施大宁《文科物理》电子教案 (14)
文科物理(中文版)
文科物理
课程代码：83901000
课程名称：文科物理
英文名称：Physics Literacy for Non-Science Students
学分：2 开课学期：循环开设
授课对象：人文社科专业本科学生先修课程：高中物理、高中数学
课程主任：陶琳副教授硕士
课程简介：
《文科物理》课程以物理学基础知识和科学史及科学哲学为载体，使文科大学生认识重大物理理论和博大物理思想以及物理学发展过程中所包含的丰富的人文内涵，使学生积极主动的去关注物理，关注科学技术，关注科学文化，体会自然的美和自然科学的美，体会自然的伟大和自然科学家的伟大，体会探究的乐趣；学会物理学中涉及到的科学的思维方式和科学方法，能够解释身边的物理现象，培养他们成为具有科学素养的人文学科的综合型人才，以便于在今后各自的学科领域的研究中发挥作用。
课程考核：
课程最终成绩=平时成绩*30%+期末考试成绩*70%；
平时成绩由作业、小论文的完成情况决定；
期末考试采取开卷考试。
指定教材：
[1]倪光炯，王炎森. 《文科物理—物理思想与人文精神的融合》.北京:高等教育出版社,2005
年7月,第1版.
[2] 裔式铤.《文科物理》. 上海: 上海交通大学出版社,2008年1月,第1版.
参考书目：
[1] 赵凯华.《物理学照亮世界》. 北京: 北京大学出版社,2005年9月,第1版.
[2] 王连成.《文科物理十五讲》. 北京: 北京大学出版社,2004年1月,第1版.
[3] [美]Art Hobson 著，秦克诚等译《物理学的概念与文化素养》，北京: 高等教育出版社2008年6月，第四版。
高二文科物理教案5篇
高二文科物理教案5篇高二文科物理教案篇1【三维目标】知识与技能：1.知道点电荷的概念，理解并掌握库仑定律的含义及其表达式;2.会用库仑定律进行有关的计算;3.知道库仑扭称的原理。
过程与方法：1.通过学习库仑定律得出的过程，体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程，学会通过间接手段测量微小力的方法;2.通过探究活动培养学生观察现象、分析结果及结合数学知识解决物理问题的研究方法。
情感、态度和价值观：1.通过对点电荷的研究，让学生感受物理学研究中建立理想模型的重要意义;2.通过静电力和万有引力的类比，让学生体会到自然规律有其统一性和多样性。
【教学重点】1.建立库仑定律的过程;2.库仑定律的应用。
【教学难点】库仑定律的实验验证过程。
【教学方法】实验探究法、交流讨论法。
【教学过程和内容】引入新课同学们，通过前面的学习，我们知道“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”，这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。
我们把电荷间的作用力叫做静电力，那么静电力的大小满足什么规律呢让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。
库仑定律的发现活动一：思考与猜想同学们，电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的，因此，我们应该研究带电体间的相互作用。
可是，生活中带电体的大小和形状是多种多样的，这就给我们寻找静电力的规律带来了麻烦。
早在300多年以前，伟大的牛顿在研究万有引力的同时，就曾对带电纸片的运动进行研究，可是由于带电纸片太不规则，牛顿对静电力的研究并未成功。
(问题1)大家对研究对象的选择有什么好的建议吗在静电学的研究中，我们经常使用的带电体是球体。
(问题2)带电体间的作用力(静电力)的大小与哪些因素有关呢请学生根据自己的生活经验大胆猜想。
定性探究电荷间的作用力与影响因素的关系实验表明：电荷间的作用力F随电荷量q的增大而增大;随距离r的增大而减小。
(提示)我们的研究到这里是否可以结束了为什么这只是定性研究，应该进一步深入得到更准确的定量关系。
大学文科物理大纲
声波的干涉和衍射
声波的干涉和衍射现象在日常 生活中很常见，例如回声和声
波绕过障碍物的现象。
光学
光学概述
光学是研究光的现象和性质的科学。
光的干涉和衍射
光的干涉和衍射现象在光学中非常重要， 例如在光学仪器、干涉仪和光谱分析中的 应用。
技创新和社会发展。
加强国际合作与交流，引进国际 先进的科研成果和教学经验，提 高我国物理学研究的国际影响力
。
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感谢观看
万有引力定律
任何两个物体都相互吸引，引力的大 小与两物体的质量成正比，与它们之 间的距离的平方成反比。
动量守恒定律
一个封闭系统中的总动量保持不变。
机械能守恒定律
一个孤立系统的总机械能保持不变。
相对论基础
狭义相对论的基本原理
所有惯性参考系中光速都是一样的，即光速 的不变性。
质能关系
物体的质量与能量是等效的，能量等于质量 乘以光速的平方。
学生需要掌握数据分析的基本技 巧，如拟合、回归分析、显著性 检验等，能够对实验数据进行分 析和解释。
误差分析
学生需要了解误差的基本概念和 来源，能够对实验误差进行分析 和评估。
05
物理学与生活
生活中的物理现象
01
力学现象
如重力、摩擦力等在日常生活中的 应用，如走路、骑自行车等。
光学现象
如折射、反射、色散等在眼镜、摄 影、照明等方面的应用。
实验操作技能
学生需要掌握基本的实验 操作技能，包括实验器材 的使用、实验步骤的执行 等。
实验安全意识
学生需要了解实验安全的 基本知识，遵守实验室安 全规定，确保实验过程的 安全。
【2021 大一轮复习(新高考)物理教师用书】第十四章 第1讲
目标要求内容要求说明1.简谐运动及其描述通过实验，认识简谐运动的特征．能用公式和图象描述简谐运动．2.单摆通过实验，探究单摆的周期与摆长的定量关系．知道单摆周期与摆长、重力加速度的关系．3.受迫振动共振通过实验，认识受迫振动的特点．了解产生共振的条件以及共振技术的应用．4.波的形成及描述通过观察，认识波的特征．能区别横波和纵波．能用图象描述横波．理解波速、波长和频率的关系．5.波的反射、折射、干涉及衍射通过实验，认识波的反射、折射、干涉及衍射现象．6.多普勒效应通过实验，认识多普勒效应．能解释多普勒效应产生的原因．能列举多普勒效应的应用实例．7.光的折射通过实验，理解光的折射定律．会测定材料的折射率．8.全反射知道光的全反射现象及其产生的条件．初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用．9.光的干涉、衍射和偏振现象观察光的干涉、衍射和偏振现象，了解这些现象产生的条件，知道其在生产生活中的应用．10.激光通过实验，了解激光的特性，能举例说明激光技术在生产生活中的应用．11.相对论初步了解狭义相对论和广义相对论的几个主要观点以及主要观测证据．关注宇宙学研究的新进展．12.经典力学的局限性知道经典力学的局限性，初步了解相对论时空观和微观世界的量子特征．体会人类对自然界的探索是不断深入的．13.电磁振荡和电磁波了解电磁振荡和电磁波．知道电磁波的发射、传播和接收，认识电磁场的物质性．14.电磁波谱认识电磁波谱．知道各个波段的电磁波的名称、特征和典型应用．知道光也是一种电磁波．15.麦克斯韦电磁理论初步了解麦克斯韦电磁理论的基本思想以及在物理学发展中的意义．16.实验：用单摆测量重力加速度的大小17.实验：测定玻璃的折射率18.实验：用双缝干涉实验测量光的波长第1讲机械振动一、简谐运动1．简谐运动(1)定义：如果质点所受的力与它偏离平衡位置位移的大小成正比，并且总是指向平衡位置，质点的运动就是简谐运动．(2)平衡位置：物体在振动过程中回复力为零的位置．(3)回复力①定义：使物体返回到平衡位置的力．②方向：总是指向平衡位置．③来源：属于效果力，可以是某一个力，也可以是几个力的合力或某个力的分力．2.简谐运动的两种模型模型弹簧振子单摆示意图简谐运动条件①弹簧质量要忽略②无摩擦等阻力③在弹簧弹性限度内①摆线为不可伸缩的轻细线②无空气阻力等③最大摆角小于等于5°回复力弹簧的弹力提供摆球重力沿与摆线垂直方向(即切向)的分力平衡位置弹簧处于原长处最低点周期与振幅无关T＝2πL g能量转化弹性势能与动能的相互转化，系统的机械能守恒重力势能与动能的相互转化，机械能守恒自测1(多选)关于简谐运动的理解，下列说法中正确的是()A．简谐运动是匀变速运动B．周期、频率是表征物体做简谐运动快慢程度的物理量C．简谐运动的回复力可以是恒力D．弹簧振子每次经过平衡位置时，动能最大答案BD二、简谐运动的公式和图象1．表达式(1)动力学表达式：F＝－kx，其中“－”表示回复力与位移的方向相反．(2)运动学表达式：x＝A sin(ωt＋φ0)，其中A代表振幅，ω＝2πf代表简谐运动的快慢，ωt＋φ0代表简谐运动的相位，φ0叫做初相．2．图象(1)从平衡位置开始计时，函数表达式为x＝A sin ωt，图象如图1甲所示．(2)从最大位移处开始计时，函数表达式为x＝A cos ωt，图象如图乙所示．图1自测2(2019·北京市海淀区3月适应性练习)如图2甲所示，弹簧振子在竖直方向做简谐运动．以其平衡位置为坐标原点、竖直向上为正方向建立坐标轴，振子的位移x随时间t的变化如图乙所示，下列说法正确的是()图2A．振子的振幅为4 cmB．振子的振动周期为1 sC．t＝1 s时，振子的速度为正的最大值D．t＝1 s时，振子的加速度为正的最大值答案 C解析由振动图象可知，该弹簧振子的振幅为2 cm，周期为2 s，t＝1 s时，振子正经过平衡位置沿y轴正方向运动，加速度为零，速度为正的最大值，故C正确．三、受迫振动和共振1．受迫振动系统在驱动力作用下的振动．做受迫振动的物体，它做受迫振动的周期(或频率)等于驱动力的周期(或频率)，而与物体的固有周期(或频率)无关．2.共振做受迫振动的物体，它的驱动力的频率与固有频率越接近，其振幅就越大，当二者相等时，振幅达到最大，这就是共振现象．共振曲线如图3所示．图3自测3(多选)如图4所示，A球振动后，通过水平细绳迫使B、C振动，振动达到稳定时，下列说法中正确的是()图4A．只有A、C的振动周期相等B．C的振幅比B的振幅小C．C的振幅比B的振幅大D．A、B、C的振动周期相等答案CD受力特征 回复力F ＝－kx ，F (或a )的大小与x 的大小成正比，方向相反 运动特征靠近平衡位置时，a 、F 、x都减小，v 增大；远离平衡位置时，a 、F 、x 都增大，v 减小能量特征振幅越大，能量越大．在运动过程中，动能和势能相互转化，系统的机械能守恒周期性特征质点的位移、回复力、加速度和速度均随时间做周期性变化，变化周期就是简谐运动的周期T ；动能和势能也随时间做周期性变化，其变化周期为T2对称性特征 关于平衡位置O 对称的两点，加速度的大小、速度的大小、动能、势能相等，相对平衡位置的位移大小相等例1 (多选)如图5所示，一轻质弹簧上端固定在天花板上，下端连接一物块，物块沿竖直方向以O 点为平衡位置，在C 、D 两点之间做周期为T 的简谐运动．已知在t 1时刻物块的速度大小为v 、方向向下，动能为E k .下列说法正确的是( )图5A ．如果在t 2时刻物块的速度大小也为v ，方向向下，则t 2－t 1的最小值小于T2B ．如果在t 2时刻物块的动能也为E k ，则t 2－t 1的最小值为TC ．当物块通过O 点时，其加速度最小D ．物块运动至C 点时，其加速度最小 答案 AC解析 如果在t 2时刻物块的速度大小也为v 、方向也向下，则t 2－t 1的最小值小于T2，选项A正确；如果在t 2时刻物块的动能也为E k ，则t 2－t 1的最小值小于T2，选项B 错误；物块通过O点时，其加速度最小，速度最大，选项C 正确；物块运动至C 点时，其加速度最大，速度为零，选项D 错误．变式1 (多选)(2019·江苏卷·13B(1))一单摆做简谐运动，在偏角增大的过程中，摆球的( ) A ．位移增大 B ．速度增大 C ．回复力增大 D ．机械能增大答案 AC解析 摆球做简谐运动，在平衡位置处位移为零，在摆角增大的过程中，摆球的位移增大，速度减小，选项A 正确，B 错误；在摆角增大的过程中，摆球受到的回复力增大，选项C 正确；单摆做简谐运动，机械能守恒，所以在摆角增大的过程中，摆球机械能保持不变，选项D 错误．1．可获取的信息：(1)振幅A 、周期T (或频率f )和初相位φ0(如图6所示)．图6(2)某时刻振动质点离开平衡位置的位移．(3)某时刻质点速度的大小和方向：曲线上各点切线的斜率的大小和正负分别表示各时刻质点的速度大小和方向，速度的方向也可根据下一相邻时刻质点的位移的变化来确定． (4)某时刻质点的回复力和加速度的方向：回复力总是指向平衡位置，回复力和加速度的方向相同．(5)某段时间内质点的位移、回复力、加速度、速度、动能和势能的变化情况． 2．简谐运动的对称性(如图7)(1)相隔Δt ＝(n ＋12)T (n ＝0,1,2…)的两个时刻，弹簧振子的位置关于平衡位置对称，位移等大反向，速度也等大反向．图7(2)相隔Δt ＝nT (n ＝1,2,3…)的两个时刻，弹簧振子在同一位置，位移和速度都相同． 例2 (2017·北京卷·15)某弹簧振子沿x 轴的简谐运动图象如图8所示，下列描述正确的是( )图8A．t＝1 s时，振子的速度为零，加速度为负的最大值B．t＝2 s时，振子的速度为负，加速度为正的最大值C．t＝3 s时，振子的速度为负的最大值，加速度为零D．t＝4 s时，振子的速度为正，加速度为负的最大值答案 A解析t＝1 s时，振子位于正向最大位移处，速度为零，加速度为负向最大，故A正确；t ＝2 s时，振子位于平衡位置并向x轴负方向运动，速度为负向最大，加速度为零，故B错误；t＝3 s时，振子位于负向最大位移处，速度为零，加速度为正向最大，故C错误；t＝4 s时，振子位于平衡位置并向x轴正方向运动，速度为正向最大，加速度为零，故D错误．变式2质点做简谐运动，其位移x与时间t的关系曲线如图9所示，由图可知()图9A．振幅为4 cm，频率为0.25 HzB．t＝1 s时速度为零，但质点所受合外力最大C．t＝2 s时质点具有正方向最大加速度D．该质点的振动方程为x＝2sin π2t(cm)答案 C变式3如图10所示的弹簧振子，放在光滑水平桌面上，O是平衡位置，振幅A＝2 cm，周期T＝0.4 s.图10(1)若以向右为位移的正方向，当振子运动到O点右侧最大位移处开始计时，试画出其一个周期的振动图象；(2)若从振子经过平衡位置开始计时，求经过2.6 s小球通过的路程．答案(1)见解析图(2)0.52 m解析(1)当振子在O点右侧最大位移处时，位移最大为2 cm，周期为0.4 s，一个周期的振动图象如图所示．(2)因该振子的周期为0.4 s，则2.6 s＝6.5 T，振子在一个周期内的路程为4A，故2.6 s经过的路程为6.5×4×0.02 m＝0.52 m.1．简谐运动、受迫振动和共振的比较振动项目简谐运动受迫振动共振受力情况受回复力受驱动力作用受驱动力作用振动周期或频率由系统本身性质决定，即固有周期T0或固有频率f0由驱动力的周期或频率决定，即T＝T驱或f＝f驱T驱＝T0或f驱＝f0振动能量振动系统的机械能不变由产生驱动力的物体提供振动物体获得的能量最大常见例子弹簧振子或单摆(θ≤5°)机械工作时底座发生的振动共振筛、声音的共鸣等2.对共振的理解(1)共振曲线：如图11所示，横坐标为驱动力频率f，纵坐标为振幅A，它直观地反映了驱动力频率对某固有频率为f0的振动系统受迫振动振幅的影响，由图可知，f与f0越接近，振幅A 越大；当f＝f0时，振幅A最大．图11(2)受迫振动中系统能量的转化：做受迫振动的系统的机械能不守恒，系统与外界时刻进行能量交换．例3下表记录了某受迫振动的振幅随驱动力频率变化的关系，若该振动系统的固有频率为f固，则()驱动力频率/Hz304050607080受迫振动振幅/cm10.216.827.228.116.58.3A.f固＝60 Hz B．60 Hz＜f固＜70 HzC．50 Hz＜f固≤60 Hz D．以上三个都不对答案 C解析从如图所示的共振曲线可判断出f驱与f固相差越大，受迫振动的振幅越小；f驱与f固越接近，受迫振动的振幅越大．并可以从中看出f驱越接近f固，振幅的变化越慢．比较各组数据知f驱在50～60 Hz范围内时，振幅变化最小，因此50 Hz＜f固≤60 Hz，即C正确．变式4如图12所示，在一条张紧的绳子上挂几个摆，其中A、B的摆长相等．当A摆振动的时候，通过张紧的绳子给B、C、D摆施加驱动力，使其余各摆做受迫振动．观察B、C、D摆的振动发现()图12A．C摆的频率最小B．D摆的周期最大C．B摆的摆角最大D．B、C、D的摆角相同答案 C解析A摆摆动从而带动其他3个单摆做受迫振动，受迫振动的频率等于驱动力的频率，故其他各摆振动周期与A摆相同，频率也相同，故A、B错误；受迫振动中，当固有频率等于驱动力频率时，出现共振现象，振幅达到最大，由于B摆的固有频率与A摆的频率相同，故B摆发生共振，振幅最大，故C正确，D错误．变式5(多选)关于受迫振动和共振，下列说法正确的是()A ．火车过桥时限制速度是为了防止火车发生共振B ．若驱动力的频率为5 Hz ，则受迫振动稳定后的振动频率一定为5 HzC ．当驱动力的频率等于系统的固有频率时，受迫振动的振幅最大D ．受迫振动系统的机械能守恒 答案 BC解析 火车过桥时限制速度是为了防止桥发生共振，选项A 错误；对于一个受迫振动系统，若驱动力的频率为5 Hz ，则振动系统稳定后的振动频率也一定为5 Hz ，选项B 正确；由共振的定义可知，选项C 正确；受迫振动系统中，驱动力做功，系统的机械能不守恒，选项D 错误．1．单摆的受力特征(1)回复力：摆球重力沿与摆线垂直方向的分力，F 回＝－mg sin θ＝－mgl x ＝－kx ，负号表示回复力F 回与位移x 的方向相反．(2)向心力：摆线的拉力和摆球重力沿摆线方向分力的合力充当向心力，F 向＝F T －mg cos θ. (3)两点说明①当摆球在最高点时，F 向＝m v 2l＝0，F T ＝mg cos θ.②当摆球在最低点时，F 向＝m v max 2l ，F 向最大，F T ＝mg ＋m v max 2l .2．周期公式T ＝2πlg的两点说明 (1)l 为等效摆长，表示从悬点到摆球重心的距离． (2)g 为当地重力加速度．例4 (2019·全国卷Ⅱ·34(1))如图13，长为l 的细绳下方悬挂一小球a ，绳的另一端固定在天花板上O 点处，在O 点正下方34l 的O ′处有一固定细铁钉．将小球向右拉开，使细绳与竖直方向成一小角度(约为2°)后由静止释放，并从释放时开始计时．当小球a 摆至最低位置时，细绳会受到铁钉的阻挡．设小球相对于其平衡位置的水平位移为x ，向右为正．下列图像中，能描述小球在开始一个周期内的x －t 关系的是( )图13答案 A解析由单摆的周期公式T＝2πlg可知，小球在钉子右侧时的振动周期为在钉子左侧时振动周期的2倍，故B、D项错误；由机械能守恒定律可知，小球在左、右最大位移处距离最低点的高度相同，但由于摆长不同，所以小球在左、右两侧摆动时相对平衡位置的最大水平位移不同，当小球在钉子右侧摆动时，最大水平位移较大，故A项正确，C项错误．变式6(多选)(2020·河南九师联盟质检)关于单摆，下列说法正确的是()A．将单摆由沈阳移至广州，单摆周期变大B．将单摆的摆角从4°改为2°，单摆的周期变小C．当单摆的摆球运动到平衡位置时，摆球的速度最大D．当单摆的摆球运动到平衡位置时，受到的合力为零答案AC解析将单摆由沈阳移至广州，因重力加速度减小，根据T＝2πlg可知，单摆周期变大，选项A正确；单摆的周期与摆角无关，将单摆的摆角从4°改为2°，单摆的周期不变，选项B 错误；当单摆的摆球运动到平衡位置时，摆球的速度最大，有向心加速度，则受到的合力不为零，选项C正确，D错误．变式7(2019·北京市东城区二模)如图14，细线一端固定于悬挂点O，另一端系一小球．在悬挂点正下方A点处钉一个光滑小钉子．小球从B点由静止释放，摆到最低点C的时间为t1，从C点向右摆到最高点的时间为t2.摆动过程中，如果摆角始终小于5°，不计空气阻力．下列说法正确的是()图14A．t1＝t2，摆线碰钉子的瞬间，小球的速率变小B．t1>t2，摆线碰钉子的瞬间，小球的速率变小C．t1>t2，摆线碰钉子的瞬间，小球的速率不变D．t1＝t2，摆线碰钉子的瞬间，小球的速率不变答案 C解析 因摆角始终小于5°，则小球在钉子两边摆动时均可看做单摆，根据T ＝2πl g 可知T 左>T 右，故t 左＝14T 左>14T 右＝t 右；摆线碰钉子的瞬间，由于水平方向受力为零，可知小球的速率不变，故C 正确．拓展点 实验：探究单摆的运动、用单摆测量重力加速度1．实验步骤(1)让细线的一端穿过金属小球的小孔，然后打一个比小孔大一些的线结，做成单摆．(2)把细线的上端用铁夹固定在铁架台上，把铁架台放在实验桌边，使铁夹伸到桌面以外，让摆球自然下垂，在单摆平衡位置处做上标记，如图15所示．图15(3)用毫米刻度尺量出摆线长度l ′，用游标卡尺测出摆球的直径，即得出金属小球半径r ，计算出摆长l ＝l ′＋r .(4)把单摆从平衡位置处拉开一个很小的角度(不超过5°)，然后放开金属小球，让金属小球摆动，待摆动平稳后测出单摆完成30～50次全振动所用的时间t ，计算出金属小球完成一次全振动所用时间，这个时间就是单摆的振动周期，即T ＝t N(N 为全振动的次数)，反复测3次，再算出周期的平均值T ＝T 1＋T 2＋T 33. (5)根据单摆周期公式T ＝2πl g ，计算当地的重力加速度g ＝4π2l T2. (6)改变摆长，重做几次实验，计算出每次实验的重力加速度值，求出它们的平均值，该平均值即为所测得的当地的重力加速度值．(7)将测得的重力加速度值与当地的重力加速度值相比较，分析产生误差的可能原因．2．数据处理处理数据有两种方法：(1)公式法：测出30次～50次全振动的时间t ，利用T ＝t N求出周期；不改变摆长，反复测量三次，算出三次测得的周期的平均值T ，然后利用公式g ＝4π2l T 2求重力加速度． (2)图象法：由单摆周期公式不难推出：l ＝g 4π2T 2，因此，分别测出一系列摆长l 对应的周期T ，作l －T 2的图象，图象应是一条通过原点的直线，如图16所示，求出图线的斜率k ＝Δl ΔT2，即可利用g ＝4π2k 求重力加速度．图16例5 某同学用实验的方法探究影响单摆周期的因素．(1)他组装单摆时，在摆线上端的悬点处，用一块开有狭缝的橡皮夹牢摆线，再用铁架台的铁夹将橡皮夹紧，如图17所示，这样做的目的是________(填字母代号)．图17A ．保证摆动过程中摆长不变B ．可使周期测量更加准确C ．需要改变摆长时便于调节D ．保证摆球在同一竖直平面内摆动(2)他组装好单摆后在摆球自然悬垂的情况下，用毫米刻度尺从悬点量到摆球的最低端的长度L ＝0.999 0 m ，再用游标卡尺测量摆球直径，结果如图18所示，则该摆球的直径为______ mm ，单摆摆长为________ m.图18(3)下列振动图象真实地描述了对摆长约为1 m 的单摆进行周期测量的四种操作过程．选项图中横坐标原点表示计时开始，A 、B 、C 均为30次全振动的图象，已知sin 5°＝0.087，sin 15°＝0.26，这四种操作过程合乎实验要求且误差最小的是________(填字母代号)．答案 (1)AC (2)12.0 0.993 0 (3)A解析 (1)橡皮的作用是使摆线摆动过程中悬点位置不变，从而保证摆长不变，同时又便于调节摆长，A 、C 正确；(2)根据游标卡尺读数规则可得摆球直径为d ＝12 mm ＋0.1 mm ×0＝12.0 mm ，则单摆摆长为L 0＝L －d 2＝0.993 0 m(注意统一单位)； (3)单摆摆角不超过5°，且计时位置应从最低点(即速度最大位置)开始，故A 项的操作符合要求．变式8 某同学用单摆测量当地的重力加速度．他测出了摆线长度L 和摆动周期T ，如图19(a)所示．通过改变悬线长度L ，测出对应的摆动周期T ，获得多组T 与L ，再以T 2为纵轴、L 为横轴画出函数关系图象如图(b)所示．由图象可知，摆球的半径r ＝________ m ，当地重力加速度g ＝________ m/s 2；由此种方法得到的重力加速度值与实际的重力加速度值相比会________(选填“偏大”“偏小”或“一样”)图19答案 1.0×10－2 9.86 一样变式9 某同学利用单摆测量重力加速度．(1)为了使测量误差尽量小，下列说法正确的是________．A ．组装单摆须选用密度和直径都较小的摆球B ．组装单摆须选用轻且不易伸长的细线C ．实验时须使摆球在同一竖直面内摆动D ．摆长一定的情况下，摆的振幅尽量大(2)如图20所示，在物理支架的竖直立柱上固定有摆长约1 m 的单摆．实验时，由于仅有量程为20 cm 、精度为1 mm 的钢板刻度尺，于是他先使摆球自然下垂，在竖直立柱上与摆球最下端处于同一水平面的位置做一标记点，测出单摆的周期T 1；然后保持悬点位置不变，设法将摆长缩短一些，再次使摆球自然下垂，用同样方法在竖直立柱上做另一标记点，并测出单摆的周期T 2；最后用钢板刻度尺量出竖直立柱上两标记点之间的距离ΔL .用上述测量结果，写出重力加速度的表达式g ＝________.图20答案 (1)BC (2)4π2ΔL T 12－T 22解析 (1)在利用单摆测重力加速度实验中，为了使测量误差尽量小，须选用密度大、半径小的摆球和不易伸长的细线，摆球须在同一竖直面内摆动，摆长一定时，振幅尽量小些，以使其满足简谐运动条件，故选B 、C.(2)设第一次摆长为L ，则第二次摆长为L －ΔL ，故T 1＝2πL g ，T 2＝2π L －ΔL g，联立解得g ＝4π2ΔL T 12－T 22.1．做简谐运动的物体，当它每次经过同一位置时，可能不同的物理量是( )A ．位移B ．速度C ．加速度D ．回复力答案 B2．(2020·陕西商洛市调研)做简谐运动的单摆摆长不变，若摆球质量减小为原来的14，摆球经过平衡位置时速度增大为原来的2倍，则单摆振动的( )A ．频率、振幅都不变B ．频率、振幅都改变C ．频率不变，振幅改变D ．频率改变，振幅不变答案 C3.如图1所示，弹簧振子在a 、b 两点间做简谐振动，当振子从平衡位置O 向a 运动过程中( )图1A．加速度和速度均不断减小B．加速度和速度均不断增大C．加速度不断增大，速度不断减小D．加速度不断减小，速度不断增大答案 C解析在振子由O到a的过程中，其位移不断增大，回复力增大，加速度增大，但是由于加速度与速度方向相反，速度减小，选项C正确．4.如图2所示为某弹簧振子在0～5 s内的振动图象，由图可知，下列说法中正确的是()图2A．振动周期为5 s，振幅为8 cmB．第2 s末振子的速度为零，加速度为负向的最大值C．从第1 s末到第2 s末振子的位移增大，振子在做加速度减小的减速运动D．第3 s末振子的速度为正向的最大值答案 D解析由题图可知振动周期为4 s，振幅为8 cm，选项A错误；第2 s末振子在最大位移处，速度为零，位移为负，加速度为正向的最大值，选项B错误；从第1 s末到第2 s末振子的位移增大，振子在做加速度增大的减速运动，选项C错误；第3 s末振子在平衡位置，向正方向运动，速度为正向的最大值，选项D正确．5．(多选)一个质点做简谐运动的图象如图3所示，下列说法正确的是()图3A．质点振动的频率为4 HzB．在10 s内质点经过的路程为20 cmC．第5 s末，质点的速度为零，加速度最大D．t＝1.5 s和t＝4.5 s两时刻质点的位移大小相等，都是 2 cm答案BCD解析由题图可知，质点振动的周期为T＝4 s，故频率f＝1T＝0.25 Hz，选项A错误；在10 s内质点振动了2.5个周期，经过的路程是2.5×4A ＝20 cm ，选项B 正确；第5 s 末，质点处于正向最大位移处，速度为零，加速度最大，选项C 正确；由题图可得振动方程为x ＝2sin (π2t ) cm ，将t ＝1.5 s 和t ＝4.5 s 代入振动方程得x ＝ 2 cm ，选项D 正确．6.如图4所示，弹簧振子B 上放一个物块A ，在A 与B 一起做简谐运动的过程中，下列关于A 受力的说法中正确的是( )图4A ．物块A 受重力、支持力及弹簧对它的恒定的弹力B ．物块A 受重力、支持力及弹簧对它的大小和方向都随时间变化的弹力C ．物块A 受重力、支持力及B 对它的恒定的摩擦力D ．物块A 受重力、支持力及B 对它的非恒定的摩擦力答案 D7.一个单摆在地面上做受迫振动，其共振曲线(振幅A 与驱动力频率f 的关系)如图5所示，则( )图5A ．此单摆的固有周期约为0.5 sB ．此单摆的摆长约为1 mC ．若摆长增大，单摆的固有频率增大D ．若摆长增大，共振曲线的峰将向右移动答案 B解析 由题图共振曲线知此单摆的固有频率为0.5 Hz ，固有周期为2 s ，故A 错误；由T ＝2πl g，得此单摆的摆长约为1 m ，故B 正确；若摆长增大，单摆的固有周期增大，固有频率减小，则共振曲线的峰将向左移动，故C 、D 错误．8．(多选)如图6所示为同一地点的两单摆甲、乙的振动图象，则下列说法中正确的是( )图6A ．甲、乙两单摆的摆长相等B ．甲摆的机械能比乙摆大C ．在t ＝0.5 s 时有正向最大加速度的是乙摆D ．由图象可以求出当地的重力加速度答案 AC解析 由题图振动图象可以看出，甲摆的振幅比乙摆的大，两单摆的振动周期相同，又甲、乙位于同一地点，则g 值相同，根据单摆周期公式T ＝2πl g可得，甲、乙两单摆的摆长相等，但不知道摆长是多少，不能计算出当地的重力加速度g ，故A 正确，D 错误；两单摆的质量未知，所以两单摆的机械能无法比较，故B 错误；在t ＝0.5 s 时，乙摆有负向最大位移，即有正向最大加速度，而甲摆的位移为零，加速度为零，故C 正确．9．(多选)一弹簧振子做简谐振动，则以下说法正确的是( )A ．振子的加速度方向始终指向平衡位置B ．已知振动周期为T ，若Δt ＝T ，则在t 时刻和(t ＋Δt )时刻振子运动的加速度一定相同C ．若t 时刻和(t ＋Δt )时刻弹簧的长度相等，则Δt 一定为振动周期的整数倍D ．振子的动能相等时，弹簧的长度不一定相等答案 ABD解析 振子的加速度方向始终指向平衡位置，故A 正确；若Δt ＝T ，则在t 时刻和(t ＋Δt )时刻振子的位移相同，加速度也相同，故B 正确；从平衡位置再回到平衡位置，经历的时间最短为T 2，弹簧的长度相等，故C 错误；关于平衡位置对称的两个位置，振子的动能相等，弹簧的长度不相等，故D 正确．10.如图7所示为一弹簧振子的振动图象，试完成以下问题：图7(1)写出该振子简谐运动的表达式；(2)在第2 s 末到第3 s 末这段时间内，弹簧振子的加速度、速度、动能和弹性势能各是怎样变。
物理试题练习题教案学案课件文科基础中的物理教学.doc
文科基础中的物理教学如何体现人文特色的探究林世俊笔者曾担任了高二文科班的物理教学工作，在教学中面临着两个不得不重视的问题：其一是新课标的要求，落实“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度与价值观”的三维教学目标。
另一个就是由于“文科基础”中物理科目所占分值的比例不高以及学生对未来专业方向和职业选择的倾向性而产生的“物理不重要”和“物理学无用”的思想。
从而对物理学科缺乏兴趣和必要重视的问题。
而新考纲、新教材、都是新的。
教师缺少文科班物理教学积累的和可经借鉴的经验教训。
只能通过认真学习新课标和新教纲，在实践中慢慢体会积累，这对教师也是一个不小的挑战。
因而在学期伊始，针对如何进行教学，笔者首先对所采用的物理选修教材1-1模块进行了一番研究。
选修1-1模块的教材编写，首先明确了学生通过学习必须掌握的重要公式、重要概念和计算。
又通过生动、活泼、多姿多彩的编写手法，增强了趣味性和可读性。
通过大量的物理学史介绍，大量的图片展示，问题的探究、调查，与日常生活息息相关的例子的联系，充分注重了学生对知识掌握的形成过程，而又侧重物理学与社会科学和人文科学的融合，强调物理学对人类文明的影响，致力于培养学生掌握物理学的思维方式和研究方法，培养科学思维能力与创新精神，为学生的终身发展，形成科学世界观和科学价值观奠定基础。
而教材在提高学生对物理学科的重视程度和激发学习兴趣方面也做了精心的设计。
一方面尽量减少深奥的数学和繁难的计算，多采用定性和半定量的方法进行讲述，减少知识上的拦路虎，避免损伤学生的学习信心和兴趣，一方面又强调学生认识到他们今后可能从事与物理学没有直接关系的工作，但是他们的一生和他们的周围却永远离不开与物理学相关的技术产品，离不开相关的物理知识，离不开物理学的思维方式和研究方法。
让学生体会到如果不重视物理课的学习，今后将难于适应现代社会。
依照课程标准的要求、教材的编写意图、结合学生的实际情况，（笔者任教文科班学生所选专业课分别是地理、政治和历史）首先明确了实施教学的具体思路。
大学物理学电子教案
•激光器已能实现小型化
•无粒子数反转激光器初见端倪
一、固体的能带 1、能带的形成
19－12 半导体
完全分离的两个 氢原子能级
两个氢原子靠 得很近得能级
六个氢原子靠 得很近得能级
原子的的外层电子因原子间的相互影响较强，能级分裂 造成的能量范围大，能级较宽，内层电子则因相互影响 较弱而能带较窄。
海大理学院教学课件
大学物理学电子教案
量子物理（6）
19－11 激光 19－12 半导体 19－13 超导电性
复习
• 氢原子的量子理论简介
• 氢原子的定态薛定谔方程 • 三个量子数 • 氢原子在基态时的径向波函数和电子的分布概率
• 多电子原子中的电子分布
• 电子自旋 自旋磁量子数 • 四个量子数 • 多电子原子中的电子分布
•引言
1．物理学的三次大突破导致了生产力的大飞跃
•力学、热力学的研究（18世纪下半叶）
——蒸汽机的发明和广泛应用 ——第一次工业革命
•电磁学的研究和电磁理论的建立 ——发电机、电动机、无线电
——第二次工业革命（工业电气化）
•相对论、量子力学的建立——高速、微观
核物理
——核能
原子、分子物理
——激光
半导体、固体物理 ——新材料
二、绝缘体、导体和半导体
1、绝缘体
能带的特征：（1）只有满带和空带； （2）满带和空带之间有较宽的禁带， 禁带宽度一般大于3eV。
导带（空带） ΔEg>3eV
由于满带中的电子不参与导电，一般 外加电场又不足以将满带中的电子激 价带
满带
发到空带，此类晶体导电性极差，称
为绝缘体。
2、半导体
导电能力介于导体与绝缘体之间的晶 体称为不同，它的能带结构也只有满 带和空带，与绝缘体的能带相似，差 别在于禁带宽度不同，半导体的禁带 宽度一般较小，在2eV以下。
文科物理讲稿
? 完成“关于力学和局部运动两种新新学的对话和数学证据”著作。
牛顿（Isaac Newton）(1642-1727) 英国人
?1687年完成“自然哲学的数学原理”，创立了经典力学体系，建立了牛顿的绝对时空观；
?提出万有引力定律；
?创制反射望远镜，观察、解释行星的运动、潮汐现象等；
《文科物理》Powerpoint 讲稿
绪 论
?文科学生为什么要学物理？
?文科物理与一般理工科物理有什么不同？
?文科物理怎么开设？有什么特色？
?对学习本课程的要求。
物理学简史及著名物理学家的介绍
?物理学作为一门系统的、定量的学科进行研究，是从十七世纪开始的。 ?伽俐略创造了实验、物理思维和数学演绎三者巧妙结合的科学方法，“是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的开端。”
?由光的色散实验发现白光是由不同波长（不同颜色）的光组成； ? 与数学天文学家 。
法拉第(Michael Faraday)(1791-1867) 英国人
?提出电场和磁场的概念，引入电磁力线概念，发现磁致旋光效应； ? 发现电磁感应定律，制造第一台感应发电机，发明了电量计； ? 发现法拉弟电解定律；
? 著有“化学操作法”、“电的实验研究”、“化学与物理实验研究”等著作； ?是伟大的实验物理学家、化学家。
麦克斯韦(James Clerk Maxwell)(1831-1879) 英国人
?建立电磁场场理论，预言电磁波的存在，揭示光的本性是电磁波； ? 建立了气体分子运动的速率分布统计规律（麦克斯韦速率分布律）；创立麦克斯韦-——玻尔兹曼统计力学；
伽利略(Galileo Galilei)(1564-1642) 意大利人
2024年度物理电子教案模板大学物理电子教案
典型习题解答及思路分析
题目二
阐述固体中电子的能带理论。
VS
解答及思路分析
固体中的电子运动可以用能带理论来描述 。根据布洛赫定理，电子在周期势场中的 波函数具有周期性，形成能带结构。通过 解薛定谔方程，可以得到固体中电子的能 级和波函数，进而分析固体的导电性质等 。
2024/3/24
23
相关领域前沿动态介绍
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04 互动环节与课堂活动设计
2024/3/24
17
提问、讨论等互动形式设置
提问
通过向学生提出问题，引导他们思考和参与讨论，例如针对某一物理现象或理论提出问题，让学生思 考并回答。
讨论
组织学生进行小组讨论或全班讨论，鼓励他们分享观点、交流思想，促进彼此之间的合作和学习。
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小组合作、实验探究等活动安排
研究物质拓扑相及其电子学应用的前沿领域，包括拓扑 绝缘体、拓扑半金属等新型物态的探索，以及拓扑电子 器件的设计和实现。
24
课后拓展资源推荐（如参考书目、网络资源等）
参考书目
《固体物理学》、《量子力学教程》、《原 子物理学》等。
网络资源
中国大学MOOC网、Coursera网等在线教 育平台上提供的物理课程；科研论文数据库 （如arXiv、Web of Science等）中相关领 域的最新研究成果；科普网站（如Physics Today、APS Physics等）上关于物理学的 最新动态和科普文章。
2024/3/24
易于修改、保存和传输 ，方便教师随时随地进 行备课。
可添加超链接、动画、 视频等多媒体元素，增 强课堂互动性。
支持多种格式和媒体类 型，使教学内容更加丰 富多样。
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二、马奈与近代艺术革命
一夜之间，出现了一个小机器，它能立即 地再现一个成熟的艺术家花费数天或数月 才能创作出的作品。
但是，眼之所见与照相机所摄往 往并不相同，甚至差异很大。
一、 摄影术与幻像
比如：过于接近照相机的物体 ，其成像是扭曲的。
哪一个是正确的…眼睛还是 照相机?
眼睛
“看到的是值得相信的。”
照相机 “照相机不会说谎。”
19thC 塔尔博特 William Henry Fox Talbot (1800-1877) 早期摄影师
尼埃普斯
(1765-1833) 窗外景象, 1827
达盖尔
(1787-1851) 画室静物, 1837
塔尔博特
(1800-1877) 修道院的窗户, 1835
一、 摄影术与幻像
一、 摄影术与幻像 《巴黎大道》 （达盖尔, 1839）
众多艺术史学家认为这一事件标志着现代艺术的开始…...
违反透视画法 无明确的“灭点” 无中景区 违反光与影的原理 无逻辑自洽性 无传奇故事 无别致景象 无神话背景 无明确解释
二、马奈与近代艺术革命
挑战欧几里德空间 和亚里士多德时间
《草地上的午餐》, 马奈 1863 (Édouard Manet, 1831-1883)
一、 摄影术与幻像 点的图案产生了恍惚若离的对角线的幻象
一、 摄影术与幻像
紧邻黑色线条的灰色线条看起来比紧邻白色线条 要深一些。
一、 摄影术与幻像
由于墙面和地板的透视画法产生的幻象，远处的圆柱 体看起来比近处要大一些（它们实际大小相同）。
一、 摄影术与幻像 在白色的十字交叉处出现了黑色圆泡的幻象
想象比知识更重要。
爱因斯坦Albert Einstein (1879-1955)
一、摄影术与幻像 摄影术（Photography）于19世纪发明并得到应用。 它是有益于艺术还是艺术之敌?
它是艺术吗?
尽管早在公元前300年，亚里士多德就曾讨论过光成像原理，但人 们普遍认为达·芬奇首先描述出成像技术，即可以借助一个暗房或 暗箱（camera obscura）来获取图像，这就是所谓的照相术。
文化物理
南京航空航天 大学理学院
施大宁
shi@ /phyandart/
§5.2 科学发展与艺术革命
• 摄影术与幻象 • 马奈与近代艺术革命 • 莫奈、时间、印象 • 塞尚、空间、物质
伟大的艺术能够在被人们理解之前便 与之交流。
艾略特 Thomas Stearns Eliot (1885-1965)
一、 摄影术与幻像
Photography （摄影术）对艺术产生重大影响。
phos (light) + graphos (write) = to write with light
（这正是艺术家的工作）
早先，艺术是现实主义的艺术，创作技巧（ 透视，阴影等）也是为此服务，艺术所表现 的是艺术家认为他所看到的。
二、马奈与近代艺术革命
在十九世纪中期，法国成为艺术的中心，所谓的学院派决定了 艺术品的基本构架。一个艺术家的作品能否被接受在官方沙龙 展出，完全由他们决定，而这又决定了艺术家的经济收入。
学院派评价艺术品的基本标准之一就是该艺术品是必须容易被 理解的。
一群艺术家决心反抗这种对待艺术品的形而上学的态度，1863 年他们组织了自己的展览，称为“落选者沙龙”（Salon des Refusés）。
一、 摄影术与幻像
16thC 波尔塔 Giambattista della Porta
皮影戏 (1727)
18thC 舒尔兹 Johann Heinrich Schulze 硝酸银的光效应
19thC 尼埃普斯 Joseph Nicéphore Niepce (1765-1833) 化学显影
19thC 达盖尔 Louis Daguerre (1787-1851) 早期摄影师
反转像
一、 摄影术与幻像
1755
暗箱的形式
1838
一、 摄影术与幻像 各类暗箱
一、 摄影术与幻像 照相师
霍克尼（David Hockney） ——波普艺术家
A Lawn Being Sprinkled (1967, acrylic on canvas)
一、 摄影术与幻像
2001年霍克尼出版了一本书： 《隐秘的知识》
一、 摄影术与幻像
哪一个水平棒看来更长些？
一、 摄影术与幻像
内部的方块具有同样的亮度。但当它们周围环绕物体的亮度不 同时，它们看起来具有不同的亮度。
一、 摄影术与幻像
我们所感觉到的 （我们认为我们所看到的）并非总是 真实的存在；或 不是真实的存在。
科学的发展其实早就说明这一点：
•太阳围绕地球运动. (哥白尼, 1543) • 一个物体不受力的作用，就会静止。 (伽利略, 1632；笛卡儿, ~1640) …….
艾舍尔 (Maurits Escher 1898-1972)
一、 摄影术与幻像 照相机还能够凝固一个瞬间，从而发展了定时摄影术（ timelapse photography）并给出一组运动的图片（ motion pictures）。
当骏马飞驰时，四肢同时离开地面吗？
Leland Stanford 聘请一个摄影家Eadweard Muybridge (1830-1904) 来平息这场争论。
“那些艺术大师们的巨作都 是通过光学透镜完成的”！
“the history of art is just the history of optics”
一、 摄影术与幻像
霍克尼“同谋者”法 尔克（C.M. Falco） 是美国亚利桑那州立 大学著名的光学教授 。
一、 摄影术与幻像
/ssd/FAQ.html
从头盔的结构、 光影效果等获得 重要证据…..
一、 摄影术与幻像得证据
一、 摄影术与幻像
《阿尔诺芬尼的婚礼》扬·凡·艾克（ van Eyck 1385-1441）
一、 摄影术与幻像 数学完美的透视 古代的绘画透视 现代摄影的透视
15thC 达芬奇 Leonardo da Vinci 暗箱（camera obscura）