粒子物理标准模型中的强子有

物理教学中模型的运用

河北深州市中学徐彦猛

物理学是一门研究物质最普遍、最基本的运动形式的自然科学。而所有的自然现象都不是孤立的，这种事物之间存在着复杂的相互联系，一方面反映了必然联系的规律性，同时又存在着许多偶然性，使我们的研究产生了复杂性。 物理模型教学将最基础最典型的物理问题、物理知识介绍给学生，并通过建立物理模型将研究方法展示给学生，引导学生思考、领悟以至升华。对于河北省新课改下的物理教学，培养学生的能力是落实课改的目的，同时知识是能力的载体，这需要我们在教学中注意对学生进行物理模型的总结归纳。

例如，在研究物体的机械运动时，实际上的运动往往非常复杂，不可能有单纯的直线运动、匀速运动和圆周运动。为了使研究简化，我们常采取先抓住主要因素，忽略次要因素的方法。如引入匀速直线运动、匀变速直线运动、匀速圆周运动和简谐运动等理想化的运动。这就是先建立物理模型，然后在一定条件下，用于处理某些实际问题。物理模型是在抓住主要因素忽略次要因素的基础上建立起来的，它能具体、形象、生动、深刻地反映事物的本质。综上所述，物理教学中物理模型的作用可以作一下几点总结：1使复杂物理问题简单化，抽象物理问题直观

第2章 粒子的模型与符号复习与提高

粒子的模型与符号知识梳理

一、 模型的概念：模型是依照实物的形状和结构按比例制成的物品，是用来显示复杂事物或过程的表现手段，如图画、图表、计算机图像等。

二、 模型的分类 a物体的复制品 b事物变化的过程 c图片 d数学公式、表达式或特定的词

（1） 模型的作用：建立模型能帮助人们理解他们无法直接观察到的事物，如科学家

们经常用模型来代表非常庞大或极其微小的事物（太阳系中的行星、细胞的细微结构等）。

[说明]一个模型可以是一幅图、一张表或计算机图像，也可以是一个复杂的对象或过程的示意。

三、 符号

（1） 符号的概念：符号是代表事物的标记。

（2） 符号的作用：

① 能简单明了地表示事物。

② 可以避免由于事物外形不同而引起的混乱。

③ 可以避免由于表达事物的文字语言不同而引起的混乱。

[说明]在某种意义上说符号也是一种模型。

四、 化学模型的建立

模型可以是实物的模型，一可以是事件的模型，模型能表达出研究对象的基本的特征。如：

（1） 人们用水分子结构模型来了解水分子的构成：两个氢原子成104.5°角附在氧原

子上：

（2） 分子聚集成物质

五、 分子的构成

（1） 分子是由原子构成的。

（2） 分子构成的描述：以分子A

粒子物理

一、简介

粒子物理研究物质微观结构的最小单元及其相互作用规律，并于目前发展成为粒子物理学（理论）和高能物理学（实验），该领域代表着人类对物质微观结构乃至整个宇宙演化的最前沿、最深刻的认识。粒子物理的研究，特别是实验研究，与医学领域中的组织结构研究、病理病因研究和临床治疗等方面直接相关，可对本校的医学博士点形成有力支撑。此外，粒子物理研究属理论物理范畴，与物理大方向的专业基础课结合相当紧密，因此其发展也将对物理教学产生极大促进作用。

物理科学学院于2008年底开始着手建立建设粒子物理科研方向，尽管相对其他研究方向而言，该方向尚属全新，但在学校的极大优惠政策下，同时也存在很大机遇。目前粒子物理方向的科研团队仍在积极组建中，现有2名科研人员，热诚欢迎校内外研究领域相近、兴趣相投的科研人员加盟，且本研究方向的学术带头人正虚位以待！

联系人：金毅

地址：济南市济微路106号，济南大学物理科学学院

邮编：250022

电话：13869103390

E-mail：ss_jiny@http://www.77cn.com.cn

二、团队组成

学术带头人：虚位以待！

团队仍在积极组建中，目前成员：金毅、吴齐

三、团队科研方向

量子色动力学、强子物理、加速器物理、超标准模型、放射

带电粒子在匀强磁场中的运动模型分析

一、真题再现

来源 2015·新课标全国卷Ⅱ第19题 图例 两个速率相同的电子分律、牛顿第二别在两个匀强磁场区域定律、洛伦兹做圆周运动 力公式 动能定理、牛2016·新课顿第二定律、(3)带电粒子在半圆形或圆形匀强磁场中标全国卷Ⅰ洛伦兹力公第15题 式 圆周运动、几(5)带电粒子在两个不同磁场中的运动 的运动 (4)带电粒子在正方形或三角形匀强磁场中的运动 (1)带电粒子在无界匀强磁场中的运动 (2)带电粒子在半无界匀强磁场中的运动 1.常考的模型 热点模型之一。 考向 圆周运动规模型核心归纳 带电粒子在匀强磁场中的运动是高考的2016·新课标全国卷Ⅱ第18题 何知识、周期2.模型解法 公式 “4点、6线、3角”巧解带电粒子在匀强圆周运动、几2016·新课何知识、对称标全国卷Ⅲ特点、洛伦兹第18题 力公式 洛伦兹力、有磁场中的运动 (1)“4点”：入射点B、出射点C、轨迹圆心A、入射速度直线与出射速度直线的界磁场中的2017·全国临界问题的卷Ⅱ第18题 求法、几何知r，入射速度直线OB和出射速度直线OC，(2)“6线”：圆弧两端点所在的轨迹半径交点O。 识 入射点与出射点的连线BC，圆心与两条速洛

第一、二节 模型、符号 物质与微观粒子模型

一、选择题

1.下列关于符号的说法中正确的是 （ ）

A.符号就是字母，字母就是符号 B.符号就是字母和图形 C.符号可以是字母和图形 D.字母和图形就是符号 2.关于模型的说法下列不正确的是 （ ） A.一幅图、一张表或计算图像都是一个模型 B.模型可以是一个复杂的对象或过程的示意 C.模型可以表示很大或很小的事物 D.模型只有抽象的，没有具体形象的 3．能闻到汽油的气味是因为 ( )

A．分子有质量 B．同种物质的分子性质相同 C．分子在不停地运动 D．分子很小 4．关于空气的说法正确的是 ( )

A．空气由空气分子构成的 B．空气的组成是固定不变的 C．由于分子的运动，空气中各种分子均匀地混合在一起

D．氧气和氮气化合形成空气后，它们的化学性质都发生了改变 5．下列物质中，由同种分子构成的是 ( )

A．空气 B．海水 C．碘盐 D．二氧化碳 6．下列关于原子的叙述中正确的是 ( )

A．原子是化学变化中的最小粒子 B．原子是构成物

（物理）物理带电粒子在电场中的运动专项及解析

一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动

1．如图，半径为a 的内圆A 是电子发射器，其金属圆周表圆各处可沿纸面内的任意方向发射速率为v 的电子；外圆C 为与A 同心的金属网，半径为3a ．不考虑静电感应及电子的重力和电子间的相互作用，已知电子质量为m ，电量为e ．

(1)为使从C 射出的电子速率达到3v ，C 、A 间应加多大的电压U ；

(2)C 、A 间不加电压，而加垂直于纸面向里的匀强磁场．

①若沿A 径向射出的电子恰好不从C 射出，求该电子第一次回到A 时，在磁场中运动的时间t ；

②为使所有电子都不从C 射出，所加磁场磁感应强度B 应多大．

【答案】（1）24mv e （2）①43a π ②(31)B ae ≥- 【解析】

【详解】

（1）对电子经C 、A 间的电场加速时，由动能定理得

()2211322

eU m v mv =- 得2

4mv U e

= （2）电子在C 、A 间磁场中运动轨迹与金属网相切．轨迹如图所示．

设此轨迹圆的半径为r ，则

)2223a r r a -=+ 又2r T v π=

得tan 3a r θ== 故θ=60° 所以电子在磁场中运动的时间2-22t T πθπ=

得439a

高中物理教学中物理模型的作用分析王爱红 ( mJ t l省渠县中学，渠县 6 3 5 2 0 0 )【摘要】在高中物理教学中借助物理模型来教授学生知识是非常有必要的，学生通过对模型的了解和掌握，就可以轻易地解决在物理科物理模型目中遇到的难题。笔者在本文中分析了物理模型在高中物理教学中的作用。

【关键词】高中 物理教学

物理通常会为学生讲解一些我们所熟知的事物或者现象

老师通过采用物理模型的方法来进行教学工作的开展，

的原理，让我们真正了解我们生活中所存在的一些基本的常这样就将一些抽象的事物具体地展现在学生面前，重点突出识，为我们的生活增光添彩、多一些科学的理论。对于物理这了问题中的主要因素，淡化了一些次要的因素，将清晰的物理将物理过程简单明确地讲述给学生，帮门课程很多学生有些惧怕心理，积极性不高，但只要我们用对情景展现在学生面前，方法，那么物理学习就可谓是手到擒来。在现今教学中，很多助学生梳理思路、疏通思维，从而使得物理问题不再复杂不教授物理科目的老师都是以物理模型的方式展开教学工作明，由难变易，由繁变简，对教学过程起到一个软化作用，使得不再费时，轻而易举。就的，物理模型是经过人类长期的生活实践经验所得出来的，所学生对于物理科目的学习不再吃力，

力的合

2016高考物理带电粒子在电场中的运动

第一部分：

1．静电透镜是利用静电场使电子束会聚或发散的一种装置，其中某部分静电场的分布如图所示虚线表示.这个静电场在xoy平面内的一簇等势线．等势线形状相对于ox轴、0y轴对称.等势线的电势沿x轴正向增加，且相邻两等势线的电势差相等.一个电子经过P点(其横坐标为一X0)时，速度与x轴平行．适当控制实验条件，使该电子通过电场区域时仅在ox轴上方运动。在通过电场区域过程中，该电子滑y方向的分速度Vy，随位置坐标x变化的示意图是

2．如图所示，AB是一对平行金属板．在两板间加有周期为T的交变电压U，A板电势UA=0．B板电势UB随时间l变化的规律如图所示．现有一电子从A板的小孔进入两板间的电场中．设电子的初速度和重力的影响均可忽略，则 ( ) A若电子是在t=0时刻进入的．它将一直向B板运动

B若电子是在t=T/8时刻进人的，它可能时而向B板运动．时而向A板运动，最后打 在B板上

c若电子是在t=3T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动．时而向A板运动，最后打 在B板上

D若电子是在t=T/2时刻进入的．它可能时而向B板运动，时而向A板运动

圆周运动中的有关对称规律:

(1)当带电粒子从同 一直线边界入射出射 时速度与边界夹角相 同

——对称性

(2) 在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必 沿径向射出

带电粒子在圆形匀强磁场 中的运动往往涉及粒子轨 迹圆与磁场边界圆的两圆 相交问题。

v α

B

O θ

边 界 圆

边 界 圆

B O C A

B

O'

θ O′

轨 迹 圆

轨迹圆

两圆心连线OO′与点C共线。

θ+ α = π

例1、如图，虚线所围圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场B。电子束沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁 场，经过磁场区后，电子束运动的方向与原入射方向成θ 角。设电子质量为m,电荷量为e,不计电子之间的相互 作用力及所受的重力。求： r B (1)电子在磁场中运动轨迹的半径R; v O (2)电子在磁场中运动的时间t; θ (3)圆形磁场区域的半径r。 mv R 解：(1) R θeB

(2)由几何关系得：圆心角： α = θt

2 O1 2 r R

v

2

T

m eBtan

(3)由如图所示几何关系可知，

所以：r

mv eB

tan

2

轨迹圆的缩放 当粒子的入射速度方向一 定而大小可变时，粒子做 圆周运动的圆心一定在粒 子在入射点所受洛伦兹力 的方向上，半径R不确定， 利用

圆周运动中的有关对称规律:

(1)当带电粒子从同 一直线边界入射出射 时速度与边界夹角相 同

——对称性

(2) 在圆形磁场区域内,沿径向射入的粒子,必 沿径向射出

带电粒子在圆形匀强磁场 中的运动往往涉及粒子轨 迹圆与磁场边界圆的两圆 相交问题。

v α

B

O θ

边 界 圆

边 界 圆

B O C A

B

O'

θ O′

轨 迹 圆

轨迹圆

两圆心连线OO′与点C共线。

θ+ α = π

例1、如图，虚线所围圆形区域内有方向垂直纸面向里的匀强磁场B。电子束沿圆形区域的直径方向以速度v射入磁 场，经过磁场区后，电子束运动的方向与原入射方向成θ 角。设电子质量为m,电荷量为e,不计电子之间的相互 作用力及所受的重力。求： r B (1)电子在磁场中运动轨迹的半径R; v O (2)电子在磁场中运动的时间t; θ (3)圆形磁场区域的半径r。 mv R 解：(1) R θeB

(2)由几何关系得：圆心角： α = θt

2 O1 2 r R

v

2

T

m eBtan

(3)由如图所示几何关系可知，

所以：r

mv eB

tan

2

轨迹圆的缩放 当粒子的入射速度方向一 定而大小可变时，粒子做 圆周运动的圆心一定在粒 子在入射点所受洛伦兹力 的方向上，半径R不确定， 利用