11.【参考答案】
(1)第一,赵老师虽然最后给出了用万有引力定律求解地球质量的方法,但没有起到引导学生学习的作用。学生完全是被动地接受现成的答案。第二、对于学生提出的用密度乘体积计算地球质量的方法,赵老师应该指出此方法的缺陷,即地球的质量分度是不均匀的,地球密度不是一常数。
(2)师:卡文迪许扭秤实验测定了万有引力常量,它的意义是人类第一次用实验的方法验证了万有引力定律,并测得了万有引力常量。
师:它更大的意义是测定了地球的质量。
师:如果是你,你有什么方法测定地球的质量?
生1:如果知道地球的半径,可以将地球看成球形,从而求得体积,再用泥土的平均密度求出地球的质量。
师:泥土的密度能代表地球的平均密度吗?
生2:可以通过月球到地球的距离与月球绕地球转动的周期算出地球的质量。
师:大家的计算结果与实验事实比较接近。地球实际上是沿椭圆轨道运动的,而我们通常情况下可以把它的运动近视为圆形轨道,即认为地球在做匀速圆周运动。有兴趣的同学,可以探讨一下这样近似处理会带来什么样的误差?
(同学们课后查阅资料。相互讨论)
四、教学设计题
12.【参考答案】
(1)实验设计意图:观察两球质量相差比较大时,碰撞后状态的变化。
(2)教学方案如下:
教师展示以下视频片段或动画:台球正碰、斜碰各一个;火车挂钩过程;粒子加速器中高速运动的粒子撞击靶核过程。
师:刚才大家看到的现象我们称之为碰撞,碰撞是自然界中常见的现象,本节研究的主要现象就是碰撞。
师:下面我们动手做一个碰撞实验.观察碰撞前后哪些物理量发生了变化。
演示实验:几个单摆小钢球一样大,摆长一样长,竖直悬挂时两球恰好相切,将单摆A拉开某一个角度后释放,在最低点与B相碰,以下实验中开始将A拉开的角度均一样大。
师:实验中A、B的什么物理量在碰撞前后发生了变化?这种变化又与什么物理量相关?
生讨论后得出:A、B的速度大小或方向发生了变化,这种变化与质量有关。
师:刚才的碰撞过程中,会不会有什么物理量不发生变化呢?
师:在前面的实验中我们发现,物体碰撞前后速度的变化随质量的不同而不同,那么会不会物体的质量和它的速度组成的一个新的物理量在碰撞中保持不变呢?那么我们先猜一猜这个新的物理量与物体的质量和速度有什么关系?
引导学生继续猜想碰撞过程中的不变量可能有哪些。
13.【参考答案】
(1)导入新课
①提出课题——机械能守恒定律。(板书)
②力做功的过程也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程,物体的动能和势能总和称为机械能,例举通过重力或弹力做功,动能与势能相互转化。(展示图片和视频)
瀑布(自由落体):重力势能→动能
荡秋千:动能→重力势能→动能
过山车:动能→重力势能→动能
撑杆跳高:动能→弹性势能、重力势能→动能
分析上述各个过程中能量转换及重力、弹力做功的情况(学生描述)。
实验:钢球用细绳悬起,请一同学靠近.将钢球偏至同学鼻子处释放,摆回时,观察该同学反应,并让学生分析会不会碰到鼻子。
(2)学情分析
通过前几节内容的学习,学生知道了重力做功会引起重力势能的变化,弹簧的弹力做功将使弹性势能发生变化,合外力的功将引起物体动能的变化。使学生看到曾在初中阶段学过的一些定性的东西逐渐找到了定量方面的联系,对功能关系的认识加深了,也萌发了继续探究的兴趣。那么,在动能、重力势能和弹性势能都参与转化的过程中,情况又将如何呢?这是学生急待解决的问题,机械能守恒定律的建立已经到了“水到渠成”的时候了。从知识发展的线索来看,本节内容,既是对前面几节内容的总结,也是对能量守恒定律的铺垫。通过本节内容的学习,学生对功是能量变化的量度会有更加深刻地理解。也为从不同角度处理力学问题提供了良好的途径。本节内容是本章的重点内容。通过学习,学生不难掌握机械能守恒的表达式和运用机械能守恒定律求解比较简单的问题,但对具体问题中机械能守恒条件是否满足的判断还有一定困难,因此,对机械能守恒定律条件的理解是本节内容的难点。
教学目标
(一)知识与技能
1.知道什么是机械能,理解物体的动能和势能可以相互转化:
2.理解机械能守恒定律的内容和适用条件:
3.会判定具体问题中机械能是否守恒,能运用机械能守恒定律分析实际问题。
(二)过程与方法
1.学习从物理现象分析、推导机械能守恒定律友适用条件的研究方法;
2.初步掌握运用能量转化和守恒来解释物理现象及分析问题的方法。
(三)情感、态度与价值规
体会科学探究中的守恒思想,养成探究自然规律的科学态度,领悟机械能守恒规律解决问题的优点,形成科学价值观。