校本课程教案

校本课程教案

课题名称:物理与生活

物理组:杨再英

2010年11月

课题名称:物理与生活

教学目的:

1．了解生活中常见的物理现象;

2．扩展学生知识面;

3．培养学生热爱物理科学，勇于探索的精神。

课时安排：18课时

教案一：人是怎样看见物体的

教学目的：了解人能看见物体的原理和“隐形”的真正含义

教学过程：

[介绍人能看见物体的原理］

古人很早就思考过这个问题，提出过一些猜测。有人认为是眼睛发出光线，这些光线碰上物体，人才看见那些物体。还有人认为眼睛发出触须那样的东西，通过触摸而看到物体。这些看法都是错误的，但它说明人的认识是不断进步的。?公元11世纪，阿拉伯科学家伊本·海塞本纠正了上述看法。他认为光线是从火焰或太阳发出，射到物体上，被物体反射后进入人眼,人因此而看到物体。

现在我们知道，人眼就好像一架照相机。当发光物体发出的光或不发光物体反射的光进入眼睛,通过眼睛的折光部分在眼的视网膜上形成物体倒立的像,然后通过神经系统传到大脑，产生视觉,人就看到了物体。

【隐身舰体的奥秘】

所谓隐身，通俗地说,就是改变武器装备的声、光、电、磁、热等特征,使对方探测设备难以发现和识别。与飞机和导弹等空中目标不同,作为海上(海面和海水中）特定环境下的目标--－舰艇,它的可探测性特征除了敌方探测雷达的散射回波和舰艇自身的红外辐射之外,还有舰艇的噪声等信息。因此，对舰艇的探测,主要是采用雷达、声纳和红外信号来探索和发现目标。舰艇要隐身就必须采取一些措施来降低它这三方

面的可探测信息特征：

对付雷达探测?雷达是最常见和有效的探测设备之一,它在工作时，向一定空域发射电磁波,该电磁波遇到信号后便会被反射回来，雷达接收到该反射信号,就会发现目标。因此，针对这个特点，为了不让对方雷达发现目标，就可以采取两种措施来对付雷达探测，一是使照射到目标上的雷达波反射到其它方向，不能返回雷达处，从而使雷达接收不到目标反射的信号。二是将照射到目标上的雷达波强烈地吸收掉,使返回到雷达处的信号变得极其微弱，以致于雷达检测不到目标的反射信号，从而发现不了隐身目标。?对第一种情况,可通过改变舰艇的外形来实现。如：?1、外形用曲面板代替平面板。如美国的"阿利·伯克"级宙斯盾驱逐舰的舰体和上层建筑都尽可能采用圆弧形表面和棱，来避免镜面强反射；?2、各部结构设计成倾斜式侧面。如法国的"拉菲特＂级护卫舰采用外倾式干舷和内倾式上层建筑侧面,以将雷达波反射到空中或水中。

３、各部结构采用倒角连接。如英国的2３型护卫舰、法国的Ｃ-70级驱逐舰、俄罗斯的＂基洛夫"级巡洋舰等,其舰体与上层建筑、甲板与舷顶列板、舰板与甲板以及列板间的连接处,普遍采用凸面圆滑过渡的倒角连接，以尽可能消除或减弱角反射效应，这可使雷达波反射强度降低10倍。? 4、减少外露的武器装备和设备。如瑞典隐身试验艇"司米奇"号将所有通常外露的武器装备都尽量设计成可伸缩的；并使窗口盖与甲板配平,可大大减少雷达波散射源的数量。?对第二种情况，主要是借助特殊的、能强烈吸收雷达波的材料。通常用于舰艇的雷达隐身材料由结构吸波材料、透波材料及涂料构成。从而将照射到目标上的雷达波强烈地吸收掉，使返回到雷达处的信号变得极其微弱，以致于雷达检测不到目标的反射信号,从而发现不了隐身目标。

对付声纳探测

声纳是在水下发现目标的重要工具。声纳是卓越的＂水下侦察兵"，它能探测到潜艇在大海深处的一举一动。据统计，第二次世界大战期间,交战双方损失的潜艇有1００0多艘,这些潜艇大部分都是被声纳发现的。声纳分为主动式和被动式两种。主动式

声纳自己发出声波,并根据目标反射的回波来发现目标。主动式声纳能探测静止目标的方位和距离，但容易暴露自己、侦察距离短。对付这类声纳,可用吸音涂层等手段吸收声波达到隐身效果。如在舰体表面采用消声瓦或涂敷吸音涂层就可达到隐身目的,像美国、俄罗斯、英国等国有不少核潜艇都在壳体上安装了消声瓦,从而把吸收敌方主动声纳和降低本艇的辐射噪声二者相互结合起来，使艇体形成一个良好的无回声层来达到隐身的目的;或者在壳体表面涂敷上一层吸收对方主动声纳声波的涂层，减弱消除反射声波。试验表明，核潜艇采用吸音涂层可使对方主动声纳的反射声降低9０%,探测距离缩短68％。被动式声纳自己不发射声波,它主要搜索来自目标的声波,隐蔽性好，侦察距离远,但不能探测不发声的静止目标。也就是说它通过接收舰艇的噪声来发现目标。舰艇要隐身就必须尽可能降低和屏蔽舰艇自身的噪声。?对付红外探测对于水面舰艇来说，红外辐射具有明显的可探测特征。其红外辐射源主要是烟窗、主机舱及其排出的废气和热水、灯光、舰体表面的热辐射等。舰艇采用反红外探测隐身技术就是要抑制红外辐射,其目的就是降低舰体特别是其热点的温度,使其接近于周围环境的温度，从而使红外探测系统难以发现目标而达到隐身。

如1、可将主排气口设置在水线以下，在废气管路四周加装冷空气管路进行冷却，或设置从废水中回收热能的装置等来降低发动机排气、排水温度；

2、在发动机与其舱壁之间喷射冷空气，或在主机舱安装冷却降温装置等来降低主机舱温度；?３、在烟窗内加装隔热吸热装置和红外辐射挡板，或加装冷却系统等来降低烟窗温度。

4、在舰体表面涂敷绝热层,减弱对太阳能的吸收和辐射,来降低舰体表面的温度；

５、对装置采用隔热垫隔热，英国军舰上的"飞鱼＂导弹发射装置铺盖上就有一种称作"弗列克塔卡姆"的隔热垫或热屏蔽层，它可反射95％的热辐射。

教案二：冰

教学目的：

1．了解冰棍和冰激凌

2．了解爱斯基摩人的冰屋

教学过程

【冰棍和冰激凌】

冰棍和冰激凌是世界各国人们都喜欢的止渴解暑食品。当你吃到凉甜可口的冰棍和冰激凌时，你是否想过，世界上最早制作冰棍和冰激凌的是哪个国家呢?

我国是冰棍和冰激凌的故乡。早在3００0多年以前，我国就有用冰解暑的记载。后来皇宫里就有了用奶和糖制成的冰棍。到了元世祖忽必烈时代(大约７00多年前)，皇宫里又有了类似现在冰激凌的食品，叫做冰酪。那时,元朝统治者禁止王室以外的人制作冰酪。直到意大利旅行家马可·波罗离华回国前,元世祖才让人把这种珍品的制作方法教给他。马可·波罗回去后,又把这种制作方法传给了意大利王室,意大利王室把这种方法保密了约３０0年，到1５3３年,法国国王和意大利人结婚以后,制作冰酪的方法才由意大利人传入法国。1777年美国纽约大街上才有了冰激凌广告。

我国古代劳动人民的解暑食品是冰核。直到清代,每当盛夏到来之际，北京大街上还有人买冬天入窖保存下来的天然冰块冰核。大约在1935年,北京有人想出了"绝招＂:先把天然冰放进一个大木桶里,加入适量的食盐，这样的木桶就成了一个"土冷冻室"。再准备许多圆柱形小铁筒,每个小铁筒里都装满加了香料和糖的水,并插上一根木棍。然后把一个个装满糖水的小铁筒放进＂土冷冻室"大木桶里，封闭起来冷冻。经过半小时后,小铁筒里的糖水就冻结成了冰棍。由于这种解暑食品很受顾客的欢迎，所以很快就在前门大街出现了专售冰棍的商店。

为什么把食盐放到天然冰里混合后能使水结冰呢？这是因为许多纯净物质一旦掺入杂质,它的凝固点就会降低。放在大木桶里的天然冰，加入适量的食盐，就会因凝固点降低而融解；冰融解时要从小铁筒里的水中吸热,小铁筒的水就会放热冻结成冰。这就是制作冰棍的道理。

当然，在现代，人们已经能用各种先进的制冷设备来制造冰棍和冰激凌等冷食了。

【爱斯基摩人的冰屋】

冰是冷的象征，一提到它，人们就会不寒而栗。但是,在冰雪凛冽的冬天，生活在北极圈里的爱斯基摩人,却凭着用冰垒成的房屋，熬过严寒的冬天。?在北极圈内，有取之不尽的冰,又有用之不竭的水。每当冬天到来之前,爱斯基摩人都要建造冰屋。他们就地取材,先把冰加工成一块块规则的长方体，这就是"砖",用水作为"泥"。材料准备好以后，他们在选择好的地方,泼上一些水，垒上一些冰块,再泼一些水，再垒一些冰块，前边不断地垒着,后边不断地冻结着,垒完的房屋就成为一个冻结成整体的冰屋。这种房屋很结实，被誉为爱斯基摩人的令人羡慕的艺术杰作。

爱斯基摩人的冰屋是怎样起到保暖防寒作用的呢？

首先,由于冰屋结实不透风，能够把寒风拒之屋外,所以住在冰屋里的人，可以免受寒风的袭击。

其次,冰是热的不良导体，能很好地隔热,屋里的热量几乎不能通过冰墙传导到屋外。

再次,冻结成一体的冰屋,没有窗子，门口挂着兽皮门帘，这样可以大大减少屋内外空气的对流。

正因为如此,冰屋内的温度可以保持在零下几度到十几度，这相对于零下５0多度的屋外,要暖和多了。爱斯基摩人穿上皮衣，在这样的冰屋里完全可以安全过冬了。当然,冰屋里的温度比起我们冬天的室内温度要低得多，而且冰屋里也不允许生火取暖,因为冰在０度以上就会融解成水。

教案三：黑洞

教学目的：

1．对黑洞有一定的理解；

2．提高对物理的兴趣。

[支持黑洞诞生理论的新证据]

天文学家发现新的证据，支持有关大质量星死亡后形成黑洞的理论。科学家在分析一颗邻近黑洞的恒星后发现它的气体来自附近的超新星爆炸。?黑洞是

一种超高密度的死亡恒星产物,其重力之强使光线也无法从其中逃出,所以天文学家无法直接看见黑洞，只能从邻近的恒星运动上看出黑洞的迹象。?据悉黑洞可自两种途径产生:一种是超巨质量恒星在核反应停止后塌缩形成，或者是死亡的恒星爆炸后其残骸塌缩产生。

Canary 岛天文物理协会的 Raｆaeｌ Rebｏlo 表示，天文学家已经建立起超新星的物理环境模型，搭起了超新星与黑洞形成之间的关联。

天文学家推测,在天蝎座距离一万光年处，有一颗恒星与黑洞相当接近，其周围大量的 X-raｙs 爆发便是物质被吸进吸积盘的证据之一。?Rebｏlｏ和组员分析这颗恒星的光谱以确定其成分,结果发现其中含有高出正常值甚多的氧、镁、矽与硫等不可能由这颗恒星本身产生的元素,科学家推测这些元素是来自于从前在附近爆炸的另一颗恒星，但现在已经看不见了。要产生这些元素必须经历数十亿度的高温,而只有超新星爆炸才能达到如此高温。这颗爆炸了的恒星质量大约为太阳的四十倍，在一百万年前爆炸，爆炸时的光度在地球上以肉眼就可以看见。

［黑洞可能占宇宙能量之半]

科学家发表的一篇报告中指出，黑洞这种看不见的宇宙坟场所释放的能量可能高达宇宙诞生以来所有总量总和的一半,但这项理论尚需进一步的验证。?多年来,天文学家早已猜测黑洞会辐射能量，但其能量无法与恒星相比。根据最新的研究发现其实黑洞所辐射的能量可与恒星相匹敌。?正在意大利主持一项Ｘ-ray天文学会议的NＡSA哥达德太空飞行中心科学家Nichoｌas Whｉte 表示,如果以可见光的宇宙来看，似乎宇宙中大部分能量都来自恒星,但新的研究发现,隐藏在尘埃与气体背后的辐射能量也相当巨大,而这些能量可能来自黑洞。由于黑洞是一种无法看见的星体,因此科学界原本对它的猜测颇多,但近年来在观测技术的大幅度的进步下,黑洞之存在已不容置疑,而它的辐射大部分都在X-raｙs外围。黑洞的种类也相当多，与会的天文学家Fabｉａｎ表示，超巨质量黑洞可达太阳质量的一百万、甚至十亿倍，但体积却只有太阳系大小，当气体被吸进黑洞时，会达到极高的速度并产生巨大的能量。从

这些高温、高速气体所辐射出来的巨大能量，波长范围覆盖可见光至X-rays，但其可见光辐射直到最近才被观测到。

新的X-ｒay 观测仪器,包括詹德拉望远镜,未来都将能验证这项理论的正确性。与会的科学家Maraｎ表示，黑洞的辐射究竟是否有这么多,关键就在于超巨质量黑洞到底只是虚构星体或是真正存在,以此而定。

【如果运动太快,你会变成黑洞吗？】

根据相对论，下列叙述是正确的:

1.当一个物体的运动速度接近光速时，它的动量将无限增加。

2.能量与质量的关系公式E=mｃ２。?

3.当一个物体的运动速度接近光速时,其长度趋于0。

4．如果一定的质量被挤压进一个足够小的空间,它会形成一个黑洞。?把这些事实相加，我们似乎可以得出结论：一个以足够接近光速运动的物体会成为黑洞。我们甚至可以声称当你相对于一颗恒星,运动速度足够快时,恒星对于你而言会由于你观测到它的能量增加而变成黑洞。这些当然是似是而非的，因为果真如此,一个相对于恒星固定不动的观测者看到的将会是完全不同的景象。那么哪里搞错了呢？?事实上物体不会由于其外在动能的增加而趋于变成黑洞。对一个相对于物体固定不动的参照系而言,该物体只具有静质量能。并且除非其质量足够大，否则它不会变成黑洞。如果它在一个参照系中不是黑洞,那么它在其它所有的参照系中也不会是黑洞。?导致此种错误认识产生的部分原因在于错误地理解了公式E=ｍc２中的质量。随着物质的速度和动能增加的相对论质量,不能被盲目地代入向类似用质量求解黑洞半径这样的公式中去。避免这个错误的方法是只考虑静质量（参相对论FAQ质量随速度变化吗?）而不提及相对论质量。?"如果一定的质量被挤压进一个足够小的空间,它会形成一个黑洞。＂这种叙述是十分含糊不清的。不太严格地讲,如果一定的质量M存在于半径为2 GM／c2（史瓦西(Schwarzchiｌd)半径）的球中，那么它必定是一个黑洞。但这是基于

对爱因斯坦广义相对论场方程在忽略动量、角动量以及时空自身的动力学特征后得出的一个特殊的静态解。?在广义相对论中,引力不象在牛顿引力中那样只与质量有关,它还和动量及动量流有关,甚至和自身相关。确切地定义黑洞的形成条件是十分困难的。霍金(Hａwkiｎg)和潘罗斯（Pａnrose)提出了一些黑洞形成的奇异理论,并且从天体物理学的角度看，这些理论适用于质量足够大的恒星在其生命晚期缩成很小的体积的时候。

教案四:噪声的作用

教学目的:

1．了解噪声的作用;

2．注意防止噪声的污染。

教学过程

噪声除草

科学家发现,不同的植物对不同的噪声敏感程度不一样。根据这个道理,人们制造出噪声除草器。这种噪声除草器发出的噪声能使杂草的种子提前萌发,这样就可以在作物生长之前用药物除掉杂草，用"欲擒故纵"的妙策，保证作物的顺利生长。?噪声诊病

美妙、悦耳的音乐能治病,这已为大家所熟知。但噪声怎么能用于诊病呢?最近，科学家制成一种激光听力诊断装置,它由光源、噪声发生器和电脑测试器三部分组成。使用时，它先由微型噪声发生器产生微弱短促的噪声,振动耳膜，然后微型电脑就会根据回声,把耳膜功能的数据显示出来，供医生诊断。它测试迅速，不会损伤耳膜，没有痛感,特别适合儿童使用。此外,还可以用噪声测温法来探测人体的病灶。?有源消声通常所采用的三种降噪的措施，即在声源处降噪、在传播过程中降噪及在人耳处降噪，都是消极被动的。为了积极主动地消除噪声,人们发明了"有源消声"这一技术。它的原理是:所有的声音都由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一样,只是相位刚好相反（相差180°)，就可以将这噪声完全抵消掉。

关键就在于如何得到那抵消噪声的声音。实际采用的办法是：从噪声源本身着手,设法通过电子线路将原噪声的相位倒过来。由此看来，有源消声这一技术实际上是"以毒攻毒"。

教案五：大脑的记忆功能

教学目的:

了解大脑记忆的奥妙

［似曾相识不是病“前世相逢”有根据]

你是否有过这样的经历：你清楚地记得某些根本就从未发生过的事情,或是遇到一个陌生人却觉得脸熟？如果有的话你也不用担心,根据最新的科学研究显示，这并不是由于你脱离了现实,而是大脑有些时候会创造出一些假记忆。据美国西北大学的研究人员帕勒尔说，在通常情况下,大脑会记录下来发生过的事情，这样一个当事人才会在以后记得。但是在某些情况下,当一个人想象发生了某些事件时，那么大脑后来也会仿佛真的发生了这一事件一样将它记下来。帕勒尔说,当你在事后回忆起来时，你可能会对两件事感到有些混乱，你会问自己：＂这到底是真的还是想象的？＂?在他们的研究中,帕勒尔与戈斯拉尔夫斯博士发现大脑活动依据事件的真实与否有不同的变化。在一个研究阶段，研究人员向人们展示了一些单词并要求他们观看物体,稍后,接收试验的人们又看到了这些物体的照片,但只是部分而并非全部照片。再一步，就是让试验接收者听一些单词并要求他们说出是否在第一阶段看到了那些物体。在两个部分的研究中,研究人员对接收试验者的大脑活动进行了监测。据报告说，大脑活动的变化取决于参加者是否准确地记得一个单词后跟着一个物体的照片。在第一阶段,没有物体照片、后来记错了的单词比记忆正确的单词引起的反应更大,这说明大脑在观看这些单词时更加活跃。

但是在第二阶段，当接收试验的人听到了与照片共同出示的单词后,大脑的反应比听到引起错误记忆的单词时更为强烈。这说明大脑在记忆正确的记忆时,它会寻求更多

的详细情况。因此,即使是大脑在记录那些后来会成为错误记忆的单词时会产生更强烈的视觉图像，但是与大脑对真实情况细节的反应相比,这些图像就弱得多了。

[回忆是如何产生的］?

美国洛杉矶加利福尼亚大学(简称ＵCLA)医学院的研究者在11月1６日发行的《自然》杂志上,发表了一篇学术报告，对有关记忆是如何产生的这一问题,给予了新的解释。

在这篇学术报告中提到,针对上述问题，UＣLA大学的研究人员在原先已经获得的结论基础上,进一步对单个独立的神经元细胞在记忆活动中所发挥的作用进行了解释，并指出说，单个的神经元在大脑唤起记忆的时候，有助于图象的形成。?据悉，在实验过程中，研究者先在被观察者大脑中主管记忆和社会行为的部分植入了电极,然后他们要求参与测试的人,记忆特定的图象内容,并在参与实验的人记忆图象和唤醒对图象的记忆的过程中，利用电极传送的信号仔细记录了２76个单独的神经元的活动状况。结果研究人员发现,当人们记忆某事物的时候,和唤起对该事物的记忆的时候，其大脑内相同的脑细胞，都会处于积极的活动状态，而且活跃的程度也是相仿的。

另外,ＵＣLA大学研究者早先已经认识到,单个的神经元细胞会参与大脑的记忆和唤醒记忆的过程，并在这些过程中起到一定的作用。而今的新发现既证实了以前的研究结论，又为人们更好地了解记忆的形成提供了科学依据。

教案六:宇宙

教学目的：了解整个观点的发展史

教学过程:

夜晚的天空为什么是黑的？这是经典宇宙学中的一个著名的问题。

自古以来，人们就不断地对宇宙进行种种猜测。古代的人们曾经认为星星是镶嵌在一个透明球面上的。中国最古老的宇宙结构学说盖天说的基本观点是天圆地方。托勒政的地心宇宙体系和哥白尼的日心地动宇宙体系中都包括恒星天球的内容。中世纪的思想家尼古拉认为宇宙是无限的。牛顿把空间和时间的无限性作为他

的理论的基本原理。他还推断:星星的数目必定是无限的,而且相当均匀地分布在空间。观测上,英国著名的天文学家威廉·赫歇耳和约翰·赫歇耳父子宣布，至少某些可观测星云是与银河系具有相同尺度和结构的由分立的恒星组成的系统。这些星系居于整个宇宙之中。?１9世纪天文学家普遍认为可观测宇宙必须是静态、无限的和均匀的。而对静态、无限、均匀的宇宙的一个著名反对意见即夜黑问题，也称奥伯斯佯谬。这个佯谬是说, 若恒星发出的光不变且都相同，而空间又是欧几里得的（平直的）,则在此种宇宙中整个天空的亮度看起来是均匀的,且与太阳一般亮。

因为无论从哪一个方向观看天空，视线都会碰到一个星星。这一点可以用一个简单的几何论证说明：现考虑进入人眼的一束细长的锥形光线。虽然恒星表面的视亮度与距离平方成反比，但锥体的截面积（或恒星的数目)随距离平方而增加，则集中在锥体内的光与它从什么地方发出没有关系，因而整个天空就要亮得像太阳一样,实际上夜空却是黑的。

如何才能消除观测与理论之间的矛盾呢？

奥伯斯的推导基于以下的宇宙学观点:?1．宇宙物质是均匀分布的。? 2.宇宙是静态的。

3.宇宙是无限的。

4．宇宙存在的时间已经无限长。为了避免夜晚的天空像太阳那么亮的结论，我们必须重新考察上述观点。一个平均密度随观测距离的增大而减小,并以零为极限的等级式宇宙模型可以消除佯谬,但要付出失去均匀性的代价。但迄今为止的观测结果是：宇宙物质在大尺度空间内的分布是均匀和各向同性的。这个观点称为宇宙学原理，是现代宇宙学理论所必须依据的公理。上述第一点符合宇宙学原理，应予保留。这样等级式宇宙模型应该放弃。

由于奥伯斯假定恒星发光不变,这一点今天看来最成问题。如果假定恒星并不是永远那么亮，而是在有限的过去才开始发光,由于远处恒星的光线尚未到达我们这儿，这也可以避免整个天空像太阳那么亮的结论。这使我们面临着是什么? 首次是使恒

星发光的问题。如此看来一个具有有限过去的宇宙可避免奥伯斯佯谬。此时宇宙在时间上有个开端。另外一个有足够大膨胀速率的宇宙也能避免奥伯斯佯谬，即使它具有无限的过去。因为根据量子理论的观点，光子的能量正比与其频率。远距离高速追行光源的光线将产生非常大的红光，因而其能量将相应减小,使其总和保持有限，甚至可忽略不计。由于观测上尚无放弃宇宙学原理的理由,第一条观点应该接受，而第二、第四条应该重新考虑。?２０世纪初,爱因斯坦创立了广义相对论，这就为研究宇宙的整体结构提供了理论基础。宇宙的整体性质由引力场方程决定。荷兰物理学家德西特首先获得了引力场方程的一个宇宙解,但它是动态的而不可能是静态的：宇宙要么是膨胀的，要么是收缩的。观测上,哈勃发现河外星系的视向退行速度与距离成正比，即距离越远，视向速度越大。这说明宇宙空间中任意两个星系间的距离都在增大,宇宙在膨胀。?如果一个膨胀的宇宙沿时间反溯回去将会达到一个原始的超密态,也就是宇宙于过去某一时刻创生于一次原初物质的大爆炸过程。这就是大爆炸宇宙学的宇宙模型。为了理论预言和实验观测相一致，宇宙在极早期曾经历一个暴胀阶段。显然一个具有有限过去而正在膨胀的大爆炸宇宙模型能避免奥伯斯佯谬。还有一个具有无限过去的稳恒态宇宙模型,它虽能消除佯谬,但却要破坏能量守恒且不能解释宇宙微波背景辐射等，已经不再为人们所接受。综上所述，现在观测到的宇宙在膨胀，这是科学界公认的。经历一个暴胀阶段的大爆炸宇宙学模型是一个成功的模型,其理论预言与实验观测十分吻合。显然这是一个动态的宇宙学模型,且宇宙在时间上可能有一个开端。这样看来,对于一个均匀、静态、无限的经典宇宙学模型，其第二、第四条观点不成立。如果放弃这两条，也就自然不会得出夜晚的天空像太阳那么亮的荒谬结论。

教案七：潮汐产生的原因

教学过程：

到过海边的人都知道,海水有涨潮和落潮现象。涨潮时,海水上涨,波浪滚滚,景色十分壮观；退潮时,海水悄然退去，露出一片海滩。我国古书上说："大海之水,朝生为潮，夕生为汐。＂那么,潮汐是怎样产生的?

古时候,很多贤哲都探讨过这个问题，提出过一些假想。古希腊哲学家柏拉图认为地球和人一样,也要呼吸，潮汐就是地球的呼吸。他猜想这是由于地下岩穴中的振动造成的，就像人的心脏跳动一样。?随着人们对潮汐现象的不断观察,对潮汐现象的真正原因逐渐有了认识。我国古代余道安在《海潮图序》一书中说："潮之涨落，海非增减,盖月之所临,则之往从之。"汉代思想家王充在《论衡》中写到:"涛之起也，随月盛衰。"他们都指出了潮汐与月球有关系。到了１7世纪８0年代，英国科学家牛顿发现了万有引力定律以后，提出了潮汐是由于月球和太阳对海水的吸引力引起的假设，从而科学地解释了潮汐产生的原因。?原来，海水随着地球自转也在旋转,而旋转的物体都受到离心力的作用,使它们有离开旋转中心的倾向，这就好象旋转张开的雨伞,雨伞上水珠将要被甩出去一样。同时海水还受到月球、太阳和其它天体的吸引力，因为月球离地球最近,所以月球的吸引力较大。这样海水在这两个力的共同作用下形成了引潮力。由于地球、月球在不断运动,地球、月球与太阳的相对位置在发生周期性变化，因此引潮力也在周期性变化，这就使潮汐现象周期性地发生。

教案八：从垃圾中获得能量

教学目的:

1、了解垃圾中的能量

2、通过这节的学习，使学生有变废为宝的意识

教学过程：

垃圾是废物,人们都很讨厌它,处理垃圾也是城市建设的一个重大问题。但是，现在人们已经开始变废为宝，发挥垃圾的作用。?在匈牙利布达佩斯有一座垃圾焚烧站,它有四座燃烧炉,以天然气为燃料。每个炉子一小时可以烧15吨城市垃圾。利用焚烧炉的火焰加热锅炉，所产生的蒸气可以带动一个发动机组。据计算,每燃烧1千吨垃圾，可以得到2万千瓦小时的电量。这座垃圾焚烧站不但可以处理10％的城市垃圾,而且可以提供电能，同时还向布达佩斯北面的供暖网输送25０℃的过热蒸气。?美国马里兰州也有一座城市动力厂,它就靠附近12个城市供应垃圾当燃料,生成蒸气专供一座工厂使用,每天可节省近30万公升燃料油。?今后的垃圾发电厂，将请化学来帮助提高效率。用发出的一部分电来电解水,产生氢和氧。一部分氢可提高炉内燃烧温度,另一部分氢可作燃料出售，也可用来合成酒精和石油化工产品。新生的氧打进焚烧炉助燃。这样会使垃圾完全燃烧,减少对大气的污染。

焚烧垃圾都是在严严实实的密封炉中进行的，臭气在高温中分解，变成清烟,它无臭、无害、无飞尘。对烧不透的残渣还要经过磁清选,把漏网的金属颗粒截留下来加以利用。

如果垃圾太多一时烧不完，可以把它们加工成燃料。例如，往垃圾内通入一氧化碳和蒸汽，加上催化剂，在高压下加热到４０0℃，一小时后每吨垃圾能"榨"出1７0千克燃料油；在氧气助燃下热解垃圾,能生成可燃的瓦斯气。也可以将垃圾有机废物压缩成煤球一样的块状,这是烧锅炉的好燃料。

教案九:无处不在的弹簧

教学目的：

1、知道生活中有哪些用到弹簧

2、知道弹簧的作用

教学过程：

在我们的日常生活中,弹簧形态各异，处处都在为我们服务。常见的弹簧是螺旋形的,叫螺旋弹簧。做力学实验用的弹簧秤、扩胸器的弹簧等都是螺旋弹簧。螺旋弹簧有长有短，有粗有细：扩胸器的弹簧就比弹簧秤的粗且长；在抽屉锁里，弹簧又短又细,约几毫米长;有一种用来紧固螺母的弹簧垫圈,只有一圈,在紧固螺丝螺母时都离不开它。螺旋弹簧在拉伸或压缩时都要产生反抗外力作用的弹力,而且在弹性限度内，形变越大，产生的弹力也越大;一旦外力消失,形变也消失。有的弹簧制成片形的或板形的,叫簧片或板簧。在口琴、手风琴里有铜制的发声簧片,在许多电器开关中也有铜制的簧片,在玩具或钟表里的发条是钢制的板簧,在载重汽车车厢下方也有钢制的板簧。它们在弯曲时会产生恢复原来形状的倾向，弯曲得越厉害,这种倾向越强。有的弹簧像蚊香那样盘绕，例如,实验室的电学测量仪表（电流计、电压计)内，机械钟表中都安装了这种弹簧。这种弹簧在被扭转时也会产生恢复原来形状的倾向,叫做扭簧。

形形色色的弹簧在不同场合下发挥着不同的功能:

１. 测量功能?我们知道，在弹性限度内，弹簧的伸长（或压缩）跟外力成正比。利用弹簧这一性质可制成弹簧秤。

2. 紧压功能?观察各种电器开关会发现,开关的两个触头中，必然有一个触头装有弹簧,以保证两个触头紧密接触，使导通良好。如果接触不良,接触处的电阻变大，电流通过时产生的热量变大,严重的还会使接触处的金属熔化。卡口灯头的两个金属柱都装有弹簧也是为了接触良好;至于螺口灯头的中心金属片以及所有插座的接插金属片都是簧片,其功能都是使双方紧密接触，以保证导通良好。在盒式磁带中,有一块用磷青铜制成的簧片,利用它弯曲形变时产生的弹力使磁头与磁带密切接触。在钉书机中有一个长螺旋弹簧它的作用一方面是顶紧钉书钉,另一方面是当最前面的钉被推出后,可以将后面的钉送到最前面以备钉书时推出,这样，就能自动地将一个个钉推到最前面,直到钉全部用完为止。许多机器自动供料,自动步枪中的子弹自动上膛都靠弹簧的这种功能。此外，像夹衣服的夹子,圆珠笔、钢笔套上的

夹片都利用弹簧的紧压功能夹在衣服上。

3．复位功能

弹簧在外力作用下发生形变，撤去外力后,弹簧就能恢复原状。很多工具和设备都是利用弹簧这一性质来复位的。例如，许多建筑物大门的合页上都装了复位弹簧，人进出后，门会自动复位。人们还利用这一功能制成了自动伞、自动铅笔等用品，十分方便。此外，各种按钮、按键也少不了复位弹簧。

4.带动功能

机械钟表、发条玩具都是靠上紧发条带动的。当发条被上紧时,发条产生弯曲形变,存储一定的弹性势能。释放后，弹性势能转变为动能，通过传动装置带动时、分、秒针或轮子转动。在许多玩具枪中都装有弹簧,弹簧被压缩后具有势能,扣动扳机,弹簧释放，势能转变为动能，撞击小球沿枪管射出。田径比赛用的发令枪和军用枪支也是利用弹簧被释放后弹性势能转变为动能撞击发令纸或子弹的引信完成发令或发火任务的。

5. 缓冲功能?在机车、汽车车架与车轮之间装有弹簧,利用弹簧的弹性来减

6．振动发声功能?当空气从口琴、手风琴中的簧孔中流动缓车辆的颠簸。?

时,冲击簧片，簧片振动发出声音。

教案十：钟表小史

教学过程：

古时候没有钟表，人们根据太阳影子的长短来判断时间。中国古代很早就用日晷计时。河南省登封县告成镇现存元代的一个观星台遗址,它台高约９.5米,台下有长约３1.2米的南北向的"量天尺＂，这是当时先进的计时建筑。?用日影测时受气象限制，很不方便。于是人们发明了漏沙计时的"沙钟",燃香计时的＂火钟"，滴水计时的"水钟"。我国北宋苏颂等人发明了＂水运仪象台＂，它是最早采用齿轮的机械计时仪,被已故著名科学史专家李约瑟誉为"现代天文钟的鼻祖"。?17世纪中叶，意大利科学家伽利略发现了单摆的等时性。1656年,荷兰物理学家惠更斯利用这一性质制出了第一个实用的机械摆钟，从此人类掌握了比较精确的测量时间的方法。16５8年英国物理学家胡克发明了有摆轮的怀表,1７60年具有时、分、秒三个针的怀表问世,机械表更加具有实用价值。最精确的机械钟要数1920年问世的邵

特钟，它一昼夜误差只有千分之一秒,被当时的天文台用来作天文钟。

但是机械钟怕震，一次小地震就可能使它停摆或产生较大的误差，而且它的精度不能再提高了。20世纪30年代石英钟问世了，它一昼夜误差只有万分之一秒，充当了天文钟的角色。

后来人们发现某些物质的分子或原子有更为稳定的计时功能,于是出现了原子钟。世界上第一台原子钟19４9年在美国造出。原子钟运行３0０0多年才产生1秒的误差,所以目前天文台使用的都是原子钟。