数学选修21全套教案

教案的书写过程是对教学设计和教学理念的整理过程,包括教学课时、教学时间、教学重难点、教学准备,教学实施过程,导入、讲授、讨论、作业、板书,还有教学后的反思和小结,有助于教学的顺利进行和总结提高。以下是小编精心整理的《数学选修21全套教案》仅供参考，大家一起来看看吧。

第1篇：数学选修21全套教案

高中物理选修35全套教案（人教版）

16.1 实验：探究碰撞中的不变量 ★新课标要求 (一)知识与技能 1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路. 2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法. 3、掌握实验数据处理的方法. (二)过程与方法 1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。

2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。

(三)情感、态度与价值观 1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。

2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。

3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。

4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。

★教学重点 碰撞中的不变量的探究 ★教学难点 实验数据的处理. ★教学方法 教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备;

完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块等 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 课件演示：

(1)台球由于两球碰撞而改变运动状态。

(2)微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子. 师：碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化. 师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样. 师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变(守恒). (二)进行新课 1.实验探究的基本思路 1.1 一维碰撞 师：我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动. 这种碰撞叫做一维碰撞. 课件：碰撞演示 如图所示，A、B是悬挂起来的钢球，把小球A拉起使其悬线与竖直线夹一角度a，放开后A球运动到最低点与B球发生碰撞，碰后B球摆幅为β角.如两球的质量mA=mB，碰后A球静止，B球摆角β=α，这说明A、B两球碰后交换了速度;

如果mA>mB，碰后A、B两球一起向右摆动;

如果mA

(1) (2) (3) 分析：

①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”. ②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量. 2.实验条件的保证、实验数据的测量 2.1 实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动; 2.2 用天平测量物体的质量;

2.3 测量两个物体在碰撞前后的速度. 师：测量物体的速度可以有哪些方法? 生：讨论。

总结：

速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件. 课件：参考案例――一种测速原理 如图所示，图中滑块上红色部分为挡光板，挡光板有一定的宽度，设为L.气垫导轨上黄色框架上安装有光控开关，并与计时装置相连，构成光电计时装置. 当挡光板穿入时，将光挡住开始计时，穿过后不再挡光则停止计时，设记录的时间为t，则滑块相当于在L的位移上运动了时间t，所以滑块匀速运动的速度v=L/t. 3.实验方案 3.1 用气垫导轨作碰撞实验(如图所示) 实验记录及分析(a-1) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=4 m2=4 m1=4 m2=4 速度 v1=9 v2=0 =3 =6 mv mv2 v/m 实验记录及分析(a-2) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=4 m2=2 m1=4 m2=2 速度 v1=9 v2=0 =4.5 =9 mv mv2 v/m 实验记录及分析(a-3) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=2 m2=4 m1=2 m2=4 速度 v1=6 v2=0 = -2 =4 mv mv2 v/m 实验记录及分析(b) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=4 m2=2 m1=4 m2=2 速度 v1=0 v2=0 = 2 = - 4 mv mv2 v/m 实验记录及分析—(c) 碰撞前 碰撞后 质量 m1=4 m2=2 m1=4 m2=2 速度 v1=9 v2=0 =6 = 6 mv mv2 v/m 3.2 用小车研究碰撞 将打点计时器固定在光滑桌面的一端，把纸带穿过打点计时器，连在小车的后面。让小车A运动，小车B静止。在两小车的碰撞端分别装上撞针和橡皮泥，碰撞时撞针插入橡皮泥中，把两个小车连接成一体(如上图)。通过纸带测出它们碰撞前后的速度。

(三)课堂小结 1.基本思路(一维碰撞) 与物体运动有关的物理量可能有哪些? 碰撞前后哪个物理量可能是不变的? 2.需要考虑的问题 碰撞必须包括各种情况的碰撞;

物体质量的测量(天平);

碰撞前后物体速度的测量(利用光电门或打点计时器等)。

(四)作业：“问题与练习”1、2题 ★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

16.2 动量守恒定律(一) ★新课标要求 (一)知识与技能 理解动量守恒定律的确切含义和表达式，知道定律的适用条件和适用范围 (二)过程与方法 在理解动量守恒定律的确切含义的基础上正确区分内力和外力 (三)情感、态度与价值观 培养逻辑思维能力，会应用动量守恒定律分析计算有关问题 ★教学重点 动量的概念和动量守恒定律 ★教学难点 动量的变化和动量守恒的条件. ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 上节课的探究使我们看到，不论哪一种形式的碰撞，碰撞前后mυ的矢量和保持不变，因此mυ很可能具有特别的物理意义。

(二)进行新课 1.动量(momentum)及其变化 (1)动量的定义：物体的质量与速度的乘积，称为(物体的)动量。记为p=mv.单位：kg·m/s读作“千克米每秒”。

理解要点：

①状态量：动量包含了“参与运动的物质”与“运动速度”两方面的信息，反映了由这两方面共同决定的物体的运动状态，具有瞬时性。

师：大家知道，速度也是个状态量，但它是个运动学概念，只反映运动的快慢和方向，而运动，归根结底是物质的运动，没有了物质便没有运动.显然地，动量包含了“参与运动的物质”和“运动速度”两方面的信息，更能从本质上揭示物体的运动状态，是一个动力学概念.②矢量性：动量的方向与速度方向一致。

师：综上所述：我们用动量来描述运动物体所能产生的机械效果强弱以及这个效果发生的方向，动量的大小等于质量和速度的乘积，动量的方向与速度方向一致。

(2)动量的变化量：

定义：若运动物体在某一过程的始、末动量分别为p和p′，则称：△p= p′-p为物体在该过程中的动量变化。

强调指出：动量变化△p是矢量。方向与速度变化量△v相同。

一维情况下：Δp=mΔυ= mυ2- mΔυ1 矢量差 【例1(投影)】 一个质量是0.1kg的钢球，以6m/s的速度水平向右运动，碰到一个坚硬的障碍物后被弹回，沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动，碰撞前后钢球的动量有没有变化?变化了多少? 【学生讨论，自己完成。老师重点引导学生分析题意，分析物理情景，规范答题过程，详细过程见教材，解答略】 2.系统 内力和外力 【学生阅读讨论，什么是系统?什么是内力和外力?】 (1)系统：相互作用的物体组成系统。

(2)内力：系统内物体相互间的作用力 (3)外力：外物对系统内物体的作用力 〖教师对上述概念给予足够的解释，引发学生思考和讨论，加强理解〗 分析上节课两球碰撞得出的结论的条件：

两球碰撞时除了它们相互间的作用力(系统的内力)外，还受到各自的重力和支持力的作用，使它们彼此平衡。气垫导轨与两滑块间的摩擦可以不计，所以说m1和m2系统不受外力，或说它们所受的合外力为零。

3.动量守恒定律(law of conservation of momentum) (1)内容：一个系统不受外力或者所受外力的和为零，这个系统的总动量保持不变。这个结论叫做动量守恒定律。

公式：m1υ1+ m2υ2= m1υ1′+ m2υ2′ (2)注意点：

① 研究对象：几个相互作用的物体组成的系统(如：碰撞)。

② 矢量性：以上表达式是矢量表达式，列式前应先规定正方向;

③ 同一性(即所用速度都是相对同一参考系、同一时刻而言的) A B ④ 条件：系统不受外力，或受合外力为0。要正确区分内力和外力;

当F内>>F外时，系统动量可视为守恒;

思考与讨论：

如图所示，子弹打进与固定于墙壁的弹簧相连的木块，此系统从子弹开始入射木块到弹簧压缩到最短的过程中，子弹与木块作为一个系统动量是否守恒?说明理由。

分析：此题重在引导学生针对不同的对象(系统)，对应不同的过程中，受力情况不同，总动量可能变化，可能守恒。

〖通过此题，让学生明白：在学习物理的过程中，重要的一项基本功是正确恰当地选取研究对象、研究过程，根据实际情况选用对应的物理规律，不能生搬硬套。〗 【例2(投影)】 质量为30kg的小孩以8m/s的水平速度跳上一辆静止在水平轨道上的平板车，已知平板车的质量为90kg，求小孩跳上车后他们共同的速度。

解：取小孩和平板车作为系统，由于整个系统所受合外为为零，所以系统动量守恒。

规定小孩初速度方向为正，则：

相互作用前：v1=8m/s，v2=0， 设小孩跳上车后他们共同的速度速度为v′，由动量守恒定律得 m1v1=(m1+m2) v′ 解得 v′==2m/s， 数值大于零，表明速度方向与所取正方向一致。

(三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：“问题与练习”2、3、4题 课后补充练习 1.一爆竹在空中的水平速度为υ，若由于爆炸分裂成两块，质量分别为m1和m2，其中质量为m1的碎块以υ1速度向相反的方向运动，求另一块碎片的速度。

2.小车质量为200kg，车上有一质量为50kg的人。小车以5m/s的速度向东匀速行使，人以1m/s的速度向后跳离车子，求：人离开后车的速度。(5.6m/s) 16.3 动量守恒定律(二) ★新课标要求 (一)知识与技能 掌握运用动量守恒定律的一般步骤 (二)过程与方法 知道运用动量守恒定律解决问题应注意的问题，并知道运用动量守恒定律解决有关问题的优点。

(三)情感、态度与价值观 学会用动量守恒定律分析解决碰撞、爆炸等物体相互作用的问题，培养思维能力。

★教学重点 运用动量守恒定律的一般步骤 ★教学难点 动量守恒定律的应用. ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 1.动量守恒定律的内容是什么? 2.分析动量守恒定律成立条件有哪些? 答：①F合=0(严格条件) ②F内 远大于F外(近似条件) ③某方向上合力为0，在这个方向上成立。

(二)进行新课 1.动量守恒定律与牛顿运动定律 师：给出问题(投影教材11页第二段) 学生：用牛顿定律自己推导出动量守恒定律的表达式。

(教师巡回指导，及时点拨、提示) 推导过程：

根据牛顿第二定律，碰撞过程中1、2两球的加速度分别是 ， 根据牛顿第三定律，F1、F2等大反响，即 F1= - F2 所以 碰撞时两球间的作用时间极短，用表示，则有 ， 代入并整理得 这就是动量守恒定律的表达式。

教师点评：动量守恒定律的重要意义 从现代物理学的理论高度来认识，动量守恒定律是物理学中最基本的普适原理之一。(另一个最基本的普适原理就是能量守恒定律。)从科学实践的角度来看，迄今为止，人们尚未发现动量守恒定律有任何例外。相反，每当在实验中观察到似乎是违反动量守恒定律的现象时，物理学家们就会提出新的假设来补救，最后总是以有新的发现而胜利告终。例如静止的原子核发生β衰变放出电子时，按动量守恒，反冲核应该沿电子的反方向运动。但云室照片显示，两者径迹不在一条直线上。为解释这一反常现象，1930年泡利提出了中微子假说。由于中微子既不带电又几乎无质量，在实验中极难测量，直到1956年人们才首次证明了中微子的存在。(2000年高考综合题23 ②就是根据这一历史事实设计的)。又如人们发现，两个运动着的带电粒子在电磁相互作用下动量似乎也是不守恒的。这时物理学家把动量的概念推广到了电磁场，把电磁场的动量也考虑进去，总动量就又守恒了。

2.应用动量守恒定律解决问题的基本思路和一般方法 (1)分析题意，明确研究对象。在分析相互作用的物体总动量是否守恒时，通常把这些被研究的物体总称为系统.对于比较复杂的物理过程，要采用程序法对全过程进行分段分析，要明确在哪些阶段中，哪些物体发生相互作用，从而确定所研究的系统是由哪些物体组成的。

(2)要对各阶段所选系统内的物体进行受力分析，弄清哪些是系统内部物体之间相互作用的内力，哪些是系统外物体对系统内物体作用的外力。在受力分析的基础上根据动量守恒定律条件，判断能否应用动量守恒。

(3)明确所研究的相互作用过程，确定过程的始、末状态，即系统内各个物体的初动量和末动量的量值或表达式。

注意：在研究地面上物体间相互作用的过程时，各物体运动的速度均应取地球为参考系。

(4)确定好正方向建立动量守恒方程求解。

3.动量守恒定律的应用举例 【例1(投影)见教材12页】 【学生讨论，自己完成。老师重点引导学生分析题意，分析物理情景，规范答题过程，详细过程见教材，解答略】 补充例2。

如图所示，在光滑水平面上有A、B两辆小车，水平面的左侧有一竖直墙，在小车B上坐着一个小孩，小孩与B车的总质量是A车质量的10倍。两车开始都处于静止状态，小孩把A车以相对于地面的速度v推出，A车与墙壁碰后仍以原速率返回，小孩接到A车后，又把它以相对于地面的速度v推出。每次推出，A车相对于地面的速度都是v，方向向左。则小孩把A车推出几次后，A车返回时小孩不能再接到A车? A B 分析：此题过程比较复杂，情景难以接受，所以在讲解之前，教师应多带领学生分析物理过程，创设情景，降低理解难度。

解：取水平向右为正方向，小孩第一次 推出A车时 mBv1-mAv=0 即：

v1= 第n次推出A车时：

mAv +mBvn-1=-mAv+mBvn 则：

vn-vn-1=， 所以 vn=v1+(n-1) 当vn≥v时，再也接不到小车，由以上各式得n≥5.5 取n=6 点评：关于n的取值也是应引导学生仔细分析的问题，告诫学生不能盲目地对结果进行“四舍五入”，一定要注意结论的物理意义。

(三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：“问题与练习”4～7题 课后补充练习 1.(2002年全国春季高考试题)在高速公路上发生一起交通事故，一辆质量为15000 kg向南行驶的长途客车迎面撞上了一辆质量为3000 kg向北行驶的卡车，碰后两车接在一起，并向南滑行了一段距离后停止.根据测速仪的测定，长途客车碰前以20 m/s的速度行驶，由此可判断卡车碰前的行驶速率为 A.小于10 m/s B.大于10 m/s小于20 m/s C.大于20 m/s小于30 m/s D.大于30 m/s小于40 m/s 2.如图所示，A、B两物体的质量比mA∶mB=3∶2，它们原来静止在平板车C上，A、B间有一根被压缩了的弹簧，A、B与平板车上表面间动摩擦因数相同，地面光滑.当弹簧突然释放后，则有 A.A、B系统动量守恒 B.A、B、C系统动量守恒 C.小车向左运动 D.小车向右运动 3.把一支枪水平固定在小车上，小车放在光滑的水平面上，枪发射出一颗子弹时，关于枪、弹、车，下列说法正确的是 A.枪和弹组成的系统，动量守恒 B.枪和车组成的系统，动量守恒 C.三者组成的系统，因为枪弹和枪筒之间的摩擦力很小，使系统的动量变化很小，可以忽略不计，故系统动量近似守恒 D.三者组成的系统，动量守恒，因为系统只受重力和地面支持力这两个外力作用，这两个外力的合力为零 4.甲乙两船自身质量为120 kg，都静止在静水中，当一个质量为30 kg的小孩以相对于地面6 m/s的水平速度从甲船跳上乙船时，不计阻力，甲、乙两船速度大小之比：v甲∶v乙=_______.5.(2001年高考试题)质量为M的小船以速度v0行驶，船上有两个质量皆为m的小孩a和b，分别静止站在船头和船尾.现在小孩a沿水平方向以速率v(相对于静止水面)向前跃入水中，然后小孩b沿水平方向以同一速率v(相对于静止水面)向后跃入水中.求小孩b跃出后小船的速度. 6.如图所示，甲车的质量是2 kg，静止在光滑水平面上，上表面光滑，右端放一个质量为1 kg的小物体.乙车质量为4 kg，以5 m/s的速度向左运动，与甲车碰撞以后甲车获得8 m/s的速度，物体滑到乙车上.若乙车足够长，上表面与物体的动摩擦因数为0.2，则物体在乙车上表面滑行多长时间相对乙车静止?(g取10 m/s2) 参考答案：

1.A 2.BC 3.D 4.5∶4 5.因均是以对地(即题中相对于静止水面)的水平速度，所以先后跃入水中与同时跃入水中结果相同. 设小孩b跃出后小船向前行驶的速度为v，取v0为正向，根据动量守恒定律，有 (M+2m)v0=Mv+mv-mv 解得：v=(1+)v0 6.乙与甲碰撞动量守恒： m乙v乙=m乙v乙′+m甲v甲′ 小物体m在乙上滑动至有共同速度v，对小物体与乙车运用动量守恒定律得 m乙v乙′=(m+m乙)v 对小物体应用牛顿第二定律得a=μg 所以t=v/μg 代入数据得t=0.4 s 16.4 碰 撞 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.认识弹性碰撞与非弹性碰撞，认识对心碰撞与非对心碰撞 2.了解微粒的散射 (二)过程与方法 通过体会碰撞中动量守恒、机械能守恒与否，体会动量守恒定律、机械能守恒定律的应用。

(三)情感、态度与价值观 感受不同碰撞的区别，培养学生勇于探索的精神。

★教学重点 用动量守恒定律、机械能守恒定律讨论碰撞问题 ★教学难点 对各种碰撞问题的理解. ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 碰撞过程是物体之间相互作用时间非常短暂的一种特殊过程，因而碰撞具有如下特点：

1.碰撞过程中动量守恒. 提问：守恒的原因是什么?(因相互作用时间短暂，因此一般满足F内>>F外的条件) 2.碰撞过程中，物体没有宏观的位移，但每个物体的速度可在短暂的时间内发生改变. 3.碰撞过程中，系统的总动能只能不变或减少，不可能增加. 提问：碰撞中，总动能减少最多的情况是什么?(在发生完全非弹性碰撞时总动能减少最多) 熟练掌握碰撞的特点，并解决实际的物理问题，是学习动量守恒定律的基本要求. (二)进行新课 1.展示投影片1，内容如下：

如图所示，质量为M的重锤自h高度由静止开始下落，砸到质量为m的木楔上没有弹起，二者一起向下运动.设地层给它们的平均阻力为F，则木楔可进入的深度L是多少? 组织学生认真读题，并给三分钟时间思考. (1)提问学生解题方法，可能出现的错误是：认为过程中只有地层阻力F做负功使机械能损失，因而解之为 Mg(h+L)+mgL-FL=0. 将此结论写在黑板上，然后再组织学生分析物理过程. (2)引导学生回答并归纳：第一阶段，M做自由落体运动机械能守恒.m不动，直到M开始接触m为止.再下面一个阶段，M与m以共同速度开始向地层内运动.阻力F做负功，系统机械能损失. 提问：第一阶段结束时，M有速度，，而m速度为零。下一阶段开始时，M与m就具有共同速度，即m的速度不为零了，这种变化是如何实现的呢? 引导学生分析出来，在上述前后两个阶段中间，还有一个短暂的阶段，在这个阶段中，M和m发生了完全非弹性碰撞，这个阶段中，机械能(动能)是有损失的. (3)让学生独立地写出完整的方程组. 第一阶段，对重锤有：

第二阶段，对重锤及木楔有 Mv+0=(M+m). 第三阶段，对重锤及木楔有 (4)小结：在这类问题中，没有出现碰撞两个字，碰撞过程是隐含在整个物理过程之中的，在做题中，要认真分析物理过程，发掘隐含的碰撞问题. 2.展示投影片2，其内容如下：

如图所示，在光滑水平地面上，质量为M的滑块上用轻杆及轻绳悬吊质量为m的小球，此装置一起以速度v0向右滑动.另一质量也为M的滑块静止于上述装置的右侧.当两滑块相撞后，便粘在一起向右运动，则小球此时的运动速度是多少? 组织学生认真读题，并给三分钟思考时间. (1)提问学生解答方案，可能出现的错误有：在碰撞过程中水平动量守恒，设碰后共同速度为v，则有 (M+m)v0+0=(2M+m)v. 解得，小球速度 (2)教师明确表示此种解法是错误的，提醒学生注意碰撞的特点：即宏观没有位移，速度发生变化，然后要求学生们寻找错误的原因. (3)总结归纳学生的解答，明确以下的研究方法：

①碰撞之前滑块与小球做匀速直线运动，悬线处于竖直方向. ②两个滑块碰撞时间极其短暂，碰撞前、后瞬间相比，滑块及小球的宏观位置都没有发生改变，因此悬线仍保持竖直方向. ③碰撞前后悬线都保持竖直方向，因此碰撞过程中，悬线不可能给小球以水平方向的作用力，因此小球的水平速度不变. ④结论是：小球未参与滑块之间的完全非弹性碰撞，小球的速度保持为v0. (4)小结：由于碰撞中宏观无位移，所以在有些问题中，不是所有物体都参与了碰撞过程，在遇到具体问题时一定要注意分析与区别. 3.展示投影片3，其内容如下：

在光滑水平面上，有A、B两个小球向右沿同一直线运动，取向右为正，两球的动量分别是pA=5kgm/s，pB=7kgm/s，如图所示.若能发生正碰，则碰后两球的动量增量△pA、△pB可能是( ) A.△pA=-3kgm/s;

△pB =3kgm/s B.△pA=3kgm/s;

△pB =3kgm/s C.△pA=-10kgm/s;

△pB =10kgm/s D.△pA=3kgm/s;

△pB =-3kgm/s 组织学生认真审题. (1)提问：解决此类问题的依据是什么? 在学生回答的基础上总结归纳为：

①系统动量守恒;

②系统的总动能不能增加;

③系统总能量的减少量不能大于发生完全非弹性碰撞时的能量减少量;

④碰撞中每个物体动量的增量方向一定与受力方向相同;

⑤如碰撞后向同方向运动，则后面物体的速度不能大于前面物体的速度. (2)提问：题目仅给出两球的动量，如何比较碰撞过程中的能量变化? 帮助学生回忆的关系。

(3)提问：题目没有直接给出两球的质量关系，如何找到质量关系? 要求学生认真读题，挖掘隐含的质量关系，即A追上B并相碰撞， 所以，，即 ， (4)最后得到正确答案为A. 4.展示投影片4，其内容如下：

如图所示，质量为m的小球被长为L的轻绳拴住，轻绳的一端固定在O点，将小球拉到绳子拉直并与水平面成θ角的位置上，将小球由静止释放，则小球经过最低点时的即时速度是多大? 组织学生认真读题，并给三分钟思考时间. (1)提问学生解答方法，可能出现的错误有：认为轻绳的拉力不做功，因此过程中机械能守恒，以最低点为重力势能的零点，有 得 (2)引导学生分析物理过程. 第一阶段，小球做自由落体运动，直到轻绳位于水平面以下，与水平面成θ角的位置处为止.在这一阶段，小球只受重力作用，机械能守恒成立. 下一阶段，轻绳绷直，拉住小球做竖直面上的圆周运动，直到小球来到最低点，在此过程中，轻绳拉力不做功，机械能守恒成立. 提问：在第一阶段终止的时刻，小球的瞬时速度是什么方向?在下一阶段初始的时刻，小球的瞬时速度是什么方向? 在学生找到这两个速度方向的不同后，要求学生解释其原因，总结归纳学生的解释，明确以下观点：

在第一阶段终止时刻，小球的速度竖直向下，既有沿下一步圆周运动轨道切线方向(即与轻绳相垂直的方向)的分量，又有沿轨道半径方向(即沿轻绳方向)的分量.在轻绳绷直的一瞬间，轻绳给小球一个很大的冲量，使小球沿绳方向的动量减小到零，此过程很类似于悬挂轻绳的物体(例如天花板)与小球在沿绳的方向上发生了完全非弹性碰撞，由于天花板的质量无限大(相对小球)，因此碰后共同速度趋向于零.在这个过程中，小球沿绳方向分速度所对应的一份动能全部损失了.因此，整个运动过程按机械能守恒来处理就是错误的. (3)要求学生重新写出正确的方程组. . 解得 (4)小结：很多实际问题都可以类比为碰撞，建立合理的碰撞模型可以很简洁直观地解决问题.下面继续看例题. 5.展示投影片5，其内容如下：

如图所示，质量分别为mA和mB的滑块之间用轻质弹簧相连，水平地面光滑.mA、mB原来静止，在瞬间给mB一很大的冲量，使mB获得初速度v0，则在以后的运动中，弹簧的最大势能是多少? 在学生认真读题后，教师引导学生讨论. (1)mA、mB与弹簧所构成的系统在下一步运动过程中能否类比为一个mA、mB发生碰撞的模型?(因系统水平方向动量守恒，所以可类比为碰撞模型) (2)当弹性势能最大时，系统相当于发生了什么样的碰撞?(势能最大，动能损失就最大，因此可建立完全非弹性碰撞模型) 经过讨论，得到正确结论以后，要求学生据此而正确解答问题，得 到结果为 (三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业 “问题与练习”1～5题 ★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

★教学资料 一维弹性碰撞的普适性结论 新课标人教版选修3-5第15页讨论了一维弹性碰撞中的一种特殊情况(运动的物体撞击静止的物体)，本文旨在在此基础之上讨论一般性情况，从而总结出普遍适用的一般性结论。

在一光滑水平面上有两个质量分别为、的刚性小球A和B，以初速度、运动，若它们能发生碰撞(为一维弹性碰撞)，碰撞后它们的速度分别为和。我们的任务是得出用、、、表达和的公式。

、、、是以地面为参考系的，将A和B看作系统。

由碰撞过程中系统动量守恒，有 ① 有弹性碰撞中没有机械能损失，有 ② 由①得 由②得 将上两式左右相比，可得 即或 ③ 碰撞前B相对于A的速度为，碰撞后B相对于A的速度为，同理碰撞前A相对于B的速度为，碰撞后A相对于B的速度为，故③式为或，其物理意义是：

碰撞后B相对于A的速度与碰撞前B相对于A的速度大小相等，方向相反;

碰撞后A相对于B的速度与碰撞前A相对于B的速度大小相等，方向相反;

故有 [结论1]对于一维弹性碰撞，若以其中某物体为参考系，则另一物体碰撞前后速度大小不变，方向相反(即以原速率弹回)。

联立①②两式，解得 ④ ⑤ 下面我们对几种情况下这两个式子的结果做些分析。

●若，即两个物体质量相等 ， ，表示碰后A的速度变为，B的速度变为 。

故有 [结论2] 对于一维弹性碰撞，若两个物体质量相等，则碰撞后两个物体互换速度(即碰后A的速度等于碰前B的速度，碰后B的速度等于碰前A的速度)。

●若，即A的质量远大于B的质量 这时，，。根据④、⑤两式， 有 ， 表示质量很大的物体A(相对于B而言)碰撞前后速度保持不变。

⑥ ●若，即A的质量远小于B的质量 这时，，。根据④、⑤两式， 有 ， 表示质量很大的物体B(相对于A而言)碰撞前后速度保持不变。

⑦ 综合⑥⑦，可知：

[结论3] 对于一维弹性碰撞，若其中某物体的质量远大于另一物体的质量，则质量大的物体碰撞前后速度保持不变。

至于质量小的物体碰后速度如何，可结合[结论1]和[结论3]得出。

以为例，由[结论3]可知，由[结论1]可知，即，将代入，可得，与上述所得一致。

以上结论就是关于一维弹性碰撞的三个普适性结论。

[练习]如图所示，乒乓球质量为m，弹性钢球质量为M(M>>m)，它们一起自高度h高处自由下落，不计空气阻力，设地面上铺有弹性钢板，球与钢板之间的碰撞及乒乓球与钢球之间的碰撞均为弹性碰撞，试计算钢球着地后乒乓球能够上升的最大高度。

解析：

乒乓球和弹性钢球自状态1自由下落，至弹性钢球刚着地(状态2)时，两者速度相等 则 弹性钢球跟弹性钢板碰撞后瞬间(状态3)，弹性钢球速率仍为v，方向变为竖直向上 紧接着，弹性钢球与乒乓球碰，碰后瞬间(状态4)乒乓球速率变为v′ 由[结论3]可知，弹性钢球与乒乓球碰后弹性钢球速度保持不变(速率仍为v，方向为竖直向上);

由[结论1]可知，弹性钢球与乒乓球碰前瞬间(状态3)乒乓球相对于弹性钢球的速度为2v，方向为竖直向下，弹性钢球与乒乓球碰后瞬间(状态4)乒乓球相对于弹性钢球的速度为2v，方向为竖直向上。

则v′=3v 由得 16.5 反冲运动 火箭 新课标要求 1.内容标准 (1)探究物体弹性碰撞的一些特点。知道弹性碰撞和非弹性碰撞。

(2)通过实验，理解动量和动量守恒定律。能用动量守恒定律定量分析一维碰撞问题。知道动量守恒定律的普遍意义。

例1 火箭的发射利用了反冲现象。

例2 收集资料，了解中子是怎样发现的。讨论动量守恒定律在其中的作用。

(3)通过物理学中的守恒定律，体会自然界的和谐与统一。

2.活动建议 制作“水火箭”。

新课程学习 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.进一步巩固动量守恒定律 2.知道反冲运动和火箭的工作原理，了解反冲运动的应用 3.了解航天技术的发展和应用 (二)过程与方法 理解反冲运动的物理实质，能够运用动量守恒定律分析、解决有关反冲运动的问题。

(三)情感、态度与价值观 培养学生动手动脑的能力，发掘学生探索新知识的潜能。

★教学重点 运用动量守恒定律认识反冲运动的物理实质 ★教学难点 动量守恒定律的应用. ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

铝箔纸，火柴和支架，反击式水轮机转轮的原理模型，礼花，有关航天发射、空间站等的录像带剪辑，投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：用实验方法引入新课：

〖演示实验1〗老师当众吹一个气球，然后，让气球开口向自己放手，看到气球直向学生飞去，人为制造一点“惊险气氛”，活跃课堂氛围。

〖演示实验2〗用薄铝箔卷成一个细管，一端封闭，另一端留一个很细的口，内装由火柴头上刮下的药粉，把细管放在支架上，用火柴或其他办法给细管加热，当管内药粉点燃时，生成的燃气从细口迅速喷出，细管便向相反的方向飞去。

〖演示实验3〗把弯管装在可以旋转的盛水容器的下部，当水从弯管流出时，容器就旋转起来。

提问：实验1、2中，气球、细管为什么会向后退呢?实验3中，细管为什么会旋转起来呢? 看起来很小的几个实验，其中包含了很多现代科技的基本原理：如火箭的发射，人造卫星的上天，大炮发射等。应该如何去解释这些现象呢?这节课我们就学习有关此类的问题。

(二)进行新课 1、反冲运动 (1)分析：细管为什么会向后退? 教师：引导学生自学书本，展开讨论，得出结论：

当气体从管内喷出时，它具有动量，由动量守恒定律可知，细管会向相反方向运动。

(2)分析：反击式水轮机的工作原理：当水从弯管的喷嘴喷出时，弯管因反冲而旋转，这是利用反冲来造福人类，象这样的情况还很多。

学生：交流，举例，并说明其工作原理。如：喷气式飞机、我国人民引以为荣的运载火箭等。

教师：为了使学生对反冲运动有更深刻的印象，此时再做一个发射礼花炮的实验。

学生：分析，礼花为什么会上天? 教师：在学生回答的基础上进行小结——火箭就是根据这个原理制成的。

2、火箭 教师：指导学生看书，对照书上“三级火箭”图，介绍火箭的基本构造和工作原理。

播放课前准备的有关卫星发射、“和平号”空间站、“探路者”号火星探测器以及我国“神舟号”飞船等电视录像，使学生不仅了解航天技术的发展和宇宙航行的知识，而且要学生知道，我国的航天技术已经跨入了世界先进行列，激发学生的爱国热情。

教师：在此基础上，指导学生阅读课后阅读材料——《航天技术的发展和宇宙航行》。

(三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：“问题与练习”1～3题 ★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

16.6 用动量概念表示牛顿第二定律 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.理解动量定理的确切含义和表达式，知道动量定理适用于变力。

2.会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题。

(二)过程与方法 运用牛顿运动定律和运动学公式推导出动量定理表达式。

(三)情感、态度与价值观 通过运用所学知识推导新的规律，培养学生学习的兴趣。激发学生探索新知识的欲望。

★教学重点 理解动量定理的确切含义和表达式 ★教学难点 会用动量定理解释有关物理现象，并能掌握一维情况下的计算问题 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

生鸡蛋、铺有较厚的海绵垫的白铁桶、细线、金属小球、橡皮筋、铁架台等，投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 小实验引入新课：

演示实验1：鸡蛋落地 【演示】事先在一个白铁桶的底部垫上一层海绵(不让学生知道)，让一个鸡蛋从一米多高的地方下落到白铁桶里，事先让学生推测一下鸡蛋的“命运”，然后做这个实验。结果发现并没有象学生想象的那样严重：发现鸡蛋不会被打破! 演示实验2：缓冲装置的模拟 【演示】用细线悬挂一个重物，把重物拿到一定高度，释放后重物下落可以把细线拉断，如果在细线上端拴一段皮筋，再从同样的高度释放，就不会断了。

【让学生在惊叹中开始新课内容】 在日常生活中，有不少这样的事例：跳远时要跳在沙坑里;

跳高时在下落处要放海绵垫子;

从高处往下跳，落地后双腿往往要弯曲;

轮船边缘及轮渡的码头上都装有橡皮轮胎等，这样做的目的是为了什么呢?而在某些情况下，我们又不希望这样，比如用铁锤钉钉子。这些现象中的原因是什么呢?通过我们今天的学习来探究其中的奥秘。

(二)进行新课 1.用动量概念表示牛顿第二定律 师：给出问题(投影) v′ v F 假设一个物体在恒定的合外力作用下，做匀变速直线运动，在t时刻初速度为v，在t′时刻的末速度为v′，试推导合外力的表达式。

学生：用牛顿第二定律F=ma以及匀变速直线运动的公式自己推导。

(教师巡回指导，及时点拨、提示) 推导过程：如图所示，由牛顿第二定律得，物体的加速度 合力F=ma 由于， 所以， (1) 结论：上式表示，物体所受合外力等于物体动量的变化率。这就是牛顿第二定律的另一种表达式。

2.动量定理 教师：将(1)式写成 (2) (师生讨论上式的物理意义) 总结：表达式左边是物体从t时刻到t′时刻动量的变化量，右边是物体所受合外力与这段时间的乘积。(2)式表明，物体动量的变化量，不仅与力的大小和方向有关，还与时间的长短有关，力越大、作用时间越长，物体动量的变化量就越大。这个量反映了力对时间的积累效应。

教师(讲解)：物理学中把力F与作用时间的乘积，称为力的冲量，记为I，即 ，单位：N·s，读作“牛顿秒”。

将(2)式写成 (3) (3)式表明，物体动量的变化量等于物体所受合外力的冲量，这个结论叫做动量定理。

讨论：如果物体所受的力不是恒力，对动量定理的表达式应该怎样理解呢? 教师：引导学生阅读选修3-5教材24页第一段，理解动量定理的过程性。

总结：尽管动量定理是根据牛顿第二定律和运动学的有关公式在恒定合外力的情况下推导出来的。可以证明：

动量定理不但适用于恒力，也适用于随时间变化的变力。对于变力情况，动量定理中的F应理解为变力在作用时间内的平均值。

在实际中我们常遇到变力作用的情况，比如用铁锤钉钉子，球拍击乒乓球等，F F 0 t0 t 钉子和乒乓球所受的作用力都不是恒力，这时变力的作用效果可以等效为某一个恒力的作用，则该恒力就叫变力的平均值，如图所示，是变力与平均力的F-t图象，其图线与横轴所围的面积即为冲量的大小，当两图线面积相等时，即变力与平均力在t0时间内等效。

利用动量定理不仅可以解决匀变速直线运动的问题，还可以解决曲线运动中的有关问题，将较难计算的问题转化为较易计算的问题。

3.动量定理的方向性 例如：匀加速运动合外力冲量的方向与初动量方向相同，匀减速运动合外力冲量方向与初动量方向相反，甚至可以跟初动量方向成任何角度。在中学阶段，我们仅限于初、末动量的方向、合外力的方向在同一直线上的情况(即一维情况)，此时公式中各矢量的方向可以用正、负号表示，首先要选定一个正方向，与正方向相同的矢量取正值，与正方向相反的矢量取负值。

v′ v 如图所示，质量为m的球以速度v向右运动，与墙壁碰撞后反弹的速度为v’，碰撞过程中，小球所受墙壁的作用力F的方向向左。若取向左为正方向，则小球所受墙壁的作用力为正值，初动量取负值，末动量取正值，因而根据动量定理可表示为Ft=p′一p=mv′一(一mv)=mv′十mv。此公式中F、v、v′均指该物理量的大小(此处可紧接着讲课本上的例题)。

小结：公式Ft= p′一P=△p是矢量式，合外力的冲量的方向与物体动量变化的方向相同。合外力冲量的方向可以跟初动量方向相同，也可以相反。

演示实验3：小钢球碰到坚硬大理石后返回 4.应用举例 下面，我们应用动量定理来解释鸡蛋下落是否会被打破等有关问题。

鸡蛋从某一高度下落，分别与石头和海绵垫接触前的速度是相同的，也即初动量相同，碰撞后速度均变为零，即末动量均为零，因而在相互作用过程中鸡蛋的动量变化量相同。而两种情况下的相互作用时间不同，与石头碰时作用时间短，与海绵垫相碰时作用时间较长，由Ft=△p知，鸡蛋与石头相碰时作用大，会被打破，与海绵垫相碰时作用力较小，因而不会被打破。

接着再解释用铁锤钉钉子、跳远时要落入沙坑中等现象。在实际应用中，有的需要作用时间短，得到很大的作用力而被人们所利用，有的需要延长作用时间(即缓冲)减少力的作用。请同学们再举些有关实际应用的例子。加强对周围事物的观察能力，勤于思考，一定会有收获。

接着再解释缓冲装置。

在实际应用中，有的需要作用时间短，得到很大的作用力，而被人们所利用;

有的要延长作用时间而减少力的作用，请同学们再举出一些有关实际应用的例子，加强对周围事物的观察，勤于思考，一定会有收获。

例题(投影教材24页例题，师生讨论) (三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：“问题与练习”1～4题 ★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

17.1 能量量子化：物理学的新纪元 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解什么是热辐射及热辐射的特性，了解黑体与黑体辐射 2.了解黑体辐射的实验规律，了解黑体热辐射的强度与波长的关系 3.了解能量子的概念 (二)过程与方法 了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。

(三)情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

★教学重点 能量子的概念 ★教学难点 黑体辐射的实验规律 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：介绍能量量子化发现的背景：(多媒体投影，见课件。) 19世纪末页，牛顿定律在各个领域里都取得了很大的成功：在机械运动方面不用说，在分子物理方面，成功地解释了温度、压强、气体的内能。在电磁学方面，建立了一个能推断一切电磁现象的 Maxwell方程。另外还找到了力、电、光、声----等都遵循的规律---能量转化与守恒定律。当时许多物理学家都沉醉于这些成绩和胜利之中。他们认为物理学已经发展到头了。

1900年，在英国皇家学会的新年庆祝会上，著名物理学家开尔文作了展望新世纪的发言：“科学的大厦已经基本完成，后辈的物理学家只要做一些零碎的修补工作就行了。” 也就是说：物理学已经没有什么新东西了，后一辈只要把做过的实验再做一做，在实验数据的小数点后面在加几位罢了! 但开尔文毕竟是一位重视现实和有眼力的科学家，就在上面提到的文章中他还讲到：

“但是，在物理学晴朗天空的远处，还有两朵令人不安的乌云，----” 这两朵乌云是指什么呢? 一朵与黑体辐射有关，另一朵与迈克尔逊实验有关。

然而， 事隔不到一年(1900年底)，就从第一朵乌云中降生了量子论，紧接着(1905年)从第二朵乌云中降生了相对论。经典物理学的大厦被彻底动摇，物理学发展到了一个更为辽阔的领域。正可谓“山重水复疑无路， 柳暗花明又一村”。

点出课题：我们这节课就来体验物理学新纪元的到来――能量量子化的发现 (二)进行新课 1.黑体与黑体辐射 教师：在了解什么是黑体与黑体辐射之前，请同学们先阅读教材，了解一下什么是热辐射。

学生：阅读教材关于热辐射的描述。

教师：通过课件展示，加深学生对热辐射的理解。并通过课件展示，使学生进一步了解热辐射的特点，为黑体概念的提出准备知识。

(1)热辐射现象 固体或液体，在任何温度下都在发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到激发而发射电磁波的现象称为热辐射。

所辐射电磁波的特征与温度有关。

例如：铁块 温度↑ 从看不出发光到暗红到橙色到黄白色 从能量转化的角度来认识，是热能转化为电磁能的过程。

(2)黑体 教师：除了热辐射之外，物体表面还会吸收和反射外界射来的电磁波。不同的物体吸收和反射电磁波的能力是不一样的。

黑体模型 概念：能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体，称为绝对黑体，简称黑体。

教师：课件展示黑体模型。

不透明的材料制成带小孔的的空腔，可近似看作黑体。如图所示。

研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。

2.黑体辐射的实验规律 教师：引导学生阅读教材“黑体辐射的实验规律”，接合课件展示，讲解黑体辐射的实验规律。如图所示。

黑体热辐射的强度与波长的关系：随着温度的升高，一方面，各种波长的辐射强度都有增加，另一方面，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动。

教师：提出问题，设置疑问。怎样解释黑体辐射的实验规律呢? 在新的理论诞生之前，人们很自然地要依据热力学和电磁学规律来解释。德国物理学家维恩和英国物理学家瑞利分别提出了辐射强度按波长分布的理论公式。结果导致理论与实验规律不符，甚至得出了非常荒谬的结论，当时被称为“紫外灾难”。

课件展示：瑞利--金斯线。见课件。

0 1 2 3 4 5 6 (μm) 1700K 1500K λ 1300K 1100K 实验结果 3.能量子：超越牛顿的发现 教师：利用已有的理论解释黑体辐射的规律，导致了荒谬的结果。必然会促使人们去发现新的理论。这就是能量子概念。

1900年，德国物理学家普朗克提出能量量子化假说：辐射黑体分子、原子的振动可看作谐振子，这些谐振子可以发射和吸收辐射能。但是这些谐振子只能处于某些分立的状态，在这些状态中，谐振子的能量并不象经典物理学所允许的可具有任意值。相应的能量是某一最小能量ε(称为能量子)的整数倍，即：ε， 1ε，2ε，3ε，...nε，n为正整数，称为量子数。

对于频率为ν的谐振子最小能量为 这个最小能量值，就叫做能量子 课件展示：普朗克的能量子假说和黑体辐射公式 (1)黑体辐射公式1900.10.19 普朗克在德国物理学会会议上提出一个黑体辐射公式 普朗克后来又为这种与经典物理格格不入的观念深感不安，只是在经过十多年的努力证明任何复归于经典物理的企图都以失败而告终之后，他才坚定地相信h的引入确实反映了新理论的本质。

1918年普朗克荣获了诺贝尔物理学奖。

他的墓碑上只刻着他的姓名和 黑体辐射的研究卓有成效地展现在人们的眼前，紫外灾难的疑点找到了，为人类解决了一大难题。使热爱科学的人们又一次倍感欣慰，但真理与谬误之争就此平息了吗? 没有。

物理难题：1888年，霍瓦(Hallwachs)发现一个带负电的金属板被紫外光照射会放电。近10年以后，1897年，汤姆孙发现了电子 ，此时，人们认识到那就是从金属表面射出的电子，后来，这些电子被称作光电子(photoelectron)，相应的效应叫做光电效应。人们本着对光的完美理论(光的波动性、电磁理论)进行解释会出现什么结果?明天，我们就继续学习“科学的转折：光的粒子性” (三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：“问题与练习”1、2、3题 ★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

17.2 科学的转折：光的粒子性 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.通过实验了解光电效应的实验规律。

2.知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。

3.了解康普顿效应，了解光子的动量 (二)过程与方法 经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。

(三)情感、态度与价值观 领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

★教学重点 光电效应的实验规律 ★教学难点 爱因斯坦光电效应方程以及意义 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 2 课时 ★教学过程 (一)引入新课 提问：回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程? (多媒体投影，见课件。) 学生回顾、思考，并回答。

教师倾听、点评。

光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光还是横波。19世纪60年代，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。然而，出人意料的是，正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。

(二)进行新课 1.光电效应 教师：实验演示。(课件辅助讲述) 用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连)，使验电 器张角增大到约为 30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。

学生：认真观察实验。

教师提问：上述实验说明了什么? 学生：表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。

概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做光电子。

2.光电效应的实验规律 (1)光电效应实验 如图所示，光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出----光电子。

光电子在电场作用下形成光电流。

概念：遏止电压 将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。

当 K、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 Uc 时，光电流恰为0。

Uc称遏止电压。

根据动能定理，有 (2)光电效应实验规律 ① 光电流与光强的关系 饱和光电流强度与入射光强度成正比。

② 截止频率νc ----极限频率 对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc 。

当入射光频率ν>νc 时，电子才能逸出金属表面;

当入射光频率ν <νc时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。

③ 光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s。

3.光电效应解释中的疑难 经典理论无法解释光电效应的实验结果。

经典理论认为，按照经典电磁理论，入射光的光强越大，光波的电场强度的振幅也越大，作用在金属中电子上的力也就越大，光电子逸出的能量也应该越大。也就是说，光电子的能量应该随着光强度的增加而增大，不应该与入射光的频率有关，更不应该有什么截止频率。

光电效应实验表明：饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率，即使光强很弱也有光电流;

频率低于极限频率时，无论光强再大也没有光电流。

光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。

为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。

4.爱因斯坦的光量子假设 (1)内容 光不仅在发射和吸收时以能量为hν的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。也就是说，频率为ν 的光是由大量能量为 E =hν的光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。

(2)爱因斯坦光电效应方程 在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W0，另一部分变为光电子逸出后的动能 Ek 。由能量守恒可得出：

W0为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功 Wk为光电子的最大初动能。

(3)爱因斯坦对光电效应的解释：

①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。

②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。

③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系 ④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：

爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。

5.光电效应理论的验证 美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效应”实验，结果在1915年证实了爱因斯坦光电效应方程，h 的值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子”理论的正确。

展示演示文稿资料：爱因斯坦和密立根 由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律，荣获1921年诺贝尔物理学奖。

密立根由于研究基本电荷和光电效应，特别是通过著名的油滴实验，证明电荷有最小单位。获得1923年诺贝尔物理学奖。

点评：应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神。

例题 (教材36页) 学生通过运算得出相应的正确结果。

点评：理论联系实际，适量的练习题可以进一步巩固和掌握所学理论知识。

6.光电效应在近代技术中的应用 (1)光控继电器 可以用于自动控制，自动计数、自动报警、自动跟踪等。

(2)光电倍增管 可对微弱光线进行放大，可使光电流放大105~108倍，灵敏度高，用在工程、天文、科研、军事等方面。

7.康普顿效应 (1)光的散射 光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。

(2)康普顿效应 1923年康普顿在做 X 射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线，其波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长 和散射物质都无关。

(3)康普顿散射的实验装置与规律：

按经典电磁理论：如果入射X光是某种波长的电磁波，散射光的波长是不会改变的! 散射中出现的现象，称为康普顿散射。

康普顿散射曲线的特点：

① 除原波长外出现了移向长波方向的新的散射波长 ② 新波长随散射角的增大而增大。

波长的偏移为 波长的偏移只与散射角有关，而与散射物质种类及入射的X射线的波长无关， = 0.0241Å=2.41×10-3nm(实验值) 称为电子的Compton波长 只有当入射波长与可比拟时，康普顿效应才显著，因此要用X射线才能观察到康普顿散射，用可见光观察不到康普顿散射。

(4)经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难 ①根据经典电磁波理论，当电磁波通过物质时，物质中带电粒子将作受迫振动，其频率等于入射光频率，所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。

②无法解释波长改变和散射角的关系。

(5)光子理论对康普顿效应的解释 ①若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长。

②若光子和束缚很紧的内层电子相碰撞，光子将与整个原子交换能量，由于光子质量远小于原子质量，根据碰撞理论， 碰撞前后光子能量几乎不变，波长不变。

③因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改变和散射角有关。

(6)康普顿散射实验的意义 ①有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设;

②首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设;

③证实了在微观世界的单个碰撞事件中，动量和能量守恒定律仍然是成立的。

展示演示文稿资料：康普顿 康普顿的成功也不是一帆风顺的，在他早期的几篇论文中，一直认为散射光频率的改变是由于“混进来了某种荧光辐射”;

在计算中起先只考虑能量守恒，后来才认识到还要用动量守恒。

康普顿于1927年获诺贝尔物理奖。

展示演示文稿资料：吴有训对研究康普顿效应的贡献 1923年，吴有训参加了发现康普顿效应的研究工作.1925—1926年，吴有训用银的X射线(=5.62nm) 为入射线，以15种轻重不同的元素为散射物质，在同一散射角( )测量各种波长的散射光强度，作了大量X射线散射实验。对证实康普顿效应作出了重要贡献。

点评：应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神。

(7)光子的能量和动量 说明：动量能量是描述粒子的，频率和波长则是用来描 述波的 (三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：“问题与练习”1～6题。

★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

17.3 崭新的一页：粒子的波动性 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解光既具有波动性，又具有粒子性。

2.知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性。

3.知道德布罗意波的波长和粒子动量关系。

(二)过程与方法 1.了解物理真知形成的历史过程。

2.了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性。

3.知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。

(三)情感、态度与价值观 1.通过学生阅读和教师介绍讲解，使学生了解科学真知的得到并非一蹴而就，需要经过一个较长的历史发展过程，不断得到纠正与修正。

2.通过相关理论的实验验证，使学生逐步形成严谨求实的科学态度。

3.通过了解电子衍射实验，使学生了解创造条件来进行有关物理实验的方法。

★教学重点 实物粒子和光子一样具有波粒二象性，德布罗意波长和粒子动量关系。

★教学难点 实物粒子的波动性的理解。

★教学方法 学生阅读-讨论交流-教师讲解-归纳总结 ★教学用具：

课件：PP演示文稿(科学家介绍，本节知识结构)。多媒体教学设备。

★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 提问：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现，那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢?请同时举出相应的事实基础。

学生阅读课本、思考后回答：光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性。(分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实)。

点评：让学生阅读课本内容结合前面所学知识进行归纳总结，形成正确观点。

教师：原来我们不能片面地认识事物，能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗? 学生举例说明：例如哲学中对事物的辨正观点等。

点评：培养学生对事物或规律的全面把握，并与与其他学科进行横向渗透联系。

(二)进行新课 1、光的波粒二象性 教师：讲述光的波粒二象性。

在学生的辨析说明下进行归纳整理。

(1)我们所学的大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。

光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。

(2)光子在空间各点出现的概率遵从波动规律，物理学中把光波叫做概率波。

点评：通过学生归纳总结形成结论，教师再进行讲解，学生容易接受。充分注重知识的学生自主形成过程。

2、光子的能量与频率以及动量与波长的关系。

让学生找到更多的关系公式：= 提问：受此启发，人们想到：同样作为物质的实物粒子(如电子、原子、分子等)是否也具有波动性呢? 学生阅读课本“粒子的波动性”。

点评：让学生带着问题阅读，提高阅读的效率，培养学生从课文材料中提取有关信息的能力。

3、粒子的波动性 提问：谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子?只是因为他大胆吗? 学生回答：法国科学家德布罗意考虑到普朗克能量子和爱因斯坦光子理论的成功，大胆地把光的波粒二象性推广到实物粒子。

展示演示文稿资料：有关德布罗意。

点评：使学生了解对知识理论的推广和假设并不是一味 的凭空猜想，而是有一定的理论或事实基础。

(1)德布罗意波 实物粒子也具有波动性，这种波称之为物质波，也叫德布罗意波。

(2)物质波波长 = 提问：各物理量的意义? 学生回答：为德布罗意波长，h为普朗克常量，p为粒子动量。

点评：对物理原理公式的理解关键在于对各物理量意义的理解。

讲述：当时这一观点超出了人们的想象，不被人们所接受，历史上类似的事例我们还知道那些? 学生回答：伽利略的两个铁球同时落地等。

点评：使学生了解正确的知识理论往往并不是一提出就能被大家所接受的。

教师：让学生带着问题阅读课本有关内容，为什么德布罗意波观点很难通过实验验证?又是在怎样的条件下使实物粒子的波动性得到了验证? 4.物质波的实验验证 提问：粒子波动性难以得到验证的原因? 学生阅读教材后回答：宏观物体的波长比微观粒子的波长小得多，这在生活中很难找到能发生衍射的障碍物，所以我们并不认为它有波动性.作为微观粒子的电子，其德布罗意波波长为10-10m数量级，找与之相匹配的障碍物也非易事. 点评：让学生知受实际条件的限制而使很多理论在开始都处于假设阶段，不易被人们接受。

例题：某电视显像管中电子的运动速度是4.0×107m/s;

质量为10g的一颗子弹的运动速度是200m/s.分别计算它们的德布罗意波长. 引导学生分析，学生解答：根据公式计算得1.8×10-11m和3.3×10-34m 点评：通过具体计算使学生对实物粒子的德布罗意波长有感性认识，进一步理解实物粒子波动性验证的困难。

说明：由计算结果知，通常生活中观察不到实物波动特性征的原因。

展示演示文稿资料：电子波动性的发现者———戴维森和小汤姆逊 (电子波动性的发现,使得德布罗意由于提出实物粒子具有波动性这一假设得以证实,并因此而获得1929年诺贝尔物理学奖.而戴维森和小汤姆逊由于发现了电子的波动性也同获1937年诺贝尔物理学奖) 学生阅读有关物理学历史资料，了解物理学有关知识的形成建立和发展的真是过程。

点评：应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神。

教师：讲述电子衍射实验：1927年，两位美国物理学家使电子束投射到镍的晶体上，得到了电子束的衍射图案.从而证实了德布罗意的假设。

学生了解更具体的相关历史资料。

点评：增加真实感，使学生初步体会如何创造条件进行科学实验探索，体会其中的奇妙之处。

讲述：除了电子以外，后来还陆续证实了质子、中子以及原子、分子的波动性。

点评：引用更多实验事实来增强对理论的证明。

提问：衍射现象对高分辨率的显微镜有影响否?如何改进? 学生阅读课本材料：显微镜的分辨本领。

点评：对所学知识进行拓展，加强对实际生产生活应用的联系。

(三)课堂小结 教师活动：本节课我们学习了光的本质，即光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性。注意对光的本质的全面把握。学习了得到实验事实验证的实物粒子波动性，其对应的波称之为物质波，注意掌握物质波的计算公式。

点评：反思小节为学生提供本节内容的主要知识框架，有利于学生对所学知识的及时巩固和知识重点的把握。

(四)作业：

复习本节教材 思考教材第43页“问题与练习”中各题，预做回答。

点评：加深对课堂所学知识的理解和掌握，联系实际对所学内容进行应用。

★教学体会 本节课作为近代物理部分内容，比较抽象，学生没有生活经验和感观认识，也没有演示实验可以做，在课堂上注意以学生为主导，通过补充的一些史料，加深学生感受，让学生阅读思考后归纳得出结论，同样能收到好的效果。

(1)在有关事实和已知观点基础下，归纳光的本性，培养学生注意全面把握物理规律和全面把握物理规律的能力。

(2)课本材料和补充的史料让学生先行阅读，通过思考、辨析后归纳得出正确结论，比教师一人讲解更具有真实感和说服力。同时也培养了学生阅读材料提取有关信息的能力。

(3)对于难以理解的粒子的波动性，并且实际条件不允许进行实验验证，必须充分展示真实的历史资料，加强说服力。同时通过对历史上创造条件进行实验验证的方法学习，使学生初步体会如何创造条件进行科学实验探索，体会其中的奇妙之处，增强进行科学探索的兴趣。

§17.4 概率波 【教学目标】 (一)知识与技能 1.了解微粒说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题. 2.了解波动说的基本观点及对光学现象的解释和所遇到的问题. 3.了解事物的连续性与分立性是相对的，了解光既有波动性，又有粒子性. 4.了解光是一种概率波. (二)过程与方法 1.领悟什么是概率波 2.了解物理学中物理模型的特点初步掌握科学抽象这种研究方法 3.通过数形结合的学习，认识数学工具在物理科学中的作用 (三)情感、态度与价值观 理解人类对光的本性的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程.根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说.人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识光的本性的. 【重点难点】 1、重点：人类对光的本性的认识的发展过程. 2、难点：对量子化、波粒二象性、概率波等概念的理解 【授课内容】 一、经典的粒子和经典的波 在经典物理学的观念中，，人们形成了一种观念，物质要么具有粒子性，要么具有波动性，非此即彼。任意时刻的确定位置和速度以及空中的确定轨道，是经典物理学粒子运动的基本特征。与经典的粒子不同，经典的波在空间中是弥散开来的，其特征是具有频率和波长，也就是具有时空的周期性。

显而易见，在经典物理学中，波和粒子是两种不同的研究对象，具有非常不同的表现。那么，为什么光和微观粒子既表现有波动性又表现有粒子性的双重属性呢? 学生跟随老师的讲述对于原来所学的相关知识进行自主的回顾和归纳整理。

点评：对于已经学习过的知识可以穿插在平常的教学过程中时常进行温习反思和类比迁移，多次反复一定可以帮助学生更好的掌握和利用知识。

[问题]：在微观世界中，如何把波的图象与粒子的图象统一起来呢? 学生思考、讨论后给出一些答复，就各种答案加以分析提炼总结。

点评：给学生一定的自主学习的时间和空间效果比被动的接受知识要好，能够更加有效的培养他们的学习主动性和能动性。

二、概率波 1、德布罗意波的统计解释 1926年，德国物理学玻恩 (Born ， 1882--1972) 提出了概率波，认为个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但是大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。

展示演示文稿资料：玻恩 点评：应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神。

2、概率波对光的双缝衍射现象的解释：

光是一种粒子，它和物质的作用是“一份一份”地进行的.用很弱的光做双缝干涉实验.从光子打在胶片上的位置，我们发现了规律性. 　实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只出现一些无规则分布的点子，那些点子是光子打在底片上形成的，如果曝光时间足够长，我们无法把它们区分开，因此看起来是连续的.单个光子通过双缝后的落点无法预测,但是研究很多光子打在胶片上的位置,我们发现了规律性:光子落在某些条形区域内的可能性较大.这些条形区域正是某种波通过双缝后发生干涉时振幅加强的区域.这个现象表明，光子在空间各点出现的可能性的大小(概率)，正是由于这个原因，1926年德国的物理学家波恩指出：虽然不能肯定某个光子落在哪一点，但由屏上各处明暗不同可知，光子落在各点的概率是不一样的，即光子落在明纹处的概率大，落在暗纹处的概率小。这就是说，光子在空间出现的概率可以通过波动的规律确定，所以，从光子的概念上看，光波是一种概率波。

物理学中把光波叫做概率波.概率表征某一事物出现的可能性.经过长期的探索，人们对光的认识越来越深入了.光既是一种波,又是一种粒子,光既表现出波动性又表现出粒子性.而在我们的经验中找不到既是波,又是粒子的东西.这是因为我们的经验局限于宏观物体的运动,微观世界的某些属性与宏观世界不同，我们从来没有过类似的经历.随着人类的认识范围不断扩展，不可能直接感知的事物出现在我们面前.在这种情况下我们就要设想一种模型，尽管以日常经验来衡量，这个模型的行为十分古怪，但是只要能与实验结果一致，它就能够在一定范围内正确代表所研究的对象.3、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：

讲述：大量光子行为显示波动性;

个别光子行为显示粒子性;

光的波长越长，波动性越强;

光的波长越短，粒子性越强 4、概率波对物质波的双缝衍射现象的解释 对于电子和其他微观粒子，由于同样具有波粒二象性，所以与它们相联系的物质波也是概率波。也就是说，单个粒子位置是不确定的。对于大量粒子，这种概率分布导致确定的宏观结果。

总之，按光子的模型，用统计观点看待单个粒子与粒子总体的联系，并将波的观点与粒子观点结合起来了，但这里的波是特殊意义的波，因而被称为“概率波”. 这种对物质波衍射与实物粒子的波粒二象性的理解，称作统计解释或概率解释. 点评：存疑——求解，人类社会的不断发展和科学技术的日益进步都是在这样的情景下取得。

三、课堂小结 教师活动：光既具有波动性，又具有粒子性。

既不可把光看成宏观观念中的波，也不可把光看成宏观观念中的粒子。

学生在老师进行小结的同时可以同步把自己对于本节课的内容小结进行参照对比，查漏补缺。

点评：课堂小结有利于学生对当堂课的内容形成完善的知识框架，强化理解和把握一些知识重点和难点。

四、作业：完成讲义相应练习 ★教学体会 17.5 不确定关系 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解不确定关系的概念和相关计算. 2.了解物理模型与物理现象 (二)过程与方法 经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。

(三)情感、态度与价值观 能领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

★教学重点 不确定关系的概念 ★教学难点 对不确定关系的定量应用 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 提问：对光的本性的认识? 学生思考、回答：光具有波动性和粒子性，是一种概率波。

设疑：既然光是粒子，那么它的运动还遵守牛顿运动定律吗?还能用质点的位置和动量来描述它的运动吗? 点评：引发学生的好奇心，激发学习的兴趣。

教师：回答是否定的。光子的运动具有不确定性。这节课我们就来学习有关知识。

(二)进行新课 1.德布罗意波的统计解释 1926年，德国物理学玻恩 (Born ， 1882--1972) 提出了概率波，认为个别微观粒子在何处出现有一定的偶然性，但是大量粒子在空间何处出现的空间分布却服从一定的统计规律。

展示演示文稿资料：玻恩 点评：应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神。

2.经典波动与德布罗意波(物质波)的区别 讲述：经典的波动(如机械波、电磁波等)是可以测出的、实际存在于空间的一种波动。而德布罗意波(物质波)是一种概率波。简单的说，是为了描述微观粒子的波动性而引入的一种方法。

3.不确定度关系(uncertainty relatoin) 经典力学：运动物体有完全确定的位置、动量、能量等。

微观粒子：位置、动量等具有不确定量(概率)。

(1)电子衍射中的不确定度 展示演示文稿资料：

如图所示，一束电子以速度 v 沿 oy 轴射向狭缝。

电子在中央主极大区域出现的几率最大。

讲述：在经典力学中，粒子(质点)的运动状态用位置坐标和动量来描述，而且这两个量都可以同时准确地予以测定。然而，对于具有二象性的微观粒子来说，是否也能用确定的坐标和确定的动量来描述呢? 下面我们以电子通过单缝衍射为例来进行讨论。

设有一束电子沿oy轴射向屏AB上缝宽为a的狭缝，于是，在照相底片CD上，可以观察到如下图所示的衍射图样。如果我们仍用坐标x和动量p来描述这一电子的运动状态，那么，我们不禁要问：一个电子通过狭缝的瞬时，它是从缝上哪一点通过的呢?也就是说，电子通过狭缝的瞬时，其坐标x为多少?显然，这一问题，我们无法准确地回答，因为此时该电子究竟在缝上哪一点通过是无法确定的，即我们不能准确地确定该电子通过狭缝时的坐标。

研究表明：

对于第一衍射极小， 式中为电子的德布罗意波长。

电子的位置和动量分别用x和p来表示。

电子通过狭缝的瞬间，其位置在 x 方向上的不确定量为 同一时刻，由于衍射效应，粒子的速度方向有了改变，缝越小，动量的分量 px变化越大。

分析计算可得：

式中h为普朗克常量。这就是著名的不确定性关系，简称不确定关系。

上式表明：

①许多相同粒子在相同条件下实验，粒子在同一时刻并不处在同一位置。

②用单个粒子重复，粒子也不在同一位置出现。

例题解析：

例1.一颗质量为10g 的子弹，具有200m·s-1的速率， 若其动量的不确定范围为动量的0.01%(这在宏观范围是十分精确的了)，则该子弹位置的不确定量范围为多大? 解：子弹的动量 动量的不确定范围 由不确定关系式，得子弹位置的不确定范围 我们知道，原子核的数量级为10-15m，所以，子弹位置的不确定范围是微不足道的。可见子弹的动量和位置都能精确地确定，不确定关系对宏观物体来说没有实际意义。

例2.一电子具有200 m/s的速率，动量的不确定 范围为动量的0.01%(这已经足够精确了)，则该电子的位置不确定范围有多大? 解: 电子的动量为 动量的不确定范围 由不确定关系式，得电子位置的不确定范围 我们知道原子大小的数量级为10-10m，电子则更小。在这种情况下，电子位置的不确定范围比原子的大小还要大几亿倍，可见企图精确地确定电子的位置和动量已是没有实际意义。

4.微观粒子和宏观物体的特性对比 宏观物体 微观粒子 具有确定的坐标和动量，可用牛顿力学描述。

没有确定的坐标和动量，需用量子力学描述。

有连续可测的运动轨道，可追踪各个物体的运动轨迹。

有概率分布特性，不可能分辨出各个粒子的轨迹。

体系能量可以为任意的、连续变化的数值。

能量量子化 。

不确定度关系无实际意义 遵循不确定度关系 5.不确定关系的物理意义和微观本质 (1)物理意义：

微观粒子不可能同时具有确定的位置和动量。粒子位置的不确定量越小，动量的不确定量就越大，反之亦然。

(2) 微观本质：

是微观粒子的波粒二象性及粒子空间分布遵从统计规律的必然结果。

不确定关系式表明：

① 微观粒子的坐标测得愈准确() ，动量就愈不准确() ;

微观粒子的动量测得愈准确() ，坐标就愈不准确() 。

但这里要注意，不确定关系不是说微观粒子的坐标测不准;

也不是说微观粒子的动量测不准;

更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准;

而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准。

② 为什么微观粒子的坐标和动量不能同时测准? 这是因为微观粒子的坐标和动量本来就不同时具有确定量。这本质上是微观粒子具有波粒二象性的必然反映。

由以上讨论可知，不确定关系是自然界的一条客观规律，不是测量技术和主观能力的问题。

③ 不确定关系提供了一个判据：

当不确定关系施加的限制可以忽略时，则可以用经典理论来研究粒子的运动。

当不确定关系施加的限制不可以忽略时，那只能用量子力学理论来处理问题。

(三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：“问题与练习”1～4题。

★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

18.1 电子的发现 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解阴极射线及电子发现的过程 2.知道汤姆孙研究阴极射线发现电子的实验及理论推导 (二)过程与方法 培养学生对问题的分析和解决能力，初步了解原子不是最小不可分割的粒子。

(三)情感、态度与价值观 理解人类对原子的认识和研究经历了一个十分漫长的过程，这一过程也是辩证发展的过程.根据事实建立学说，发展学说，或是决定学说的取舍，发现新的事实，再建立新的学说.人类就是这样通过光的行为，经过分析和研究，逐渐认识原子的。

★教学重点 阴极射线的研究 ★教学难点 汤姆孙发现电子的理论推导 ★教学方法 实验演示和启发式综合教学法 ★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。这种认识一直统治了人类思想近两千年。直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。

(二)进行新课 1.阴极射线 讲述：气体分子在高压电场下可以发生电离，使本来不带电的空气分子变成具有等量正、负电荷的带电粒子，使不导电的空气变成导体。

设疑：是什么原因让空气分子变成带电粒子的?带电粒子从何而来的? 科学家在研究气体导电时发现了辉光放电现象。

史料：1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象。德国物理学家戈德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。所以他把这种未知射线称之为阴极射线。

对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学研究，主要形成了两种观点。

(1)电磁波说：代表人物，赫兹。认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。

(2)粒子说：代表人物，汤姆孙。认为这种射线的本质是一种高速粒子流。

思考：你能否设计一个实验来进行阴极射线的研究，能通过实验现象来说明这种射线是一种电磁波还是一种高速粒子流。

如果出现什么样的现象就可以认为这是一种电磁波，如果出现其他什么样的现象就可以认为这是一种高速粒子流，并能否测定这是一种什么粒子。

2.汤姆孙的研究 英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。

实验装置如图所示， C C1 C2 l Y A¢ S + - + 磁场 从高压电场的阴极发出的阴极射线，穿过C1C2后沿直线打在荧光屏A'上。

(1)当在平行极板上加一如图所示的电场，发现阴极射线打在荧光屏上的位置向下偏，则可判定，阴极射线带有负电荷。

(2)为使阴极射线不发生偏转，则请思考可在平行极板区域采取什么措施。

在平行极板区域加一磁场，且磁场方向必须垂直纸面向外。当满足条件 时，则阴极射线不发生偏转。

则：

(3)根据带电的阴极射线在电场中的运动情况可知，其速度偏转角为：

x L 萤幕 D S S O 电场E A y + - e m y1 y2 + v0 v 又因为：

且 则：

根据已知量，可求出阴极射线的比荷。

思考：利用磁场使带电的阴极射线发生偏转，能否根据磁场的特点和带电粒子在磁场中的运动规律来计算阴极射线的比荷? 汤姆孙发现，用不同材料的阴极和不同的方法做实验，所得比荷的数值是相等的。这说明，这种粒子是构成各种物质的共有成分。并由实验测得的阴极射线粒子的比荷是氢离子比荷的近两千倍。若这种粒子的电荷量与氢离子的电荷量机同，则其质量约为氢离子质量的近两千分之一。汤姆孙后续的实验粗略测出了这种粒子的电荷量确实与氢离子的电荷量差别不大，证明了汤姆孙的猜测是正确的。汤姆生把新发现的这种粒子称之为电子。

电子的电荷量 e=1.60217733×10-19C 第一次较为精确测量出电子电荷量的是美国物理学家密立根利用油滴实验测量出的。

密立根通过实验还发现，电荷具有量子化的特征。即任何电荷只能是e的整数倍。

电子的质量 m=9.1093897×10-31kg 阅读书本材料：P55科学足迹 【课堂例题】 A B 例题1、一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方，放一通电直导线AB时，发现射线径迹向下偏，则：( ) A.导线中的电流由A流向B B.导线中的电流由B流向A C.若要使电子束的径迹往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现 D.电子束的径迹与AB中的电流方向无关 A B U0 v0 + + + + - - - - 例题2、有一电子(电荷量为e)经电压为U0的电场加速后，进入两块间距为d，电压为U的平行金属板间，若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场，求：

(1)金属板AB的长度 (2)电子穿出电场时的动能 (三)课堂小结 科学家在对阴极射线的研究中发现了电子，使人们对微观世界的认识进入了一个新的时代，电子的发现是19世纪末物理学史上的三大发现之一。在物理学的发展中具有比较重要的作用。了解科学家是如何发现电子的，应用了哪些研究方法，对我们学好物理有重要的帮助作用。

(四)作业：完成问题与练习。

★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

18.2 原子的核式结构模型 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据。

2.知道粒子散射实验的实验方法和实验现象，及原子核式结构模型的主要内容。

(二)过程与方法 1.通过对粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力。

2.通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用。

3.了解研究微观现象。

(三)情感、态度与价值观 1.通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神。

2.通过对原子结构的认识的不断深入，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，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。

★教学重点 1.引导学生小组自主思考讨论在于对粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构;

2.在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法，渗透三个物理学方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法;

★教学难点 引导学生小组自主思考讨论在于对ɑ粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 讲述：汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的葡萄干布丁模型。

学生活动：师生共同得出汤姆生的原子葡萄干布丁模型。

点评：用动画展示原子葡萄干布丁模型。

(二)进行新课 1.粒子散射实验原理、装置 (1)粒子散射实验原理：

汤姆生提出的葡萄干布丁原子模型是否对呢? 原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。而粒子具有足够的能量，可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。如果粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。研究高速的粒子穿过原子的散射情况，是研究原子结构的有效手段。

学生：体会粒子散射实验中用到科学方法;

渗透科学精神(勇于攀登科学高峰，不怕苦、不怕累的精神)的教育。

教师指出：研究原子内部结构要用到的方法：黑箱法、微观粒子碰撞方法。

(2)粒子散射实验装置 粒子散射实验的装置，主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。粒子散射实验在课堂上无法直接演示，希望借助多媒体系统，利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印象。通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不同的粒子。并且要让学生了解，这种观察是非常艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。

动画展示粒子散射实验装置动画展示实验中，通过显微镜观察到的现象 (3)实验的观察结果 必须向学生明确：入射的粒子分为三部分。大部分沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转。

提问学生，师生共同用科学语言表述实验结果。

2.原子的核式结构的提出 (1)投影出三个问题让学生先自己思考，然后以四人小组讨论。其中第1、2个问题学生基本上能讨论出，第三个问题，通过师生共同分析，然后让学生小组讨论，进行逻辑推理得出原子的结构。

三个问题是：用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释ɑ 粒子大角度散射?请同学们根据以下三方面去考虑：

(1)粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的? (2)按照葡萄干布丁模型，粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转? (3)你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成ɑ粒子的大角度偏转?为什么? 学生小组讨论、小组间互相提问，解答。

(2)教师小结：

对于问题1、2：

按照葡萄干布丁模型，①碰撞前后，质量大的粒子速度几乎不变。只可能是电子的速度发生大的改变，因此不可能出现反弹的现象，即使是非对心碰撞，也不会有大角散射。

②对于粒子在原子附近时由于原子呈中性，与ɑ粒子之间没有或很小的库仑力的作用，正电荷在原子内部均匀的分布，粒子穿过原子时，由于原子两侧正电荷将对它的斥力有相当大一部分互相抵消，使粒子偏转的力不会很大，所以粒子大角度散射说明葡萄干布丁模型不符合原子结构的实际情况。

师生互动，学生小组讨论，学生分析推理得到卢瑟福的原子结构模型。

对于问题3：

先通过课件师生分析，然后小组讨论，推理分析得到卢瑟福的原子结构模型。教师起引导和组织作用。

教师小结：实验中发现极少数ɑ粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些ɑ粒子在原子中某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用，可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。

①绝大多数粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。

②少数粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。

③极少数粒子被弹回表明：作用力很大;

质量很大;

电量集中。

点评：教师进行科学研究方法教育：模型法 (实验现象)、→(分析推理)→(构造模型) (通过汤姆生的原子结构模型到卢瑟福的原子的核式结构模型的建立，既渗透科学探究的因素教学，又进行了模型法的教学，并将卢瑟福的原子的核式结构模型与行星结构相类比，指出大自然的和谐统一的美，渗透哲学教育。通过学生对这三个问题的讨论与交流，顺理成章地否定了葡萄干布丁模型，并开始建立新的模型。希望这一部分由学生自己完成，教师总结，总结时，突出汤姆生原子模型与粒子散射实验之间的矛盾，可以将粒子分别穿过葡萄干布丁模型和核式结构模型的不同现象用动画模拟，形成强烈的对比，突破难点) 联想在以前的学习中有哪些进行了模型法的教学，在哪些方面的研究中可以应用模型法来研究。

得到卢瑟福的原子的核式结构模型后再展示立体动画粒子散射模型，使学生有更清晰的直观形象、生动的认识。

3.原子核的电荷与大小 关于原子的大小应该让学生有个数量级的概念，即原子的半径在10-10m左右，原子核的大小在10-15～10-14m左右.原子核的半径只相当于原子半径的万分之一，体积只相当于原子体积的万亿分之一。为了加深学生的印象，可举一些较形象的比喻或按比例画些示意图，同时通过表格展示，对比。

半 径 大 小 (数量级) 类 比 原子 10-10m 足球场 原子核 10-15m~10-14m 一枚硬币 (三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：课本P55第1、3、4题 ★教学体会 本节课在未准备前，本人开始和大部分的老师一样，均认为该课很容易上，也没什么多少内容可教学，作为上公开课不合适;

因为传统的教学中，只是告诉学生汤姆生的葡萄干布丁模型，粒子散射实验，卢瑟福的原子核式结构模型，一节课15分钟就可以讲完了。

传统的教学中只是“授人以鱼，并未授人以渔”，学生并不知道卢瑟福的粒子散射实验为什么要这样做，并没有学会卢瑟福通过推理分析得出原子的核式结构模型的科学方法，可以说，这节课最精华的所在：科学研究方法如模型法、黑箱法、微观粒子碰撞法，学生并没有从中体会到，是舍本求末的教学法。

本节课最大的成功之处有：

(1)通过动画展示了卢瑟福的粒子散射实验，突破了传统教学中本实验不够条件做，只能通过图片介绍的不足;

使难的知识变得更形象生动，更容易。

(2)通过让学生小组讨论三个问题：有关用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释ɑ粒子散射实验现象，一步一步得出卢瑟福的原子核式结构模型，从而利于提高学生的逻辑推理能力，观察能力，有利用培养学生勇于攀登科学高峰，不怕苦、不怕累的科学精神。

(3)使学生通过本课的学习，体会并掌握到研究原子内部结构(未知世界)的三种方法：模型法、黑箱法、微观粒子碰撞法，充分体现了新课程中“授人以鱼，不如授人以渔”的基本思想。 (4)探索在扩招情况下，进行教学有效性的策略研究，是本节课的试验主题之一，也是我校开展的一个重要课题;

本节课在有些学生的能力要求太高的地方，采用小步跑的方法，将难点的梯度设置为几个台阶，如三个问题的回答讨论，就采用这一方法，从而有利于提高学生的学习兴趣和保持学习物理的积极性，使学生不断获得成就感，在小组中体会到自己的重要性和学会在小组学习中进行协作团结。

(5)在教学中虽然不能进行真实的实验，但同样处处渗透着新课程理念的科学探究思想;

例如：根据原子里面的结构是怎样的?(提出问题)──电子的发现──原子呈电中性──汤姆生因此提出葡萄干布丁模型(猜想与假设)──是否正确?可以解释一些实验现象，有其一定的正确性──但无法解释粒子散射实验(进一步实验验证)──根据ɑ粒子散射实验现象──在原有葡萄干布丁模型基础上进行修正，卢瑟福提出新的原子的核式结构──建立新的理论(新的猜想与假设)──进一步的实验验证──电子云 教学之中要注意的地方和教学中的火花：

在学习的回答三个问题中，教师要灵活地处理学生问到的问题，不要回避问题，这些问题有的也许是思想的火花，有的是学生理解中的误区，教师要能及时发现问题，而这些就更要求新课程下的教师要更具有较高的研究水平，要进一步提高教师的备课水平和质量，要能及时引导学生如何去分析问题和进行研究，而不是单一提供现成的答案;

例如：(1)学生可能在分析问题同时，粒子能将电子打出，那么在屏上就能看到的是电子的亮点，这样打在屏上的亮点就不一定是散射后粒子。教师可以引导学生分析：粒子打出电子后，根据碰撞的相关知识可知，粒子的速度几乎不变;

又由于电子的质量很小，粒子的质量较大，当电子碰撞到屏上时，能量较小，体积较小，不易观察到，从屏上观察到的应该是粒子。

附1：学情分析 1.学生的认识水平 我校从去年扩招后，由原来的6个班扩招到16个班，而广州市的其他学校也在扩招，明显感到学生的整体素质及物理基础在下降，因此根据现有学生的具体情况设计教案、一步步设计难度梯度，进行教学有效性的策略研究成为我校的重点课题。

为了使教学更具有代表性，所教教学班为物理选修普通班，学生的逻辑思维能力一般，但对物理有较大的兴趣。

2.可能存在的学习困难 估计学生利用ɑ粒子散射实验现象进行讨论和通过观察实验现象推理出卢瑟福的原子的结构模型会有一定的困难;

对提出的3个问题，前二个问题放手让学生进行小组讨论，对于问题3采用先让学生猜想，师生共同分析实验现象，然后再放手让学生小组讨论出原子的结构。

附2：教学主线设计 附3：教学媒体设计 教师演示实验：

介绍ɑ粒子散射实验的实验原理、装置、现象由于中学阶段没有条件进行实验，采用动画模拟的方法。

多媒体的应用的设计：

由网上下载2个相关的flash小课件，再将其有机地、无缝地插到自制PPT课件，只使用网上小课件的一小部分对自己有用的部分 18.3 氢原子光谱 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解光谱的定义和分类。

2.了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。

3.了解经典原子理论的困难。

(二)过程与方法 通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷。

(三)情感、态度与价值观 培养我们探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识。

★教学重点 氢原子光谱的实验规律 ★教学难点 经典理论的困难 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 讲述：

粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，但电子在核外如何运动呢?它的能量怎样变化呢?通过这节课的学习我们就来进一步了解有关的实验事实。

(二)进行新课 1.光谱(结合课件展示) 早在17世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱。

(如图所示) 讲述：

光谱是电磁辐射(不论是在可见光区域还是在不可见光区域)的波长成分和强度分布的记录。有时只是波长成分的记录。

(1)发射光谱 物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。

发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。

引导学生阅读教材，回答什么是连续光谱和明线光谱? 学生回答：连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。

教师讲述：炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。如图所示。

稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。如图所示。

(2)吸收光谱 教师：高温物体发出的白光(其中包含连续分布的一切波长的光)通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应。这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光。因此吸收光谱中的暗谱线，也是原子的特征谱线。太阳的光谱是吸收光谱。如图所示。

课件展示，氢、钠的光谱、太阳光谱 投影各种光谱的特点及成因知识结构图：

(3)光谱分析 由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做光谱分析。

原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。

2.氢原子光谱的实验规律 教师讲述：氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。

引导学生阅读教材61页有关内容。

(课件展示) 3.卢瑟福原子核式模型的困难 教师：(讲述)卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。

引导学生阅读教材62页有关内容。

教师总结：按经典理论电子绕核旋转，作加速运动，电子将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中。

轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的， 原子光谱应是连续的光谱。实验表明原子相当稳定，这一结论与实验不符。实验测得原子光谱是不连续的谱线。

(三)课堂小结 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

(四)作业：课本P62第1、3、4题 18.4 玻尔的原子模型 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解玻尔原子理论的主要内容。

2.了解能级、能量量子化以及基态、激发态的概念。

(二)过程与方法 通过玻尔理论的学习，进一步了解氢光谱的产生。

(三)情感、态度与价值观 培养我们对科学的探究精神，养成独立自主、勇于创新的精神。

★教学重点 玻尔原子理论的基本假设 ★教学难点 玻尔理论对氢光谱的解释。

★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 复习提问：

1.α粒子散射实验的现象是什么? 2.原子核式结构学说的内容是什么? 电子绕核运动(有加速度) 辐射电磁波 频率等于绕核运行的频率 能量减少、轨道半径减少 频率变化 电子沿螺旋线轨道落入原子核 原子光谱应为连续光谱 (矛盾：实际上是不连续的亮线) 原子是不稳定的 (矛盾：实际上原子是稳定的) 3.卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾 教师：为了解决上述矛盾，丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。

(二)进行新课 1.玻尔的原子理论 (1)能级(定态)假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态叫定态。(本假设是针对原子稳定性提出的) (2)跃迁假设：原子从一种定态(设能量为En)跃迁到另一种定态(设能量为Em)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即 (h为普朗克恒量) (本假设针对线状谱提出) (3)轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。(针对原子核式模型提出，是能级假设的补充) 2.玻尔根据经典电磁理论和牛顿力学计算出氢原子的电子的各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量(包括动能和势能)公式：

轨道半径：

n=1，2，3…… 能 量：

n=1，2，3…… 式中r1、E1、分别代表第一条(即离核最近的)可能轨道的半径和电子在这条轨道上运动时的能量，rn、En 分别代表第n条可能轨道的半径和电子在第n条轨道上运动时的能量，n是正整数，叫量子数。

3.氢原子的能级图 从玻尔的基本假设出发，运用经典电磁学和经典力学的理论，可以计算氢原子中电子的可能轨道半径和相应的能量。

(1)氢原子的大小：氢原子的电子的各条可能轨道的半径rn：

rn=n2r1， r1代表第一条(离核最近的一条)可能轨道的半径 r1=0.53×10-10 m 例：n=2， r2=2.12×10-10 m (2)氢原子的能级：①原子在各个定态时的能量值En称为原子的能级。它对应电子在各条可能轨道上运动时的能量En(包括动能和势能) En=E1/n2 n=1，2，3，······ E1代表电子在第一条可能轨道上运动时的能量 E1=-13.6eV 注意：计算能量时取离核无限远处的电势能为零，电子带负电，在正电荷的场中为负值，电子的动能为电势能绝对值的一半，总能量为负值。

例：n=2，E2=-3.4eV， n=3，E3=-1.51eV， n=4，E4=-0.85eV，…… 氢原子的能级图如图所示。

4.玻尔理论对氢光谱的解释 (1)基态和激发态 基态：在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，这种定态，叫基态。

激发态：原子处于较高能级时，电子在离核较远的轨道上运动，这种定态，叫激发态。

(2)原子发光：原子从基态向激发态跃迁的过程是吸收能量的过程。原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是辐射能量的过程，这个能量以光子的形式辐射出去，吸收或辐射的能量恰等于发生跃迁的两能级之差。

说明：氢原子中只有一个核外电子，这个电子在某个时刻只能在某个可能轨道上，或者说在某个时间内，由某轨道跃迁到另一轨道——可能情况只有一种。可是，通常容器盛有的氢气，总是千千万万个原子在一起，这些原子核外电子跃迁时，就会有各种情况出现了。但是这些跃迁不外乎是能级图中表示出来的那些情况。

5.夫兰克—赫兹实验 (1)实验的历史背景及意义 1911年，卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型。1913年，玻尔将普朗克量子假说运用到原子核式结构模型，建立了与经典理论相违背的两个重要概念：原子定态能级和能级跃迁概念。电子在能级之间跃迁时伴随电磁波的吸收和发射，电磁波频率的大小取决于原子所处两定态能级间的能量差。随着英国物理学家埃万斯对光谱的研究，玻尔理论被确立。但是任何重要的物理规律都必须得到至少两种独立的实验方法的验证。随后，在1914年，德国科学家夫兰克和他的助手赫兹采用电子与稀薄气体中原子碰撞的方法(与光谱研究相独立)，简单而巧妙地直接证实了原子能级的存在，从而为玻尔原子理论提供了有力的证据。

1925年，由于他二人的卓越贡献，他们获得了当年的诺贝尔物理学奖(1926年于德国洛丁根补发)。夫兰克-赫兹实验至今仍是探索原子内部结构的主要手段之一。所以，在近代物理实验中，仍把它作为传统的经典实验。

(2)夫兰克—赫兹实验的理论基础 根据玻尔的原子理论，原子只能处于一系列不连续的稳定状态之中，其中每一种状态相应于一定的能量值En(n=1，2，3‥)，这些能量值称为能级。最低能级所对应的状态称为基态，其它高能级所对应的态称为激发态。

当原子从一个稳定状态过渡到另一个稳定状态时就会吸收或辐射一定频率的电磁波，频率大小决定于原子所处两定态能级间的能量差。

(h为普朗克恒量) 本实验中是利用一定能量的电子与原子碰撞交换能量而实现，并满足能量选择定则：

(V为激发电位) 夫兰克-赫兹实验玻璃容器充以需测量的气体，本实验用的是汞。电子由阴级K发出，K与栅极G之间有加速电场，G与接收极A之间有减速电场。当电子在KG空间经过加速、碰撞后，进入KG空间时，能量足以冲过减速电场，就成为电流计的电流。

(3)实验原理：

改进的夫兰克-赫兹管的基本结构如下图所示。电子由阴极K发出，阴极K和第一栅极G1之间的加速电压VG1K及与第二栅极G2之间的加速电压VG2K使电子加速。在板极A和第二栅极G2之间可设置减速电压VG2A。

设汞原子的基态能量为E0，第一激发态的能量为E1，初速为零的电子在电位差为V的加速电场作用下，获得能量为eV，具有这种能量的电子与汞原子发生碰撞，当电子能量eV

在实验中，逐渐增加VG2K，由电流计读出板极电流IA，得到如下图所示的变化曲线. (4)实验结论 夫兰克—赫兹实验证明了原子被激发到不同的状态时，吸收的能量是不连续的，进而说明原子能量是量子化的。

6.玻尔理论的局限性 玻尔理论虽然把量子理论引入原子领域，提出定态和跃迁概念，成功解释了氢原子光谱，但对多电子原子光谱无法解释，因为玻尔理论仍然以经典理论为基础。如粒子的观念和轨道。

量子化条件的引进没有适当的理论解释。

7.电子在某处单位体积内出现的概率——电子云 (课件演示) (三)课堂练习 1.对玻尔理论的下列说法中，正确的是( ACD ) A.继承了卢瑟福的原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设 B.对经典电磁理论中关于“做加速运动的电荷要辐射电磁波”的观点表示赞同 C.用能量转化与守恒建立了原子发光频率与原子能量变化之间的定量关系 D.玻尔的两个公式是在他的理论基础上利用经典电磁理论和牛顿力学计算出来的 2.下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是( C ) A.原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量 B.原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量 C.原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子 D.原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的 3.根据玻尔理论，氢原子中，量子数N越大，则下列说法中正确的是( ACD ) A.电子轨道半径越大 B.核外电子的速率越大 C.氢原子能级的能量越大 D.核外电子的电势能越大 4.根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径( D ) A.可以取任意值 B.可以在某一范围内取任意值 C.可以取一系列不连续的任意值 D.是一系列不连续的特定值 5.按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知ra>rb，则在此过程中( C ) A.原子要发出一系列频率的光子 B.原子要吸收一系列频率的光子 C.原子要发出某一频率的光子 D.原子要吸收某一频率的光子 (四)课堂小结 玻尔的原子模型是把卢瑟福的学说和量子理论结合，以原子的稳定性和原子的明线光谱作为实验基础而提出的.认识玻尔理论的关键是从“不连续”的观点理解电子的可能轨道和能量状态.玻尔理论对氢光谱的解释是成功的，但对其他光谱的解释就出现了较大的困难，显然玻尔理论有一定的局限性。

(五)作业：课本P68问题与练习。

18.5 激光 一、教学目标 1、知识与技能 (1)理解自发发射、受激吸收和受激发射。

(2)了解激光产生的机理。

(3)了解激光器的构造和工作原理。

2、过程与方法 (1)通过对自发发射、受激吸收、受激发射的学习，了解原子发光的原理及特点，进一步理解原子能级理论。

(2)对激光产生的机理、激光器的结构和工作原理的学习和分析，认识科学探究并掌握科学探究的方法。

3、情感、态度与价值观 (1)通过学生对激光产生机理及激光器的学习和分析，发展学生对科学的好奇心和求知欲，体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

(2)通过对学习过程的调控、对物理问题的解决，培养学生信息收集和处理能力和分析解决问题的能力。

二、设计思路 本节内容在科课程标准中的要求不高，主要是让学生了解激光的产生机理以及一些常用激光器的构造和工作原理。但是通过本节课的学习，能使学生更进一步了解原子的结构和理解原子的能级理论。

本节课的设计思路是在向学生介绍激光产生机理和激光器的构造、工作原理的同时，设计一些问题，让学生在解决这些问题的过程中，对原子的结构和原子的能级理论加深记忆和理解，达到对知识的复习与巩固，培养学生应用知识及进行科学探究和创新的能力。

三、重点与难点 激光的产生机理是本节的重点，需要在教学过程中加深学生对原子结构和原子能级理论的理解。

激光器的工作原理是本节课的难点，在教学过程中应使学生了解抽运装置的作用，理解如何产生粒子数反转。

四、教学资源 演示原子跃迁过程吸收和释放光子的课件，多媒体教学设备，红宝石激光器、氦氖激光器的结构示意图。

五、教学设计 教师活动 学生活动 点评 课题的引入 提出问题：

我们在选修3-4中学习过激光的特点及应用，请大家回忆一下激光的特点及相关应用。

我们知道，激光是一种人造光，那么激光是如何产生的呢? 在教师的引导下回忆前面学过的知识，回答教师的提问：激光的特点及应用：相干性好、平行度高、亮度高。在全息、测距、信息储存、医疗等方面都有广泛的应用。

提出问题的形式引入，可以引发学生的思考，带领学生进入主题。

一、激光产生的机理 前面我们学习了原子的能级理论，原子是如何在能级之间进行跃迁的呢? 1、自发发射 提出问题，引导学生思考和分析：

对于普通的光源，如我们熟悉的白炽灯，它们是如何发光的呢? 对学生的回答进行点评，并给出概念：

对，这就是自发发射。

课件演示自发发射过程。

教师活动 原子吸收能量后，从较低能级跃迁到较高能级，所吸收的能量等于两能级之差;

处于较高能级状态的原子是不稳定的，会自发地跃迁到较低的能量态，同时放出光子，该光子的能量也等于能级之差。

学生讨论：

灯丝原子吸收了电流做功产生的热而被激发到能量较高的状态;

能量较高状态的原子是不稳定的，会自发地跃迁到较低的能量态，同时放出光子。

学生活动 复习前面所学的知识，为后面解决问题作铺垫。

学生对现象分析并进行归纳总结可以对相关的知识及规律加深理解，并能培养归纳推理的能力。

点评 在自发发射中，原子以随机的方式回到基态，也就是说，每个原子发光的时刻、方向、初相位都是不确定的，发光的频率一般也不一样。因此普通光源发出的光不是相干光。

2、受激吸收 演示课件并解说：

常温下处于热平衡状态的原子系统，多数原子都处在基态。如果一个人射光子的能量恰好等于原子基态与某个激发态的能量差，那么原子就很容易吸收这个光子而跃迁到这个激发态上。

这种跃迁不是自发产生的，是在入射光子的刺激下产生的，所以称为受激吸收。

3、受激发射 演示课件并解说：

教师活动 观看动画演示，加深对自发发射的理解。

学生回忆光的干涉中相干光的特点，并与普通光源发出的光相比较，进一步理解相干光的含义。

观看课件的动画演示。

结合原子的能级理论，理解原子的这种跃迁过程，比较被吸收的光子的能量核能级差的关系。

学生活动 动画演示可以使抽象的概念形象化，便于理解和记忆。

通过比较，能加深对概念的理解和记忆。

对所学知识进行及时的巩固，并应用于实际问题的解决，培养学生应用知识及分析问题的能力。

点评 如果一个入射光子的能量正好等于原子的某一对能级的能量差额E2-E1，那么处于激发态 E2的原子就可能受到这个光子的刺激而跃迁到能量较低的状态 E1，同时发射一个与入射光子完全相同的光子，这就是受激发射的过程。

教师：对，它们还具有相同的相位、偏振态，且沿同一方向发出。

教师：对，但是通常状态下多数原子处于基态，怎么办呢? 是的，这种状态就叫做粒子数反转，是一种非热平衡的状态。这时，一个入射光子引起的受激发射要比它被吸收的概率大得多，可以形象地说，入射光被“放大”了。

大家可以阅读书上的内容并加以体会。

教师活动 学生边观察边思考：

受激发射的光子与人射光子具有相同的能量(频率)。

学生提问：

受激发射的光子与人射光子具有相同的能量(频率)，那么，其它的规律是否相同呢? 学生提问：

如果这种光子能大量产生，这种光不就是相干光了吗? 学生：如果用一定的手段去激发原子体系，使得在激发态E2上的原子数多于低能态 E1上的原子数就可以了。

学生阅读，理解激光的含义：

激光的英文名字 laser 是“Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation ”的第一个字母的缩写，意思是：辐射的受激发射的光放大。

学生活动 学生根据已经掌握的知识对新的知识和规律提出自己的想法和疑问，这是培养学生探究能力和创新精神的一种有效的方法。

学生提出的设想被肯定，会感到有成就感，这可以培养学生情感、态度、价值观。

点评 二、激光器 1、激光器的原理 展示激光器的原理图，并介绍各组成部分及作用。

根据激活介质的不同，激光器可以分为固体、液体、气体、染料、半导体激光器等。

2、红宝石激光器 展示红宝石激光器的结构示意图并介绍各部分的用途。

3、氦氖激光器 展示氦氖激光器的结构示意图并介绍各部分的用途。

根据教师的介绍，认识激光器的各部分的作用。

1、激活介质 它能通过受激发射而使人射光放大。

2、抽运装置 它是使激活介质产生粒子数反转的装置。

3、光学共振腔 激活介质放在其中，它能增加放大作用并对发射频率进行选择。

在教师的介绍下了解激光器的构造及工作原理，并参与讨论。

学生间的讨论及相互的交流，可以培养学生的团结协作精神。

联系实际，对所学内容进行相关应用，达到对知识的复习与巩固，培养学生应用知识及进行科学探究和科学创新的能力。

作业布置：

完成问题与练习的1、2、3。

通过课后的训练，使所学知识得到巩固。

19.1 原子核的组成 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解天然放射现象及其规律。

2.知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。

3.知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。

(二)过程与方法 1.通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。

2.通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。

(三)情感、态度与价值观 1.树立正确的，严谨的科学研究态度。

2.树立辨证唯物主义的科学观和世界观。

★教学重点 天然放射现象及其规律，原子核的组成。

★教学难点 知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：本节课我们来学习新的一章：原子核。本章主要介绍了核物理的一些初步知识，核物理研究的是原子核的组成及其变化规律，是微观世界的现象。让我们走进微观世界，一起探索其中的奥秘! 我们已经知道，原子由什么微粒组成啊? 学生回答：原子由原子核与核外电子组成。

点评：由原来的知识引入新课，对新的一章有一个大致的了解。

教师：那原子核内部又是什么结构呢?原子核是否可以再分呢?它是由什么微粒组成?用什么方法来研究原子核呢? 学生思考讨论。

点评：带着问题学习，激发学习热情 教师：人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的。

1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。

居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，又发现了发射性更强的新元素。其中一种，为了纪念她的祖国波兰而命名为钋(Po)，另一种命名为镭(Ra)。

学生一边听，一边看挂图。

点评：配合挂图，展示物理学发展史上的有关事实，树立学生对科学研究的正确态度。

(二)进行新课 1.天然放射现象 (1)物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象.具有放射性的元素称为放射性元素. (2)放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性. 学生一边听，一边看书。

2.射线到底是什么 教师：那这些射线到底是什么呢?这就激发着人们去寻求答案：把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发现射线如图所示：(投影) 思考与讨论：

①你观察到了什么现象?为什么会有这样的现象? ②如果射线，射线都是带电粒子流的话，根据图判断，他们分别带什么电荷。

③如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质? 学生分组讨论，回答问题以及实验方案。

①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。

②根据左手定则，可以判断射线是正电荷，射线是负电荷。

③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质，如图 点评：给出实验现象，设置问题情境，引导学生自己得出结论，培养学生的观察，分析，探究的能力。培养学生合作式学习的能力 用多种方案解决一个问题有利于培养学生的扩散散性思维。

教师：我们已经研究了这三种射线的带电性质，那么这些射线还有哪些性质呢?请同学们阅读课文后填写表格。

学生看书，进行总结。

点评：培养学生自学，总结的能力。

教师：(帮助小结) ①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。

②三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能，原子核内也有其复杂的结构。

学生对照表格，理解书本知识。

点评：通过对照表格，可以让学生更好的掌握规律性质。

3.原子核的组成 教师提问：

①质子：由谁发现的?怎样发现的? ②中子：发现的原因是什么?是由谁发现的? 学生看书，然后回答问题 ①卢瑟福用粒子轰击氮核，发现质子。

②查德威克发现中子。发现原因：如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数情况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子。

教师：(帮助小结) ①质子(proton)带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等， 中子(nucleon)不带电， ②数据显示：质子和中子的质量十分接近，统称为核子，组成原子核。

点评：加强学生对书本知识的理解能力，以及语言概括能力。

教师：提问：

③原子核的电荷数是不是电荷量? ④原子荷的质量数是不是质量? 学生看书，然后回答问题：

③不是，原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，那这个倍数就叫做原子核的电荷数。

④原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，那这个倍数叫做原子核的质量数。

点评：加强学生对书本知识的理解能力，以及语言概括能力。

小结：

③原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数 ④原子核的质量数=核子数=质子数+中子数 ⑤ 符号表示原子核，X：元素符号;

A：核的质量数;

Z：核电荷数 教师：给出思考与讨论题。

一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少? 学生回答：核子数是235，质子数是92，中子数是143。

点评：学生回答调动他们学习的积极性。

4.同位素(isotope) (1)定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。

(2)性质：原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。

学生一边听，一边看书。

提问：列举一些元素的同位素? 学生回答：

氢有三种同位素：氕(通常所说的氢)，氘(也叫重氢)，氚(也叫超重氢)，符号分别是：。

碳有两种同位素，符号分别是。

点评：举例说明同位素的性质，加深对这一概念的理解。

例：下列说法正确的是( ) A.射线粒子和电子是两种不同的粒子 B.红外线的波长比X射线的波长长 C.粒子不同于氦原子核 D.射线的贯穿本领比粒子强 学生回答：BD 点评：本题考查了粒子的性质及电磁波波长的比较等基本知识。19世纪末20世纪初，人们发现X，，，射线，经研究知道，X，射线均为电磁波，只是波长不同。可见光，红外线也是电磁波，波长从短到长的电磁波波谱要牢记。另外，射线是电子流，粒子是氦核。从，，三者的穿透本领而言：射线最强，射线最弱，这些知识要牢记。

(三)课堂小结 1.天然放射现象及其规律。

2.三种射线的性质。

3.原子核的组成。

学生总结，讨论。

(四)作业：

1.认真阅读课后的“科学足迹”。完成问题与练习。

2.探究活动：射线的来源：原子核内没有电子，射线如何而来? 点评：学生课后探究。激发学生学习的热情，为以后的学习作好准备。

★教学体会 这节课由天然放射现象开始，揭示了原子核是可分的。展示物理学发展史上的有关事实， 是对学生进行辨证唯物主义思想教育的好素材。放射性元素放出的三种射线只可能从原子核里放出来的，从而引起人们去探索原子核的奥妙，揭开了核物理学的第一页。核物理研究的是原子核的组成及其变换规律，是微观世界的现象，不想宏观世界那样看得见，摸得着，研究起来也就更困难。通过本节的学习，要使学生能对核物理的相关实验基础和研究问题的思路，方法有所体会，了解人类是怎样认识微观世界的。

19.2 放射性元素的衰变 ★新课标要求 (一)知识与技能 1、知道放射现象的实质是原子核的衰变 2、知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律 3、理解半衰期的概念 (二)过程与方法 1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式 2、能够利用半衰期来进行简单计算(课后自学) (三)情感、态度与价值观 通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。

★教学重点 原子核的衰变规律及半衰期 ★教学难点 半衰期描述的对象 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：同学们有没有听说过点石成金的传说，或者将一种物质变成另一种物质。

学生讨论非常活跃，孙悟空，八仙，神仙;

魔术，街头骗局。

点评：通过这样新颖的课题引入，给学生创设情景，能充分调动学生的积极性，挑起学生对未知知识的热情。

教师：刚才同学们讲的都很好，但都是假的。孙悟空，八仙，神仙：人物不存在。魔术，街头骗局：就是假的。

学生顿时安静，同时也心存疑惑：当然是假的，难道还有真的不成? 点评：对于学生来讲要使其相信科学技术反对迷信，同时也要提高警惕小心上当受骗，提高学生自我保护意识。更加吊起了学生学习新知识的胃口，为新课教学的顺利进行奠定了基础。

教师：那有没有真的(科学的)能将一种物质变成另一种物质呢? 学生愕然。

点评：进一步吊起了学生学习新知识的胃口。

教师：有(大声，肯定地回答) 学生惊讶，议论纷纷。

点评：再一次吊起了学生学习新知识的胃口。

通过这样四次吊胃口，新课的成功将是必然。

教师：这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变。

点评：及时推出课题。

(二)进行新课 1.原子核的衰变 教师：原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。

学生豁然开朗：科学、真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰变。

点评：及时给出问题的答案，学生并不会索然无味，相反会对原子核的衰变这一新知识产生浓厚的兴趣。

教师：铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234核。那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。

学生定有这样的想法：放出α粒子的衰变叫做α衰变。那放出β粒子的衰变叫做β衰变? 点评：这里一下子会出现了“α衰变”，“衰变方程式”两个新名词，教师要耐心的讲解，学生有插嘴的，如果正确要及时肯定并表扬。

教师：这个过程可以用衰变方程式来表示：23892U→23490Th+42He(一边说一边写，不要解释，要请学生来分析其中的奥秘) 学生定有这样的想法：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别? 点评：理论基础：建构主义认为学习过程是学生在一定条件下，对客观事物反映的过程。是一个主动建构过程，作为认识对象的知识并不像实物一样可以由教师简单地传递给学生，须由学生自己来建构，并纳入他自己原有的知识结构中，别人是无法替代的。在此要充分利用学生原有的知识基础即：化学反应方程式、离子反应方程式，来帮助学生自己来建构衰变方程式，并把它纳入自己原有的知识结构中去。

学生充分讨论：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别，并由学生自己表述。

点评：可以让学生自己归纳总结，有不到之处教师再帮助总结。

教师：衰变方程式遵守的规律：

(1)质量数守恒 (2)核电荷数守恒 (进一步解释：守恒就是反应前后相等) α衰变规律：AZX→A-4Z-2Y+42He 学生进一步理解两个守恒：

(1)质量数守恒 (2)核电荷数守恒 教师：钍234核也具有放射性，它能放出一个β粒子而变成23491Pa(镤)，那它进行的是β衰变，请同学们写出钍234核的衰变方程式? 学生探究、练习写出钍234核的衰变方程式。

点评：写钍234核的衰变方程式是要求学生可以查阅化学书后面的元素周期表，但不可以看物理教材。在此培养学生查阅质料的能力。学生在此会碰到β粒子的表示，教师要及时直接给出结论：β粒子用0-1e表示。

教师：钍234核的衰变方程式：

23490Th→23491Pa+0-1e 衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加1 β衰变规律：AZX→AZ+1Y+0-1e 学生再一次理解两个守恒：

(1)质量数守恒 (2)核电荷数守恒 点评：β衰变如果按衰变方程式的规律来写的话应该没有问题，但并不象α衰变那样容易理解，因为核电荷数要增加，学生会问为什么会增加?哪来的电子? 这里就顺理成章的来解释中子转化的过程。

教师：原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子 10n→11H+0-1e 这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。

可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。

学生更进一步理解两个守恒：

(1)质量数守恒 (2)核电荷数守恒 教师：γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光(能量)辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量。

学生理解γ射线的本质，不能单独发生。

2.半衰期 教师：阅读教材半衰期部分放射性元素的衰变的快慢有什么规律?用什么物理量描述?这种描述的对象是谁? 学生带着问题看书。

点评：培养学生自学能力、阅读能力、提炼有用信息的能力。

教师提供教材上的氡的衰变图的投影：

m/m0=(1/2)n 学生交流阅读体会：

(1)氡每隔3.8天质量就减少一半。

(2)用半衰期来表示。

(3)大量的氡核。

点评：第三个问题：描述的对象是谁?这个问题学生比较难理解，需要教师做引导和类比。培养学生阅读图象的方法和能力。

教师：同学们的回答都很精彩(鼓励) 教师总结：

半衰期表示放射性元素的衰变的快慢 放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期 半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。

学生进一步整理自己的阅读体会并形成自己的知识。

点评：教师做引导和类比可以从统计规律的角度出发。

例如：数学上的概率问题 (抛硬币)将1万枚硬币抛在地上，那正反两面的个数大概为5000对5000，但就某个硬币来看要么是正面，要么是反面。这个事实告诉我们统计规律的对象仅仅对大量事实适用，对个别不适用。

教师：元素的半衰期反映的是原子核内部的性质，与原子所处的化学状态和外部条件无关。

简单介绍：

镭226→氡222的半衰期为1620年 铀238→钍234的半衰期为4.5亿年 学生对原子所处的化学状态和外部条件进行理解。

点评：一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在，或者加压，增温均不会改变。

教师给出课堂巩固练习题 例1：配平下列衰变方程 23492U→23090Th+( 42He ) 23490U→23491Pa+( 0-1e ) 例2：钍232(23290Th)经过________次α衰变和________次β衰变，最后成为铅208(20882Pb) 学生独立分析：因为α衰变改变原子核的质量数而β衰变不能，所以应先从判断α衰变次数入手：

α衰变次数==6.每经过1次α衰变，原子核失去2个基本电荷，那么，钍核经过6次α衰变后剩余的电荷数与铅核实际的电荷数之差，决定了β衰变次数：

β衰变次数==4 点评：这些课堂练习都很基本完全可以由学生自己讨论解决。

(三)课堂小结 教师引导学生自己进行总结。

学生总结，讨论。

本堂课研究了放射性元素的衰变，其实质是原子核发生衰变。衰变有二种：α衰变、β衰变。γ辐射伴随α衰变和β衰变而产生。

原子核衰变的快慢用半衰期表示，它是放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间，完全由原子核自身的性质决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关。

(四)作业：

布置学生课后看科学漫步 探究：如何利用放射性元素的衰变来测定古物的年代。

点评：留给学生课后思考和学习的空间。

★教学体会 本堂课探究原子核内部的美妙世界，在教学过程中合理的设置疑问来吊学生的胃口是行之有效的方法。要充分运用建构主义的教育理论来指导本课的教学工作，在此基础上把大部分时间留给学生去思考，去讨论、去实践、去练习，从而培养学生的主体意识和创新能力，它的优势主要在以下三个方面：①主体意识：学生在学习中能够自启入境、自学探究、自研交流、自评完善;

②独立意识：学生能够根据自身的特点，选择适合自己的方法，独立的解决问题;

③创新意识：学生在继承传统，掌握原有知识的基础上学会迁移，能运用原来的知识体系去开拓新的领域，敢于提出新问题、新思想。

19.3 探测射线的方法 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象.2.知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器探测到. 3.了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理. (二)过程与方法 1.能分析探测射线过程中的现象.2.培养学生运用已知结论正确类比推理的能力 (三)情感、态度与价值观 1.培养学生认真严谨的科学分析问题的品质.2.从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点 3.培养学生应用物理知识解决实际问题的能力 ★教学重点 根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒子。

★教学难点 1.探测器的结构与基本原理。

2.如何观察实验现象,并根据实验现象，分析粒子的带电、动量、能量等特性，从而判断是何种射线，区分射线的本质是何种粒子。

★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

1.挂图，实验器材模型，课件等。

2.多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 复习提问：前面我们学习了天然放射现象，知道了三种射线的本质. 请同学们回忆：

α、β、γ射线的本质是什么?各有那些特征? 学生回答：(略) 点评：通过学生回忆三种放射线的本质以及三种粒子的基本特征，既用引导新课，也为后 面分析探测器探测到的现象提供理论依据。

老师进一步设问：放射线是看不见的，我们是如何探知放射线的存在的呢?这节课，我们来学习几种常用的探测射线的方法. (二)进行新课 教师：引导学生阅读教材83页的第一部分，思考并讨论：

放射线虽然看不见，但我们根据什么来探知放射线的存在呢? 学生阅读教材并讨论后会回答：放射线虽然看不见，但我们可根据放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象来探知放射线的存在. 学生回答上述问题后老师追加提问：这些现象主要有哪些呢? 学生会抢着回答：

这些现象主要有：

1.使气体电离，这些离子可使过饱和汽产生云雾或使过热液体产生气泡;

2.使照相底片感光;

3.使荧光物质产生荧光. 点评：培养学生阅读教材、提取有用信息的能力。

下面我们学习三种核物理研究中常用的探测射线的方法. 1.威耳逊云室 教师：引导学生阅读教材“威耳逊云室”部分的内容，并组织学生对课文内容进行讨论. 提问：(1)构造是什么? (2)基本原理是什么? (3)怎样才能观察到射线的径迹? 引导学生回答问题(1)，并进行补充评价. 学生讨论并选出代表回答问题1：威耳逊云室主要部分是一个圆筒状容器，下部是一个可以上下移动的活塞，上盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒子运动的径迹.室内由光源通过旁边的窗子照明.少量放射性物质(放射源)放在室内侧壁附近(或放在室外，让放射线从侧壁的窗口射入) . 点评：培养学生在日常生活中多注意观察的良好习惯。

教师：引导学生回答问题2，并注意结合以前学过的过饱和汽的知识，讲清云室实验的基本原理. 学生讨论后回答问题(2)时，可能回答仍不明确，不够全面。此时，教师可多叫几个同学加以补充，最后请同学们总结威耳逊云室的原理。再请学生代表问答。

教师：引导学生回答问题(3)，并进行补充评价. 学生总结回答问题(3)：实验时，先往云室里加少量的酒精，使室内充满酒精的饱和蒸气，然后使活塞迅速向下运动，室内气体由于迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态.这时如果有射线粒子从室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是就显示出了射线的径迹. 点评：要让学生知道，提出问题也是学习的一个重要组成部分。

教师：说明这种云室是英国物理学家威耳逊(1869～1959)在1912年发明的，故叫做威耳逊云室. 注意向学生强调：在云室看到的只是成串的小液滴，它描述的是射线粒子运动的径迹，而不是射线本身. 老师演示课件、出示挂图，引导学生观察α、β射线在云室中的径迹，比较两种径迹的特点，并分析其原因. 学生分析并回答：

α粒子的质量比较大，在气体中飞行不易改变方向，并且电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗.β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，且常常发生弯曲.γ粒子的电离本领更小，一般看不到它的径迹. 老师点评：

我们根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性质.把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，可以知道粒子所带电荷的正负;

根据径迹的曲率半径的大小，还可以知道粒子的动量的大小. 点评：培养学生观察能力，培养学生运用已学知识、已知结论正确类比推理和归纳得出新的结论的思维能力 【例1】在云室中，为什么α粒子显示的径迹直而粗、β粒子显示的径迹细而曲? 提示：因为α粒子带电量多，它的电离本领强，穿越云室时，在1cm路程上能使气体分子产生104对离子.过饱和酒精蒸汽凝结在这些离子上，形成很粗的径迹.且由于α粒子质量大，穿越云室时不易改变方向，所以显示的径迹很直。

β粒子带电量少，电离本领较小，在1cm路程上仅产生几百对离子，且β粒子质量小，容易改变运动状态，所以显示的径迹细而弯曲.一位同学分析，其余同学补充、纠正。

点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。

2.气泡室 教师：引导学生阅读课文，学习气泡室的基本原理. 提问：比较气泡室的原理同云室的原理。

学生讨论并回答：

控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点.当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成.气泡室在观察比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的.液体中原子挤得很紧，可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得多的机会来摄取所寻找的事件. 出示挂图：教材中图19.3-3为粒子经过气泡室时的径迹照片，教师可向学生进行简单说明. 老师点评：人们根据照片上记录的情况，可以分析出粒子的带电、动量、能量等情况. 点评：培养学生运用类比和比较的方法来分析未知的知识，从而得到新的认识。

3.盖革— 弥勒计数器 引导学生阅读教材“盖革—弥勒计数器”部分的内容，并组织学生对课文内容进行讨论. 提问：(1)盖革— 弥勒计数管的构造如何? 学生回答问题(1)：

管外面是一根玻璃管，里面是一个接在电源负极的导电圆筒，筒的中间有一条接正极的金属丝.管中装有低压的惰性气体(如氩、氖等，压强约为10kPa～20kPa)和少量的酒精蒸气或溴蒸气.在金属丝和圆筒两极间加上一定的电压(约1000V)，这个电压稍低于管内气体的电离电压 点评：老师可以强调，学生回答问题时，尽量用自己的语言回答。

(2)盖革— 弥勒计数管的基本原理是什么? 学生回答问题(2)：

盖革管的原理是某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生的电子在电场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子……这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量电子.这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中就产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来. 点评：培养学生的自学能力。认真阅读，是学习必不可少的。如果学生能够回答(基本)正确，教师就没有必要重复。

(3)G—M计数器的特点是什么? 在学生思考和讨论的过程中，老师各个小组巡查，了解学生的掌握情况，并进行个别答疑。

学生回答问题(3)：

①G-M计数器放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很方便的.②G-M计数器只能用来计数，而不能区分射线的种类.③G-M计数器不适合于极快速的计数.④G-M计数器较适合于对β、γ粒子进行计数. 教师：另外，还有如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导体探测器等探测器装置，利用这些装置能更精确地测定粒子的各种性质，感兴趣的同学可以查找这方面的资料阅读. 随着科学技术的发展，探测射线的手段不断改进，近年来，由于探测仪器大都和电子计算机直接连接，实现了对实验全过程电子计算机控制、计算、数据处理，已经使实验方法高度自动化. 学生课后查阅有关资料，了解更精确的探测放射线的方法。

点评：拓宽学生的知识面，进一步了解探测射线的方法还要很多。

(三)课堂小结 教师引导学生自己进行总结。

学生总结，讨论。

(四)作业：“问题与练习”1-3题。

★教学体会 1.本节所介绍的三种仪器是核物理研究中最基本、最常用的实验仪器，通过对仪器原理的介绍，应让学生知道，研究原子核变化中的微观现象，可以根据各种粒子产生的次级效应来进行观察和判断，进而了解核物理中这种研究问题的方法.教学中要注意渗透这一点. 2.教学中应注意结合以前学过的知识来帮助学生理解.如结合过饱和汽的知识，讲清云室的原理;

结合电场的知识，讲清射线粒子进入盖革管中产生大量电子的过程. 3.教学中应注意引导学生阅读课文内容，组织学生对课文中的问题进行讨论，由学生自己解决一部分问题.教师可及时进行评价和补充，对难点和重点部分给以解释和强调. 4.教学中尽可能地做好演示实验，或者组织学生观看图片、实物、录像或课件等. 5.教学中注意培养学生的兴趣，鼓励学生阅读相关书籍和资料.下面介绍一种科学研究中常用的探测射线的方法，供读者参考. 乳胶照相 放射线能够使照相底片感光.放射线中的粒子经过照相底片上的乳胶时，使乳胶中的溴化银分解，经显影后，就有一连串的黑点显示出粒子的径迹.这些径迹可用显微镜来进行观察与测量，根据径迹的长短和形状，可以判断入射粒子的性质、种类和能量.乳胶的密度较大，粒子在乳胶中的射程约为空气的千分之一，因此容易看到径迹的全部.乳胶照相的主要优点是能够连续地工作，能够将入射粒子每个时刻的径迹都记录下来.并且，它体积小、轻便，并能将粒子的径迹永久地保存，常用于探测高能量粒子的性质.它的缺点是利用径迹来测量粒子的能量不够准确.现在使用较多的是核乳胶片，与一般的照相乳胶片相比，前者含的溴化银量多，颗粒细，分布均匀，并且乳胶层通常很厚，大约是5×10-3到1×10-1厘米.因此也能用来分析斜向射来的粒子的径迹. 19.4 放射性的应用与防护 ★新课标要求 (一)知识与技能 (1)知道什么是核反应，会写出人工转变方程。

(2)知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物质的主要不同点。

(3)了解放射性在生产和科学领域的应用。

(4)知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了解防范放射线的措施，建立防范意识。

(二)过程与方法 渗透和安全地开发利用自然资源的教育。

(三)情感、态度与价值观 培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力。

★教学重点 人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律。

★教学难点 人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

1.挂图，实验器材模型，课件等。

2.多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：前面已经学习了核反应的一种形式：衰变。本节课我们要学习核反应的另一种形式：人工转变以及人工转变产生的放射性同位素的应用和核辐射的防护。

学生：回忆前面学习的衰变方程以及衰变过程中遵循的规律。同时学生说出三种衰变物质的性质。

点评：开门见山引入本节课的课题，这能很快让学生知道本节课要做的事情，符合这一部分内容的教学。

通过复习巩固前面的知识，对这一部分内容的教学是有帮助的，有利于学生对人工转变的理解。

(二)进行新课 1.核反应：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。在核反应中质量数守恒、电荷数守恒。

人工转变核反应方程：

例：写出下列原子核人工转变的核反应方程。

(1)1123Na俘获1个α粒子后放出1个质子 (2)1327Al俘获1个α粒子后放出1个中子 (3)816O俘获1个中子后放出1个质子 (4)1430Si俘获1个质子后放出1个中子 学生：理解并记住核反应方程，通过方程理解核反应中遵循的规律。

点评：这部分主要为老师讲解，学生通过前面已学的知识来掌握新的知识。再通过例题进行巩固。

2.人工放射性同位素 (1)放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。

(2)人工放射性同位素 Al He P (3)人工放射性同位素的优点：放射强度容易控制;

形状容易控制;

半衰期短，废料容易处理。

(4)凡是用到射线时，都用人造放射性同位素 学生：从这部分开始主要为学生自习和上网查找资料，一方面要掌握书本的知识，另一方面要扩展自己的知识面，同时有问题的地方及时向老师提问， 点评：这一节大部分为陈述性的知识，教学难度不大，学生很容易掌握，如果让学生自习并上网查相关资料，他们一样可以掌握的很好，同时还能扩展他们的知识面，更能激发学生学习的热情。

3.放射性同位素的应用：

(1)利用射线：

射线测厚装置 烟雾报警器 放射治疗 培育新品种，延长保质期 学生要能说出如何利用放射性物质的射线的。对于书本的几种事例要能够讲清楚工作的原理。对学生上网查找的有关射线的应用也要能说出原理。

点评：通过学生的自习与回答问题，培养学生搜索信息，加工信息的能力，同时培养学生的表达能力，规范应用物理术语的能力。

(2)作为示踪原子 棉花对磷肥的吸收 甲状腺疾病的诊断 学生要说出如何将放射性物质作为示踪原子的原理。

4.辐射与安全 学生通过看书与上网查找资料，了解放射性辐射的用处以及危害，知道只要控制好辐射量，我们就可以利用它的射线，知道身边的一些放射性物质，以及如何防护一些有害的放射性物质。

点评：这部分内容同样通过学生的自主性学习获得知识，同时也让学生知道核辐射并不可怕，只要控制好量并注意防护，培养学生学科学，讲科学的意识。

(三)课堂小结 本节课的内容相对比较简单，通过学生的自主学习学生要能够掌握核反应的概念以及核反应方程，两种放射性同位素的异同点以及人工放射性同位素的一些应用，并能从物理学的原理上进行解释，还要了解核辐射的应用和防护。

(四)作业：完成课本书后练习1、3、4、5。

19.5 核力与结合能 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用;

2.知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小;

3.理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损;

4.知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。

(二)过程与方法 1.会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能;

2.培养学生的理解能力、推理能力、及数学计算能力。

(三)情感、态度与价值观 1.使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见作用的能力;

2.认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义。

★教学重点 质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。

★教学难点 结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。

★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流 ★教学用具：

多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 复习提问：氦原子核中有两个质子，质子质量为mp=1.67×10-27kg，带电量为元电荷e=1.6×10-19C，原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍? 学生通过计算回答：两者相差1036倍 问：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力为万有引力的1036倍，那么质子为什么能挤在一起而不飞散?会不会在原子核中有一种过去不知道的力，把核子束缚在一起了呢?今天就来学习这方面的内容，也就是第五节：核力与结合能(板书) 点评：让学生从熟悉的库仑定律和万有引力定律出发，比较氦原子核中两个质子之间的库仑斥力与万有引力的大小，产生强烈的认知冲突,进而引入核力的概念。

(二)进行新课 1.核力与四种基本相互作用(板书) 点拨：20世纪初人们只知道自然界存在着两种力：一种是万有引力，另一种是电磁力(库仑力是一种电磁力)。在相同的距离上，这两种力的强度差别很大。电磁力大约要比万有引力强1036倍。

基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。核物理学家猜想，原子核里的核子间有第三种相互作用存在，即存在着一种核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核,后来的实验证实了科学家的猜测. 问：那么核力有怎样特点呢? 学生：阅读教材核力的特点部分，讨论、总结并回答核力特点：

(1)核力是强相互作用(强力)的一种表现。

(2)核力是短程力，作用范围在1.5×10-15 m之内。

(3)核力存在于核子之间，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。

教师总结：除核力外，核物理学家还在原子核内发现了自然界的第四种相互作用—弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子转变质子的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10-18m，作用强度则比电磁力小。

点评：通过学生自主学习培养学生的自学能力，同时通过讨论激发学习兴趣。

教师讲述：四种基本相互作用力 弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用：

①弱力(弱相互作用)：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因→短程力 ②强力(强相互作用)：在原子核内，强力将核子束缚在一起→短程力 ③电磁力：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原了结合成分子，使分子结合成液体和固体。→长程力 ④引力：引力主要在宏观和宇观尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状。→长程力 学生：阅读课本左边的阅读内容总结自然界的四种基本相互作用力及它们的作用范围。

2.原子核中质子与中子的比例 教师：随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数。

引导学生阅读教材原子核中质子与中子的比例部分及挂图，思考两个问题：随着原子序数的增加，稳定原子核中的质子数和中子数有怎样的关系? 学生回答：随着原子序数的增加，较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多。

引导学生阅读教材思考为什么随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数? 点评：提示学生从电磁力和核力的作用范围去考虑。

总结：若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了;

若只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。

由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间恨本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。因此只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。

3.结合能 由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体。要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，,或者需要巨大的能量。例如用强大的γ光子照射氘核，可以使它分解为一个质子和一个中子。

从实验知道只有当光子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生.相反的过程一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV的能量。

这表明要把原子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫做原子核的结合能.原子核越大，它的结合能越高,因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定.点拨：那么如何求原子核的结合能呢?爱因斯坦从相对论得出了物体能量与它的质量的关系，指出了求原子核的结合能的方法。

4.质量亏损 (1)质量亏损 讲述：科学家研究证明在核反应中原子核的总质量并不相等，例如精确计算表明：氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些，这种现象叫做质量亏损，质量亏损只有在核反应中才能明显的表现出来. 让学生回顾质量、能量的定义、单位，向学生指出质量不是能量、能量也不是质量，质量不能转化能量，能量也不能转化质量，质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。

点评：质量亏损与质量与能量的关系是本节的难点。

学生很容易从字面上得出错误结论：

①质量就是能量、能量就是质量，质量可以转化能量, 能量可以转化质量。

②在核反应中不遵守质量守恒定律、能量守恒定律; (2)爱因斯坦质能方程：

E=mc2 讲述：相对论指出，物体的能量(E)和质量(m)之间存在着密切的关系，即E=mc2式中， c为真空中的光速。

爱因斯坦质能方程表明：物体所具有的能量跟它的质量成正比。由于c2这个数值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的。

(3)核反应中由于质量亏损而释放的能量：△E=△m c2 讲述：物体贮藏着巨大的能量是不容置疑的，但是如何使这样巨大的能量释放出来?从爱因斯坦质能方程同样可以得出，物体的能量变化△E与物体的质量变化△m的关系：△E=Δmc2.单个的质子、中子的质量已经精确测定。用质谱仪或其他仪器测定某种原子核的质量，与同等数量的质子、中子的质量之和相比较，看一看两条途径得到的质量之差，就能推知原子核的结合能。

点评：向学生指出以下几点：

①物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量。

②质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量，只是静止质量的减少。

③在核反应中仍然遵守质量守恒定律、能量守恒定律; ④质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。

点拨：师生共同阅读原子核的比结合能挂图，指出中等大小的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大)，这些核最稳定。另一方面如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，这样可以释放能量供人使用。

(巩固练习)已知1个质子的质量mp=1.007 277u，1个中子的质量mn=1.008 665u.氦核的质量为4.001 509 u.这里u表示原子质量单位，1 u=1.660 566×10-27 kg.由上述数值，计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。(28.3MeV) 学生：学习课本例题，做巩固练习，加深对质量亏损、原子核的结合能及比结合能的理解 (三)课堂小结 根据爱因斯坦质能方程自然界中物体的质量和能量间存在着一定对应关系：E=mc2，可见物质世界贮藏着巨大能量，问题是如何使贮藏的能量释放出来。人类以前利用的是燃料燃烧时释放的化学能。在发生化学反应时，是原子外层电子的得失，这种情况下人类获取的能量可以说属于原子的“皮能”。在核反应时，可以产生较大一些的质量亏损，从而使人类获得了大得多的能量，这里的变化属于原子核的变化，相应的能量称作原子核能。换句话说，即物体贮藏的能量是巨大的。迄今为止，人类所利用的能量还只是很小的一部分，如果人类在探索中能掌握新的方式，以产生更大的质量亏损，也就必然能够获得更为可观的能量， 这对解决人类的能源危机具有重要意义。

(四)作业：1、理解原子核的结合能的概念;

理解质量与能量的区别及它们之间的对应关系;

2、完成课本后面的练习1、2、3、4 ★教学体会 思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本;

亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

19.6 重核的裂变 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量。

2.知道什么是链式反应。

3.会计算重核裂变过程中释放出的能量。

4.知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。

(二)过程与方法 1.通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用 教学图像处理物理问题的能力。

2.通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。

(三)情感、态度与价值观 1.激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系。

2.通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。

3.确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。

★教学重点 1.链式反应及其释放核能的计算。

2.重核裂变的核反应方程式的书写。

★教学难点 通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。

★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟.大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等。我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。

播放VCD光碟，展示原子弹爆炸的过程及原子弹爆炸后形成的惨景的片段。

学生：观看原子弹爆炸的过程，并形成裂变能放出巨大能量的初步认识。

点评：激发起学生主动探求知识的欲望，从而为下一步进行教学活动奠定一个良好的基础。

(二)进行新课 1.核裂变(fission) 提问：核裂变的特点是什么? 让学生阅读课本核裂变部分内容，分小组讨论。每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

学生回答：重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变。

教师总结：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。

提问：是不是所有的核裂变都能放出核能? 让学生阅读有关核子平均质量有补充材料。分小组讨论。每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

学生回答：只有核子平均质量减小的核反应才能放出核能。

点评：有利于培养学生合作式学习的能力。

知识总结：不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。只有重核裂变和轻核聚变能放出大量的能量。

点评：个人及小组的竞争，活跃课堂气氛，激活学生思维，增加学习的趣味性。

2、铀核的裂变 (1)铀核的裂变的一种典型反应。

提问：铀核的裂变的产物是多样的，最典型的一种核反应方程式是什么样的? 让学生阅读课本核裂变部分内容 分小组讨论 每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

学生回答：

(2)链式反应：

提问：链式反应〔chain reaction〕是怎样进行的? 学生回答：这种由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。

点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。

(3)临界体积(临界质量)：

提问：什么是临界体积(临界质量)? 学生回答：通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。

(4)裂变反应中的能量的计算。

裂变前的质量：

kg， kg 裂变后的质量：

kg，kg，kg， 学生计算：质量亏损：

kg， J=201MeV 知识总结：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积。铀核裂变的产物不同，释放的能量也不同。

3、核电站 提问：核核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用? 让学生阅读课本核电站部分内容，分小组讨论。每一小组由一位同学陈述小组讨论的结果。

学生回答：铀棒由浓缩铀制成，作为核燃料。

学生回答：控制棒由镉做成，用来控制反应速度。

学生回答：减速剂由石墨、重水或普通水(有时叫轻水)做成，用来跟快中子碰撞，使快中子能量减少，变成慢中子，以便让U235俘获。

学生回答：冷却剂由水或液态的金属钠等流体做成，在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出，确保反应堆的安全。

学生回答：水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，防止核辐射。

教师(提问)：核能发电的优点、缺点? 学生回答：

优点：①污染小;

②可采储量大;

③比较经济。

缺点：①一旦核泄漏会造成严重的核污染;

②核废料处理困难。

点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。

教师(补充)：了解常用裂变反应堆的类型：

秦山二期、大亚湾二期是压水堆，秦山三期是沸水堆。

4、例题 例题1、下列核反应中，表示核裂变的是( ) A、B、C、D、分析：核反应中有四种不同类型的核反应，它们分别是衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变。其中衰变中有衰变、衰变等。

是衰变， 是衰变， 是人工转变，只的C选项是重核裂变。

学生回答：

解：表示核裂变的是C 点评：培养学生的扩散散性思维。

例题2、秦山核电站第一期工程装机容量为30万kW，如果1g铀235完全裂变时产生的能量为8.21010 J，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，每年要消耗多少铀235?(一年按365天计算) 学生回答：

解：核电站每天的发电量为W=Pt=3×108×24×3600 J=2.592×1013 J.每年的发电量W总=365W=9.46×1015 J而1 g铀完全裂变时产生的能量为 8.2×1010 J. 所以，每年消耗的铀的量为 点评：培养学生推理及公式演算的能力。注意速度单位的换算，运算过程中带单位运算。适当进行爱国主义教育。

(三)课堂小结 通过本堂课的学习，主要让学生知道核裂变的概念，知道什么是链式反应，会计算重核裂变过程中释放出的能量，知道什么是核反应堆，了解核电站及核能发电的优缺点。

本堂课的学习主要采用让学生自学阅读、小组相互交流、师生共同概括，学生讨论等方式来组织教学，主要培养学生合作式学习的能力，自主学习的能力和习惯。让学生树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养。

(四)作业：

(1)请学生课后阅读课本内容，巩固课堂学习的知识。

(2)请学生课后阅读“STS原子弹与科学家的责任”，并上网收索“切尔诺贝利核电站”，了解核泄漏对环境会造成严重的核污染。

(3)请学生课后探讨课本第99页“问题与练习”中的2~5题。

★教学体会 本节内容比较抽象，应让学生多思考、多总结、多归纳，体验知识的获得过程，加强对知识的理解。让学生树立实事求是的科学态度，培养学生严谨、踏实的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系。

19.7 核聚变 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解聚变反应的特点及其条件.2.了解可控热核反应及其研究和发展.3.知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。

(二)过程与方法 通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力 (三)情感、态度与价值观 1.通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科学。

2.认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。

★教学重点 聚变核反应的特点。

聚变反应的条件。

★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了7年。氢弹爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。这节课我们就来研究聚变的问题.学生：学生认真仔细地听课 点评：通过介绍我国第一氢弹爆炸，激发同学们的爱国热情。

(二)进行新课 1.聚变及其条件 提问：请同学们阅读课本第一段，回答什么叫轻核的聚变? 学生仔细阅读课文 学生回答：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。

投影材料一：核聚变发展的历史进程[1] 提问：请同学们再看看比结合能曲线(图19.5-3)，想一想为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能? 让学生了解聚变的发展历史进程。

学生思考并分组讨论、归纳总结。

学生回答：因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大 点评：学生阅读课本，回答问题，有助于培养学生的自学能力。

教师归纳补充：

(1)氢的聚变反应：

21H+21H→31He+11H+4 MeV、 21H+31H→42He+10n+17.6 MeV (2)释放能量：ΔE=Δmc2=17.6 MeV，平均每个核子释放能量3 MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍 提问：请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件? 学生阅读教材，分析思考、归纳总结并分组讨论。

得出结论 微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15 m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。

宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。

点评：从宏观和微观两个角度来考虑核聚变的条件，有助于加深理解。

教师说强调：聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸。

教师补充说明：

(1)热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳和很多恒星的内部温度高达107 K以上，因而在那里进行着激烈的热核反应，不断向外界释放着巨大的能量。太阳每秒释放的能量约为3.8×1026 J，地球只接受了其中的二十亿分之一。太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。它每秒有7亿吨原子核参与碰撞，转化为能量的物质是400万吨。科学家估计，太阳的这种“核燃烧”还能维持90亿~100亿年。当然，与人类历史相比，这个时间很长很长! 教师：希望同学们课后查阅资料，了解更多的太阳能有关方面的知识及其应用。

(2)上世纪四十年代，人们利用核聚变反应制成了用于战争的氢弹，氢弹是利用热核反应制造的一种在规模杀伤武器，在其中进行的是不可控热核反应，它的威力是原子弹的十几倍。

提问：氢弹爆炸原理是什么? 学生阅读教材：课本图19.7-1是氢弹原理图，它需要用原子炸药来引爆，以获得热核反应所需要的高温，而这些原子炸药又要用普通炸药来点燃。

[教师点拨] [录像]氢弹的构造简介及其爆炸情况。

根据你收集的资料，还能通过什么方法实现核聚变? 学生回答：日英开发出激光核聚变新方法、有人提出利用电解重水的方法实现低温核聚变。

点评：学生自学看书，自己归纳总结， 有助于培养学生分析问题、解决问题的能力，逐步提高学生的归纳总结能力。

2.可控热核反应 (1)聚变与裂变相比有很多优点 提问：目前，人们还不能控制核聚变的速度，但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应，以使核聚变造福于人类。我国在这方面的研究和实验也处于世界领先水平。请同学们自学教材，了解聚变与裂变相比有哪些优点? 投影材料二[2]：可控热核反应发展进程 例：一个氘核和一个氚核发生聚变，其核反应方程是21H+31H→42He+10n，其中氘核的质量：mD=2.014 102 u、氚核的质量：mT=3.016 050 u、氦核的质量：mα=4.002 603 u、中子的质量：mn=1.008 665 u、1u=1.660 6×10-27kg，e = 1.602 2×10-19C，请同学们求出该核反应所释放出来的能量。

学生计算：

根据质能方程，释放出的能量为：

教师点拔：平均每个核子放出的能量约为3.3MeV，而铀核裂变时平均每个核子释放的能量约为1MeV。

总结：聚变与裂变相比，这是优点之一，即轻核聚变产能效率高。

教师点拔：常见的聚变反应：21H+21H→31He+11H+4MeV、21H+31H→42He+10n+17.6 MeV。在这两个反应中，前一反应的材料是氘，后一反应的材料是氘和氚，而氚又是前一反应的产物，所以氘是实现这两个反应的原始材料，而氘是重水的组成部分，在覆盖地球表面三分之二的海水中是取之不尽的。从这个意义上讲，轻核聚变是能源危机的终结者。

总结：聚变与裂变相比，这是优点之二，即地球上聚变燃料的储量丰富。如1L海水中大约有0.03g氘，如果发生聚变，放出的能量相当于燃烧300L汽油。

聚变与裂变相比，优点之三，是轻核聚变反应更为安全、清洁。

实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了。另外，氘和氚聚就反应中产生的氦是没有放射性的，放射性废物主要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成的放射性物质，比裂就所生成的废物的数量少，容易处理。

(2)我国在可控热核反应方面的研究和实验发展情况。

EAST全超导托卡马克实验装置以探索无限而清洁的核聚变能源为目标，这个装置也被通称为“人造太阳”，能够像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。目前，由中科院等离子体物理研究所设计制造的EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置大部件已安装完毕，进入抽真空降温试验阶段。我国的科学家就率先建成了世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置，模拟太阳产生能量。

点评：通过了解我国在可控热核反应方面的成就，激发学生的爱国热情和献身科学的能力。

(三)课堂小结 本节主要研究了聚变核反应的特点和条件，聚变反应要比裂变反应释放更多的能量，但它发生的条件是要达到几百万度的高温，因而聚变反应也叫热核反应.可控热核反应的研究和实验将为人类和平利用核能开发新的途径。

(四)作业：

完成课后练习 ★教学体会 本节课虽然教学要求不高，但却是开展中学科技教育活动的生动内容。然而课本的编写，却限于篇幅等因素的影响，存在正如爱因斯坦所说的问题：“科学结论几乎是以完成的形式出现在读者面前，读者学生体验不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程也很难达到清楚地解释全部过程。” 在课堂教学过程中，结合内容的讲授，以史为鉴，虽着墨不多，却寓意深远，本材料正是以此为设计思想的：沿着科学家的足迹，剖析科学家的思维，领略科学家的创造;

激发同学们的兴趣，培养同学们的能力，陶冶同学们的情操。

附：

[1]投影材料一 时间 人物 事件 20年代 阿斯顿 指出：中等大小的原子核结合最紧密，核裂变或轻核聚变都会放出能量，核聚变放出的能量比裂变大许多 1920年 爱丁顿 猜测：太阳的能量来自亚原子粒子的相互作用 1926年 爱丁顿 指出：太阳总体积具有2000万度的高温和极高的密度。

1929年 罗素 指出：太阳总体积的60%是氢气，如果太阳的能量真是依靠核反应的话，那么这种核反应只能是氢气的聚变。

1938年 贝 特 证明：太阳的能量确实是靠氢气的聚变来维持的。

[2]投影材料二 事件 人物 事件 1933年 科学家们 在实验室中首次观测到核聚变就是氘的聚变 1934年 卢瑟福 用氘核去轰击氘靶产生了氚，发现氚聚变温度比氘更低。

1942年 特勒 在探索制造原子弹的各种途径的讨论中提出了一个可怕的问题。

1944年 费米 用氢的同位素氖和氛做燃料，只需五千万度就可以发生核聚变。

1945年 美国 原子弹研制成功后，人们立即觉察到，可以利用裂变反应所产生的超高温来实现核聚变反应，这就是氢弹的原理。

19.8 粒子和宇宙 ★新课标要求 (一)知识与技能 1.了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史 2.初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一 (二)过程与方法 1.感知人类(科学家)探究宇宙奥秘的过程和方法 2.能够突破传统思维重新认识客观物质世界 (三)情感、态度与价值观 1.让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性。

2.培养学生的科学探索精神。

★教学重点 了解构成物质的粒子和宇宙演化过程 ★教学难点 各种微观粒子模型的理解 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

1.Internet网络素材、报刊杂志、影视媒体等。

2.多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件(基于网络环境)播放等。

★课时安排 1 课时 ★教学过程 (一)引入新课 教师：宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。宇宙学中大爆炸论的基本观点是宇宙正在膨胀，要了解宇宙更早期的情况，我们必须研究组成物质的基本粒子。

问题：现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么? 学生：构成物体的最小微粒为“原子”(不可再分)。

点评：从宇宙的起源角度去引起对物质构的粒子的了解，激发学生的兴趣，积极回答。

教师：其实直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质不可分的最小微粒。20世纪初人们发现了电子，并认为原子并不是不可以再分，而且提出了原子结构模型的研究。

问题：现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成? 学生回忆并回答：现在我们认为原子是核式结构，说明原子可再分，原子核由质子与中子构成。

点评：引起学生回忆旧知识并巩固知识。

(二)进行新课 1.“基本”粒子 “不” 基本 教师：1897年汤姆生发现电子，1911年卢瑟福提出原子的核式结构。继而我们发现了光子，并认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子，所以把它们叫“基本粒子”。那么随着科学技术的发展“它们”还是不是真正意义上的“基本”粒子呢? 学生思考并惊奇。

点评：因为学生所能了解的最小粒子只有这些，所以这节课引起了学生的兴趣。

(可以不按教材顺序介绍，接着介绍新粒子的发现) 2.发现新粒子 教师：20世纪30年代以来，人们对宇宙线的研究中发现了一些新的粒子。

请学生看教材(103页“发现新粒子”) 思考下面的问题：

(1)从宇宙线中发现了哪些粒子?这些粒子有什么特点? (2)通过科学核物理实验又发现了哪些粒子? (3)什么是反粒子? (4)现在可以将粒子分为哪几类? 在老师的引导下学生带着问题阅读教材。

学生回答：

(1)1932年发现正电子;

1937年发现μ子;

1947年发现K介子与π介子 (2)实验中发现了许多反粒子，现在发现的粒子多达400多种。

(3)许多粒子都存在着质量与它相同而电荷及其他一些物理性质相反的粒子，叫做反粒子。

(4)按粒子与各种相互作用的关系，可分为三大类：强子、轻子和媒介子。

教师(讲授评析)：

强子：是参与强相互作用的粒子。

(强子又分为介子和重子) 轻子：轻子是不参与强相互作用的粒子。

媒介子：传递各种相互作用的粒子。

学生举例：

强子：质子、中子… 轻子：电子、电子中微子 媒介子：光子、胶子… 点评：激发学生了解相关知识，更进一步了解这个世界。比较三类粒子，让学生形成直观的认识，知道三类粒子的主要作用。

3.夸克模型 问：上述粒子是不是最小单位，有没有内部结构呢? 请学生看教材(第104页“夸克模型”) 学生：在老师的引导下学生带着问题阅读教材。

教师：1964年提出夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克(quark)。夸克模型经过几十年的发展，已被多数物理学家接受。

那么，现代科学认为夸克有哪几种?有什么特征? 学生回答：

(1)上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克。

(2)夸克带电荷为元电荷的或倍 点评：提示学生现代科学不仅发现6种夸克而且发现了反夸克存在的证据。使学生知道知识的学习和科学的探究是无止境的。

教师(提示)：科学家们还未捕捉到自由的夸克。夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”。能否解放被禁闭的夸克，是物理学发展面临的一个重大课题。

夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。而另一方面也说明科学正由于一个一个的突破才使得科学得到进一步的发展。

例：已知π+介子、π-介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克或反夸克)组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷。

π+ π- u d 带电量 +e -e 下列说法正确的是( )(2005全国) A.π+由u和组成 B.π+由和d组成 C.π-由u和组成 D.π-由和d组成 解析：根据各种粒子带电情况，π的带应为u和d(“+”或“-”)所以选“AD” 归纳：基本粒子不基本(列出框架图) 点评：逐步突现物质世界的微观与宏观的和谐统一。

粒子 媒介子 轻子 (6种) 强子 参与强作用 光子(传递电磁相互作用) 胶子(传递强相互作用) 电子 电子中微子 μ子和μ子中微子 子和子中微子 质子 中子 介子 超子 上夸克 下夸克 奇夸克 粲夸克 底夸克 顶夸克 夸克 4.宇宙的演化、恒星的演化 前面我们提到要了解宇宙起源需了解物质的组成的粒子，这是因为在物理学中研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究宇宙的理论竟然相互沟通、相互支撑。

阅读教材(第105页“宇宙演化”)并要求学生初步了解宇宙演化的发展过程。

点评：培养学生自学的习惯。学生简单了解宇宙演化和恒星演化过程。

教师：讲授“宇宙演化过程和恒星演化过程”：

宇宙大爆炸后，“粒子家族”(宇宙形成之初)：

10-44秒后，温度1032K，产生夸克、轻子、胶子等→ 10-6秒后温度1013K，夸克构成了质子和中子等(强子时代)→ 温度为1011K时，少量夸克，光子、大量中微子和电子存在(轻子时代)→ 温度109K时进入核合成时代→ 温度降到3000K时，电子与质子复合成氢原子→ 冷却，出现了宇宙尘埃 密集尘埃→ 星云团 开始发光→ 一颗恒星诞生。

恒星收缩升温→ 热核反应成氦→ 氢大部分聚变为氦→ 收缩→ 氦聚合成碳→… (类似)直到产生铁元素。

恒星最后的归宿：

恒星质量小于太阳1.4倍→白矮星 恒星质量是太阳1.4~2倍→中子性 恒星质量更大时(无法抵抗)→黑洞 教师：引导学生阅读课外材料“科学足迹”，课本第106页“华人科学家在粒子物理领域的杰出贡献”,了解科学发展史。

学生：了解华人对物理科学的贡献，增强学生的爱国主义热情和热爱科学的高尚的道德情操。

点评：激发学生的求知欲，让学生有一种探索科学奥秘的愿望。

5.课堂练习(可选为例题) 练习1、目前普遍认为，质子和中子都由被称为μ夸克和d夸克的两类夸克组成，μ夸克带电量为2e/3，d夸克带电量为-e/3，e为元电荷，则下列论断可能的是( ) A.质子由1个μ夸克和1个d夸克组成，中子由1个μ夸克和2个d夸克组成 B.质子由2个μ夸克和1个d夸克组成，中子由1个μ夸克和2个d夸克组成 C.质子由1个μ夸克和2个d夸克组成，中子由2个μ夸克和1个d夸克组成 D.质子由2个μ夸克和1个d夸克组成，中子由1个μ夸克和1个d夸克组成 答案：B 练习2、介子衰变方程为：→π-+πo其中介子和π-介子带负的基元电荷，πo介子不带电，如图所示，一个介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧Ap，衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧pB,两轨迹在p点相切，它们半径Rk-与Rπ-之比为2：1(πo介子的轨迹未画出)由此可知π-的动量大小与πo的动量大小之比为( ) A.1：1 B.1：2 C.1：3 D.1：6 答案：C (三)课堂小结 1.知道组成物质的粒子的发展史 2.了解粒子的种类及特点。

3.知道宇宙演化和恒星的演化过程 4.理解物质世界粒子与宇宙的和谐统一。

学生：整理课堂笔记，进一步回忆巩固所学知识。

点评：要求学生梳理知识，进行课堂小结。

(四)作业：

(1)查找有关华人科学家在粒子物理领域的更多成果和事迹与其他同学交流。

(2)“问题与练习”中的1~2题。

★教学体会 粒子和宇宙是近现代物理学重要内容，让学生了解人类对物质结构的认识过程从而进一步认识到物质世界的发展过程：粒子→宇宙。本节内容有很多知识相对抽象，课堂教学以讲授为主，并加以适当的补充介绍，使内容更象形象。一方面让学生了解科学知识，另一方面通过发展名的介绍(尤其是华人在粒子物理学方面的贡献)激发学生爱国主义的精神，培养学生热爱科学、热爱自然的高尚的道德情操，并鼓励他们为祖国、为科学而努力学习，争取更大贡献。

第2篇：【人教版】高中化学选修一教案全套

从实验学化学

第一节化学实验基本方法

引言

实验复习首先是要对教材中的每个基本实验，理解原理，掌握方法及注意等项。对实验中经常碰到的常用装置或操作进行归纳和适当延伸。如探究怎样使验证实验更加操作简单，时间短、污染少;在规范的基础上灵活应用。 第二是要注重教材实验的开发与整合，以提高创新实验的设计能力和评价能力。如失败原因探讨与诊断，引导观察分析“异常”，或结合信息材料，概括实验目的归纳实验结论。总之要学会分析，注重表达。 专题一 常见仪器的使用及实验安全 知识点

《高考考试大纲》

对应教科书内容 常用仪器的用途和使用方法 了解化学实验常见仪器的主要用途和使用方法

化学1 第一章 第一节 安全标识、安全措施意外事故的紧急处理方法 能识别化学品安全使用标识，了解实验室

一般事故的预防和处理方法 化学1 第一章 第一节

一、重点知识解析

1.常用仪器的用途和使用方法

【用于加热的仪器】

(1)可直接加热的仪器：试管、蒸发皿、坩埚、燃烧匙，硬质玻璃管。 特点：受热面积小、材质易均匀分散热量。

(2)垫石棉网加热的仪器：烧杯、烧瓶(圆底平底及蒸馏烧瓶)、锥形瓶等。 特点：受热面积大，不均匀分散热量。 【计量仪器】

(1)托盘天平：用于称量物质的质量。精度0.1 g。称量前调“0”点，称量时左物右码，砝码用镊子夹取，称量干燥的固体应放在两盘等质量的纸上，易潮解或具有腐蚀性的药品应放在玻璃器皿中称量。

(2)量筒：用于粗略量取一定体积的液体。精度0.1 mL。无“0”刻度。不能在量筒内配制或进行化学反应，量液体时量筒必须平放，观察刻度时眼睛平视。

(3)容量瓶：用于配制一定体积，一定物质的量浓度的溶液。用前首先检查瓶塞是否漏液，往容量瓶转移液体应用玻璃棒引流，液体应冷却到20℃，不能在容量瓶中溶解溶质。 (4)滴定管：用于做酸、碱中和滴定。精度为0.1 mL。刻度由上向下一般为0～25 mL，但容积大于25 mL。酸式、碱式滴定管不能混用，碱式滴定管不能装氧化性试剂，用前应先检查活塞处是否漏液。

(5)温度计：用于测量温度。水银球不能触及反应器壁，不能当搅拌器使用，注意温度计的量程。

【分离仪器】

(1)普通漏斗：用于转移液体或分离固体液体混合物，也常用于防倒吸装置。

(2)长颈漏斗：主要用于装配制气反应发生器。使用时，长管末端插入反应液面以下。 (3)分液漏斗：用于分离密度不同且互不相溶的液体。也常用作反应器的随时加液装置。使用前应检验是否漏液，分液时下层液体由下口放出，上层液体由上口倒出。 (4)干燥管：用于干燥或吸收某些气体，气流由大口进小口出。 (5)洗气瓶：用于干燥气体，或不纯气体的除杂。也可用作测气装置、储气装置等。 注意气体的进入方向，除杂：“长进短出”，排水储气：“短进长出”。 2.化学实验安全常识

第3篇：高中地理全套教案《优质课精选必修+选修》

高中地理必修一教案(1-3章) 高中地理必修二全套教案 高中地理必修三全套教案

高中地理必修一教案(1-3章) 第一章

宇宙中的地球 第一节

地球的宇宙环境

一、课程标准

●描述地球所处宇宙环境，运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星。 (1)标准解读

地球所处的宇宙环境是指以地球为中心的宇宙环境，可以从宏观和微观两个层面理解。宏观层面上是指地球在天体系统中所处的位置，即地月系—太阳系—银河系—总星系;微观层面上是指地球在太阳系中所处的位置。了解地球所处的宇宙环境，目的不是要系统学习天文知识，而是要为认识地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星打基础。在太阳系九大行星中，从质量、体积、运动等方面看，地球只是其中的普通一员，但是，存在生命尤其是高级智慧生命又使地球成为太阳系中特殊的一员。很显然，地球上为什么适宜于生命生存和繁衍是本条“标准”的重点要求。

从本条“标准”的设计来看，说明地球上存在生命的原因，不仅要从地球自身条件和行星际空间条件分析，还要从恒星际空间条件分析。“标准”将地球的特殊性限定在太阳系范围之内，隐含着在太阳系之外可能有存在生命的星球。实际上，人类一直在为寻找“外星人”而努力，目前已在太阳系之外发现了几十颗可能会有生命的行星。

根据本条“标准”的要求，学生在分析地球的普通性和特殊性时，要会运用有关资料加以说明。这些资料如太阳系九大行星的比较数据、地球在太阳系中的位置图、地球本身的条件等。 (2)教学重点

? 地球上为什么适宜于生命存在和繁衍。 (3)教学目标

? 能用自己绘制的示意图说明地球所处的宇宙环境;

? 能选用一定的资料(数据、图表等)说明地球行星的普通性与特殊性;

? 在地外生命存在的可能性探讨活动中，能运用自己搜集的资料，表达自己的观点; ? 尝试运用已学知识，写一段文字，表达宇宙环境认识方面的一个观点。 (4)教学方法

? 小组讨论法、图表分析法、比较分析法

二、知识结构

三、教学过程

一、人们对宇宙的认识(板书)

【引导、讲解 】人们对宇宙的认识经历了一个漫长的历史时期。在人类发展的初期，由于人们的活动范围狭小，往往凭自己的直觉认识世界，看到眼前的地面是平的，就以为整个大地也是平的，并把天空看做是好像倒扣在平坦大地上的一口巨大的锅，于是，便有了“天圆地方”的说法。后来，人们经过观察，发现天空中的各个星体都在围绕着地球转，地球好像处于整个宇宙的中心位置，这样，便产生了“地心说”。由于受西方宗教势力的影响，这个学说观点统治人们的思想是相当长的。到16世纪，哥白尼的“日心说”使自然科学第一次从中世纪神学的桎梏下解放出来，认为“太阳是宇宙的中心”，意味着宇宙实际上就是太阳系。18世纪天文学家引进了“星系”一词。到了20世纪60年代，随着大型天文望远镜的使用，以及空间探测技术的发展，人们对宇宙的认识范围在不断地扩大。 阅读《探索宇宙》，你能说出一个星空神话的故事吗?

教师举例：如患难与共的双胞胎兄弟、农神和她的女儿、埃及王后的秀发等，有兴趣的同学还可上网查阅更多的星空神话。

【讲解】天文学家把人类目前能观测到的有限宇宙叫作“可见宇宙”或已知宇宙。可见宇宙的半径约为140亿光年。

【活动】根据课本P6——活动，思考、计算并回答： ①何为光年?一光年约为多少千米? ②计算可见宇宙的半径约为多少千米? ③面对上题的数字，你有什么感慨?

【总结】光年为光在真空中一年所传播的距离，一光年约为94608亿千米。可见宇宙的半径=94608亿千米×140亿≈1.32×1023千米。由此可见，宇宙的范围是极其宽广的，可以说是无边无际的。宇宙中的奥秘无穷，有待于我们进一步的探索。

二、多层次的天体系统(板书) 天体在宇宙中的分布是不均匀的，万有引力和天体的永恒运动维系着它们之间的关系，组成了多层次的天体系统。

1、银河系和河外星系(板书)

【教师提问】请学生阅读课本相关内容，回答：

①银河系和河外星系主要由什么天体组成?离太阳最近的恒星与太阳之间的距离约为多少光年?

②银河系的组成天体主要由哪两类?目前人类所能观测到的河外星系约有多少个?银河系与河外星系的关系如何?

③银河系和河外星系共同构成了什么天体系统? 学生回答后，老师进行点评总结。 【教师总结】银河系和河外星系主要由恒星组成，离太阳最近的恒星与太阳之间的距离约为4.2光年。银河系的组成天体主要由恒星和星云两类，目前人类所能观测到的河外星系已超过1250亿个，银河系与河外星系是同级别的天体系统。银河系和河外星系共同构成的天体系统称为总星系，它包括目前我们所知道的宇宙中的所有天体，从某种意义上来说，总星系就是天文学家所说的可见宇宙。

2、太阳系和地月系(板书)

【教师提问】请学生阅读课本相关内容，回答：

①太阳系由哪些天体组成?中心天体什么?为何说它是太阳系的中心天体?

②太阳系中的行星可分哪两类?与太阳比其质量和体积有何特点?能否自身发光? ③组成地月系的天体有哪两个? 学生回答后，老师进行点评总结。

【教师总结】太阳系由太阳、围绕太阳运行的行星，以及卫星、彗星、流星体和行星际物质等组成，太阳的质量占了整个太阳系质量的约99.86%，为太阳系的中心天体。行星包括了九大行星和成千上万颗的小行星两大类，质量和体积比太阳要小得多，本身不发光。而地月系则是由地球和它的卫星月球组成，是最低级别的天体系统。

【小组活动】根据课本P8——图1—3及阅读材料，思考、讨论并回答： ①太阳系的九大行星是哪九颗?请从离太阳由近到远依次排序。 ②九大行星绕日公转运动有何共同特征? ③请正确描述小行星带的位置 ④目前已观测到的彗星有多少颗?说明彗星绕日公转的轨道。 学生回答后，老师进行点评总结。

【教师总结】九大行星是绕日运行的主要天体，按照离太阳由近到远的顺序依次为水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星，它们绕日公转具有共面、同向和近圆性的特点。小行星带位于火星轨道和木星轨道之间，目前已观测到的彗星约有1600多颗，彗星绕日公转的轨道为扁长轨道，有些是扁长的椭圆轨道。其中最为著名的是哈雷彗星，绕日公转周期约为76年。 【活动】观察月相一个月。

三、普通而特殊的行星——地球(板书)

【讲解】从地球的外观和所处的位置而言，地球与其他八大行星相比，并没有什么特殊的地方。地球只是一颗普通的行星。但由于地球具备了生命存在的基本条件：充足的水分，恰到好处的大气厚度和大气成份，适宜的太阳光照和温度范围等，在地球上产生了目前所知道的唯一的高级智慧生命——人类。从这种意义上说，地球是宇宙中一颗特殊的行星。 【学生阅读】课本P10的阅读材料，明确在地球之外，高级生命存在的可能性极大。 【小组活动】课本P11活动1，思考、讨论并回答：

①从地球与太阳的距离及其体积、质量的大小等方面，分析地球具有这些有利条件的原因。 ②假如太阳光照条件变得不稳定，或者太阳突然消失了，地球上将会出现怎样的情形?并对此答案作出解释。

③请从九大行星的运行特征分析，地球所处的行星际空间是否稳定和安全? ④除地球外，太阳系其他八大行星中可能存在生命的是哪个?并简述理由。 学生回答后，老师进行点评总结。

【教师总结】①日地距离适中，使温度介于0～100℃之间，水呈液态状态;地球大小适中，使地球能够吸引住大气。②太阳的光照条件一旦发生变化，那么地球上所得的热量也将发生变化，从而影响到温度和水的相态，以至于影响到生命的存在，地球上的生命也可能随之而消失。③九大行星绕日运行具有共面、同向性，彼此间不会发生碰撞，故地球所处的行星际空间安全稳定。④因火星与地球在距日距离、公转周期等方面与地球相似，故火星上可能会存在生命物质。 【学生课外活动】

选择一种你最为擅长的方式，向家人、朋友描述地球所处的宇宙环境，并在班会上与同学交流。

四、板书提纲

一、人类对宇宙的认识

二、多层次的天体系统

1、银河系和河外星系

2、太阳系和地月系

三、普通而特殊的行星——地球

第二节

太阳对地球的影响

一、课程标准

●阐述太阳对地球的影响。 (1)标准解读

本条“标准”以太阳为案例，说明宇宙环境对地球的影响。太阳对地球的影响是多方面的，从对地理环境和人类活动的影响来看，本条“标准”关注的主要是太阳辐射对地球的影响和太阳活动对地球的影响两个方面。把握本条“标准”应注意以下几点。第一，关注的重点不是太阳辐射和太阳活动本身，而是它们对地球的影响。因此，对于太阳辐射的能量来源与传递、各种太阳活动及其产生的原因、太阳的内部结构和大气结构等，不必详加分析甚至不涉及。但是，为了说明对地球的影响，需要明确太阳辐射和太阳活动的主要特征和基本规律。第二，“影响”应从对地理环境和对人类活动两方面来谈。由于“影响”涉及的范围太广，可以就主要影响用举例的方式说明。第三，要辩证地看待宇宙环境对地球的影响。从一般意义上说，太阳辐射的影响是有利的，太阳活动的影响是不利的;更进一步分析，太阳辐射也有不利的影响(如过多的紫外线辐射)，太阳活动也会产生有利的影响(如尚在研究中的太阳活动对气候等方面的影响)。 (2)教学重点

? 太阳辐射、太阳活动对地球的影响 (3)教学目标

? 说出太阳辐射的概念和波长范围;

? 熟记什么是太阳常数，并能用数据说明太阳辐射能量之巨大; ? 举例说明太阳辐射对地球的影响;

? 熟记太阳活动主要类型及其所出现的太阳大气层; ? 说出不同的太阳活动对地球所产生的影响;

? 搜集相关资料，说明太阳辐射和太阳活动对地球的有利和不利影响。 (4)教学方法

? 小组讨论法、图表导读法、列表比较法

二、知识结构

三、教学过程

一、太阳辐射与地球(板书)

1、太阳辐射(板书)

【教师引导、提问】我们已经知道，太阳是距离地球最近的一颗恒星。它是一个巨大炽热的气体球，表面温度很高。请同学们认真阅读、分析课文，思考： ①何为太阳辐射?到达地球的太阳辐射约占太阳辐射总量的多少?

②说出太阳辐射的波长范围，可分为哪三部分?太阳辐射的能量又主要集中在哪一波段? 学生回答后老师总结点评。 【老师总结点评】太阳辐射是太阳以电磁波的形式向宇宙空间放射能量。到达地球的太阳辐射约占太阳辐射总量的二十二亿分之一。太阳辐射的波长范围在0.15～4微米之间，可分为可见光、红外光和紫外光三部分。太阳辐射的能量主要集中在波长较短的可见光部分，约占总能量的50%。因此太阳辐射又称为短波辐射。

【活动】根据课本P12活动内容，思考、讨论并回答： ①什么是太阳常数?数值为多少?

②计算每小时到达地球表面的太阳辐射相当于多少度电?(不考虑地球大气的作用) 请学生回答，教师根据回答情况进行点评、补充、总结。

【老师总结】本活动，首先应正确理解太阳常数的概念：①地球大气上界;②日地平均距离;③垂直于太阳光线;④一平方厘米的面积;⑤时间一分钟。在这前提下所得到的太阳辐射能量。太阳常数值为8.24焦(平方厘米?分)。 每小时到达地面的太阳辐射能量：

=太阳常数×垂直于太阳光线的大圆面积×1小时 =8.24×3.14×(6371×100000)2×60 =6.37×1021焦 =1.8×1015度

2、太阳辐射对地球的影响(板书)

【教师提问】请学生阅读课本相关内容，举例说明太阳辐射对地球产生哪些影响?

【老师总结】太阳辐射是我们日常生活和生产所用的能源。如植物的生长需要光和热，晾晒衣服需要阳光，工业上大量使用的煤、石油等化石燃料是太阳能转化来的，被称为“储存起来的太阳能”。也就是说，太阳辐射经植物的生物化学作用，可以转化成有机物中的生物化学能，如煤炭资源是地质时期储存的太阳能。

同时，太阳辐射能维持着地表温度，是促进地球上水、大气运动、生物活动的主要动力。而大气运动、水循环等也为人类提供民源源不断的能源。

二、太阳活动与地球(板书)

1、太阳活动(板书)

【引导】我们已经知道，太阳是一个巨大炽热的气体球，而它的大气层(外部结构)从里向外可分为光球层、色球层和日冕层三部分。科学家长期观察发现，由于太阳释放能量的不稳定性，导致太阳大气经常在变化，有时甚至是非常剧烈的。天文学上就把太阳大气的这些变化通称为太阳活动。它的类型很多，阅读课本相关知识，思考后回答：太阳活动的主要类型有哪几种?分别出现在太阳大气层的哪一层?

学生回答后教师进行总结：

【教师总结】太阳活动的主要类型有以下几种，即太阳黑子、耀斑、日珥和太阳风。太阳黑子出现在光球层，耀斑、日珥出现于色球层，太阳风出现在日冕层。

【提问】阅读课本相关内容，比较说明太阳活动对地球的影响。

2、太阳活动对地球的影响(板书)

学生回答后教师进行总结：

【教师总结】如下表： 周期 活动规律 活动形式 太阳大气层 对地球影响 11年 ①光球层中高速旋转的气体涡旋，温度相对较低 ②带电荷，能产生磁场

③存在太阳活动高峰年与低峰年的交替 黑子 光球层 对气候产生影响，不同纬度的年降水量与黑子多少有一定的相关性;太阳活动高峰年激烈天气现象出现的几率增加

①色球层中激烈的能量爆发

②以射电爆发和高能带电粒子等形式放出辐射能 耀斑 色球层 耀斑爆发时产生的强烈射电扰乱地球大气的电离层，产生磁暴，影响短波通信

日冕层的带电粒子脱离太阳飞向宇宙空间 太阳风 日冕层 在地球两极地区产生极光

四、板书提纲

一、太阳辐射与地球

1、太阳辐射

2、太阳辐射对地球的影响

二、太阳活动与地球

1、太阳活动

2、太阳活动对地球的影响

1.3 地球的运动

(一)运动形式 [教学目的]：

1、了解地球运动的基本形式，以及自转和公转的一些基本数据：方向、周期、速度、公转的轨道、黄赤交角

2、理解地球自转和公转的关系，理解太阳直射点的南北移动的过程及其原因。

3、运用地球仪演示地球的自转和公转现象，能够准确地画出夏至日到冬至日太阳照射地球的示意图 [重点难点]：

地球自转和公转的方向、周期、线速度和角速度、黄赤交角、太阳直射点的季节移动 [教具设计]：模型、地球仪 [讲授过程]：

导入：前面几节课我们主要研究的宇宙，从本节开始，我们把关注的焦点由宇宙空间转移到地球。研究其作为行星的基本特征之一——地球的运动。地球的运动是很复杂的，除了自转和公转以外，还有其他许多的运动。一般情况下，我们只谈地球与人类关系最密切的两种运动，即自转和公转。

概念 自转 公转 轴心 地轴 太阳 方向 自西向东

从北极上空看，呈逆时针转动 自西向东 从北极上空看，呈逆时针转动 周期 恒星日：23时56分4秒

太阳日

24小时 恒星年：365天6时9分20秒 回归年：365天5时48分46秒 速度 角速度 除南北极点外都一样。15°/小时 近日点快，远日点慢

线速度 从赤道向两极逐渐减小 近日点(1月初经过)大， 远日点(7月初经过)小，平均30km/s

一、地球的自转：

地球绕地轴的旋转运动，叫做地球的自转。

地轴的空间位置基本上是稳定的。地轴的北端始终指向北极星附近。 方向：即自西向东;从地球北极上空看，呈逆时针方向旋转。

周期(提出上中天的概念)：自转一周360°，所需时间23时56分4秒，即一个恒星日。 如果以太阳为参照物，地球自转一周，所需时间24小时,即1个太阳日。 为什么太阳日比恒星日长一点?(P17图1-3-3)

由此可见，恒星日是地球自转的真正周期(真运动周期)，而太阳日只是一种视运动的周期。 题：今天晚上九点，望远镜的中心出现一颗恒星，望远镜不动，明天什么时间这颗恒又会到望远镜的中心?(恒星日的长度，故：8:56:4) 速度(用一幅地球的从北极上空向下看的俯视图)：

a.角速度：单位时间内所转过的角度. 据自转周期，地球表面除南北极点外，任何地点的自转角速度都一样，即15°/小时。

b.线速度：单位时间内所转过的弧长(千米/小时)因纬度不同而有差异，从赤道向两极递减。

[问题]：P点经过多长时间转到Q点的位置?(考虑南北极点的位置)

题二：图中加上两条经线~~给定两条经线的经度，西经50和西经70度，后都改成东经)

二、地球的公转

地球绕太阳的运动，叫做地球的公转，公转轨道是一近似正圆的椭圆轨道，太阳位于其中的一个焦点上。

方向：从西向东;从北极上空看是逆时针绕日公转。

周期：相对于认为无限远处的一恒星来说，地球绕日转过了360°，时间为365日6时9分10秒，即一恒星年。相对于太阳公转一周，即太阳直射点的一个回归运动，时间为365天5时48分46秒，叫做1回归年。

速度：a.角速度：近日点(1月初)较快

远日点(7月初)较慢

b.线速度：近日点(1月初)较大

远日点(7月初)较小

平均线速度约为30千米/秒

地球自转和公转是同时进行的，地球运动是这两种成分的叠加。

三、地球自转与公转的关系

地球自转的平面叫赤道平面，地球公转轨道所在的平面叫黄道平面。

两个面的交角称为黄赤交角，目前的黄赤交角为23度26分，地轴垂直于赤道平面，所以地轴与黄道平面交角为66度34分。

黄赤交角是地球的两种运动形式的综合体现，即地球倾斜着身子围绕太阳公转。(图1-3-6) 二分二至点、太阳直射点所在纬度(表格1-3-6)，二分二至时间(与近、远日点关系) 二分二至图与下图之间的太阳直射点的运动变化关系。

1.3 地球的运动

(二) [教学目的]：

4、使学生了解昼半球、夜半球、时区、地方时、地转偏向等概念

5、理解昼夜更替产生的原理;并能画出晨昏线

6、理解地方时、区时的成因;并会计算不同地方的地方时和区时;

7、了解地转偏向力对地表水平运动物体的影响并能够对身边的现象进行分析。 [重点难点]：

1、晨昏线的画法;

2、时间的计算;

3、对水平运动的物体进行分析 [教具设计]：

[教学过程]：

导入：上节我们学习了地球的运动——自转与公转，我们学习地球运动的规律，其目的还在于了解这些规律会产生哪些具有地理意义的自然现象。

一、昼夜交替

1、昼夜的形成：地球是太阳系中的一颗行星，它既不发光也不透明。

(1)任一时刻：太阳只能照亮地球表面的一半，向着太阳的半球我们把它称作昼半球，而背着太阳的半球我们把它称作夜半球，昼半球和夜半球有一个分界线(圈)，叫做晨昏线(圈)。 如果人处于昼半球中，就是他的白昼，而处于夜半球之中应该是他的黑夜。 太阳高度：太阳高度角的简称，太阳光线对地平面的倾角。 用当地的太阳高度来演示昼夜半球。 处于昼半球的各地太阳高度角都大于0，(都处于地平面以上)。 处于夜半球的各地的太阳高度角都小于0，(处于地平面以下)。 处于晨昏线上的太阳高度角都为0度(处于地平面上)。 [问题]太阳高度最大可以达到多少度? 哪里的太阳高度是九十度?太阳直射点

对于同一地点来说，一天之中什么时刻太阳高度最大?(正午)

(2)地球是在不断地自转的：由于地球不断地转动，在一天之中，地球上的人有半天在夜半球，有半天在昼半球，也就是说，我们的昼与夜在不断地更替， [问题]昼夜交替的周期为多长时间?一太阳日，即24小时。

太阳日：昼夜交替的周期，人们作息的周期;太阳高度日变化的周期。 由于太阳日时间不太长，所以地球表面可以被均匀加热，从而保证了地球上形成了适宜的温度。

强调：地球自转产生的是昼夜交替现象，而不是昼夜现象。

二、地方时：

1、地方时的产生

(1)关于零点和十二点的定义： 十二点：太阳处于上中天图：

太阳总是先到达东边的人的上中天，(或者说处于东边的人总是比西边的人先到达它们的12点)，也就是说偏东地点的时刻要早一些，因经度而不同的时刻，统称为地方时。 总结：地球自转自西向东，——太阳东升西落——时间东早西晚——各地时刻不同——地方时(因经度而不同的时刻)

根据以上分析与总结：东边总比西边的时刻要早，那么，因经度不同，时间会相差多少呢? 地理经度 15度 15分 15秒 地方时 1小时 1分钟 1秒钟

地理经度与地方时的关系，我们通过分析，可找出如下的计算法则： 已知两地的地方时之差，根据一地经度，可推算出另一地的地理经度; 已知两地的经度差，根据一地的地方时，可推算出另一地的地方时。 例题：

(2)总结计算地方时的步骤：

①寻找地方时的标志点：太阳直射点所在经线、昼半球的中间经线、夜半球的中间经线、晨线与赤道交点所在经线、昏线与赤道交点所在经线。

②计算标志点与所求地点的经度差，将经度差换算成时间差。

③根据计算经度差时所利用的东西位置关系，计算所求地的地方时(东加西减)

地方时因经度的不同而不同，因此使用起来不方便，特别是随着国际交往的增加，地方时给交通运输和通讯事业带来很多麻烦，所以国际上在1884年决定按统一标准划分时区。

2、时区和区时： 使用下面的图示： 中央经线和区时的解释 区时的计算法则： (1)各地所处的时区：当地纬度/15，四舍五入后得到的整数。 (2)时区差的计算：

两地同在东(西)时区，时区号相减;两地分别在东西时区，时区号相加。 (3)所求地区时=已知地区时+(-)两地的时区差(或区时差)：东加西减。 (4)日界线：东十二区进入西十二区减一天，西十二区进入东十二区加一天。 例如：(多找几个难题)

三、沿地表水平运动物体的偏移：

由于地球自转，地球表面的物体在没水平方向运动时，运动方向会发生一定的偏转，北半球向右偏，南半球向左偏：左右手定则。 促使物体水平运动方向产生偏转的力，我们称为地球偏向力。它对于地球表面的水流与气流的作用很大。 题：

1.3 地球的运动

(三) [教学目的]：

1、了解太阳高度、正午太阳高度、昼夜长短、四季和五带的概念

2、理解一天中太阳高度的变化规律从而进一步理解太阳高度的年变化规律，掌握计算不同纬度太阳高度的方法

3、进一步掌握不同时间的晨昏线的画法学会分析世界各地昼夜长短的关系

4、了解地球上四季和五带的划分 [重点难点]：

1、昼夜长短的变化规律

2、正午太阳高度的变化 [教具设计]： [讲授过程]：

1、太阳直射点的移动规律

2、二分二至点的几个图判断

一、正午太阳高度的变化：

1、太阳高度与正午太阳高度的定义

2、计算二分二至时的几地的正午太阳高度(首先找出地方时十二点所在经线：太阳直射点所在经线)

3、规律： 纬度变化 由直射点向南北两侧递减

二分日 由赤道向两侧递减 具体变化 夏至日 北回归线以北地区正午太阳高度达最大值，南半球达最小值

冬至日 南回归线以南地区正午太阳度度达最大值，北半球达最小值

南北回归线之间一年有两次直射，赤道在两分日达最大值。 季节变化：夏半年正午太阳高度较大，冬半年较小。

4、成因：

太阳直射点的季节移动。

5、计算： H=90°-|θ-δ|

(θ为某地的纬度，δ为太阳直射点的纬度;夏半年用“+”，冬半年用“-”。) (举例)：夏至日，济南的正午太阳高度是多少? (分析)：夏至日：δ=23°26′N;θ为济南的纬度=37°N;此时是夏半年

H=90°-37°+23°26′=76°26′ (练习)：冬至日，北京(40°N)的正午太阳高度是多少?

H=90°-40°-23°26′=26°34′ [承转] 计算几个点的日出时间

根据几个点的日出时间来计算昼长(将图转换一下~~关于昼弧与夜弧) 总结此时的昼夜长短的分布规律

二、昼夜长短的变化规律：

(一)昼夜长短变化的规律： 以北半球为例：(南球球相反)

夏半年(

3、21~

9、23)

1、昼长夜短;纬度越高，昼越长夜越短。

2、

夏至日昼最长，夜最短，北极圈内出现极昼。

冬半年(

9、23~

3、21)

1、昼短夜长;纬度越高，昼越短夜越长。

2、冬至日昼最短，夜最长，北极圈内出现极夜。 春分日与秋分日 昼夜等长：各12小时。 赤道 全年昼夜等分。

(二)昼夜长短变化的成因：

太阳直射点的回归运动(季节移动)。

(承转)：综上所述，全球除赤道以外，同一纬度地区，昼夜长短和正午太阳高度随季节而变化，使太阳辐射具有季节变化的规律，形成了四季

同一季节，昼夜长短和正午太阳高度随纬度而变化，使太阳辐射具有纬度分异的规律，形成了五带

三、四季的划分：

1、我国：把地球绕日轨道分成二十四段，每一段即为一个节气，即二十四节气。把二十四节气中的立春、立夏、立秋、立冬作为四个季节的开始。

2、欧美四季划分：把二分二至作为四个季节的开始。 二者的对比：

相同点：都立足于太阳辐射：同为天文四季。 不同点：我国四季以太阳高度和昼长的数值大小本身为标准。即：夏季就是一年内白昼最长、太阳高度最高的季节;冬季就是一年内白昼最短、太阳高度最低的季节;春秋两季就是冬夏的过度季节。);

而欧美的四季更接近实际气候的变化，如夏至日和冬至日分别是太阳辐射最强和最弱的时候，但很多地方的实际最高和最低气温分别平均发生于夏至和冬至后一个月左右。

3、四季划分对人们的生产生活具有重要的意义：如二十四节气： “清明前后，种瓜点豆”;“白露早，寒露迟，秋分种麦正当时”。等等。

四、五带的划分：

以南北回归线和南北极圈为界，把地表粗略地划分为：热带、南北温带、南北寒带五个热量带。五带反映了年太阳辐射总量从低纬到高纬减少的规律。

第一章

宇宙中的地球 第四节 地球的结构

一、课程标准

●说出地球的圈层结构，概括各圈层的主要特点 (1)标准解读

本条“标准”有显性和隐性两方面的要求。显性要求是从宏观上了解地球的结构及特点。地球呈现出圈层结构，可以划分出内部圈层和外部圈层。内部圈层包括地壳、地幔和地核，外部圈层包括大气圈、水圈和生物圈。岩石圈是介于内部圈层和外部圈层之间的一个圈层，包括地壳和上地幔顶部，即软流层之上的固体岩石部分。

本条“标准”的隐性要求是了解自然环境的组成，这也是根本要求。本模块的主题是“自然环境及其对人类活动的影响”，在学习了有关“宇宙中的地球”之后，面临的一个基本问题就是“什么是自然环境”。“标准”以“宇宙环境—地球—自然环境”的认识思路，设计了在宏观了解地球圈层结构的基础上认识自然环境的组成，即在空间范围上把自然环境放在地球圈层结构中认识。

自然环境可以从宏观和微观两个层面上理解。从宏观层面上，根据现代自然地理学的研究，自然环境就是指地球表层系统，它是由岩石圈、大气圈、水圈、生物圈四大圈层交叉而成的。人类属生物圈的一部分。也有人为强调人类的重要性和特殊性，单分出一个“智慧圈”，这样就共有五大圈层。

从微观层面上讲(如落实到一定的地域)，自然环境是由岩石、地貌、土壤、气候、水文、生物等要素组成的。

从人地关系角度出发，并且本条“标准”的行为动词为“说出”(要求较低)，对于各圈层不要求展开深入了解，而应抓其主要特点及与人类活动关系密切的内容。

在自然环境的基础上，人类通过长期活动创造了人文环境(也有称社会环境)，自然环境和人文环境共同组成地理环境。可见，地理环境的空间范围与自然环境是一致的。 (2)教学重点

?

地球各圈层的主要特点 (3)教学目标

?

能说出地球的圈层结构，分析概括出地球各部圈层的主要特点。

?

能借助地震波传播速度和距离地表深度的关系图，说出划分地球内部三个圈层的主要依据和主要界面，并分析说明界面附近地震波传播速度的变化特征。 ?

学会绘制简单的地球圈层示意图。

?

通过分析地球的圈层结构特征，科学地认识地理环境的组成，树立辩证唯物主义思想观念。 (4)教学方法

?

比较分析法、读图分析法

二、知识结构

三、教学过程

【引入新课】前面几节课我们学习了地球所在的宇宙环境和地球的运动特征，接下来我们将学习地球的圈层结构和物质组成，熟悉我们人类生成和发展的地理环境。这节课我们先一起学习地球的圈层结构。

一、地球的内部圈层(板书)

1、划分依据：根据地震波在地球内部传播速度的变化 【阅读、分析】《认识地球内部结构》 ①什么是地震波?

②地震波可分为哪两种?各有什么特征?

【总结】当地震发生时，地下的岩石受到强烈冲击，产生强性震动，并以波的形式向四周传播，这种弹性波叫地震波。根据地震波传播的特征，可将地震波分为纵波(P波)和横波(S波)。纵波能在固体、液体中传播，速度较快;横波只能在固体中传播，速度较慢。

2、划分界面：莫霍面和古登堡面。

【读图、分析】引导学生读课本图1-20 地震波传播速度和距离地表深度的关系，分析莫霍面、古登堡面的大致深度以及这个两个界面附近地震波传播速度的变化。 【总结】莫霍面距离地表约33千米(大陆部分)，纵波和横波的传播速度都明显增加;古登堡面距离地表约2900千米，纵波传播速度突然下降，横波则突然消失。

3、三大圈层：以莫霍面和古登堡面为界，可以将地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。

【读书、分析】引导学生看书，分析、归纳各圈层的主要特征。

地壳

①厚度：地壳平均厚度约17千米，地壳厚度的变化规律是：大陆地壳较厚，平均厚度约33千米，海洋地壳较薄，平均厚度约6千米;海拔越高，地壳越厚，海拔越低，地壳越薄。

②组成：地壳由90多种化学元素组成，含量较多的8种元素是氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁，其质量总数占地壳总质量的98.04%，其中氧几乎占1/2，硅占1/4强。硅酸盐类矿物在地壳中分布最广

③结构：上层为硅铝层，相对密度较小，分布不连续，在大洋底部罕见甚至缺失;下层为硅镁层，相对密度较大，分布是连续的。

地幔

①结构：分上地幔和下地幔。上地幔具有固体特征，主要由含铁、镁的硅酸盐类矿物组成。

岩石圈：由地壳和上地幔顶部(软流层以上)合在一起组成。

③软流层：位于上层地幔中，一般认为可能是岩浆的主要发源地之一。 地核

①组成：可能是极高温度和高压状态下的铁和镍组成。 ②结构：外核呈液态或熔融状态;内核呈固态

二、地球的外部圈层(板书)

通常把地壳表层以外的由大气、水体和生物组成的自然界分为三个圈层：大气圈、水圈和生物圈，统称为地球的外部圈层。

【读书、分析】引导学生看书，分析、归纳各圈层的主要特征。

1、大气圈

大气密度随高度增加而迅速下降。一般把2000~3000千米这个高度作为大气圈的上界。

2、水

圈

由液态水、固态水和气态水组成。按照存在位置和状态可分为海洋水、陆地水、大气水和生物水，其中陆地水与人类社会的关系最为密切。

3、生物圈

生物是地球生态系统中的主体和最活跃的因素。生物广泛分布于地壳、大气圈和水圈中，形成生物圈。

【活动】绘制地球圈层结构示意图，并通过同学之间的相互交流，进一步认识地球的圈层结构。

四、板书提纲

一、地球的内部圈层

1、划分依据

2、划分界面：莫霍面和古登堡面

3、三大圈层：地壳、地幔和地核

二、地球的外部圈层

1、大气圈

2、水

圈

3、生物圈

第二章

自然环境中的物质运动和能量交换 第一节 地壳的物质组成和物质循环

一、课程标准

●运用示意图说明地壳内部物质循环过程。 (1)标准解读

本条“标准”关注的对象是自然环境组成要素之一——岩石，要求的重点落在地壳内部物质循环，目的是以物质循环运动的观点看待岩石的形成和演变。

地壳是由岩石构成的，地壳内部物质可理解为岩石。要说明地壳内部物质的循环过程，首先要了解地壳内部物质——岩石的分类，即岩石分为岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。其次要了解每一类岩石是怎样形成的，这需涉及各种地质作用，但一般不必深入讲述三大类岩石的成因。第三，理解三大类岩石——岩浆岩、沉积岩、变质岩之间，及其与岩浆间的相互转化。这是本条“标准”要求的重点。第四，从“过程”来看，需要把握转化的起点、终点，以及先后顺序，并由此过程形成“循环”的认识。

根据本条“标准”的要求，学生要能熟练阅读“地壳内部物质循环示意图”，同时能绘简单的示意图说明地壳物质的循环过程。这样的示意图不仅要绘出三大类岩石及岩浆，还应反映它们之间的转化过程，如岩浆上涌侵入地下或喷出地表转化成岩浆岩，岩石在外力作用下转化成沉积岩，岩浆岩和沉积岩在压力和热力作用下转化为变质岩，各类岩石在地下深处重熔为岩浆等。

本条“标准”对地壳、岩石、地质作用等内容未作明确要求，因此，对理解地壳内部物质循环所不必要的知识最好不涉及。但是，从人地关系主线出发，介绍岩石的形成和转化时，应联系人类对岩石的开发和利用。岩石是由矿物组成的，人类大规模利用的矿产资源都来源于矿物，因此，可根据条件适当介绍矿物、矿产等内容。 (2)教学重点

?

地壳的物质循环 (3)教学目标

?

能说出矿物的概念、存在形态及其分类。并能利用肉眼和简单的工具，识别一些常见的矿物。

?

能说出岩石的概念，并能按照成因将岩石进行分类、列举常见的具有代表性的岩石;同时能分析说明沉积岩的两个特征。

?

能解释地质循环的能量来源，并通过绘制三大类岩石转化示意图，分析地壳物质的循环过程。

?

通过科学地分析地质循环过程，树立辩证唯物主义观念，提高科学素质，强化科学的人地观念。 (4)教学方法

?

淡话法、小组讨论法、实验观察法

二、知识结构

第二章第一节 地壳的物质组成和物质循环

知识结构

002

三、教学过程

【引入新课】前面我们通过学习第一单元宇宙中的地球，初步了解了地球所在的宇宙环境、地球的运动特征以及地球的圈层结构和物质组成。从第二单元开始我们要学习地球表面自然环境的物质组成及其循环运动，起家一步熟悉我们人类生成和发展的地理环境。这节课我们先一起学习地球的第二章自然环境中的物质运动和能量交换中的第一节地壳的物质运动和物质循环。

大家知道，地球内部可以分为地壳、地幔、地核三个圈层。但是由于技术条件限制等原因，目前人类对地球资源的利用主要局限于地壳，而地壳是自然环境中众多要素的基本载体。所以，了解地壳的物质组成与物质循环，是人与自然和谐相处的重要前提。那么地壳是由什么物质组成的呢?

一、

地壳的物质组成(板书)

通过前面的学习我们已经地壳和上地幔顶部都是由岩石组成的，合在一起形成了岩石圈。那么岩石又是由什么组成的呢?下面我们先一起看书，了解组成岩石的基本单元——矿物。

(一)矿物(板书)

【看书、分析】什么是矿物?什么是矿产?矿物的存在有哪三种基本形式?矿物可以分为哪两大类?常见的矿物有哪些? 【教师总结】

1、概念：矿物是具有确定化学成分、物理属性的单质或化合物，是化学元素在岩石圈中存在的基本单元。

2、矿产：有用矿物在自然界富集到有开采价值时，就称为矿产。

3、矿物的基本存在形式有三种：气态、液态和固态。如天然气是气态矿物，石油和天然汞是液态矿物，绝大多数的矿物都以固态形式存在，石英是自然界中最多的矿物。

4、矿物的分类：金属矿和非金属矿两类。常见的金属矿有：赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿、黄铜矿和方铅矿等。常见的非金属矿有：石英、长石和云母(这三种常见于花岗岩中)、方解石(主要在石灰岩和大理岩中)，滑石、石膏和磷灰石等。

【小组活动】常见矿物的简易识别

1、常见矿物的鉴别特征：结晶形态、透明度、颜色、光泽、密度、硬度、条痕等

2、利用肉眼和简单的工具(如指甲、曲别针、玻璃、小刀)，识别一些常见的矿物。 实验一：用观察颜色和对磁铁的反应方法，区分磁铁矿与赤铁矿。

观察颜色 磁铁反应

磁铁矿 铁黑色 有磁性，能吸小铁钉

赤铁矿 钢灰色或暗红色 无磁性，但能被磁铁吸

实验二：快速区别滑石、石膏、方解石、莹石、石英。

先根据透明度把五种常见矿物分为两类，一类是透明或半透明的：方解石、莹石、石英;另一类是不透明的：滑石、石膏。然后用相互刻画的办法再进行区分：滑石刻不动石膏，而石膏能刻动滑石;莹石能刻动方解石，而刻不动石英。经过这两个步骤能迅速地区分开以上五种矿物。

(二)岩石(板书)

【看书、分析】什么是岩石?按照成因，岩石可以分为哪三类?请列举出代表性岩石。 【教师总结】

1、概念：岩石是岩石圈(地壳)中体积较大的固态矿物集合体，由一种或多种矿物组成。

2、分类：岩石按照成因，可以分为岩浆岩、沉积岩、变质岩三类。

岩浆岩：岩浆冷凝而成，可分为二种，一是侵入岩，如花岗石;一是喷出岩，如流纹岩、安山岩、玄武岩。

沉积岩：裸露在地表的岩石经过风化、侵蚀、搬运、沉积、固结作用而形成。如砾岩、砂岩、页岩、石灰岩。

沉积岩有两个突出的特征：具有层理构造、常含有化石。

变质岩：由于岩石存在的条件，如温度、压力等产生变化，导致岩石原先的结构、矿物成分等发生变化而形成。如花岗岩→片麻岩、石灰岩→大理岩、砂岩→石英岩、页岩→板岩

【课外活动】搜集岩石标本，分析岩石成因、矿物成分、主要用途。

二、地壳物质的循环(板书)

地壳物质的运动，构成了大大小小的物质循环过程，其中规模最大、历时最长、影响最为深远的就是地质循环。

(一)地质循环(板书)

【看书、分析】什么叫地质循环?地质循环的能量来源如何?地质循环产生了什么影响?

【教师总结】

1、地质循环：是指岩石圈和其下的软流层之间的大规模物质循环。

2、地质循环能量来源:推动地质循环的能量,主要来自地球内部放射性物质衰变产生的热能。

3、地质循环产生的影响：在地质循环过程中，有一些地方岩石圈不断地诞生，在另一些地方岩石圈则逐渐消亡。与之相伴的是大地的沧桑巨变以及地壳物质形态的持续转化。

(二)岩石的转化(板书)

组成地壳的物质处于不断的运动变化之中。地球内部的岩浆，在岩浆活动过程中伴随喷出作用和侵入作用，冷却凝固，形成岩浆岩;已经形成的岩石(岩浆岩、变质岩)，在地表外力的风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩作用下，形成沉积岩;已经形成的岩石(岩浆岩、沉积岩)经变质作用形成变质岩。各类岩石在地壳深处 或地壳以下被高温熔化，又成为新的岩浆回到地球内部。

【小组活动】绘制三类岩石转化示意图，说明岩石相互转化具备的条件。 【教师总结】指导完成课本P34/活动题。

1、(1)略

(2)A.岩浆上升冷却凝固

B.风化(崩解、分解、溶解)、侵蚀、搬运、沉积、埋藏、成岩

C.变质作用

D.高温熔化

2、(1)

形成条件 分布位置

侵入岩 岩浆上升到一定位置，停留在地壳之中冷凝而成 最初的分布位置较深，在地壳之中

喷出岩 岩浆喷出地表冷凝而成 最初分布于地表之上 (2)沉积物必须经过埋藏和成岩作用，才能变成坚硬的岩石

(3)已经形成的岩石随着地壳运动下沉，或者与炽热的岩浆接触，温度、压力升高，从而发生变质作用 (4)地壳运动、岩浆活动、变质作用等内力作用，风化、侵 蚀、搬运、沉积、固结成岩等外力作用。

四、板书提纲

一、地壳的物质组成

(一)矿物

1、概念

2、矿产

3、矿物的基本存在形式有三种

4、矿物的分类

5、常见矿物的简易识别

(二)岩石

1、概念

2、分类

二、地壳物质的循环

(一)地质循环

1、地质循环

2、地质循环能量来源

3、地质循环产生的影响

(二)岩石的转化

第二章

自然环境中的物质运动和能量交换 第二节 地球表面形态

一、课程标准

●结合实例，分析造成地表形态变化的内、外力因素 (1)标准解读

本条“标准”关注的对象是自然环境的组成要素之一——地貌，要求的重点是地貌的变化及其原因。关于地表形态要注意有不同的概念解释。

对于地表形态，通常有两种理解。其一是从宏观形态上理解的地形，如高原、盆地等，是内力和外力综合作用的结果;其二是从微观成因上理解的地貌，如流水地貌、风沙地貌等，主要是由外力作用形成的。全国自然科学名词审定委员会将地形和地貌合为地貌(也称地形)。 地表形态的变化，可从三个层面加以说明。第一是全球大地构造，以解释全球海陆、高大山系、大裂谷等的分布和变化。一般通过板块构造学说等全球构造理论加以说明。第二是区域大地构造，侧重于内力作用形成的地质构造与地表形态，以解释地表高低不平的原因。一般通过褶皱、断层及其与地表形态的关系加以说明。第三是在大地构造基础上进一步形成的地表形态(即传统意义上的地貌)，以说明地表形态的再变化。一般主要通过流水、风、冰川等外力作用及其形成的地表形态加以说明。

从本条“标准”的要求来看，重在地表形态变化的原因分析，以使学生从两方面认识地表形态。一方面以运动、变化的观点看待地表形态，即地表形态一直处于不断的运动和变化之中。另一方面以综合的观点看待地表形态，即内力作用造就了地表形态的骨架(形成高山、盆地等大地形)，外力作用对地表形态骨架作再塑造(把高山削低，把盆地填平);我们所见到的地表形态是内、外力长期共同作用的产物。同时学会分析常见地表形态及其变化的主要原因(内力或外力)。基于这样的要求，教学时没有必要将各种地质作用形成的地貌或各种类型的地貌作全面系统的介绍，而应举例(即“标准”要求的“结合实例”)加以分析。 (2)教学重点 ?

内力作用与地表形态、外内力作用与地表形态 (3)教学目标

?

列表比较内、外力作用的能量来源、表现形式、对地表形态的影响，说出内、外力作用的关系。

?

说出板块构造学说的主要内容，从图上识别六大板块及其边界，并用板块构造理论解释主要地貌的形成。

?

说出常见的地质构造类型，举例说明地质构造形成的地貌。 ?

结合实例，分析说明外力作用对地表形态的塑造。

?

举例说出人类活动对地表形态的影响，学会判断人类活动对地表形态影响的合理性。

(4)教学方法

?

比较分析法、读图分析法

二、知识结构

第二章第二节

地球表面形态

知识结构

一、不断变化的地表形态——导致地表形态变化的力量来源

内力作用：能量主要来自地球

，表现为

、

、

等。 外力作用：能量主要来自地球

的

能，它能造成地壳表层物质的

、

和

。

二、内力作用与地表形态

(一)板块运动与宏观地形 板块构造主要观点：

(1) 地球表层的

并不是完整一块，而是被

分割成

板块、

板块、

板块、

板块、

板块、

板块等六大板块。

(2) 板块之间互相挤压碰撞(

边界)和相邻板块的彼此分离(

边界)对于宏观地形的形成和变化具有重大影响。

①在大陆板块相撞挤压的地区常形成高峻的

和巨大的

。如

②在海洋板块与大陆板块挤压碰撞的地带，常形成深邃的

，以及与之相伴的

或

。如美洲西岸的

和亚洲东部的

。

③板块张裂常形成裂谷(如

的形成)或海洋(如

海的形成)

(二)地质构造与地表形态

概念：由

运动留下的“痕迹”。

1.褶皱

概

念：强烈碰撞和水平挤压，可以使沉积岩发生弯曲，形成褶皱。

基本形态：一般地说，中间向上隆起的叫

，中间向下凹陷的叫

。不少褶皱构造的背斜顶部因受张力，容易被侵蚀成谷地，而向斜地区的岩石在褶皱作用下被

，比较

，抗

能力较强，反而形成山地。因此，我们不能简单地根据形态来识别背斜和向斜，而因根据岩层的新老关系来确定背斜和向斜，背斜从中心向两翼岩层越来越

，向斜从中心向两翼岩层越来越

。

2.断层 概念：岩层受力达到一定的强度，发生

，两侧的岩层沿断裂面产生显著的

。

形式：断层中两侧陷落，中间的突起的部分叫

，常形成陡峻的

。中间部分相对下沉的断层，形成

构造，常形成

或

。

(三)火山、地震活动和地表形态 岩浆喷出地表即为

，其熔岩物质的堆积常常形成

、

等多种火山地貌。 大地由于

而快速震动称为

，其结果往往造成地壳

和

。

三、外力作用与地表形态

(一)外力作用的表现形式：

、

、

、

和

作用。

(二)外力作用对地表形态的塑造

流水侵蚀作用：如

山地山高谷深，

高原千沟万壑的地表形态。

流水堆积作用：如许多大河的中下游地区往往形成开阔的

和

。 风力沉积作用：如干旱地区沙粒沉积形成

，埋没村舍、道路、牧场，带来流沙危害。

四、人类活动与地表形态

三、教学过程

【引入新课】上一节课我们讲过，地壳是由岩石组成的。三大类岩石的相互转化，构成了地壳物质循环，这也正说明了地壳是在

不断变化的，地壳表面形态也在不断地变化着。据地质学家考证：地球已有45亿年的历史。在此期间，地球(壳)表面在不断地发生着变化，经历了沧海桑田的变化，海洋和陆地在不断地发生变化。海洋可以变为陆地，如登山队员在喜马拉雅山上发现古生物化石;陆地也可以变为海洋，如台湾岛在很早以前是和大陆连在一块的，后来由于中间地段地层发生陷落，便形成了今天的台湾海峡。

【提问】是什么因素造成地壳及表面形态不断发生变化的呢?

一、不断变化的地表形态(板书)

【阅读、分析】内力作用、外力作用有什么区别和联系? 填表：内、外力作用比较表 分类 能量来源 主要表 现形式 对地表形 态的影响 内外力作 用的关系 内力作用 来自地球本身，主要是放射性元素衰变产生的热量 地壳运动、岩浆活动、变质作用、地震等 形成高山或盆地，使地表变得高低不平 在空间是相互联系，在时间上同时进行。在一定的时间和地点，往往是某一作用占优势，内力作用对地壳的发展起主导作用 外力作用 来自地球外部，太阳辐射能和重力能 风化、侵蚀、搬运、沉积、固结成岩等作用 把高山削低、把盆地填平，使地表趋于平坦

【总结点评】注意：①内、外力作用是相互影响、相互制约、对立统一的。内力作用与外力作用总是同时在改变着地表形态，但它们总是从相反的方面改变地表形态，即内力作用不断使地表变得高低不平，而外力作用则使高低不平的地表不断趋于平坦。因此，今天的地表形态，是内、外力作用共同作用的结果。②内、外力作用的相互依存和相互作用，是不断推动地壳发展变化的动力。在广阔的地表形态的漫长的发展过程中，在同一时期的不同地点或者在同一地点的不同时期，往往表现为某一种地质作用占优势。不过一般地说，内力作用对地壳的发展变化起着主导作用。③内外力共同作用下，形成了高低起伏的地表形态，并且由此分异产生了各种不同的自然环境特征。例如，在海陆两大地貌单元的基础上，全球便有了海洋环境和陆地环境的分化;陆地表面从高山、高原、丘陵、平原、盆地的分布格局，到阴坡、阳坡的差异，又在不同尺度上引起地理环境进一步分化，从而使地理环境更加丰富多彩。

二、内力作用与地表形态

(一)板块运动与宏观地形(板书) 板块构造学说形成于20世纪60年代后期，它是在大陆漂移和海底扩张学说的基础上发展起来的。

【阅读、分析】引导学生读课本P36—P38页，结合图和活动归纳板块构造学说的主要观点，并完成活动题。

1、板块构造学说的主要观点：(板书) (1)全球的岩石圈分为六大板块

全球的岩石圈不是整体一块，而是被构造带(如海岭、海沟等)分割成许多单元，叫做板块。全球的岩石圈分为六大板块(读图)。 大的板块又可分为小板块。

注意点：①板块是地球岩石圈被构造带分割成的单元，而不是地壳的单元，也不是硅铝层的单元。②六大板块的范围与大洲、大洋的范围不一致。除了太平洋板块基本上是水域外，其他的板块都包括了海洋和陆地。板块不是大洲、大陆或大洋，只是借用了大洲、大陆和大洋的名称来命名。③板块的边界有生长边界和消亡边界，消亡边界(图中实线)是板块相向运动形成的，表现为海沟或造山带;生长边界(图中虚线)是板块向相反方向运动形成的，表现为海岭或断层。

(2)板块漂浮在“软流层”这上，处于不断运动中。

(3)板块内部的地壳比较稳定，板块交界处地壳比较活动的地带。火山地震多集中分布在这一地带。

(4)板块相对移动而发生的彼此碰撞或张裂，形成地球表面的基本面貌(宏观地貌)。 大陆板块与大陆板块相撞挤压的地区，常形成高峻山脉和巨大高原。如喜马拉雅山、阿尔卑斯山、青藏高原等。

大洋板块与大陆板块碰撞地区，常形成海沟、岛弧、海岸山脉。如安第斯山脉、台湾山脉、亚洲东部的岛弧等。

两大板块张裂，常形成裂谷或海洋。如东非大裂谷、大西洋等。 (陆地内部张裂地带，常形成裂谷：如东非大裂谷)

【点评】地球上海陆的形成和分布，陆地上大规模的山系、高原和平原的地貌格局，都是板块运动的结果。

2、板块构造学说理论应用(板书)

(二)地质构造与地表形态(板书)

(教师引导)地壳运动是内力作用的一种主要表现形式。由地壳运动引起的岩层变形变位，称为地质构造，所形成的地貌，称为构造地貌。 什么叫褶皱、断层呢?

(教师在讲课时可利用随手教具——书本、纸张进行演示，并强调岩层的受力方向) 受地壳运动的作用，当岩层受到来自水平方向的强大挤压力时，便会发生弯曲变形，这叫做褶皱;当岩层或岩体受到来自垂直方向上的强大压力或张力时，岩体便会破裂，两侧的岩块会发生上下左右的错动、位移，这种现象叫做断层。 褶皱的基本形态表现为两种，即背斜和向斜。什么是背斜、向斜呢? (教师在黑板上用板笔绘出背斜和向斜的形态图，并标出受力方向) 【提问】同学们仔细观察，背斜和向斜从外部形态上看有什么不同呢?

(学生)从外部形态看，背斜的岩层一般是向上拱起，向斜的岩层一般是向下弯曲的。

(教师)在地貌上，背斜常成为山岭，而向斜常形成谷地或盆地。但这只是一般情况，还有特殊情况。

(教师用黑板擦把背斜上部擦去一部分，把向斜上部用粉笔添绘上一部分，变成“背斜成谷、向斜成山”的形态，类似课文中图2—

14、2—15图的情况) (引导)大家请看!有的时候恰恰相反，背斜由山岭变成于谷地，而向斜由谷地变成了山岭，这是怎么回事呢? (学生)略

【点评】这是受到外力作用的结果。背斜顶部因受到张力作用，岩性比较疏松，若裸露在地表很容易受到风力、流水等外力因素的侵蚀，所以就有可能变成谷地;而向斜槽部因受到挤压力作用，岩性比较坚硬不容易被外力侵蚀，反而成为山岭。所以我们在分析问题时，既要看到它的一般性，也要注意到它的特殊性。

背斜成谷、向斜成山，这种现象叫地形倒置，在山区、矿山等地带是可以看到的。

(过渡)由于岩层的受力方向不同，表现的形式是不一样的。当来自水平方向的挤压力使岩层发生弯曲变形，形成的是褶皱;而当岩层受到来自垂直方向的压力或张力时，岩块会发生破裂、位移或者错动，这就叫断层。

(教师在黑板上用粉笔绘出断层示意图)从断层两侧岩块的相对移动方向(可能一侧上升或一侧下沉)可看出，相对上升的岩块，在地貌上常形成块状山地或高地，如我国的东岳泰山、西岳华山(西峰)、峨嵋山万佛顶、江西庐山等名山，都属于上升的岩块;另一侧相对下沉的岩块，则常形成构造盆地或谷地(低地)，如我国吐鲁番盆地、陕西南部的渭河平原、山西中部的汾河谷地等。 【总结】 形式 从形态上看 从岩层新老关系上看 对地貌的影响 原因 褶

皱 背斜 向上拱起 岩层中心老、两翼新 一般成山 岩层向上拱起

有时成谷 背斜顶部受到张力被侵蚀成谷地

向斜 向下弯曲 岩层中心新、两翼老 一般成谷 岩层向下弯曲

有时成山 向斜槽部受挤压，物质不易被侵蚀反而成山岭 断

层 地垒 两条断层之间中间上升，两边下降，形成块状山地，如庐山、泰山

地堑 两条断层之间中间下降，两边上升，形成凹陷地带，如东非大裂谷、汾河谷地

(三)火山、地震活动和地表形态(板书)

【提问】什么是火山喷发、地震?对地形各有什么影响?

【总结】火山喷发其熔岩物质堆积常形成火山锥、火山口等多种火山地貌。地震的结果往往造成地壳断裂和错动，引起海陆变迁和地势起伏。

【承转】内力作用的结果是使地表面变得高低起伏，形成地表形态的“粗毛坯”，那么，外力作用怎么样呢?

三、外力作用和地表形态(板书)

(一)外力作用

【提问】外力作用的主要表现形式有哪些? 【点评】外力作用的主要表现形式有风化、侵蚀、搬运、沉积和固结成岩等。 内力作用不断使地表变得高低不平，而外力作用则使高低不平的地表不断趋于平坦。在侵蚀——沉积过程中，形成各种各样的侵蚀——堆积地形。

(二)外力作用对地表形态的塑造(板书) 【提问】分别例举出侵蚀、沉积形成的地形地貌。 【总结】

侵蚀作用为主：

横断山区——内力抬升、流水侵蚀——山高谷深 青藏高原——挤压抬升、流水下切——水拍云崖 黄土高原——内力抬升、流水切割——千沟万壑 沉积作用为主：

大河中下游地区——基底下沉、泥沙沉积——冲积平原和三角洲

干旱地区——含有大量沙粒的气流，风速减小、沙粒沉积—沙丘 【点评】内外力作用同时进行共同作用。

四、人类活动与地表形态(板书)

【阅读、分析】怎样的人类活动对地表形态的改变是合理的?怎样的活动是不合理的?

(指导学生完成P42页活动题)

【总结】人类活动对地表形态的改变有合理的，也有不合理的。评价的标准是看这种改变是否使自然环境向不利于人类生存的方向发展，严重影响了人类的生活和生存。例如不合理地开挖地表，使地表失去平衡，导致滑坡灾害的发生，这种对地表的改变就是不合理的。 【课堂小结】地质作用引起的地壳运动，不断改变着地表形态。在内外力的共同作用下，形成了地球上高低起伏的地表形态。人类生活在地球上，人类活动在受到地表形态的制约和限制的同时，也在不断地改造着地表形态。

四、板书提纲

第二节 地球表面形态

一、不断变化的地表形态 内力作用 外力作用

二、内力作用与地表形态

(一)板块运动与宏观地形

1、板块构造学说的主要观点

2、板块构造学说理论应用：

第三节 大气环境

教学形式：小组讨论;教具、课件辅助演示 教学过程：

[引入]“南太平洋上空一只蝴蝶挥动翅膀，有可能引起北太平洋上形成一次台风。”这说明地球表面覆盖着一层能够传递物质和能量的介质，即现在我们即将学习的大气环境。 [读图2-23]提问：

1、根据你的认识，地球大气环境含有哪些物质?

2、随高度的上升，对流层和平流层的气温分别是怎样变化的?

3、为什么说对流层与人类的关系最为密切?

4、为什么平流层适合于飞机飞行?

[小结]大气根据物理性质的不同，从地面到高层可以粗略分为3层，大气中含有各种气体分子、固体颗粒和水汽。由于地球引力的关系，大部分的气体和固体杂质和水汽集中在大气下层，即人类活动的主要区域。

一、对流层大气的受热过程

(一)、大气对太阳辐射的吸收作用

[过渡]大气中含有的各种物质对太阳辐射的吸收程度是不同的。 [读44页表格] 讨论：

1、太阳辐射到达地面之前经过大气，被大气吸收的程度如何?为什么?

2、除了吸收可削弱一部分太阳辐射，大气对太阳辐射的削弱作用主要还有哪几种形式?各有什么特点?

3、为什么晴朗的天空多呈现蔚蓝色?

(二)、地面辐射和太阳辐射

[过渡]太阳辐射到达地面后，热量到哪里去了?(地面吸收)地面吸收热量后升温，于是也能对外辐射，称地面辐射。地面的温度远远低于太阳，因此，地面辐射的波长也要比太阳辐射长得多。

[结合44页表格及图2-24，或者制作课件] 讨论：

1、地面对外辐射之后，热量又传递到哪里?

2、大气如何留住一部分地面辐射?

提问：大气吸收了地面辐射的热量，也具有了温度，因此大气也能进行辐射。结合图2-24(或者课件)，大气的热量又将如何传递?

[小结]大气射向地面的那一部分辐射称为“大气逆辐射”。请问晴天和阴天，哪种天气状况下大气逆辐射会强一些呢?答案是阴天，因为此时大气中吸收长波辐射的水汽含量较大。如果大气中二氧化碳含量大也是同样的道理。 [活动]45页思考题。

(三)影响地面辐射的主要因素

[过渡]同学们有没有看过雪景?为什么我们汕头没下过雪而哈尔滨年年都能把冰雕雪景作为旅游资源?(温度差异)地球表面接受太阳辐射为什么会产生温度差异? [引导学生分析图2-26] [小结]因此，全球不同纬度地区得到的太阳辐射量是不相等的，体现在温度上就是产生温度差异。

[板书]

1、纬度因素

[过渡]是不是同一纬度上的任何地区就不存在温度差异?

要求学生查找地图，在北纬23.5度非洲找到撒哈拉沙漠，举例：把鸡蛋埋进沙漠中间的沙堆中，几分钟之后鸡蛋熟了。提问：我们的家乡也在北纬23.5度上，为什么我们在土里埋鸡蛋，鸡蛋就不会被煮熟?

[小结]不同性质的地面对太阳辐射热量的吸收程度是不同的 [读图2-27]

[板书]

2、下垫面因素

[自由阅读46页最后一段以及阅读材料] 进行探究活动

二、全球气压带、风带的分布和移动

(一)热力环流形成的原理 [实验装置]酒精灯，大透明杯

[实验]观察水流流动方向，请学生描述，并说明原因。

[引入图2-26和2-27]，由于纬度和下垫面因素，全球各地会产生“温度差异”。

[活动]我们学校温度比周围田野高，气流将如何运动?要求画示意图，请一位学生上台画图并描述。

类比实验中水流的垂直运动，说明同一水平面某点由于上升气流空气份子得到补充而增加，于是形成高压;反之，同一水平面某点由于下沉气流空气份子减少而气压降低。气流由高压流向低压以达到一个动态平衡。

[讨论]先向学生解释等压面等压线的概念，然后看图2-29提问：上图的等压面原本是水平的，中图最上面的等压面已经发生弯曲，这说明什么问题?(同一高度上各点气压发生变化)。画图列出同一高度上3点，讨论这三点的气压与原来相比发生了什么变化。 学生自己探究完成。 [进行活动

1、2]

(二)大气的水平运动

[思考物理题，要求受力分析]某点受2力作用，什么情况下才能达到稳定状态(即静止或匀速直线运动)?受3力呢?画出物体运动方向。

[活动]要求学生从额头处凭想象截取一大面积水平面，由于温度差异，此水平面各点有气压差异。请学生把课本倒转平抬至额头，假设书本的情况就是实际情况。4人一组，集体看书后讨论气流将如何流动。(教师组织活动，不断提示学生，去伪存真，集体建构出气流的运动模式)。 完成活动

3、4

(三)全球气压带风带的分布

教学形式：小组讨论;教具、课件辅助演示 教学过程：

【复习】通过提问复习上节课的内容。(课件辅助)

(讲解)A、B两地受热不均，A地得到更多热量，B地温度相对较低，A、B两地上空的大气将如何运动?其近地面、高空的气压分布状况如何?

可以看出，在同一水平面上，由于获得热量的多少存在差异，就形成了最简单的大气运动——热力环流。引起大气运动的根本原因是冷热不均。

【引入新课】对于整个地球而言，各纬度得到的太阳辐射量也是不均匀的，这必将引起全球范围的大气运动，即大气环流。这是我们这节课将要学习的内容。

【具体讲解】从最简单的假设开始，分三步讨论，渐渐接近全球大气环流的实际情况。 假设一：地球表面均匀，且不自转、公转 讨论一：

1、地球气温的纬度分布有什么特点?

2、在冷热地区大气如何作垂直运动?

3、同一水平面上，从赤道到两极高空、近地面的气压分布状况如何?

【活动】一个学生上台，借助地球仪把本组讨论的结果演示出来，老师在旁边协助。 【课件】老师归纳小结，得出单圈环流的结论。 假设二：地球表面均匀，且自转，但不公转 讨论二：

1、在自转的地球上，水平运动物体的方向有何运动变化规律?

2、高空水平运动物体受到哪几个力的作用?其方向最终和等压线的关系如何?

3、近地面风受到哪几个力的作用，风向最终与等压线的位置关系如何?

4、赤道高空大气水平方向如何运动?

【活动】小组讨论并回答，每组负责一个问题，最后整合得出结论。 讨论三：

1、赤道高空向高纬地区流动的大气在南北纬30°附近偏转成西风，不能继续向高纬移动，低纬气流又源源不断补充，此时南北纬30°高空的气流如何运动?

2、南北纬30°附近近地面形成什么样的气压? 【课件】老师演示，学生思考。 讨论四：

1、南北纬30°的下沉气流和极地的下沉气流形成原因相同吗?气流在南北纬30°下沉后如何运动?

2、南北纬30°和极地流出的气流性质(冷暖、比重)有何差别?

3、这两股气流相遇后如何运动?

4、相遇点的近地面会形成什么气压?

【活动】学生讨论，然后采取抢答的形式给出答案。

【课堂练习】学生讨论，共同完成练习，派代表上台讲解，老师在旁协助。 假设三：地球表面均匀，且自转、公转 讨论五：

1、一年之中太阳直射点移动对热量在全球的分布有何影响?

2、热量分布的变化对气压带风带的位置有何影响?

【课件】老师引导，由学生抽丝剥茧最后得出结论：气压带风带的位置随直射点的移动而移动。顺带提出该结论影响特殊气候类型以及南亚季风夏季风的形成。

【小结】今天这节课，我们由简单到复杂，从假想到逐步接近实际情况，逐渐讨论、学习了全球大气环流的知识。现在大家了解了三圈环流的情形、全球气压带和风带的形成分布。由于地球表面实际并不均匀，比如海陆分布差异就会对全球大气环流产生显著的影响，这些知识我们将在下一节课进行学习。 【作业】思考探究活动。

《气压带、风带对气候的影响》教案设计

教案设计思想：

本节内容属于大气在地理环境形成与发展中的一个重要环节。教材把理论系统提升到了现实设计层面，以人类在生产生活环境中的所感所悟来应验学生的认知规律。因而在教学时应突出理论与现实紧密结合的教学思想。在教学中拟依据建构主义理论激发学生发现问题、进行自主探究、合作学习，并依据内容需要，教学方法上还可以采用观察学习法、材料学习法和思辨学习法。

一、

基本情况分析

(一)对学生的分析

基于高一学生已初具地理思维能力，在教师指导下，有一定的知识迁移能力，可以用学生所掌握的初中地理知识及观察到的地理现象迁移到本节内容，进行探究学习。

(二)对教材的分析

1、本节内容抽象、空间思维能力要求较高，学生不容易理解。教学中要明确重点、突破难点。

教学重点：①北半球冬、夏大气活动中心的分布与成因

②季风环流成因与特点

③利用和处理信息的能力

教学难点：①大气活动中心怎样影响天气和气候

②影响我国天气和气候的大气活动中心

2、本节教材的地位与作用——前后呼应

本节教材前应大气热力和动力两个因素，后呼天气和气候，步步深入

二、教学目标分析

(一)知识目标

1、了解海陆热力差异导致大气活动中心的形成

2、了解大气活动中心的实际分布是气压带、风带移动并叠加海陆位置和下垫面等因素的结果.

3、了解大气活动中心的南北移动对世界各地天气和气候有着重大影响。

4、了解海陆分布和气压带移动是形成季风环流的重要因素

5、了解季风环流的概念与地区分布

(二)能力目标

1、运用大气活动中心南北移动原理，分析南北纬30o—40o大陆东西两岸气候的不同

2、分析亚洲冬、夏季风示意图，说明季风环流在亚洲的分布

3、学会分析东亚与南亚季风环流的成因和特点

(三)情感态度与价值观

1、通过对本节内容的学习，了解身边气候的变化。应用知识分析气候的多样性、复杂性，从而培养学生利用知识为生产生活服务的思想

2、通过学习，认识祖国、家乡的一些气象知识;理解地理事物的内在联系，进行唯物辩证法的教育

(四)过程与方法

依据建构主义理论，把研究性学习的方法引入课堂。充分利用教材资源，重新整合教材，创设情景，发现问题——探究式的解决问题——拓展问题。

三、组织课堂教学

(一)导入——发现问题

1、从身边的感受导入：夏季游泳时感觉水体比较凉爽，而冬季在水里则感觉比大陆温暖。为什么?

2、从已学过的地理知识导入：

①

气压带风带北移时，副热带高气压带在海陆轮廓图上如何分不?气压带风带南移时，副极地低压带南移到什么地区?

②

我国广大地区为什么夏季风来自海洋，冬季风则来自西北内陆?

(二)新课——探究式解决问题

1、解决寻找本节的核心问题——是什么

核心问题：大气活动中心分布和季风环流(确定核心问题的方法：学生速读——发表个人意见——师生互动达成基本共识)

教学过程：从不同季节和地区看大气活动中心分布及东亚、南亚大气运动状况。 教学方法：播放<1月、7月海平面等压线分布图>指导学生看书、读

图，提出问题切入角度，充分调动学生积极性。

问题一：

北半球1月和7月欧亚大陆及北太平洋大气活动中心如何分布? (在学生看书归纳的基础上指导学生进行比较分析)

从亚洲及北太平洋看：

一月 七月 亚洲大陆 亚洲高压(西伯利亚、蒙古高压) 亚洲低压(印度低压) 北太平洋 阿留申低压 夏威夷高压

从南半球看：气压基本呈带状分布

问题二：季风是什么?全球季风最典型地区在哪?

教学方法：切入问题，指导学生看书。反之亦可，发挥学生自主

性。 问题三：东亚、南亚不同季节风向如何变化?各有什么特点?

教学方法：引导学生阅读分析教材《亚洲冬、夏季风示意图》，探究后发表各自的看法。然后师生达成共识。

夏季：东南风

东亚

冬季风势力强

冬季：西北风

夏季：西南风

南亚

夏季风势力强

冬季：东北风

2、解决本节核心问题形成的原因问题——为什么

教学方法：引导学生自主探究、合作学习，对图文进行观察、思辨。 问题一：北半球冬夏季节海陆大气活动中心为什么不同?

教学方法：播放投影1月和7月《海平面等压线分布图》，学生分组讨论发表看法。 (1)7月份，气压带、风带北移。7月份海平面等压线分布图上，大陆气温高，亚洲大陆形成热低压，把副热带高压带切断。从而在亚洲大陆上形成亚洲低压、在北太平洋上形成夏威夷高压，南半球气压带基本呈带状分布。

(2)1月份，气压带、风带南移。在1月份海平面等压线分布图上，大陆降温快，气温低，亚洲大陆形成冷高压，把副极地低气压带切断，从而在亚洲大陆上形成亚洲高压，北太平洋上形成阿留申低压，南半球气压基本上呈带状分布。

问题二：东亚、南亚不同季节风向为什么不同?这与大气活动中心分布不同有哪些联系?

教学方法：让学生对图文进行观察、思辨、自主探究获取知识。

海陆热力性质差异

原因

气压带、风带季节性移动

3、解决大气活动中心分布和季风环流形成后的影响——怎么样 教学方法：学生根据以往所学知识和掌握的规律及课堂提供的资料大胆设想，——看书验证，举例说明对本课所阐述原理内容的理解——用科学的理论对人类在生产生活环境中所感所悟进行正确的解释。从而加深对知识的认知，据此设计以下拓展问题研究：

问题一：北纬30o—40o地区从理论上说应该是同一气压带风带控制，但该地区大陆东西两岸气候则天壤之别，为什么会如此?

(此题设计目的是让学生在已知的基础上进一步探究前因后果，为今后气候内容的学习打下基础) 阅读以下两则补充材料：(投影播放) 材料一：《副热带高压带与我国的洚水和旱涝》 副热带高压带是全球性的大气环流系统。它经常活动在较低纬度上空，夏季最强，冬季最弱，对一些地区的天气、气候产生巨大的影响。太平洋副热带高压中心有时只有一个，位于夏威夷附近：有时分裂成两个，分别位于东、西太平洋上。西太平洋副热带高压简称副高，对我国天气、气候影响最为直接。它的强弱、进退，几乎决定着我国东部地区主要雨带的分布以及水旱灾害的发生。夏半年，随着副高位置的季节性北移和加强，夏季风暖湿气流随之逐渐减弱，冷暖气流在副高北侧交锋形成的降水带也随之北上。就平均状况而言，春末副高位置大约在北纬15o—20o，雨带常位于华南。夏初，副高西伸北进到北纬20o左右，雨带也北移到长江中下游地区直至日本南部，形成长达1个月之久的梅雨季节。7—8月副高进一步北进到北纬25o—30o，雨带随之被推到华北、东北地区。9月，副高南退，雨带也随之南移，北方雨季结束。

副高的位置和强弱一旦异常，就会引起我国不同地区的水旱灾害。当有的年份夏季副高发展强大西伸至我国大陆、位置持续偏南时，雨带就长时间滞留在江、淮地区，易造成江淮地区洪涝灾害，而北方地区则会发生干旱。相反，当副高季节性北跃时间提前、位置较常年偏北时，我国北方地区就容易出现洪涝灾害，南方则易出现干旱。

材料二：

„„„今年入春以来，内蒙古地区又一次气温普降，茫茫草原变为一片“银色草原”。据农业部统计，全区可利用草场90%以上受灾，有3100万公顷草场未能按时返青，3200万头牧畜面临“缺衣少食而死亡危险。 问题二：我国是一个多水旱灾害的国家，常出现北涝南旱、南涝北旱，你认为其原因是什么?在亚洲范围内还能找出一个水旱灾害频繁的国家吗?为什么? 问题三：根据以上两则材料，分析影响我国天气的大气活动中心有哪些?它们对我国农业生产会造成哪些具体影响?应如何防御?谈谈你的设想。

<以上两题设计目的在于加深学生对知识的认知，并用于实际，加强理论联系实际的能力 ，培养学生创造性思维能力>

(三)课堂反馈<设计一些选择题、材料题或问答题>

“常见的天气系统”教学设计 教学内容分析： 该节教材继气压带、风带移动对气候影响之后，从微观角度分别介绍了锋面系统与天气及高低气压系统与天气等常见的天气系统，以点带面使学生理解不同时空的天气变化，使学生学习贴近生活、运用于实际。 教学思想设计

本节内容是本章教学的一个难点。内容知识比较抽象，需要学生较强的空间思维能力，要求在教学中精心设计教学环节。通过适时适量的使用现代化的教学工具，增强教学的直观性。以学生为主体，以贴近生活实际的天气现象实例为素材，启发，引导学生思考、分析、讨论，自己得出结论。培养学生探究性学习和创新能力，使学生感到地理中有生活、生活中离不开地理，激发学生学好地理的兴趣。

一、教学目标

1.知识目标：①了解冷暖气团的性质

②了解天气变化是不同天气系统作用的结果及天气变化对人类生活的影响

③理解锋面及高、低气压系统的活动与天气状况

④识别常见天气系统

2.能力目标

①辨别并绘制冷暖锋系统

②识读电视节目中常见简易天气图，分析不同地区天气系统及未来的天气变化

3.情感态度与价值观

通过从生活实际需要出发，学习、识别常见的天气系统，提高学生联系实际的能力，树立学生学知识、用知识的观念。了解天气变化与不同天气系统的关系及天气变化对人类活动的影响，培养学生尊重科学，树立学生辩证唯物主义世界观。

二、教学重点

识辨常见的天气系统

三、教学难点

1.锋面系统与天气

2.高、低气压系统的区别与天气特征

四、教学方法

启发式教学法 、 直观图示法、

案例分析法、

对比法 、 探究法

五、学法指导

运用学生熟悉的情景素材导学，将情感现象转化为理论，结合图象引导学生思维，并辅以个案分析，对导入的理论进行对比。在己知的知识基础上进一步引申拓展，运用简单的左、右手判断法则，培养学生对图象的动态分析和探究学习的能力

六、课时安排：2课时

七、教学过程

设置情景，导入新课

我们在小学、初中语文课中就学过“黄梅时节家家雨，清明时节雨纷纷”等描写天气的诗句。我国北方流行“一场春雨一场暖.一场秋雨一场寒”等俗语皆为描绘天气的变化，所以天气与我们的日常生活息息息相关。请同学们想想天气变化与哪些因素有关?

讲授新课

一、气团及分类

1.概念：对流层下部在水平方向一定范围内，物理属性相对均匀的大团空气。

【引导】陆地表面与海洋表面物理属性及形成的气团有什么差别?

【点拨】从不同下垫面温度、湿度、大气稳定等提示学生理解气团的形成与性质。

2.气团分类

按源地分类：陆地气团和海洋气团;按性质分类：冷气团和暖气团

【过渡】气团有位置的移动，不同性质的气团相遇时会产生剧烈的变化，形成不同的锋面，影响天气。

二、锋面系统

1.形成 【导读】学生阅读课文内容，理解锋面及水平方向的范围，分析不同气团相遇后的位置变化，锋面两侧为“暖上冷下”。 【播放动画】“冷、暖锋的形成”

【导学】引导学生对比分析教材图2-

35、图2-36两幅示意图，观察不同颜色箭头运动方向所代表的气团，讨论分析出锋面是狭窄且倾向冷气团一侧的平面。

2.分类及符号

【提问】据以上对示意图的观察，锋面如何划分?为什么?

【点拨】引导学生从图示箭头来辨认。以其势力强弱来区分冷暖锋。冷气团势力强，主动向暖气团移动，迫使暖气团被动抬升，则为冷锋。暖气团势力强，主动向冷气团移动，暖气团主动爬升，则为暖锋。

【学生辨别】绘制或出示冷暖锋符号示意图，引导学生辨别、并分析其移动方向，区分锋前与锋后等概念。

3.锋面活动与天气变化特点

【投影】自制《未来48小时冷暖锋过境天气变化对比图》

【导读、导思】①引导学生讨论分析：“单一气团至主导气团再到单一气团”的动态变化中，气温、湿度、气压、风力等有何变化，天气状况有何差异。

②引导学生分析：主导气团活动时，冷暖锋降水强度与位置的区别。

【学生活动】学生分析、讨论回答，教师补充。

【归纳】

过境前：单一气团，天气稳定

(1)冷锋与天气

过境时：大风、降温、阴、雨、雪等天气

过境后：单一气团，气压升，气温、湿度降，天气好转

过境前：单一气团，天气稳定

(2)暖锋与天气

过境时：多云、连续性阴雨

过境后：单一气团.气温升，气压降，天气转暖

(3)雨区及强度

冷锋：锋后降雨，强度大，历时短。

暖锋：锋前降雨.雨弱，历时长。

【学生活动】

①设置情景讨论锋面过境后人类活动及周边自然环境的变化

【点拨】

从农业活动、人类起居生活，如农耕、空调、冰箱使用、衣帽穿戴及万物枯苏等方面讨论。

②完成连线

a.冷锋

北方沙尘暴

黄梅时节家家雨.清明时节雨纷纷

b.暖锋

一场春雨一场暖

一场秋雨一场寒

【过渡】

我国是一个气象灾害多发的国家，这些气象灾害与锋面活动密切相关。锋面活动对我国天气有哪些影响?

4.锋面活动对我国天气的影响

【播放案例】

材料一

沙尘天气肆虐半个中国

据国家气象局透露：今年沙尘天气具有形成频次高、出现时间长、影响范围广的特点。至5月20日，2001年春季我国北方地区共出现18次沙尘天气过程，其中强沙尘暴过程3次，沙尘暴过程10次，扬沙过程5次。沙尘天气总日数达41天，占总日数的51%，平均每2天就有一次明显的沙尘天气。

材料二

长江中游的支流南北分布。一般年份，影响我国的夏季风与北方南下的冷空气之间形成的锋面雨带，5月份位于长江南岸一带，使长江南岸各支流进入汛期;6月份，锋面雨带向北推移到长江中下游一带，北岸及其支流和干流开始进入汛期。这种南北分布和雨带推移规律，使两岸涨水时间借开，加之沿江地带有洞庭湖和鄱阳湖等众多的湖泊与长江干流相通，干流不至在短时间内出现过大洪峰。但在1998年锋面雨带在长江流域活动时间过长，并且长江流域普遍出现暴雨，南北支流普遍涨水与上游的洪水同时汇入干流，使干流水量大增，引发了特大洪水。

【讨论分析】①除人为因素外，我国北方沙尘暴的“罪魁祸首”是谁?②1998年长江洪水形成受哪种锋面的影响?

【点拨】①为冬季风及冷锋活动造成 ②主要是暖锋所为 【归纳】锋面系统对我国天气的影响

冷锋：北方冬秋寒潮，冬春沙尘暴，夏季暴雨。

暖锋：南方夏季降水

【过渡】常见的天气系统除锋面系统外，还有其他的形式，对我国天气同样产生非常大的影响。

三、低气压、高气压系统与天气

【学生活动】交流课余观察水池放水时水流形状的结果，并讨论其形成的原因。

【点拨】对学生观察结果进行肯定，并分析出该结果的原因是北半球在地转偏向力作用下所致，同时指出气流运动与此相同。南半球则相反。

【导读】阅读教材“图2-37北半球气旋、反气旋示意图”，引导学生讨论分析高低气压系统与气旋、反气旋的关系，并归纳总结气压系统的气流运动特点及其运动下的天气特点。

【点拨】气压系统是指气压状况而言，气旋、反气旋是指在等压线闭合的情况下的气流运动而言，其形成是多种因素作用下的结果，一般来说，低气压系统形成气旋，高气压形成反气旋。在其影响下，低气压系统即气旋中心气流上升，水平气流呈北半球逆时针，南半球顺时针，且东、西部风向及性质有明显差别。高压系统即反气旋，则与之相反。并引导学生归纳总结得出“下沉晴朗.上升阴雨”的规律。

【学生活动】学生自制南北半球气压系统图片，利用“北右南左”的左右手法则判断气流运动状况，培养学生思维判断能力。并完成教材P57页活动的填表内容。

【点拨】北半球气旋、反气旋用右手，南半球气旋、反气旋用左手，引导学生明白大拇指及其他4指表示的意义。

【播放投影】台风及危害等有关资料

【学生讨论】台风是在哪一种天气系统控制下形成的?主要影响我国哪些地区?

【总结】台风是热带气旋的一种，我国南部沿海是热带海洋气旋控制下的天气。而长江中下游流域的“伏旱”则是副热带高压系统控制的天气。

【播放投影】《世界海平面的气压分布局部示意图》

【导学】引导学生学会观察低压和低压槽，高压与脊线及切变线。

【点拨】指出高、低压中心位置及常用表示符号，槽线、脊线与切变线位置。 【导读】阅读P57页“图2-39锋面与气旋系统”示意图

【点拨】对锋面气旋简介，分析冷、暖气团方位、性质、锋的移动方向，气旋前后的性质和天气状况，分析气旋前后降水强弱的原因。 【学生活动】

1.读图完成下列问题：

①指出A、B气团性质

②比较A、C两地风向及大小

③说明A、雨区强弱的原因

2.试做天气预报员

四、课堂小结(略)

五、板书设计(略)

第二章 自然环境中的物质运动和能量交换 第四节

水循环和洋流

一、课程标准

?

运用示意图，说出水循环的过程和主要环节，说明水循环的地理意义。 ?

运用地图，归纳世界洋流分布规律，说明洋流对地理环境的影响。 (1)标准解读

本条和下一条“标准”关注自然环境的组成要素之一——水。本条“标准”旨在认识自然界中水的循环运动及其对自然环境和人类活动的影响。

一般将水循环按其发生的空间范围分为海陆间循环(又称大循环)、陆上内循环和海上内循环三种。“标准”并不要求对水循环作这样的划分或出现三种循环的概念，而是要求以海陆间循环为主，将三种循环的过程和环节综合在一幅示意图中，使学生综合把握水循环。 水循环的过程是指水在陆地、海洋、大气之间的转变;环节是指实现水的循环运动的途径，主要包括降水、蒸发(蒸腾)、径流、水汽输送等。根据“标准”的要求，学生应能以示意图的形式，通过主要环节的相互联系，说出水在自然界的循环过程。

水循环的地理意义是本条“标准”要求的重点，而且“标准”对它的要求是“说明”，从程度上区别于对过程和环节的一般要求。水循环的地理意义首先是维持着地球上各水体之间的动态平衡，使淡水资源不断更新。其次，水循环促进了自然界的物质运动和能量交换，由此对生态、气候、地貌等都产生了深刻的影响。对水循环地理意义的学习应注意形成一些基本认识，如水循环将水圈、岩石圈、大气圈和生物圈联系起来;水是自然界最富动力作用的因子之一;水资源处在不断更新之中，但并不是取之不尽、用之不竭的等。

从本条和下一条“标准”综合来看，本条“标准”虽然将视野扩大到水圈，但落脚点放在陆地上。因此，对于陆地各水体之间的关系(水循环各环节的联系)、水资源及其更新、水循环对气候、生态、地貌的影响等，应给予适当的关注。

运用地图，归纳世界洋流分布规律，说明洋流对地理环境的影响

本条“标准”关注水圈中的海洋水。海洋水是地球上最主要的水体，也是大气最重要的水汽来源和热量来源。关于海洋水，传统高中地理课程要求的内容较多，如海水的温度、盐度以及各种形式的运动等。课程标准从对于自然环境和人类活动的意义来考虑，舍弃了关于海洋水自身性质的内容(如温度和盐度)，只关注环境意义最为重大的海洋水的运动形式之一——洋流。

洋流一直是高中地理的重要内容之一。本条“标准”将洋流的学习归结为“世界洋流分布规律”和“洋流对地理环境的影响”两个方面，从而对传统高中地理中有关的洋流知识作了大量的简化。从知识的内在联系看，“洋流对地理环境的影响”是学习目的，而“世界洋流分布规律”是知识基础。 仔细分析本条“标准”，我们可以得出以下结论。第一，学习应落实在地图上，其中最主要的是“世界洋流分布图”。第二，通过阅读“世界洋流分布图”，归纳世界洋流分布的一般规律，即分别以副热带为中心和副极地为中心的大洋环流。其中，南半球高纬度地区没有形成大洋环流，而是形成连续的西风漂流和南极绕极流。第三，通过阅读“世界洋流分布图”及有关地图，分析洋流对全球热量的输送、沿岸气候、渔场、海洋污染及交通的影响。

在教学本条“标准”时应注意以下三个问题。第一，在阅读“世界洋流分布图”的基础上，可以把世界洋流的分布模式化，以加强对世界洋流分布规律的把握，并为分析洋流对地理环境的影响打下扎实的基础。第二，一般不必对洋流知识进行加深和扩展。例如，洋流的成因不需要系统讲述，风海流、密度流、补偿流的名称都可以不出现，只要能解释世界洋流的分布规律即可;局部海域(如北印度洋)具有季节变化的洋流也不需要了解。第三，对各洋流的名称不要求记住，但是为了分析洋流对地理环境影响的需要，应了解不同纬度大陆两岸洋流的性质(暖流或寒流)。 (2)教学重点

?

水循环的过程及地理意义 ?

洋流的分布规律及其影响 (3)教学目标

?

能用自己绘制的示意图说明水循环的过程，并说明水循环运动的产生原因。 ?

以河流地貌(分上、中、下游)为例，说明水循环对地理环境的影响。

?

收集家乡实际生活中影响水循环主要环节的事例，讨论“水资源是取之不尽，用之不竭”的说法是否正确。运用所学知识，写一段话，表达自己对水资源的保护和利用的观点。

?

能自己绘制出洋流分布模式图。

?

能说出副热带环流、副极地环流是怎样形成的;对照世界洋流分布图，说出这样的环流系统各有几个。记住主要的洋流名称和分布。

?

根据资料，分组讨论洋流对气候、渔场分布、航行和对海洋环境污染的影响。 (4)教学方法

讲述法、读图分析法、启发式

二、知识结构

第四节 水循环和洋流 知识体系和要点

一、

水循环

概念：水在地理环境中空间位置的

，以及与之相伴的

状态和

状态的变化。

在

能及

的作用下，水在

、

和

间通过吸收

或放出

，以

、

、

三态的转化形成了总量平衡的循环运动。水循环又使地表

得以大规模地运动，并塑造了多种

。

过程：读图填出图中箭头表示的水循环过程

水循环过程伴随着能量在地理环境中大规模转化和交换

水是洁净的可再生资源，人类目前只能以增加或减少

、

及

等方式，去影响水循环的个别环节。

二、

洋流

概念：洋流又叫

，是指大洋表层海水常年大规模地沿一定方向进行较为稳定的流动。 影响：是地球表面热环境的主要调节者，巨大的洋流系统促进了地球高低纬度地区间的能量交换。洋流与所流经区域之间，也通过能量交换来改变其环境特征。 分布规律：

在南北半球的热带、副热带海区形成以南北纬

~

为中心的大洋环流，北半球呈

时针方向，南半球呈

时针方向。大洋东侧为

流，西侧为

流。

在北半球中高纬度海区形成以

为中心的大洋环流呈

时针方向流动，大洋东侧为

流，西侧为

流。

在南极大陆外围地区形成环球形的

，就性质来讲属于

。

三、教学过程

[引入新课]在太阳系九大行星中，地球被称为“水的星球”。大量水体的存在与水的运动，使我们生活的大千世界充满神奇。水是地球上生命存在的必要前提之一。水的存在及其运动对地理环境的形成和人类的活动产生了深刻的影响。今天这节课我们就学习第二单元的第四节水循环和洋流。

[板书]第四节水循环和洋流

一、水循环

[看书思考]水循环的概念、能量来源、运动过程及其对地表形态的影响。 [提问、讲解、小结]水循环的概念、能量来源。 [作图讲解]水循环的形成过程

[巩固]请学生在水循环示意图中填出图中各箭头表示的水循环环节名称。 [活动]完成P59页3道活动题。

[阅读]阅读课本P60页阅读材料，了解水循环对地表形态的影响。

[承转]水循环不仅改变了地形而且对地球的能量转化也产生了很大的影响。 [阅读]阅读课本了解水循环过程中能量的转化情况。

[讨论]水资源可以永续利用，并且是“取之不尽，用之不竭”的吗?

[小结] “水资源可以永续利用”并且是“取之不尽，用之不竭”的。这应从正反两方面来加以辩证地认识，水资源处于不断循环更新状态，从这一意义上讲水资源是可以永续利用的;而在一定的空间和时间范围内水资源是有限的。如果人类取用水量超过了水循环更新的数量或者水资源遭受污染，就会造成水资源的枯竭，因此水资源并不是“取之不尽，用之不竭”的。

[承转]上面我们学习了水循环的基本情况。接下来，我们学习洋流。 [板书]

二、洋流 [提问]什么是洋流。

[讲述]洋流又叫海流，是指大洋表层海水常年大规模地沿着一定方向进行的较为稳定的流动。

[作图讲解]画洋流模式图，讲述洋流的形成情况。 [学生观察]观察洋流模式图，归纳洋流分布的规律。 [复习巩固]完成P62页课后活动题。

[阅读]阅读世界洋流分布图，结合洋流模式图，掌握世界主要洋流的分布。 [活动]师生一起讨论完成课本P63页4道活动题。

[小结]通过这4道活动题我们可以知道，洋流对沿岸地区的气候、渔场的分布、海上航行、海洋污染等都有很大的影响。所以我们一定要认识洋流的规律，明确洋流对地理环境的影响，利用洋流为生产生活服务。

目标测试题

一、选择题(每题有1个答案正确) 1.驱动水循环的能量是

①地球内部的放射能②太阳能③重力能④机械能 A.①②B.③④C.①④D.②③ 2.下列说法错误的是

A.在水循环过程中蒸发吸收大量热量，而在降雨时则将这些热量释放出来，从而形成 了能量的交换

B.“三峡”地区水能资源是太阳能转化为水体的势能 C.水资源是可再生资源与水循环无关

D.华北平原的形成体现了水循环塑造地表形态 3.在水循环环节中，受人类活动影响最大的水循环环节是 A.大气的水汽输送B.地表径流C.大气降水D.海洋水的蒸发 4.目前,人类活动对水循环的影响最主要表现在 A.人工降雨,促进大气中的水汽输送 B.植树种草,增加空气中的水汽含量

C.修建水库,跨流域调水,改变局部地表径流 D.抽取地下水,加速地下径流的循环 5.在东北信风吹送下形成的洋流是

A.北赤道暖流B.南赤道暖流C.赤道逆流D.西风漂流

6.关于北半球以副热带为中心的大洋环流的叙述正确的是

①呈顺时针方向流动②呈逆时针方向流动③环流的东侧是暖流④环流的西侧是暖流 A.①③B.②④C.①④D.②③

7.对西欧气候有重要影响的洋流是

A.北太平洋暖流B.北大西洋暖流C.西风漂流D.北赤道暖流 8.位于墨西哥湾暖流与拉布拉多寒流交汇处的渔场是 A.北海渔场B.北海道渔场C.纽芬兰渔场D.秘鲁渔场 9.有人从西班牙横渡大西洋顺流航行,依次经过的洋流是

A.加利福尼亚寒流、北赤道暖流、日本暖流B.加那利寒流、北赤道暖流、墨西哥湾暖流 C.秘鲁寒流、南赤道暖流、东澳大利亚暖流D.本格拉寒流、南赤道暖流、巴西暖流 10.有可能将日本北海道附近海区受严重污染的海水带到加拿大西海岸的洋流是 A.北太平洋暖流B.北大西洋暖流C.千岛寒流D.北赤道暖流 11.寒流流动的方向大致是

A.由南向北

B.由北向南

C.由高纬流向低纬

D.由低纬流向高纬

二、综合题

12.读右面水循环示意图，回答问题：

(1)填出图中数字序号表示的水循环环节名称： ①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

⑧

⑨

(2)水循环是指水在地理环境中空间位置的

，以及与之相 伴的

形态和

状态的变化。

(3)人类目前只能以增加或减少

、

及

等方式 去影响水循环的个别环节。 13.读洋流模式图回答：

(1)图中①洋流由于

风的吹送由东向西运动，

②洋流由于受

的影响偏离海岸向较高纬度流去。 (2)从图中可以看出在南北半球中低纬度海区形成以

为中心的大洋环流，在北半球呈

方向流动。

(3)按性质来讲，②属于

，③属于

。

(4)如图中所属海区在太平洋中，则②③的洋流名称分别是②

、③

。 (6)如图中所属海区在大西洋中，则④处是

渔场。

第三章

自然地理环境的整体性与差异性 第一节 自然地理环境要素变化与环境变迁

一、课程标准

●

举例说明某自然地理要素在地理环境形成和演变中的作用 (1)标准解读

自然环境的整体性和差异性是高中阶段自然地理部分学习的总结和提高，同时为认识人类活动的合理性以及正确处理人地关系打下基础。从空间因素看，自然环境的整体性和差异性是客观现实，但是从时间因素看，自然环境处在不断的发展变化之中。人类活动不仅要遵循自然环境的整体性和差异性，而且应预测因人类活动影响后的自然环境的发展变化趋势。自然环境的整体性和差异性是由各自然地理要素综合作用形成的，人类活动往往针对某自然地理要素并进而影响整个自然地理环境。为此，课程标准在要求理解自然环境的整体性和差异性之前，单列此条“标准”要求理解自然地理要素在地理环境中的作用。

在人们所能感知的地理环境中，各自然地理要素是相互联系、相互作用的，很难说明某一自然地理要素对于地理环境的作用。因此，“标准”将视角扩展到地质历史时期，要求从地理环境形成和演化的角度认识各自然地理要素对于地理环境的作用，并由此类推到现在人们所赖以生存的地理环境。当然，本条“标准”的学习目的是使学生认识任一自然地理要素对于地理环境的重要性，而不是要系统了解每一自然地理要素对地理环境的作用，所以“标准”要求的是“举例说明”。 在各自然地理要素中，本条“标准”虽然没有明确指出举例的对象，但是综合来看，生物(尤其是植物)要素应成为举例的一个选择。因为，第一，在各自然地理要素中，岩石、地貌、大气、水文等要素都已有相应的“标准”作了要求，生物要素却没有。第二，生物(尤其是植物)对于地理环境具有指示作用，各自然带也都是以植被名称来命名的。 (2)教学重点

?

生物进化、灭绝与环境的相互关系 (3)教学目标

?

以生物为例，说明某一自然要素的变化对地表环境的演化具有重要意义。 ?

以生物为例，说明地理环境的变迁对某一自然地理要素的变化具有重大影响。 ?

举例说明人类活动对地理环境的影响，树立人与环境协调发展的思想。 (4)教学方法

?

阅读图表资料分析归纳

二、知识提纲

自然地理环境的整体性知识提纲

一、自然地理环境整体性的表现

自然地理环境是

圈、

圈、

圈、

圈、

圈、

圈等自然地理环境圈层相互联系和相互作用组成的有机整体。

表现一：每一要素都作为整体的一部分，与其他要素相互联系和相互作用。

表现二：某一要素的变化，会导致其他要素甚至整体的改变。

表现三：某一要素的变化，对其他地区的自然地理环境产生一定的影响。

二、自然地理要素的相互作用

(一)成土母质与土壤

1、成土母质是指岩石经过

作用后形成的风化物。它是土壤的初始状态，是土壤形成的

基础和植物

养分元素的最初来源。

2、成土母质的粒度与土壤

关系密切。

发育在颗粒较细母质上的土壤：质地一般较细，含

和

较多，含

较少

发育在颗粒较粗母质上的土壤：质地一般较粗，含

较多，含

和

较少

发育在残积物和坡积物上的土壤：含

较多

发育在洪积物和冲积物上的土壤：具有明显的

特征

3、成土母质的化学成分，在很大程度上决定着土壤的

和

。

基性岩母质上发育的土壤：

含量高

酸性岩母质上发育的土壤：

含量高

(二)气候与土壤

1、直接影响：气候通过土壤与大气之间不断进行的

和

交换，直接影响土壤的

和土壤中物理、化学过程的

与

。

2、间接影响：气候通过影响岩石

过程、

地貌形态以及

和

的活动等，间接地影响土壤的形成和发育。

(三)生物与土壤

生物是土壤

的来源，也是土壤形成过程中最活跃的因素。土壤

的产生与生物作用密切关联。

(四)地形与土壤

地形主要通过对

、

的再分配间接地作用于土壤。

1、海拔高度与土壤：在山区，由于温度、降水和湿度随着地势升高的垂直变化，形成不同的垂直

带和

带，导致土壤的

和

均发生显著的垂直变化。

2、坡度和坡向与土壤：坡度和坡向可改变

条件和

状况，从而影响土壤的发育。 坡度 地表疏松物质侵蚀迁移速度 发育土壤厚度 陡峭

平坦

坡向 温度状况 水分状况 阳坡 接受太阳辐射能

，温度状况

。 蒸发量较

，水分状况

。 阴坡 接受太阳辐射能

，温度状况

。 蒸发量较

，水分状况

。

(五)人类活动与土壤

人类生产活动主要通过改变

作用于土壤形成的形成与演化，其中以改变地表

的影响最为突出。

人类活动对土壤的积极影响：培育出肥沃、高产的耕作土壤，如

人类活动对土壤的消极影响：造成土壤退化，如

三、自然地理环境的整体性与资源综合利用

人类开发利用自然资源必然对自然地理环境产生影响，所以要有综合的考虑和对策。这是因为：

1、人类利用自然资源，其实就是利用自然地理系统中的某些要素，从而对地理环境产生影响。

2、某种单项资源，甚至单项资源的某一部分，都与其他自然要素相互联系、相互制约，构成一个整体系统。

3、各地区之间的自然资源是相互影响的。

4、不可更新资源的利用，需要其他资源的配合，也影响其他环境要素。

三、教学过程

【引入新课】自然地理环境(即地球表层)各要素在长期的演化历史中，彼此之间形成了相互联系、相互制约的复杂关系，共同构成一个整体系统，系统内任何一个因素的变化，都可能对整个系统产生深远的影响。

这一节课我们就以生物和人类活动为例对此加以分析说明，因为地质历史上的生物演化、生物灭绝和今天的人类活动，很能说明某一自然地理要素变化对整体环境演变的影响，也可以说明整体环境演变对某一自然地理要素变化的影响。

一、生物进化、灭绝与环境(板书)

(一)生物进化与环境变迁(板书)

纵观地理环境的演化历程，不难发现，在地球上生命出现以前，地球表层的发展主要是化学演化过程;在生命出现以后，有机进化，即生物演化则扮演了极其活跃的角色。 【阅读分析】组织学生阅读课本P66/《生物进化与环境演变简史》，分析回答：生物的进化对地理环境演化产生了怎样的影响? 【教师总结】

(1)具有光合作用功能的生物的出现和发展，使大量的自由氧释放到环境中，改变了大气的性质，促使地理环境从无氧环境向有氧环境转变。

(2)真核细胞生物出现以后，因为藻类的光合作用效率大大提高，从而加速了自由氧在海洋和大气中的积累，也使太阳紫外线辐射强度大大减弱，扩大和改善了生物的生存环境。 (3)从古生代寒武纪开始，大量无脊椎动物出现在地球表层，由此揭开了欣欣向荣的生物系统演化进程的序幕。

【读图讨论】读课本P66/图3-1生物进化与环境演变，讨论完成课本P67活动题。

(二)环境变迁与生物灭绝(板书)

【看书分析】环境变迁与生物灭绝的关系，并举例说明。

古生代末期和中生代末期是地质历史上两次最重要的全球性生物大规模灭绝时期。 (1)古生代末期：60%以上的海生无脊椎动物种类(如三叶虫)灭绝;脊椎动物中的原始鱼类和古老的两栖类全部灭绝;蕨类植物明显衰退。

(2)中生代末期：恐龙完全销声匿迹;海洋中50%以上的无脊椎动物种类灭绝。

【阅读讨论】组织学生阅读课本P68/陨石：中生代恐龙灭绝的证据，并组织讨论，让学生对中生代恐龙的灭绝原因发展自己的观点。

二、人类活动对环境的作用(板书)

1、人类是自然地理环境的产物，同时又是地理环境中非常特殊的要素。

2、人类对自然地理环境的影响愈来愈大

【举例分析】产业革命以来，人类对自然资源的大规模开发利用，造成自然环境前所未有的显著变化。如：人类燃烧化石燃料、 砍伐森林等，致使大量的二氧化碳、甲烷、氧化氮、臭氧、氟里昂等温室气体排放到大气中，改变了大气圈的组成和运行模式，造成全球气温以前所未有的速率增加，导致全球变暖。

(1)有利的影响：改善环境，开发资源，造福于社会。 (2)不利的影响：给自然地理环境带来各种破坏，甚至危及人 类自身的生存。

四、板书提纲

第一节 自然地理环境要素变化与环境变迁

一、生物进化、灭绝与环境

(一)生物进化与环境变迁

(二)环境变迁与生物灭绝 (1)古生代末期：

(2)中生代末期：

二、人类活动对环境的作用

第三章

自然地理环境的整体性与差异性 第二节 自然地理环境的整体性

一、课程标准

●举例说明地理环境各要素的相互作用，理解地理环境的整体性 (1)标准解读

地理环境各要素相互联系、相互作用、相互制约，形成了地理环境的整体性。要真正理解地理环境的整体性，仅靠这样的解释是远远不够的。所以，本条“标准”要求通过具体实例，从地理环境各要素的相互作用来加以理解。关于地理环境各要素的相互作用，义务教育阶段地理课程和本模块已涉及了许多内容，学习时只需要适当的复习和归纳;在此基础上，理解地理环境的整体性，关键是要落实到一定的区域，“标准”中要求的“举例”，即是指举一定的区域(最好是学生学习过的区域)为例。地理环境整体性的概念还应注意其“现状”和“变化”两方面的内涵：

地理环境的整体性可以从两个方面来理解。一方面，地理环境各要素并不是彼此孤立的，而是作为一个整体存在的;各要素在特征上保持协调一致，并与总体特征相统一。例如，我国西北内陆地区因深居大陆内部、距海遥远，形成干旱的环境特征，其地貌、水文、植被、土壤等要素都体现出干旱环境的特征。另一方面，地理环境的整体性还表现为某一要素的变化会导致其他要素以至整体环境状态的变化，即具有“牵一发而动全身”的效应。例如，滥伐森林和植树造林都会对地理环境带来一系列的不同影响。由此，人类在改造某环境要素时，应注意对其他要素以至整个环境所带来的可能影响。

值得注意的是，不同空间尺度的区域，小到一个池塘、一块田地，大到全球，其地理环境都具有整体性，并因此形成一个有机的统一体——系统：系统与其外部环境存在着复杂的物质和能量交换。自然环境的整体性和差异性是高中阶段自然地理部分学习的总结和提高，同时为认识人类活动的合理性以及正确处理人地关系打下基础。从空间因素看，自然环境的整体性和差异性是客观现实，但是从时间因素看，自然环境处在不断的发展变化之中。人类活动不仅要遵循自然环境的整体性和差异性，而且应预测因人类活动影响后的自然环境的发展变化趋势。自然环境的整体性和差异性是由各自然地理要素综合作用形成的，人类活动往往针对某自然地理要素并进而影响整个自然地理环境。为此，课程标准在要求理解自然环境的整体性和差异性之前，单列此条“标准”要求理解自然地理要素在地理环境中的作用。 (2)教学重点

?

自然地理环境的整体性的表现

?

以土壤形成为例说明地理环境各要素的相互作用 (3)教学目标

?

能说出自然地理环境整体性的概念,并举例说明地理环境整体性的表现. ?

通过剖析土壤的形成与气候、生物、地形、人类活动等地理要素的关系，学会从整体角度综合分析区域地理环境特征。

?

学会分析、评价自然资源综合利用及其对自然地理环境的影响。 (4)教学方法

?

案例分析法、读图教学法、组织讨论法

二、教学过程 【引入新课】上一节课我们以生物和人类活动为例，分析说明了某一自然地理要素变化对整体环境演变的影响，以及整体环境演变对某一自然地理要素变化的影响。从中我们可以初步认识到，组成自然地理环境(即地球表层)的各要素相互联系、相互制约，构成了一个整体系统。这节课我们进一步分析自然地理环境的整体性。

一、自然地理环境的整体性的表现(板书)

自然地理环境是岩石圈、大气圈、水圈、土壤圈、生物圈、人类圈等自然地理圈层组成的有机整体。

【举例分析】地理环境的整体性表现在三个方面：

表现一：每一要素都作为整体的一部分，与其他要素相互联系和相互作用。 如我国西北内陆地区地理环境整体性。

表现二：某一要素的变化，会导致其他要素甚至整体的改变。

如砍伐森林与植树造林对地理环境各要素以至整个生态环境的影响是不一样的。 表现三：某一要素的变化，对其他地区的自然地理环境产生一定的影响。

如在河流上中游地区砍伐森林，导致水土流失，会对下游地区的自然地理环境产生影响。 【组织讨论】集体完成课本P71活动题第4小题。

如果某地植被遭受大量破坏，地理环境将发生哪些变化?

参考答案：河流：流量变化加大，易发生洪涝;动物：物种减少;地下水：水量减少，水位下降;土壤：水土流失，土壤贫瘠。

【承转】自然地理环境各要素相互联系和相互作用，构成了自然地理环境的整体性。下面我们就以土壤的形成为例，分析说明自然地理环境各要素间的相互作用。

土壤既是自然地理环境的一个要素，也是反映自然地理环境整体性的一面“镜子”。不同的土壤，可以反映出不同的气候、地表物质、地形、水文条件、生物乃至人类活动。从多种因素对土壤形成的作用，可以看出各自然地理要素之间是相互联系和相互影响的，共同构成一个有机整体。

二、自然地理要素的相互作用(板书)

(一)成土母质与土壤(板书)

1、成土母质的概念和形成

成土母质是指岩石经过风化作用后形成的结构疏松的风化物。它是土壤的初始状态，是土壤形成的物质基础和植物矿物养分元素的最初来源。

2、成土母质对土壤的物理性状和化学组成的影响 (1)成土母质的粒度与土壤质地关系密切。

发育在颗粒较细母质上的土壤：质地一般较细，含粉砂和黏粒较多，含砂粒较少。

发育在颗粒较粗母质上的土壤：质地一般较粗，含砂粒较多，含粉砂和黏粒较少。

发育在残积物和坡积物上的土壤：含石块较多

发育在洪积物和冲积物上的土壤：具有明显的质地分层特征

(2)成土母质的化学成分，在很大程度上决定着土壤的化学元素和养分。 基性岩母质上发育的土壤：钙、铁、锰、镁含量高

酸性岩母质上发育的土壤：硅、钠、钾含量高

(二)气候与土壤(板书)

1、直接影响：气候通过土壤与大气之间不断进行的水分和热量交换，直接影响土壤的水热状况和土壤中物理、化学过程的性质与强度。

2、间接影响：气候通过影响岩石风化过程、外力地貌形态以及动植物和微生物的活动等，间接地影响土壤的形成和发育。

【组织讨论】集体完成课本P73活动题第

1、2小题。

1、比较说明成土母质与土壤的区别和联系。 参考答案：区别：土壤具有肥力，能够生长植物;而成土母质是岩石的风化物，不具备肥力。联系：成土母质是土壤的初始状态，是土壤形成的物质基础和植物矿物养分元素的最初来源，并且成土母质的粒度与土壤质地关系密切，成土母质的化学成分，在很大程度上决定着土壤的化学元素和养分。

2、有人说，热带地区的土壤层厚度比温带和寒带地区的要大，这种说法对不对?说明你的理由。

参考答案：不对。土壤中物理、化学过程的性质与强度，既与温度有关，又与降水有关。高温多雨的热带雨林地带，化学与生物风化强，有机残体归还多，风化壳厚，因而土壤层厚度较大;干旱或寒冷地区风化壳薄，发育的土壤层也较薄。

(三)生物与土壤(板书) 生物是土壤有机物质的来源，也是土壤形成过程中最活跃的因素。土壤肥力的产生与生物作用密切关联。

【组织讨论】集体完成课本P76活动题第1小题。

1、为什么说生物是土壤形成过程中最活跃的因素?

参考答案：生物是土壤有机质的来源，也是土壤形成过程中最活跃的因素。生物的参与加快了成土过程，使土壤发育不断深化，形成土壤肥力。生物在土壤形成过程中起主导作用，它对成土母质的改造作用主要表现在两个方面：一是有机质的积累过程;二是养分元素的富集过程。

(四)地形与土壤(板书)

地形主要通过对物质、能量的再分配间接地作用于土壤。

1、海拔高度与土壤：在山区，由于温度、降水和湿度随着地势升高的垂直变化，形成不同的垂直气候带和植被带，导致土壤的组成成分和理化性质均发生显著的垂直变化。

2、坡度和坡向与土壤：坡度和坡向可改变水、热条件和植被状况，从而影响土壤的发育。 坡度 地表疏松物质侵蚀迁移速度 发育土壤厚度 陡峭的山坡 较快 薄 平坦的地方 较慢 深厚

坡向 温度状况 水分状况 阳坡 接受太阳辐射能多，温度状况好 蒸发量较大，水分状况差 阴坡 接受太阳辐射能少，温度状况差 蒸发量较小，水分状况好 【组织讨论】集体完成课本P76活动题第

2、3小题。

2、比较说明在下列土壤类型中，哪一类发育程度较好：黄河三角洲冲积土、青藏高原寒漠土、江南丘陵红壤。 参考答案：黄河三角洲的冲积土是由黄河带来的大量泥沙在入海口处堆积，并在比较稳定的气候、生物条件下发育而成，发育程度最好。江南丘陵属亚热带季风气候，化学与生物化学作用较强，因而红壤发育程度较好，但在坡度较大的丘陵地区，因地表疏松，物质的迁移速度较快，因而很难发育成深厚的土壤。青藏高原地势高，气温低，因而这里的寒漠土发育程度较差。

3、查阅资料，说一说黄土高原土壤的性状和成因。

参考答案：黄土高原的黄土疏松多孔，质地均匀，垂直节理发育，直立性强，它是第四纪历史时期长期的堆积物。黄土的堆积是经过风的吹扬、搬运、堆积而成。黄土堆积之后，又受流水等影响，发生再搬运，形成黄土状堆积物。 在上述各种成土因素中，母质和地形是比较稳定的影响因素，气候和生物则是比较活跃的影响因素。

(五)人类活动与土壤(板书)

人类生产活动主要通过改变成土因素作用于土壤形成的形成与演化，其中以改变地表生物状况的影响最为突出。

人类活动对土壤的积极影响：培育出肥沃、高产的耕作土壤，如水稻土

人类活动对土壤的消极影响：造成土壤退化，如肥力下降、水土流失、盐渍化、荒漠化和土壤污染等消极影响

【组织讨论】集体完成课本P76活动题第4小题。

1、查阅资料或实地考察，说一说水稻土的性状和成因。

参考答案：水稻土是人类生产形成的特殊土壤。它可以发育在各种自然土壤上。人们年复一年地在土壤上进行泡水耕耘、排水烤田、精整田面、轮作施肥，使大土块散碎，在土粒之间、微团聚体之间还闭蓄着一部分气体，使土壤耕作层具有一种特殊的软糊度，有利于水稻根系的发展。另外通过增施河泥，建造粘重的土壤质地，以利蓄水种稻。

三、自然地理环境的整体性与资源综合利用(板书)

【举例分析】人类开发利用自然资源必然对自然地理环境产生影响，所以要有综合的考虑和对策。这是因为：

1、人类利用自然资源，其实就是利用自然地理系统中的某些要素，从而对地理环境产生影响。

2、某种单项资源，甚至单项资源的某一部分，都与其他自然要素相互联系、相互制约，构成一个整体系统。

3、各地区之间的自然资源是相互影响的。

4、不可更新资源的利用，需要其他资源的配合，也影响其他环境要素。

三、板书提纲

第二节 自然地理环境的整体性

一、自然地理环境的整体性的表现

二、自然地理要素的相互作用

(一)成土母质与土壤

(二)气候与土壤

(三)生物与土壤

(四)地形与土壤

(五)人类活动与土壤

三、自然地理环境的整体性与资源综合利用

第三章

自然地理环境的整体性与差异性 第三节 自然地理环境的差异性

一、课程标准

●

运用地图分析地理环境的地域分异规律 (1)标准解读

地理环境的整体性是相对的，差异性却是绝对的。一方面，不可能找到两个自然状况完全相同的区域;另一方面，再小的区域，其内部仍然存在着差异。所以，区域才可以一直逐级划分下去。由于各要素的分布具有一定的规律性，它们共同作用而形成的地理环境在地域分异上也具有一定的规律性。本条“标准”旨在通过地理环境的地域分异规律，认识地理环境的差异性。

从本条“标准”的要求来看，首先应通过阅读“世界陆地自然带分布图”，认识地理环境的地域分异;其次，通过分析自然带的分布，归纳出地理环境的地域分异规律。地理环境的地域分异规律，一般指地带性分布规律。对于地带性这一概念的不同理解，教师也要心中有数。 对于地带性与非地带性，在科学界有两种看法：一种认为地理环境存在着纬度地带性、经度地带性、垂直地带性和非地带性分布规律;另一种认为，只有纬度地带性称得上地带性规律，其他都是非地带性。在高中阶段，不必拘泥于讨论此问题，可以从不同空间尺度的地域分异的角度说明，即全球范围内存在着自低纬到高纬的纬向地域分异规律;中纬度地区存在着自沿海到内陆的经向地域分异规律;高山地区存在着自山麓到山顶的垂直地域分异规律;因海陆分布、地形、河湖等引起的属于非地带性地域分异规律。

自然带的界线是对地理环境客观现实的反映，同时又是人为主观划分的，所以需要说明，各自然带之间的界线，在现实中是不存在的。现实中总是由一种自然带的典型景观逐渐过渡到另一种自然带的典型景观。 (2)教学重点

?

地理环境的地域分异规律 (3)教学目标

?

能够举例说明自然地理环境的差异性的表现。

?

能够结合世界自然带的分布情况，归纳、分析、比较地理环境的地域分异规律，并能分析形成的原因。

?

能举例说明认识自然地理环境差异性和掌握自然地理环境的地域分异规律的实践意义。

(4)教学方法

?

案例分析法、读图教学法、组织讨论法

二、教学过程

【引入新课】上一节课我们分析自然地理环境整体性的表现,并以土壤的形成为例，分析说明自然地理环境各要素间的相互作用。从总体上看，全球地理环境是一个统一的整体，但是这个整体的不同地区，却经常表现出极为显著的地域差异，可以说地球上不可能

存在任何两个自然状况完全相同的区域。这节课我们一起分析自然地理环境的差异性。

一、自然地理环境的差异性的表现(板书)

地球表层自然地理环境的差异性无处不在。不同的空间尺度存 在着不同程度的差异。

【组织讨论】集体完成课本P78活动题。

参考答案：1.从图中可以看出，地球陆地表层主要有森林自然带景观、草原自然带景观、荒漠自然带景观等。森林自然带可以分为热带雨林带、亚热带常绿阔叶林带、温带落叶阔叶林带、亚寒带针叶林带等;草原自然带可以分为热带草原带、温带草原带;荒漠自然带可以分为热带荒漠带、温带荒漠带。 2.略。

3.各自然带内部存在着差异。如教材图3-8中热带草原带内，河谷地带和地势较高的高原上就存在着明显的差异，河谷地带水源充足，草类茂盛，是多种动物良好的栖息地。 【举例说明】自然地理环境的差异性 组织学生看课本P79“阅读材料”，亲历中国自然地理环境的差异性。

二、地域分异的基本规律(板书)

1、地域分异及地域分异规律的概念 地球表层的差异性表现为大小不等、内部具有一定相似性的一系列地域单元，并由此产生各地域单元自然每件的差异，这就是地域分异。地域分异表现出一定的有序性和普遍性，就是地域分异规律。

2.地域分异规律的具体表现

【看书归纳】纬度地带分异规律及其成因。

规律：自然地理要素和环境整体特征大体上沿纬线延伸、随纬度变化，呈纬向带状分布的差异。

成因：太阳辐射能带来的热量在地球表面从低纬度向高纬度逐渐减少，即以热量为基础。 【举例分析】集体完成课本P79活动题，分析纬度地带分异规律。

参考答案：1.从海南岛到漠河的景观变化，反映的是纬度地带性分异规律，因为各地景观大体上沿纬线沿伸、随纬度变化。

2.影响纬度地带性分异的基本因素是太阳辐射能带来的热量在地球表面从低纬度向高纬度逐渐减少。

【看书归纳】干湿度地带分异规律及其成因。

规律：自然地理要素和环境整体特征从沿海向内陆有规律地更替。

成因：在同一纬度带内，降水量从沿海到内陆逐步降低，即以水分条件为主。 【举例分析】集体完成课本P80活动题，分析干湿度地带分异 规律，并比较与纬度地带分异规律的差异。 参考答案： 1.

2.自然景观由热带雨林→热带草原→热带荒漠→亚热带常绿硬叶林依次更替。形成原因是太阳辐射能带来的热量从低纬度向高纬度逐渐减少

3.自然景观由森林→草原→荒漠→草原→森林依次更替。形成原因是从亚欧大陆东西沿海到内陆降水量逐步降低

【看书归纳】垂直分异规律及其成因。 规律：在一定高度的山区，从山麓到山顶自然环境及其各组成要素出现逐渐变化更迭的现象 成因：在一定高度的山区，随着高度上升，温度降低，降水增加，即水热状况在垂直方向上的变化

【举例分析】集体完成课本P81活动题，分析垂直分异规律。

参考答案：1.在一定高度的山区，从山麓到山顶随着水热状况在垂直方向上的变化，引起自然环境及其各组成要素出现逐渐变化更迭的现象，这就是垂直分异。 2.(1)因为珠穆朗玛峰南坡纬度低，海拔低，相对高度大，所以自然带谱比北坡复杂。(2)珠穆朗玛峰南坡降水量比北坡多，因为南坡处在来自印度洋的西南季风的迎风坡。(3)珠穆朗玛峰南坡处在来自印度洋的西南季风的迎风坡，降水量大，因而积雪量大，雪线较北坡低。 【看书归纳】地方性分异规律及其成因。 规律：自然环境各组成成分及其组合沿一定地势剖面发生有规律的变化，常常表现出有序性和重复性。

成因：地方地形、地方气候、较大范围地面组成物质等差异的 影响

【举例分析】集体完成课本P82活动题，分析地方性分异规律。

参考答案：从图3-11可以看出，在较小尺度地域内，由于地方地形、地方气候、较大范围地面组成物质等差异的影响，自然环境

各组成成分及其组合沿一定地势剖面发生有规律的变化，这就是地方性分异现象。

三、主要陆地自然带(板书)

陆地自然带在整个地球表层起着至关重要的作用。

绿色植物是陆地自然带中的生产者，而植物群落的组成成分和结构，决定着消费者(动物)和分解者(微生物)的种类与构成。因此，根据植物群落的特征可以分出不同的陆地自然带。

分

布 植

被 因纬度和热量条件差异 分出的种类 森林

自然带 湿润和半湿润地区(年降水量大于450㎜) 森林 热带雨林带、亚热带常绿阔叶林带、温带落叶阔叶林带、亚寒带针叶林带和寒带冻原带等 草原

自然带 半湿润、半干旱的内陆地区(年降水量250~450㎜) 以草本植物为主 热带草原自然带、温带草原自然带 荒漠

自然带 干旱地区(年降水量小于250㎜) 旱生植物(旱生小乔木、灌木、仙人掌) 热带荒漠自然带、温带荒漠自然带

四、自然地理环境的差异性与因地制宜

认识自然地理环境的差异性，对掌握自然地理环境的地域分异规律，具有重要的实践意义。 如：农业生产上必须注意因地制宜地确定大农业产业构成、作物构成和品种构成，确定土地利用方式。

三、板书提纲

第三节 自然地理环境的差异性

一、

自然地理环境的差异性的表现

二、

地域分异的基本规律

纬度地带分异规律

干湿度地带分异规律

垂直分异规律

地方性分异规律

三、主要陆地自然带

四、自然地理环境的差异性与因地制宜

第一章

宇宙中的地球 第一节

地球的宇宙环境 认识过程

人类对宇宙的认识

可见宇宙：半径 140亿

光年。

天体系统的形成： 天体之间互相吸引,互相绕转

多层次的天体系统

太阳系

银河系

中心天体( 太阳 )：

地月系： 八大行星： 水星 、 金星 、 地球

、

组成 地球 和 月球

火星

木星 、 土星 、 天王星 、 海王星

总星系

恒星世界

河外星系

普通性： 外观位置普通

普通而特殊的行星--地球

特殊性(地球上生命存在的基本条件)：

自身条件 充足的水分,恰到好处的大气厚度和成分

外部条件 适宜的光照和温度范围,安全的公转轨道

第二节

太阳对地球的影响

概念： 太阳以电磁波的形式向俞宙空间放射的能量

太阳辐射

太阳辐射与地球

太阳辐射→能源

对地球的影响

太阳辐射→大气运动、水循环

概念： 太阳释放能量的不稳定性所导致的一些明显现象

太阳活动

黑子→出现于 光球 层

类型

耀斑和日珥→出现于 色球 层 太阳活动与地球

太阳风→出现于 日冕 层

黑子与气候变化有一定的相关性(周期 11 年)

对地球的影响

耀斑→磁暴→影响短波通信

太阳风→极光 第三节 地球的运动(自转) 概况 方向 自 西 向 东 ，从北极上空看呈 逆

时针方向，从南极上空看呈 顺

时针方向

周期

恒星 日，长 23 小时 56 分4秒，而1太阳日是地球自转 365。59，

所需的时间。

速度 角速度为 15度 /时。地球表面除

2 点外都相等

线速度从 赤道 向 两极 递减，南北纬60°处的线速度约为赤道处的 一半 。

①导致 昼夜 交替现象,由此,各地温度发生昼夜变化，生物形成昼夜节律。 地理意义 ②水平运动的物体产生偏向，北半球向 右 偏，南半球向 左 偏。

③地方时：以一个地方太阳升到最高的时间为正午 12 时， 经度 位置相同的地方，地方时相同。东经数值越大的地方，地方时的值越 大 。西经反之。经度每相差1°，地方时相差 4 分钟。

时区和区时：为了便于使用。国际上规定将全球分为24个时区，每个时区占有

个经度，以该时区中央经线的地方时为整个时区的统一时间，叫作 区时 ，又称 标准时 。

区时的计算：所求地的区时=已知地的区时±时区差×1小时(东加西减)

时区差的求法：在0时区两侧相加，同侧相减

加减号的确定：所求地在已知地

取加号，反之取减号

国际日期变更线：一条大体沿

180度 经线穿行的 日界线 线，它是为了消除因为地球球形而导致的日期换算中的不同结果而设定的，同时为了保持180°经线上同一行政归属的地方日期相同

第三节 地球的运动(公转) 概况 轨道：是一个 椭圆 ，太阳位于其中的一个 焦点 上，每年 1 月初位于近日点， 7 月初位于远日点。 方向：自 西 向 东

角速度约为每天 59分 ，近日点时较 快 ，远日点时较 慢

周期为 恒星年 ，约为365 日 6 时 9 分

黄赤交角及其影响：地球自转的轨道面叫做 赤道 面，地球公转的轨道面叫 黄道 面。地球的赤道面与黄道面之间的夹角，叫 黄赤交角 ，约为 23.5度。也可以说，地轴与黄道面之间约成 66.5度 的夹角。

由于黄赤交角的存在引起太阳直射点在南北回归线之间来回移动。引起各地正午 太阳高度 的变化， 昼夜 长短的变化以及

四季 的更替、 五带 的划分等一系列地理现象。

名称

热 带、 北温 带、 南温 带、 北寒 带、 北温 带 五带

划分界线： 南北回归线

、

南北极圈

太阳直射点的回归运动

原因： 黄赤交角 存在，地球的 公转 (自转或公转)运动。 节气 时间(前后) 直射点位置 移动方向 对应点 春分

3 月 21 日 赤道 向 北

B 夏至

6 月 22 日 北回归线 向 南

A 秋分

9 月 23 日 赤道 向 南

D 冬至 12月 22 日 南回归线 向 北

C

正午太阳高度的变化：太阳高度角的概念：太阳相对于 地平面

的高度角 地理意义

各地太阳高度在地方时 12 时时最大，称为正午太阳高度。正午太阳高度在 直射点所在 的纬线最大，向 南 、 北两侧逐渐降低。

昼夜长短的变化：太阳直射在哪一个半球，哪个半球的白昼就 长 ，而且纬度越高，白昼越 长 ，在极圈以内的地区还可能出现 极昼 现象。另一个半球的情况相反， 赤道 各地的昼夜长短，基本上没有什么变化。

四季的更替： 中 纬度地区明显。四季更替表现为一年中 白昼时间较长 和 正午太阳高度较大 的季节化。夏季是一年中 白昼 较长， 正午太阳高度 较大的季节，冬季反之。春秋两季是过渡。

第四节 地球的结构

一、地球外部圈层

划分依据：地震波

纵波(P波)：能在 固体液体 中传播，速度较 快

横波(S波)：只能在 固体 中传播，速度较 慢

划分界面

莫霍面：距离地表约 17 千米，往下纵波和横波传播速度都明显 增大

古登堡面：距离地表约 2900 千米，纵波传播速度明显 减小 ，横波则突然消失

位置：莫霍面以上

厚度：平均约17千米，变化规律：大陆较厚，约33千米，海洋较薄，约6千

地壳

米。海拔越高，厚度 大 。

组成：含量最多的3种元素是 氧硅铝 ; 石英 矿物在地壳中分布最广

结构： 上层为 硅铝 层，相对密度较 小 ，分布不连续。

下层为 硅镁 层，相对密度较 大 ，分布连续。

位置：莫霍面和古登堡面之间

结构： 上地幔

具有 固态 特征，

地幔

下地幔

岩石圈： 地壳 和 上地幔顶部 (软流层以上)合在一起组成。

软流层：位于上层地幔中，一般认为可能是 岩浆 的主要发源地之一。

位置：古登堡面以下

地核

组成：可能是极高温度和高压状态下的 铁 和 镍

结构： 外核

呈 液态 或 熔融 状态

内核

呈 固 态

二、地球外部圈层

大气圈

大气密度随高度增加而 下降 。一般把

2、3000千米这个高度作为大气圈的上界。 水

圈

由 液态 水、 固态 水和 气态 水组成。按照存在位置可分为 海洋 水、

陆地 水、 大气 水和 生物 水，其中 陆地 水与人类社会的关系最为密切。 生物圈

生物是地球生态系统中的主体和最活跃的因素。 第二章

自然环境中的物质运动和能量交换 第一节 地壳的物质组成和物质循环

一、地壳的物质组成

(一)矿物

概念：矿物是具有确定化学成分、物理属性的 单质 或 化合物

矿产： 矿物 在自然界富集到有开采价值时，就称为矿产。

气态

如

天然气

矿物的基本存在形式有三种

液态

如

石油，贡

固态

如

石英 ，是自然界中最多的矿物。

矿物的分类：金 属 矿

常见的有 赤铁矿，磁铁矿，黄铁矿，黄铜矿，方铅矿

等。 非金属矿

常见的有 石英，长石，云母，方解石，滑石和磷灰岩等，其

中，以 能源 矿物和 宝石 矿物最为重要。

(二)岩石

概念：岩石是岩石圈(地壳)中体积较大的 固体矿 物集合体，由一种或多种 矿物 组成。 岩浆岩：岩浆冷凝而成，可分为

侵入岩，如 花岗岩 ; 喷出岩，如 玄武岩 、 流纹岩 、 安山岩 。

分类：

沉积岩：裸露在地表的岩石经过 风化 而形成。 如 分解 、 搬运 、 沉积 、 固结 。

沉积岩有两个突出的特征： 具有层理结构

、 常含有化石 。

变质岩：由于岩石存在的条件，如 温度 、 压力 等产生变化，导致岩石原先的 结构 、 化学成分 等发生变化而形成。

如花岗岩→片麻岩、石灰岩→大理岩、砂岩→石英岩、页岩→板岩 背下来：岩浆岩：花岗岩，玄武岩，流纹岩，安山岩

沉积岩：石灰岩，砂岩，砾岩，页岩

变质岩：大理岩，板岩，石英岩，片麻岩

二、地壳物质的循环

(一)地质循环

概

念：是指

岩石圈 和其下的 软流层 之间的大规模物质循环。

能量来源: 推动地质循环的能量,主要来自 地球内部放射性物质衰变 产生的热能。 产生影响：在地质循环过程中，有一些地方岩石圈不断地 诞生 ，在另一些地方岩石圈则 消亡 。

(二)岩石的转化

a岩浆→岩浆岩：在岩浆活动过程中伴随 冷却凝结 作用而形成;

b已经形成的岩石→沉积岩：在地表外力的 分解、搬运、沉积、固结 作用下形成; c已经形成的岩石→变质岩：经 内力变质 作用形成;

d已经形成的岩石→岩浆：在地壳深处或地壳以下(地幔深处)被高温重熔成为新的岩浆。 在空格内填上岩石名称，并在括号内填上相应的作用形式名称

第二节

地球的表面形态

一、不断变化的地表形态 作用形式 能量来源 表现形式 对地表形态的影响 内力作用

地球内部

地壳运动 、 岩浆活动 、 地震 、 使趋于不平整 外力作用

太阳能 地壳表层物质破坏、 搬运 、 堆积 、 使趋于平整

二、内力作用与地表形态

(一)板块运动与宏观地形

(1)岩石圈由 6 大板块的组成，板块处在 运动 (运动或静止)当中， (2) 板块相向运动，就会 碰撞 (碰撞或张裂)。 板块相对运动，就会 张裂 (碰撞或张裂)。

(3)我国成为世界多火山地震国家的原因： 位于板块交接地带

(二)地质构造与地表形态

(1) 褶皱 ：岩层的一系列波状弯曲。形成的原因： 地壳 运动、 内力 作用。 岩层上凸的称为

背斜 、岩层下凹的称为 向斜 。

背斜成山向斜成谷的原理： 褶皱 作用。

背斜成谷向斜成山的原理： 外力 作用。

(2) 断层 ：岩层断裂后发生明显位移。

上升一侧往往形成 地垒 ，如我国的 华山。

下降一侧往往形成 地堑 ，如我国的 吐鲁番盆地 、 渭河谷地 。 (3)现实指导意义： 背斜 储油、 向斜 储水;背斜 下方建隧道。

(三)火山、地震活动和地表形态

三、外力作用和地表形态

流水的侵蚀地貌： 喀斯特地貌 、黄土高原的 千沟万壑 地貌等。

流水的堆积地貌：河口附近 三角洲 ，河流中下游 凸 (凹、凸)岸形成 冲积 平原，山口 洪积扇 。

风力的侵蚀地貌： 风蚀蘑菇 、 风蚀城堡

。

风力的堆积地貌： 沙丘 的形成, 黄土高原 的形成。

四、人类活动和地表形态

第三节

大气环境

(一)--对流层大气的受热过程

大气的垂直分层依据： 大气各层不同的温度，密度和大气运动状况

对流层

大气温度随高度增加而 减少 ，原因是 对流层的热源是地面辐射 。云雨雪等天气现象都发生在这一层，与人类关系最为密切。

平流层

大气温度随高度增加而 增加 ，原因是 平流层的臭氧层吸收紫外线增温 。

适合于高空飞机飞行。

高层大气

高层大气温度随高度增加先是降低，一定高度后又上升很快。

一、对流层大气的受热过程

大气对太阳辐射的削弱作用

吸收

有选择性 性。平流层 臭氧 吸收紫外线;对流层

水，二氧化碳 吸收红外线;

反射

无选择性 性。

散射

有选择性 性，波长较短蓝色光最容易被散射。 大气对地面的保温作用

太阳暖大地

大地暖大气

大气还大地

影响地面辐射的主要因素有： 纬度因素(太阳高度问题) 、 下垫面因素 。

第三节

大气环境

(二)--全球气压带、风带的分布和移动

二、全球气压带、风带的分布和移动

(一)热力环流形成的原理

原理：太阳辐射在地表的差异分布，造成不同地区 气温 不同，导致水平方向上的 气压 差

异，引起大气运动

受热上升

形成：地面冷热不均

垂直运动→同一水平面的 气压 差异→水平运动

冷却下沉

形成热力环流

(二)大气的水平运动

水平气压梯度力：原动力(垂直于 等压 线， 高 压指向 低 压) 风向与等

风向和等 地转偏向力：(垂直于风向，北半球向 右

，南半球向 左

) 压线 垂直

压线 呈夹角

摩擦力：(近地面、方向与风向 相反 )

(三)全球气压带和风带的分布

形成因素： 热力 因素，如 赤道 低气压带和 极地 高气压带

动力 因素，如 副极地 低气压带和 副热带 高气压带

低纬环流和信风带(0°～30°) 情况

中纬环流和西风带(30°～60°) 高纬环流和极地东风带(60°～90°) 地面表现

七个气压带和六个风带

以赤道低压为轴南北对称，高、低压相间分布，气压带之间为风带

(四)全球气压带和风带的移动

移动原因： 太阳直射点 随季节而变化的南北移动

移动规律：就北半球而言，大致是夏季 北 移，冬季 南 移。南半球则相反

第三节

大气环境(三)--气压带和风带对气候的影响

三、气压带和风带对气候的影响

(1)气压带和风带季节移动与大气活动中心 海陆 热力 性质差异影响到海陆的气压分布 北半球气压带被分隔成一系列的 气压 中心，因为北半球 陆地 面积较大，而且海陆相间分布 时间 亚洲大陆 北太平洋 北大西洋 7月 亚洲 低压( 印度 低压) 夏威夷高压 亚速尔高压

1月 亚洲 高压( 蒙古-西伯利亚 高压) 阿留申低压 冰岛低压 南半球气压带基本呈 带 状分布，因为南半球的 海洋 面积占优势 (2)气压带和风带季节移动与季风环流

季风环流形成因素：海陆分布和 气压带风带 的季节移动

概念： 大范围地区盛行风随 季节 有显著改变的现象。是大气环流的重要组成部分，亚洲

东 部和 南 部的季风环流最为典型

冬季

亚洲高压流向阿留申低压：东亚-- 西北 季风

亚洲

亚洲高压流向赤道低压：南亚-- 东北 季风

海陆热力性质差异 季风

夏季

夏威夷高压吹向印度低压：东亚-- 东南 季风

南半球东南信风越过赤道向右偏：南亚- 西南 季风-→气压带、风带的季

节移动

第三节

大气环境

(四)--常见的天气系统

四、常见的天气系统

(一)锋面系统与天气

1、气团：

概念：指位于对流层下部，在水平方向的一定范围内， 物理 性质相对均匀的大团空气。 分类：暖气团：比下垫面温度 高 的气团。

冷气团：比下垫面温度 低 的气团。

2、锋面系统

概念：冷暖气团之间的交界面 分类 概念 过境时天气 过境后天气 实例 冷锋

冷 气团主动向

暖 气团移动

阴天大风降温降水

等天气，雨区主要在锋后 气温和湿度 降低 、气压 升高 、天气转晴 冬季的

寒潮

暖锋

暖 气团主动向

冷 气团移动 云、雨(多为 连续 性降水)等天气现象，雨区多在锋前 气温 升高 、气压 降低 、雨过天晴 春、夏南方降水

(二)低气压、高气压系统与天气

1、低气压、高气压系统与天气 气流状况 气压 水平运动 垂直运动 天气状况 实例 气旋

低 气压 四周向中心 辐合

(北逆南顺)

向上

多阴雨

台风 反气旋

高 气压 中心向外 辐散

(北顺南逆)

向下

多晴朗

伏旱

2、锋面气旋系统与天气

第四节

水循环和洋流

一、水循环 概念：水在地理环境中空间位置的 移动 ，以及与之相伴的 运动 形态和 物理 状态的变化。

第4篇：江苏省地区数学科高一全套教案

集合的基本概念及表示方法

上海市第五十四中学

戴洁琼

[教学目标]

1、知识与技能目标：

(1)能初步理解集合的基本概念，知道常用数集的概念及其记法

(2)能理解“属于”关系的意义，并能正确使用符号“∈”与“”。 (3)能掌握集合的表示方法，提高学生的数学语言表达能力。

2、过程与方法目标：

通过引导与启发，在发现问题、提出问题并得出知识结论的过程中，使学生学会分析问题和创造地解决问题，培养学生抽象概括能力和逻辑思维能力。

3、情感、态度与价观目标：

激发学生学习数学的兴趣和积极性，陶冶学生的情操，培养学生实事求是的科学学习态度和勇于创新的精神。

[教学重点与难点]

1、重点：集合的基本概念及表示方法。

2、难点：运用集合的两种常用表示方法——列举法与描述法，正确表示一些简单的集合。

[教学过程]

一、复习引入：

简介数集的发展，复习最大公约数和最小公倍数，质数与和数的概念。 利用教材中的章头引言及生活中的人物、花草、建筑等(物以类聚，人以群分)，引出集合的概念(以师问生答的形式)。

介绍集合论的创始人——康托尔(德国数学家)。

二、讲解新课：

阅读教材第一部分，问题如下： (1)有那些概念?是如何定义的? (2)有那些符号?是如何表示的? (3)集合中元素的特性是什么?

(4)你能在现实生活和数学中，举出“集合”的例子吗?

(一)集合的有关概念：

1、集合的概念：

集合：将能够确切指定的一些对象看成一个整体，这个整体就叫做集合。简称集。

元素：集合中各个对象叫做这个集合的元素。

2、常用数集及记法：

非负整数集(自然数集)：全体非负整数的集合。记作N 正整数集：非负整数集内排除0的集。记作N* 整数集：全体整数的集合。记作Z 有理数集：全体有理数的集合。记作Q 实数集：全体实数的集合。记作R 注：

(1)自然数集与非负整数集是相同的，也就是说，自然数集包括数0。 (2)非负整数集内排除0的集。记作N* 。Q、Z、R等其它数集内排除0的集，也是这样表示，例如，整数集内排除0的集，表示成Z*。

3、集合的分类：

有限集：含有有限个元素的集合。

无限集：含有无限个元素的集合(例题略)。 规定：空集是不含任何元素的集合。

4、元素与集合的关系：

属于：如果a是集合A的元素，就说a属于A，记作a∈A; 不属于：如果a不是集合A的元素，就说a不属于A，记作 aA.

5、集合中元素的特性(让学生在举“集合”例子的过程中体会并归纳出集合中元素的特性)：

确定性：按照明确的判断标准给定一个元素或者在这个集合里或者不在，不能模棱两可。

互异性：集合中的元素没有重复。

无序性：集合中的元素没有一定的顺序(通常用正常的顺序写出) 注： (1)集合通常用大写的拉丁字母表示，如A、B、C、P、Q等，元素通常用小写的拉丁字母表示，如a、b、c、p、q等。 (2)“∈”的开口方向，不能把a∈A颠倒过来写。

(二)集合的表示方法：

1. 列举法：把集合中的元素一一列举出来。

如：由方程x210的所有解组成的集合可表示为{1，-1} 又如：所有大于0且小于10的奇数组成的集合可表示为{1，3，5，7，9} 2. 描述法：用确定的条件表示某些对象是否属于这个集合的方法。 ①语言描述法：例{不是直角三角形的三角形}

②数学式子描述法：例不等式x-3>2的解集是{x| x-3>2} 例题：用适当的方法表示下列集合： (1)平方后仍等于原数的数集

解：{x|x2x}={0,1} (2)比2大3的数的集合 解：{x|x=2+3}={5} (3)不等式x2-x-6<0的整数解集

解：{x∈Z| x2-x-6<0}={x∈Z| -2

解：{(x,y)|y=kx} (5)方程4x2+9y2-4x+12y+5=0的解集

解：{(x,y)| 4x2+9y2-4x+12y+5=0}={(x,y)| (2x-1)2+(3y+2)2=0}={(x,y)| (1/2,-2/3)} (6)使函数y=1 有意义的实数x的集合

x2x6 解：{x|x2+x-60}={x|x2且x3,x∈R} 课堂练习：书/练习1.1

三、小结(请学生个别小结，其他学生补充)

四、作业(略)

第5篇：197-高中数学选修系列2 选修2-2《定积分的概念》教案

精品教学网 www.teachcn.net 第五章 定积分的概念

教学目的与要求：

1. 解变上限定积分定义的函数，及其求导数定理，掌握牛顿—莱布尼茨公式。

2. 解广义积分的概念并会计算广义积分。

3.掌握用定积分表达和计算一些几何量与物理量(平面图形的面积、平面曲线的弧长、旋转体的体积及侧面积、平行截面面积为已知的立体体积、变力做功、引力、压力和函数的平均值等)。

5.1定积分概念 一. 定积分的定义

不考虑上述二例的几何意义，下面从数学的角度来定义定积分 定义 设函数f(x)在[a,b]上有界，在[a,b]中任意插入若干个分点

，

把区间[a,b]分成n个小区间，记xixixi1,i1,2,......n,max{x1,x2,......,xn}在[xi1,xi]上任意取一点i，作和式：

1) f()x.......(iii1n如果无论[a,b]作怎样分割，也无论i在[xi1,xi]怎样选取，只要0有f(i)xiI (I为一个确定的常数)，则称极限I是i1nf(x)在[a,b]上的定积分，简称积分，记做

baf(x)dx即I=f(x)dx其

ab

第-35 –页 精品教学网 www.teachcn.net 中f(x)为被积函数，f(x)dx为积分表达式，a为积分下限，b为积分上限，x称为积分变量，[a,b]称为积分区间。 注

1. 定积分还可以用语言定义 2由此定义，以上二例的结果可以表示为A=

baf(x)dx和S=v(t)dt

T1T23有定义知道ba与函数f(x)以及区间[a,b]f(x)dx表示一个具体的书，有关，而与积分变量x无关，即

baf(x)dx=f(u)du=f(t)dt

aabb4定义中的0不能用n代替

n5如果Lim0f()x存在，则它就是f(x)在[a,b]上的定积分，那iii1么f(x)必须在[a,b]上满足什么条件f(x)在[a,b]上才可积分呢?

经典反例：f(x)1]中的有理点1,x为[0，在[0，1]上不可积。

1]中的无理点0，x为[0，可见函数f(x)在什么情况下可积分并不是一件容易的事情。 以下给出两个充分条件。

定理1 设f(x)在区间[a,b]上连续，则f(x)在[a,b]上可积。 定理2 设f(x)在区间[a,b]上有界，且只有有限个间断点，则f(x)在[a,b]上可积。

定理3 设f(x)在区间[a,b]上单调，则f(x)在[a,b]上可积。

6几何意义

第-36 –页 精品教学网 www.teachcn.net 当f(x)0时，baf(x)dx表示曲边梯形的面积;当f(x) 0时，baf(x)dx表示曲边梯形的面积的负值;一般地，若f(x)在[a,b]上有正有负，则0baf(x)dx表示曲边梯形面积的代数和。

[例1]计算1exdx

解：显然f(x)在[a,b]上连续，则f(x)在[a,b]上可积，现将[0，1]分成n个等分，分点为xi取ixi作和式：

ni,i0,1,2,.....n，xi1/n，1/nnLim0i1111e[(e)n1]f(i)xiLimeLimeLime1100n0nni1i1en1nninin1n1n所以：10exdx=e-1 7.按照定义

5.2定积分的性质积分中值定理 有定积分的定义知，baf(x)dx是当ab时无意义，但为了计算及应用的方便，特作两个规定： 1. a=b时，2. a>b时，babf(x)dx=0 f(x)dx=-f(x)dx

baa 性质1：和差的定积分等于它的定积分的和差，即

ba[f(x)g(x)]dxf(x)dxg(x)dx

aabb

性质2：常数因子可以外提(可以推广到n个)

第-37 –页 精品教学网 www.teachcn.net bakf(x)dxkf(x)dx

ab性质3：无论a,b,c的位置如何，有

baf(x)dxf(x)dxf(x)dx

accb性质4：f(x)1则baf(x)dxba

性质5：若f(x)g(x)则性质6：baf(x)dxg(x)dx,ab

abbaf(x)dxf(x)dx

ab性质7：设在a,b，mfxM，则

bmbaafxdxMba

性质8：(积分中值定理)若f(x)在[a,b]上连续，则[a,b]上至少存 一点，使下式成立，

例1.利用定积分几何意义，求定积分值上式表示介于x面积

例

2、(估计积分值) 证明 2103 证： baf(x)dx(ba)f()

011x2dx

4之间0, x1, y0, y1x2dx2xx21 29912xxx在0,1 上最大值为，最小值为2

44222∴ 212xx231

2 第-38 –页 精品教学网 www.teachcn.net ∴ 230112xx21 25.3定积分的计算方法 一.变上限积分函数的导数

设函数f(x)在[a,b]上连续，x为[a,b]上任一点，显然，f(x)在[a,b]上连续，从而可积，定积分为

xaf(x)dx由于积分变量与积分上限相同，为防止混淆，修改为(x)变上限积分的函数。

xaf(t)dt(ab)称(x)是定理1：设f(x)在[a,b]上连续，则(x)导，且导数为(x)证明省略

xaf(t)dt在[a,b]上可

dx(f(t)dt)f(x) dxa定理2：如果函数f(x)在[a,b]上连续，则积分上限的函数(x)f(t)dt是f(x)在[a,b]上的一个原函数。

ax注意：

1定理说明了连续函数的原函数一定存在 2此定理指出了定积分与原函数的关系

二、基本定理 牛顿—莱伯尼兹公式

定理 如果函数F(x)是连续函数f(x)在区间[a,b]上的一个原函数，则

。 (1) 证 已知函数F(x)是连续函数f(x)的一个原函数，又根据前面的定理知道，积分上限的函数

第-39 –页 精品教学网 www.teachcn.net

也是f(x)的一个原函数。于是这两个原函数之差为某个常数，即

。 (2) 在上式中令x = a，得。又由的定义式及上节定积分的补充规定知，因此，C = F(a)。以F(a)代入(2)式中的C，以代入(2)式中的，可得

，

在上式中令x = b，就得到所要证明的公式(1) 。由积分性质知，(1)式对a>b的情形同样成立。为方便起见，以后把F(b) – F(a)记成。

公式(1)叫做牛顿(Newton)-莱步尼兹(Leibniz)公式，它给定积分提供了一种有效而简便的计算方法，也称为微积分基本公式。

例1 计算定积分。

解 。

例2 计算。

解 。

第-40 –页 精品教学网 www.teachcn.net 例3 计算。

解 。

例4 计算正弦曲线y = sinx在[0, ]上与x轴所围成的平面图形的面积。

解 。

例5 求

解 易知这是一个型的未定式，我们利用洛必达法则来计算。

因此

。

第-41 –页 精品教学网 www.teachcn.net 例

6、limcosxx01tlntdtx4limcosxlncosxsinx 3x04x1sinxlncosx limcosxlimlim2x0x0x04xx

11sinx limx042xcosx85.4定积分的换元法

定理：设(1)f(x)在[a,b]上连续，(2)函数x(t)在[.]上严格单调，且有连续导数，(3)t时，a(t)b 且()a,()b则有换元公式：

baf(x)dxf((t))(t)dt…….(1) 注

1. 用换元法时，当用x(t)将积分变量x换成t求出原函数后，t不用回代，只要积分上下限作相应的变化即可。 2. x(t)必须严格单调 3. 可以大于

4. 从左往右看，是不定积分的第二换元法;从右往左看，可以认为是第一换元法。

例

1、02x22xx2dx02x21-(x1)2dx

法一

设 x-1sin t

第-42 –页 精品教学网 www.teachcn.net π2π2π(1sin t)2322cos t dt20(1sint)dtπ cost2 设 法二 x2sin2t

π20原式

8 例2.设fsin4 t dt83!!π3π 4!!22x在,Fxx0上连续，且

x2tftdt, 证明：若f(x)为偶函数，则F(x)也是偶函数。 证：

Fxx0x2tftdttux2uftdtx0

x0x2tftdt

Fx

例3. 奇偶函数在对称区间积分性质，周期函数积分性质 (1) fx在[-a,a]连续，a0 x为偶数，则-axaTa当f当f(2) af(x)dx20f(x)dxaa

为奇函数，则

T-af(x)dx0

f(x)dx0f(x)dx，fx以T为周期

说明在任何长度为T的区间上的积分值是相等的。

第-43 –页 精品教学网 www.teachcn.net 例

4、-11x(1x2001)(ex-e-x)dx4 e原式 2011x(ex-e-x)dx

x-x

2xd(e-e)

0

2x(exex)10

例

5、4 eπcos xcos x2dxdx π222cosx2sinx1sinx2π200π 1dsin x2arctansinx21sinxπ20π 2 例

6、设f解： 设x为连续函数，且f(x)sinxπ0π0f(x) dx 求fx

则fxsinxA f(x) dxA

两边积分

 π0f(x) dx(sinxA)dx

0πAcosx0Ax0

Aππ2 1π

第-44 –页 精品教学网 www.teachcn.net ∴ f(x)sinx2 1π5.5定积分的分部积分法

定理：若u(x),v(x)在[a,b]上有连续导数，则

bauvdxuv|bauvdx

ab证明：因为(uv)uvuv，则有uv(uv)uv，两边取定积分。有babuvdxuv|bauvdx也可以写成：udvuv|avdu

aaabbb例1.解：10xexdx

110010xxexdxxdexxex|10edxe(e1)1 e例2.解：sin(lnx)dx

1ee1esin(lnx)dxxsin(lnx)|xdsin(lnx)esin1xcos(lnx)dx1111xee1e=esin1cos(lnx)dxesin1xcos(lnx)|1xsin(lnx)dx

11xe=esin1ecos11esin(lnx)dx

1e1=[esin1ecos11] sin(lnx)dx12例

3、设 fx1xln tdt1tx0，

1求fxf

x1x1ln tlnt解：fxfdt1xdt 11t1tx

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1lnx1 x2 1x11xxln例4. 设f(x)在[a,b]连

(a,b)可导，且f(x)0，F(x)x1f(t)dt证明在(a,b)内，有F(x)0 axa证：F(x)(xa)f(x)af(t)dt(xa)2x

(xa)f(x)(xa)f()(xa)2xaaxb

f(x)f()

f(x)0f(x)在(a,b)单调减，x

f()f(x) 故 F(x)0

5.6定积分的近似计算 5.7广义积分 一 无穷限的广义积分

定义1 设函数f(x)在区间[a , + )上连续，取b>a，若极限

存在，则称此极限为函数f(x)在无穷区间[a , +)上的广义积分，记作

，即

(1)

。

第-46 –页 精品教学网 www.teachcn.net 这时也称广义积分分发散。

收敛;若上述极限不存在，称为广义积类似地，若极限存在，则称广义积分收敛。

设函数f(x)在区间(- ,+ )上连续，如果广义积分和都收敛，则称上述两广义积分之和为函数f(x)在无穷区间(-, + )上的广义积分，记作收敛;否则就称广义积分

，也称广义积分发散。

上述广义积分统称为无穷限的广义积分。

例1：计算广义积分0arctgxdx 1x2解：0barctgxarctgx122bdx=limdxlim[arctgx]|0

b01x2b21x28例2.计算广义积分sinxdx以及0sinxdx

解： 0sinxdxcosx|0(1limcosa)显然发散

a同理sinxdxsinxdxsinxdx也发散

00例3： 证明广义积分证 当p = 1时，

(a>0)当p>1时收敛，当p 1时发散。

第-47 –页 精品教学网 www.teachcn.net

, 当p1时，

因此，当p > 1时，这广义积分收敛，其值为广义积分发散。

二.无界函数的广义积分

;当p1时，这现在我们把定积分推广到被积函数为无界函数的情形。

定义2 设函数f(x)在(a,b]上连续，而在点a的右领域内无界，取，如果极限(a,b]上的广义积分，仍然记作收敛。

类似地，设函数f(x)在[a,b]上除点c(a

与

都收敛，则定义

存在，则称此极限为函数f(x)在

，这时也称广义积分;

(2) 否则，就称广义积分发散。

第-48 –页 精品教学网 www.teachcn.net 例1 证明广义积分证 当q = 1时，

当q < 1时收敛，当q  1时发散。

，

当q 1时，

因此，当q < 1时，这广义积分收敛，其值为这广义积分发散。

;当q 1时，例2.计算广义积分4dx4x0

解：4dx4x0lim4dx4x004lim(24x)|0lim[224]400例3：广义积分可以相互转化

sin1x201xdx1sintdt

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第6篇：苏教版高中数学选修2-2《2.3 数学归纳法(2)》教案

教学目标：

1.理解数学归纳法的概念，掌握数学归纳法的证明步骤.

2.通过数学归纳法的学习，体会用不完全归纳法发现规律，用数学归纳法证明规律的途径. 教学重点：

1.能用数学归纳法证明一些简单的数学命题. 2.难点：归纳→猜想→证明. 教学过程：

一、预习

1.思考并证明：平面内有n(n≥2)条直线，其中任何两条不平行，任何三条不过同一点，证明交点的个数为f(n)=

n(n-1). 22.小结：数学归纳法是一种证明与正整数有关的数学命题的重要方法.

主要有两个步骤、一个结论：

(1)证明当n取第一个值n0(如n0=1或2等)时结论正确.

(2)假设n=k时，结论正确，证明n=k+1时结论也正确(用上假设，递推才真).

(3)由(1)，(2)得出结论(结论写明，才算完整).

其中第一步是递推的基础，解决了特殊性;第二步是递推的依据，解决了从有限到无限的过渡.这两步缺一不可.只有第一步，属不完全归纳法;只有第二步，假设就失去了基础.

二、课堂训练

例1 设n∈N*，F(n)=5n+2×3n_1+1， (1)当n=1，2，3，4时，计算f(n)的值.

(2)你对f(n)的值有何猜想?用数学归纳法证明你的猜想.

例2 在平面上画n条直线，且任何两条直线都相交，其中任何三条直线不共点.问：这n条直线将平面分成多少个部分?

三、巩固练习

1.用数学归纳法证明：1+2+22+…+2n_1=2n-1 (n∈N*). 2.下面是某同学用数学归纳法证明命题

111n的过程，+++=1223n(n+1)n+1

综上，原命题成立.

3.求证：(n+1)(n+2)…(n+n)=2n·1·3·…·(2n-1)(n∈N*).

四、课堂小结

①归纳法：由特殊到一般，是数学发现的重要方法; ②数学归纳法的科学性：基础正确;可传递;

③数学归纳法证题程序化步骤：两个步骤，一个结论;

④数学归纳法优点：克服了完全归纳法的繁杂、不可行的缺点，又克服了不完全归纳法结论不可靠的不足，是一种科学方法，使我们认识到事情由简到繁、由特殊到一般、由有限到无穷.

五、作业

课本P94第 6，7，8题.