高中物理教学论文 人教版高中物理课本几幅插图探讨.doc

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1、人教版高中物理课本几幅插图探讨摘要：本文主要针対现行人教版高中物理课本若干插图，结合自身的教学实践进行了思考.对英附带的简单结论，作出较为深入的讨论.关键词：高中物理插图探讨引言全日制普通高级中学教科书（必修加选修）物理（以下简称现行教材）儿幅插图很值得我们思考，对它们的进一步讨论有助于我们更好的分析问题，提高解决问题的能力，现作一推敲。图1■＞蛋碎瓦全？瓦碎蛋全?高一课本在学习《动量定理》时以《绪言》中图0-1“蛋碎瓦全？瓦碎蛋全？”实验作为一个具体应用动量定理的实例，如图1教师用铁锤迅速地砸到瓦片上，击碎了瓦片，并口铁锤速度在作用后为零。而放在海绵上的4个鸡蛋安然无恙，我们称为

2、“瓦碎蛋全”。—•般解释：山于恢锤和瓦之间作用时间很短，记作用时间为△t（10-2s数量级），对恢锤运用动量定理：△p二F・At,F=Ap/At,曲于作用时间很短，故F很大，根据牛顿第三定律,瓦片受到的作用尺‘与F等大反向，BP^r=-F,也很大，对于瓦，在巨大的冲击力作用下碎了，这是“瓦碎”的原因。而鸡蛋山于放在海绵上，缓冲的吋间很长，产生的力小，故鸡蛋安然无恙。这是“蛋全”的原因。砖块质杲对实验有影响吗？血且对于鸡蛋，在这里有两个过程：打击和缓冲过程，在哪个过程容易碎呢？为了冋答这些问题，本人对本实验进行了进一步思考：（一）、打击过程：对瓦片，砖块，书本，蛋组成的系统研究，质量

3、为此受力分析如图2所示，系统受力包括重力Mg,铁锤对系统作用力刃,以及海绵支持力FN（由于打击时间很短，海绵不发生形变）,即FN二Mg山牛顿第二定律：M沪刃+Mg-FN二刃,系统加速度：a二M对鸡蛋进行隔离，受力分析如图3所示，鸡蛋受到重力mg,海绵支持力FN,系统其他物体对它的作用力为F1,有：珂+mg一Mg=ma很明显在打击过程屮（At时间内），鸡蛋受到的作用力E是关于Maay=xcx=—的函数：形如X（a>O,c>0均为常数），当X,x=&时函数収最大值,巩収最小值（图4）,由图象可知：O'M'Mo区间上巩随m増加而减小；在峪

4、，故Me©"。）区间，E是减函数。所以打击时若把质虽较大的砖块换成木块的话，鸡蛋受到的作用力尺将会增大，可能会使“蛋碎”；在本实验中，为了保证“蛋全”，在不頁接压碎蛋的情况下适当多放砖！而口容易得到：骂"I（二）、缓冲过程：设缓冲时间为t（多次），明显而系统的动量变化量大小和铁锤的动量变化量大小是相等的。令31=3,缓冲过程中九减小，FN增大，平均作用力fo综上所述：在打击和缓冲过程中，鸡蛋的受力分别为E和戸，且F厲，久又随M的增大而减小，所以打击过程蛋不碎的话就不会碎；在允许的范围内,砖的质量越大，蛋越不易碎。回旋加速器原理图5二、关于冋旋加速器冋旋加速器作为高考热点不断在各种参

5、考资料上出现，但很多资料在画示意图时容易犯一个错谋，把冋旋加速器中的带电粒子的半径增量画成等间距。现行教材第二册第十六章第六节中关于冋旋加速器的插图很标准，但没有说明为什么带电粒子半径增量引起的间距越来越小(如图5所示)，使得引起误会。现作证明：在曲'极板的中间粒子源发出一个带止电的粒子，被极板缝隙间电场加速，加速过程电场力对粒子所做的功为W,从而以速率「0垂冇进入匀强磁场，以后每次山极板A进入极板或从川进入A,电场力对带电粒子所作的功为2肌山动能定理得:£W=2mv02-0——(1)2炉二2口vn2-mvn-12,112炉.z2mvl2-2inv0212炉mv22-2mv!22

6、(2方+1艸将以上各式相加整理得:Vn=山(1)式得:代入(2)式得:VnJ2以+1a。带电粒子在磁场中作圆周运动，山洛仑兹力提供向心力可得:图6哑R二泗。质m、q、B为定值，所以2V,根g（3）工關心二血+1（R0为V0对应的半径）AR二Rn-Rn-1=（^+1_<2«-1）RQ——（4）山（4）式可知：冋旋加速器中的粒子半径增量AR不均匀，并随着粒子速度的增大而减小,且当Rfg吋，厶只一。。从以上的证明中可知，当带电粒子的速度达到一-定值吋，粒子轨道几乎重合，这也便成了粒子的能量仅能达到20MeV的另一个理山了。三、关于电磁场方向与能杲传播方向关系图8现行教材在《电磁场》一节中

7、有一幅反映电磁场方向与能量传播方向关系（变化的电场产生磁场）的教学插图（图6）o我们知道变化的磁场产生的电场方向可以通过楞次定律来判断，那么变化的电场产生的磁场方向怎样判断？众所周知，电磁场是一个统一体，在电磁波传播的同时伴随着能量的传播。根据玻卬亭矢最（能流密度矢昴）与电磁场的关系S=E*H-l/uO）E*B就口［以知道空间某一点的能流密度矢量的方向与该点的电场、磁场方向成右手螺旋系。因此，在L2知S、E、B三矢量中任二者的方（向吋，就能判断出另一-矢量的方向。在一