'2'由②得m1v1 ?v12?m2v2?v2''将上两式左右相比，可得v1?v1?v2?v2 ''即v2?v1'???v2?v1?或v1'?v2???v1?v2???③
''碰撞前B相对于A的速度为v21?v2?v1，碰撞后B相对于A的速度为v21?v2?v1'，同''理碰撞前A相对于B的速度为v12?v1?v2，碰撞后A相对于B的速度为v12，故③?v1'?v2''式为v21??v21或v12??v12，
?2??2? 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
v1'?2m2v2??m1?m2?v1??④
m1?m22m1v1??m2?m1?v2??⑤
m1?m2'v2?下面我们对几种情况下这两个式子的结果做些分析。 若m1?m2，即两个物体质量相等
'v1'?v2 ， v2?v1 ，表示碰后A的速度变为v2，B的速度变为v1 。
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m1??m2，即A的质量远大于B的质量 这时m1?m2?m1，m1?m2?m1，有 v1?v1 ， v2?2v1?v2
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
'm2?0。根据④、⑤两式，
m1?m2'- 16 -
若m1??m2，即A的质量远小于B的质量 这时m2?m1?m2，m1?m2?m2，
'有 v2?v2 ， v1'?2v2?v1
m1?0。根据④、⑤两式，
m1?m2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m1??m2为例，由结论3可知v1?v1，由结论1可知v21??v21，即''v2?v1'???v2?v1?，将v1'?v1代入，可得v2?2v1?v2，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。
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第二章 原子结构
第一节 电子的发现与汤姆孙模型
三维教学目标 1、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。
2、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。 3、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。 （一）引入新课
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
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。
问题：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？
史料：科学家在研究气体导电时发现了辉光放电现象。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，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。 ? ? 磁场 S A? C Y C1 C2 ? - 18 - ?
（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：qv0B?qE 时，则阴极射线不发生偏转。则：v0?E BqEL 2mv0（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：tan??又因为：tan??yL(D?)2
e v0 电场E O m D A ? v S S 萤幕 y y1 ? y2 E BqEy则：?
Lm(D?)B2L2且v0?? x 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。
－19
电子的电荷量 e＝1.60217733×10C
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
－31
＝9.1093897×10kg
课堂例题
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BB．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
B A
来实现
D．电子束的径迹与AB中的电流方向无关
例题2：有一电子（电荷量为e）经电压为U0的电场加速后，
A － B
－ － － 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：
v0 （1）金属板AB的长度
（2）电子穿出电场时的动能
+ U0 + + +
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第二节 原子的核式结构模型
三维教学目标 1、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。 2、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。 3、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?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。 （一）引入新课
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。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：
问题：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。 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。
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