电磁波的发现.doc

通高物理选修3—4学案
14.1 电磁波的发现
【学习目标】
1．了解发现电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献。
2．了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点，知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性。
3．体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法，领会物理实验对物理学发展的基础意义。
4．领会发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法。
【零点启动】
1．麦克斯韦电磁场理论
（1）变化的磁场周围产生______,是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在 _____(有关或无关)。恒定的磁场______(能或不能)产生电场。
（2）变化的电场周围也要产生______,也是一种普遍存在的现象。恒定的电场______(能或不能)产生磁场。
2．电磁波
如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么它就在空间引起周期性变化的______；这个变化的磁场又引起新的变化的_________……于是，变化的电场和变化的磁场交替产生，由近及远地向周围传播，形成了___________。
（1）电磁波中的电场和磁场相互_______，电磁波在与两者均________的方向传播。电磁波是_________（横波或纵波）。
（2）电磁波的传播不需要_______，在________中也能传播，且在真空中的传播速度等于________，指出了光的_________本质。
（3）电磁波与机械波一样，也能产生反射、折射、_______、________等现象，也是传播________的一种形式。
3．麦克斯韦的重大贡献
麦克斯韦集电磁学研究成果之大成，不仅预言了__________的存在，而且揭示了_________________现象在本质上的统一性，建立了完整的________理论。
4. 赫兹发现了电磁波
赫兹在人类历史上首先捕捉到了___________，证实了麦克斯韦的____________，为了纪念他，把________的单位定为赫兹。
【例题精析】
一、对向心力的物理意义的理解
例1．下列关于做匀速圆周运动的物体所受的向心力的说法中，正确的是(　　)
　　A．物体除受其他的力还要受到一个向心力的作用
　　B．物体所受的合外力提供向心力
　　C．向心力是一个恒力
　　D．向心力的大小一直在变化
二、对向心力来源的分析
例2．如图5-7-3所示，请分析下面几种情况下，物体做圆周运动所需的向心力的来源．

5-7-1

例3．如图5-7-4所示，一圆锥摆摆长为L，下端拴着质量为m的小球，当绳子与竖直方向成θ角时，绳的拉力大小是多少？*圆锥摆的周期是多少？

L
θ
m
5-7-1

三、关于向心力的计算
A
B
C
5-7-5
例4．如图5-7-5所示，A、B、C三个物体放在旋转的平台上，三个物体与平台间的动摩擦因素均为μ，且三个物体的最大静摩擦力均等于滑动摩擦力，已知A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴的距离均为R，C离轴的距离为2R，则当圆台旋转时（ 　 ）
A．C物体的向心加速度最大
B．B物体的摩擦力最小
C．圆台转速增加时，C比A先滑动
D．圆台转速增加时，B比A先滑动

5-7-6

例5.如图5-7-6所示，质量相等的小球A、B分别固定在轻杆的中点和端点上．当杆在光滑水平面上绕O点匀速转动时，求杆OA、AB段对球A的拉力之比．

C
D
A
B
O
O'

5-7-7
例6．如图所示，两物块A、B套在水平光滑的CD杆上，质量分别为50g和100g，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO'转动，两球相距21cm，欲使装置绕OO′轴以600r/min的转速转动，两球离转动中心的距离各为多少？绳上拉力为多少？

【互动训练】
O
P
5-7-8
1．小球的质量为m，用长为L的轻绳悬挂于O点，如图5-7-8，在O点的正下方处有一钉子P，把悬线在水平方向拉直，然后无初速释放，当悬线碰到钉子P时，则（ ）
A．小球的角速度突然增大
B．小球的速度突然减小到零
C．小球的向心加速度突然增大
D．悬线张力突然增大

ω

5-7-9
2．如图5-7-9所示，半径为r的圆桶绕中心轴OO‘匀速转动，角速度为ω，一小块质量为m的小滑块，靠在圆桶内壁与圆桶保持相对静止，求小滑块对桶的摩擦力和压力大小各为多少？

【课后习题】
1．关于向心力，下列说法中正确的是(　　)
A．物体由于做圆周运动而产生一个向心力
B．向心力不改变做匀速圆周运动的物体的速度大小
C．做匀速圆周运动的物体的向心力是个恒力
D．做一般曲线运动的物体的合力即为向心力
2．下列说法正确的是（　　）
A． 做匀速圆周运动的物体处于平衡状态
B．做匀速圆周运动的物体所受的合外力是恒力
C．做匀速圆周运动的物体的速度恒定
D．做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定
3．做匀速圆周运动的物体，所受到的向心力在大小，下列说法正确的是（　　）
A． 与线速度的平方成正比 B．与角速度的平方成正比
C． 与运动半径成正比 D．与线速度和角速度的乘积成正比
v
O
R
A
B
C
5-7-10
4．半径为R的光滑半圆柱固定在水平地面上，顶部有一小物块，如图5-7-10所示，今给小物块一个初速度，则物体将（　　）
A．沿圆面A、B、C运动
B．先沿圆面AB运动，然后在空中作抛物体线运动
C．立即离开圆柱表面做平抛运动
D． 立即离开圆柱表面作半径更大的圆周运动

5．如图5-7-11所示，两个用相同材料制成的靠摩擦转动的轮A和B水平放置，两轮半径
RA=2RB，当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘放置的小木块恰能相对静止在A轮
5-7-11
边缘上。若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也
静止，则木块距B轮转轴的最大距离为 ( )
A．RB/4 B．RB/3
C．RB/2 D．RB
6．如图5-7-12所示，水平转盘上放有质量为ｍ的物块，当物块到转轴的距离为ｒ时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直（绳上张力为零）．物块和转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍，求：
ｏ
ωψ
r
5-7-12
（1）当转盘的角速度时，细绳的拉力T1；
（2）当转盘的角速度时，细绳的拉力T2．

7．如图5-7-13所示，在光滑的水平桌面上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接有质量为m=1kg的小球A，另一端连接有质量为M=4kg的重物B。求：
5-7-13
（1）当A球沿半径R=0.1m的圆做匀速圆周运动，其角速度为ω=10rad/s时，B对地面的压力是多少？
（2）要使B物体对地面恰好无压力，A球的角速度应为多大？（g=10m/s2）

【知识建构】

备注：本学案设计分为六个部分组成，分别为：学习目标、零点启动、例题精析、互动训练、课后习题、知识建构

各部分的作用分别为：
学习目标：告知学生本节课的主要学习任务和学习要求，使学生对所要学习的知识有个全盘的认识；
零点启动：作为学生的预习提纲,设置了预习题，让学生对学习内容进行初步思考和自我检测；
例题精析：选择典型例题，对所学知识进行细致的讲解，帮助学生理解所学的知识及具体问题的处理方法；
互动训练：由学生完成，用于师生课堂讨论，帮助学生在课堂上对知识进行巩固消化；
课后习题：选择典型的习题，让学生课后解答，培养学生分析能力和解题能力，使学生形成一定的知识技能；
知识建构：学生总结本节课所学知识，进行知识梳理，方法总结，建议以框架图或提纲的方式呈现，从而建构出知识结构。

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