1、化合价：它是一种元素一定数目的原子跟其它元素一定数目的原子化合的性质。其实质是元素的原子在形成化合物时，一个原子得失电子或共用电子对的数目。　　

4.实验步骤：

(1)如图2-9-1所示，将纸带固定在重物上，让纸带穿过打点计时器；

⑵用手握着纸带，让重物静止地靠近打点计时器，然后接通电源，松开纸带，让重物自由落下，纸带上打下一系列小点。

⑶更换纸带,用同样的方法再打几条以备选用.

⑷从几条打下点的纸带中挑选第一、二点间距离接近2mm且点迹清楚的低带进行测量，测出一系列各计数点到第一个点的距离d₁、d₂，据公式Vn=　　　　　　　 ，计算物体在打下点1、2……时的即时速度v₁、v₂……，计算相应的动能的增加值。

⑸用刻度尺测量纸带从点O到点1、2……之间的距离h₁、h₂……，计算出相应减少的重力势能。

⑹计算各点对应的势能减少量　　　　　 ，以及增加的动能　　　　　 ，并进行比较。

3.实验器材：　 打点计时器、　　　　 、纸带、复写纸片、重物、　　　 、带有铁夹台、导线两根

2.实验原理：

在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能可以相互转化，但总的机械能守恒。设某时刻物体的瞬时速度为V，下落高度为h，则有：　　　　　　　　　 。故可利用打点计时器测出重物下落时某时刻

的　　　　　 　及下落的高度，即可验证机械能是否守恒。

1.实验目的： 　　　　　　　　　

2．伽利略的生平简介：

1564年2月15日生于意大利西北部的比萨城，父亲芬琴齐奥·伽利莱精通音乐理论和声学，著有《音乐对话》一书。1574年全家迁往意大利东部的大城市佛罗伦萨。伽利略自幼受父亲的影响，对音乐、诗歌、绘画以及机械兴趣极浓；也像他父亲一样，不迷信权威。17岁时遵从父命进比萨大学学医，可是对医学他感到枯燥无味，而在课外听家族世交、著名学者O·里奇讲欧几里得几何学和阿基米德静力学，感到浓厚兴趣。后来成为伟大的物理学家、天文学家、科学革命的先驱，是人类改变世界的大科学家之一，1642年1月8日病逝，终年78岁。 　 3.大事年表

1581年9月，17岁的伽利略成了比萨大学的一名学生。

1583年伽利略开始进行摆的实验。

1586年伽利略写了《小天平》。这本书使他引起了其他科学家的关注，奠定了作为数学家的基础。

1590年伽利略写了《关于运动》一书，此书把他关于运动和落体的理论结合了起来。

1591年伽利略在比萨斜塔上进行他的落体实验。伽利略的父亲去世。

1593年伽利略利用斜面开始进行加速度的实验。

1597年德国科学家开普勒出版了《神秘的宇宙》一书，此书支持哥白尼关于宇宙的理论。

1604年伽利略确定无疑地证实了地球不是宇宙的中心。10月，空中出现了一颗超新星，这件事更使伽利略确信亚里士多德关于宇宙的理论是错误的。

1609年伽利略作了一架经过改革的望远镜，并开始了他的天文观察。

1610年3月，伽利略出版了他的《星宿的信使》一书。9月，伽利略移居佛罗伦萨，在科西莫大公手下获得数学家职位。

1613年伽利略《关于太阳黑子以及它们的现象的论证和发展过程》一书发表。此书表明了伽利略支持哥白尼的宇宙理论，而不赞成亚里士多德在这方面的论点。

1615年伽利略被传唤至罗马，因支持哥白尼而受指控。

1623年伽利略出版了《分析者》一书，在这本书里他对教会关于宇宙的见解提出异议。

1632年2月，伽利略的《关于两种世界体系的对话》一书出版。

8月，教会下令禁止《对话》一书的出售。

1633年6月，伽利略被判决有罪。他被判终身监禁并关在牢房里。他的《对话》和其他著作都被查禁。

伽利略开始撰写《两种新科学的对话》一书。

1637年伽利略的一只眼睛受到感染，导致失明。

1638年《两种新科学的对话》在荷兰莱顿出版。

1642年1月8日，77岁的伽利略去世。

1．新的科学思想和科学研究方法

在伽利略的研究成果得到公认之前，物理学以至整个自然科学只不过是哲学的一个分支，没有取得自己的独立地位。当时，哲学家们束缚在神学和亚里士多德教条的框框里，他们苦思巧辩，得不出符合实际的客观规律。伽利略敢于向传统的权威思想挑战，不是先臆测事物发生的原因，而是先观察自然现象，由此发现自然规律。他摒弃神学的宇宙观，认为世界是一个有秩序的服从简单规律的整体，要了解大自然，就必须进行系统的实验定量观测，找出它的精确的数量关系。

基于这样的新的科学思想，伽利略倡导了数学与实验相结合的研究方法；这种研究方法是他在科学上取得伟大成就的源泉，也是他对近代科学的最重要贡献。用数学方法研究物理问题，原非伽利略首倡，可以追溯到公元前3世纪的阿基米德，14世纪的牛津学派和巴黎学派以及15、16世纪的意大利学术界，在这方面都有一定成就，但他们并未将实验方法放在首位，因而在思想上未能有所突破。伽利略重视实验的思想可见于1615年他写给克利斯廷娜公爵夫人的一封信上的话：“我要请求这些聪明细心的神父们认真考虑一下臆测性的原理和由实验证实了的原理二者之间的区别。要知道，做实验工作的教授们的主张并不是只凭主观愿望来决定的。”

伽利略的数学与实验相结合的研究方法，一般来说，分三个步骤：①先提取出从现象中获得的直观认识的主要部分，用最简单的数学形式表示出来，以建立量的概念；②再由此式用数学方法导出另一易于实验证实的数量关系；③然后通过实验来证实这种数量关系。他对落体匀加速运动规律的研究便是最好的说明。

很早就有人研究过自由落体运动的性质，比较典型的有古希腊的哲学家亚里士多德和意大利物理学家伽利略。

亚里士多德的研究方法：观察与思考物体下落的快慢由重力大小决定。

伽利略的研究方法：巧妙的推理提出假说数学推理实验维合理外推

伽利略对自由落体的研究，开创了研究自然规律的科学方法：抽象思维、数学推导和科学实验相结合。爱因斯坦在《物理学的进化》中这样评论：“伽利略的发现以及所应用的科学的推理方法是人类思想上最伟大的成就之一，而且标志着物理学真正的开端”。

2.(必修1学案)5伽利略对自由落体运动的研究

4. 光学中的对称性

例5. (2005年江苏高考)1801年，托马斯·杨用双缝干涉实验研究了光波的性质。1834年，洛埃利用单面镜同样得到了杨氏干涉的结果(称洛埃镜实验)。

(1)洛埃镜实验的基本装置如图5所示，S为单色光源，M为一平面镜。试用平面镜成像作图法在答题卡上画出S经平面镜反射后的光与直接发出的光在光屏上相交的区域。

图5

(2)设光源S到平面镜的垂直距离和到光屏的垂直距离分别为a和L，光的波长为，在光屏上形成干涉条纹。写出相邻两条亮纹(或暗纹)间距离的表达式。

解析：(1)如图6所示。

图6

(2)

因为，所以。

点评：试题以托马斯·杨的双缝干涉实验为引导，以洛埃镜实验为载体，将平面镜对光的反射与光的干涉综合在一起，考查考生对“一分为二”及干涉过程的理解和对课本知识的迁移能力。

［模型特征］

在研究和解决物理问题时，从对称性的角度去考查过程的物理实质，可以避免繁冗的数学推导，迅速而准确地解决问题。

对称法是从对称性的角度研究、处理物理问题的一种思维方法，有时间和空间上的对称。它表明物理规律在某种变换下具有不变的性质。用这种思维方法来处理问题可以开拓思路，使复杂问题的解决变得简捷。如，一个做匀减速直线运动的物体在至运动停止的过程中，根据运动的对称性，从时间上的反演，就能看作是一个初速度为零的匀加速直线运动，于是便可将初速度为零的匀加速直线运动的规律和特点，用于处理末速度为零的匀减速运动，从而简化解题过程。具体如：竖直上抛运动中的速度对称、时间对称。沿着光滑斜面上滑的物体运动等具有对称性；简谐振动中|v|、|a|、|F|、动势能对称以平衡位置的对称性；光学中的球型对称等，总之物理问题通常有多种不同的解法，利用对称性解题不失为一种科学的思维方法。

利用对称法解题的思路：①领会物理情景，选取研究对象；②在仔细审题的基础上，通过题目的条件、背景、设问，深刻剖析物理现象及过程，建立清晰的物理情景，选取恰当的研究对象如运动的物体、运动的某一过程或某一状态；③透析研究对象的属性、运动特点及规律；④寻找研究对象的对称性特点。⑤利用对称性特点，依物理规律，对题目求解。

［模型演练］

将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图7甲表示小滑块(可视为质点)沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面的AA'之间来回滑动。A、A'点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为，均小于10°，图7乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线，且图中t＝0为滑块从A点开始运动的时刻。试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息，求小滑块的质量、容器的半径及滑块运动过程中的守恒量。(g取10m/s²)

图7

答案：由图乙得小滑块在A、A'之间做简谐运动的周期s

由单摆振动周期公式，得球形容器半径代入数据，得R＝0.1m

在最高点A，有，式中

在最低点B，有，式中

从A到B过程中，滑块机械能守恒

联立解得：，则m＝0.05kg

滑块机械能

3. 电磁现象中的对称性

例4. (2005年全国高考)如图3所示，在一水平放置的平板MN的上方有匀强磁场，磁感应强度的大小为B，磁场方向垂直于纸面向里。许多质量为m带电量为+q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由小孔O射入磁场区域。不计重力，不计粒子间的相互影响。下列图中阴影部分表示带电粒子可能经过的区域，其中R＝。哪个图是正确的？(　　 )

图3

解析：由于是许多质量为m带电量为+q的粒子，以相同的速率v沿位于纸面内的各个方向，由孔O射入磁场区域。所以，重点是考虑粒子进入磁场的速度方向。

在考虑时，想到速度方向在空间安排上是具有“空间对称性”的，所以，本题就要在分析过程用到对称性。

①当粒子沿垂直MN的方向进入磁场时，由其所受到的“洛伦兹力”的方向可以知道，其作圆周运动的位置在左侧。由“洛伦兹力”公式和圆周运动“向心力”公式可以得到：，解得R＝。所以，在左侧可能会出现以O为一点的直径为2R的半圆。

②当粒子沿水平向右的方向进入磁场时，其应该在MN的上方作圆周运动，且另外的半圆将会出现在点O的左边。直径也是2R。

③然后，利用对称性，所有可能的轨迹将会涉及到以点O为转动点，以2R为直径从右扫到左的一片区域。即如图4所示。

图4