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庫(kù)侖定律課件設(shè)計(jì)
庫(kù)侖定律課件設(shè)計(jì)1
知識(shí)目標(biāo):
1.掌握庫(kù)侖定律,知道點(diǎn)電荷的概念,并理解真空中的庫(kù)侖定律.
2.會(huì)用庫(kù)侖定律進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.
能力目標(biāo):
1.滲透理想化方法,培養(yǎng)學(xué)生由實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)化抽象建立物理模型的能力.
2.滲透控制度量的科學(xué)研究方法
德育目標(biāo):
通過(guò)元電荷的教學(xué),滲透物質(zhì)無(wú)限可分的辯證唯物主義觀點(diǎn).
教學(xué)重點(diǎn):
庫(kù)侖定律和庫(kù)侖力的教學(xué).
教學(xué)難點(diǎn):
關(guān)于庫(kù)侖定律的教學(xué)
教學(xué)方法:
實(shí)驗(yàn)歸納法、講授
庫(kù)侖定律教學(xué)過(guò)程:
一、電荷間的相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
提問(wèn):那么電荷之間的相互作用力和什么有關(guān)系呢?
結(jié)論、電荷之間存在著相互作用力,力的大小與電量的大小、電荷間距離的大小有關(guān),電量越大,距離越近,作用力就越大;反之電量越小,距離越遠(yuǎn),作用力就越小。作用力的方向,可用同種電荷相斥,異種電荷相吸的規(guī)律確定。
電荷間的作用力與它們帶的電荷量以及距離有關(guān),那么電荷之間相互作用力的大小會(huì)不會(huì)與萬(wàn)有引力的大小具有相似的形式呢?
早在我國(guó)東漢時(shí)期人們就掌握了電荷間相互作用的定性規(guī)律,定量討論電荷間相互作用則是兩千年后的法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵?庫(kù)侖做了大量實(shí)驗(yàn),于1785年得出了庫(kù)侖定律.
二、庫(kù)侖定律:
1.內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷的相互作用跟它們所帶電量的乘積成正比,跟它們之間距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
2.庫(kù)侖定律表達(dá)式:
3.對(duì)庫(kù)侖定律的理解:
(1) 庫(kù)侖定律的適用條件:真空中,兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用。
a:不考慮大小和電荷的具體分布,可視為集中于一點(diǎn)的電荷.
b:點(diǎn)電荷是一種理想化模型.
c:介紹把帶電體處理為點(diǎn)電荷的條件.
d:庫(kù)侖定律給出的.雖是點(diǎn)電荷間的靜電力,但是任一帶電體都可看成是由許多點(diǎn)電荷組成的,據(jù)庫(kù)侖定律和力的合成法則就可以求出帶電體間的靜電力大小和方向.
(2)K:靜電力恒量。重要的物理常數(shù)K=9.0×109Nm2/C2,其大小是用實(shí)驗(yàn)方法確定
的。其單位是由公式中的F、Q、r的單位確定的,使用庫(kù)侖定律計(jì)算時(shí),各物理量的單位必須是:F:N、Q:C、r:m。
(3)關(guān)于點(diǎn)電荷之間相互作用是引力還是斥力的表示方法,使用公式計(jì)算時(shí),點(diǎn)電
荷電量用絕對(duì)值代入公式進(jìn)行計(jì)算,然后根據(jù)同性電荷相斥、異性電荷相吸判斷方向即可。
。4)庫(kù)侖力也稱為靜電力,它具有力的共性。它與高一時(shí)學(xué)過(guò)的重力,彈力,摩
擦力是并列的。它具有力的一切性質(zhì),它是矢量,合成分解時(shí)遵從平行四邊形法則,與其它的力平衡,使物體發(fā)生形變,產(chǎn)生加速度。若點(diǎn)電荷不是靜止的,而是存在相對(duì)運(yùn)動(dòng),那么它們之間的作用力除了仍存在靜電力之外,還存在相互作用的磁場(chǎng)力。
(5) ,F是Q1與Q2之間的相互作用力,F(xiàn)是Q1對(duì)Q2的作用力,也是Q2對(duì)Q1的作用力的大小,是一對(duì)作用力和反作用力,即大小相等方向相反。不能理解為Q1Q2,受的力也不等。
三、庫(kù)侖研究定律的過(guò)程
1.提出假設(shè)
2.做出假說(shuō)
3.實(shí)驗(yàn)探究:
。1)實(shí)驗(yàn)構(gòu)思
。2)實(shí)驗(yàn)方案
。3)對(duì)假說(shuō)進(jìn)行進(jìn)行修正和推廣
4.思考:(1)庫(kù)侖通過(guò)什么方法比較力的大?
(2)庫(kù)侖通過(guò)什么方法比較電荷量的大。
5.研究方法:控制變量法.
實(shí)驗(yàn)方案:
a.q1、q2一定時(shí),探究F與r的關(guān)系
結(jié)論:F∝1/r2
b.r一定時(shí),探究F與的q1、q2關(guān)系
結(jié)論:即 F ∝q1q2
6.思想方法:
(1)小量放大思想
(2)電荷均分原理
四、庫(kù)侖定律的應(yīng)用
完成課本例題1和例題2.
五、課堂訓(xùn)練:
1、下列說(shuō)法中正確的是:(AD)
A .點(diǎn)電荷是一種理想模型,真正的點(diǎn)電荷是
不存在的.
B .點(diǎn)電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體
C .根據(jù) 可知,當(dāng)r趨近于0 時(shí),F趨近于∞
D .一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形狀和大小對(duì)所研
究的問(wèn)題的影響是否可以忽略不計(jì).
2、兩個(gè)半徑為0.3m的金屬球,球心相距1.0m放置,當(dāng)他們都帶1.5×105 C的正電時(shí),相互作用力為F1 ,當(dāng)它們分別帶+1.5×105 C和1.5×105 C的電量時(shí),相互作用力為F2 , 則( )
A.F1 = F2 B.F1 <F2 C.F1 > F2 D.無(wú)法判斷
3、已知電子的質(zhì)量m1=9.10×10-31kg,質(zhì)子的質(zhì)量m2=1.67×10-27kg,它們之間的距離為5.3×10-11m(結(jié)果保留一位有效數(shù)值)
(1)它們之間的萬(wàn)有引力?
(2)異種電荷相互吸引質(zhì)子給電子的的引力為多少?
。3)電子給質(zhì)子的庫(kù)侖力?
(4)電子繞質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的向心力由誰(shuí)提供?
(5)在電子、質(zhì)子連線的垂直平分線上放一電子,與質(zhì)子、電子構(gòu)成等邊三角形,求此時(shí)質(zhì)子受到的合力?
答案:F引=3.6×10-47N F電=8.2×10-8N F電=8.2×10-8N F合=14.2×10-8N
六、小結(jié):
(1)電荷間相互作用規(guī)律:同性相斥,異性相吸,大小用庫(kù)侖定
。2)電荷間作用力為一對(duì)相互作用力,遵循牛頓第三定律。
。3)庫(kù)侖定律適用條件:真空中靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力(均勻帶電球體間、均勻帶電球殼間也可)。
庫(kù)侖定律課件設(shè)計(jì)2
一、教材分析
教材內(nèi)容分析:本節(jié)內(nèi)容的核心是庫(kù)侖定律,它是靜電學(xué)的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律,是學(xué)習(xí)電場(chǎng)強(qiáng)度的基礎(chǔ)。本節(jié)教學(xué)內(nèi)容主線有兩條:第一條為知識(shí)層面上的,掌握真空中點(diǎn)電荷之間相互作用的規(guī)律,即庫(kù)侖定律;第二條為方法層面上的,即如何研究多個(gè)變量之間關(guān)系的方法,如何間接測(cè)量一些不易測(cè)量物理量,如何研究物理問(wèn)題的基本方法。
教材的處理:本單元內(nèi)容可分為兩節(jié)課處理,本節(jié)為第一課時(shí),主要是庫(kù)侖定律的建立和庫(kù)侖定律的簡(jiǎn)單運(yùn)用,側(cè)重點(diǎn)為體會(huì)研究物理的方法和研究物理規(guī)律建立的一般過(guò)程;第二課時(shí)為庫(kù)侖定律的加深理解和運(yùn)用。
二、學(xué)生分析
知識(shí)基礎(chǔ)分析:(1)掌握電荷之間存在相互作用力,且同性相斥,異性相吸。(2)掌握電荷守恒定律,并會(huì)簡(jiǎn)單地運(yùn)用。(3)會(huì)處理共點(diǎn)力作用下物體的平衡,并通過(guò)偏轉(zhuǎn)角度的變化判斷受力的變化。
學(xué)習(xí)能力分析:(1)學(xué)生的觀察水平不斷提高,能夠初步獨(dú)立發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)及各個(gè)主要細(xì)節(jié),發(fā)現(xiàn)事物的因果關(guān)系。(2)具有初步的歸納重點(diǎn),抓住問(wèn)題本質(zhì)的能力。(3)已經(jīng)初步具備基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)觀察能力。
學(xué)法分析:自主探究,觀察分析,分組實(shí)驗(yàn),討論交流,類比總結(jié),習(xí)題鞏固。
三、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)與技能:(1)知道點(diǎn)電荷的概念;(2)理解庫(kù)侖定律;(3)會(huì)計(jì)算真空中點(diǎn)電荷之間的庫(kù)侖力;(4)初步了解人類對(duì)電荷間相互作用的探究過(guò)程。
過(guò)程與方法:(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)演示培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)、觀察、分析和總結(jié)能力;(2)通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的制定和操作,加深對(duì)研究物理問(wèn)題一些常用方法,如控制變量法、放大法等實(shí)驗(yàn)方法的理解。
教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn):重點(diǎn):(1)學(xué)生會(huì)用庫(kù)侖定律計(jì)算真空中點(diǎn)電荷間的相互作用力;(2)讓學(xué)生初步掌握研究物理的一些常用基本方法。難點(diǎn):靜電實(shí)驗(yàn)的操作和對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析歸納。
四、教學(xué)環(huán)境
交互式多媒體教學(xué)環(huán)境。
五、教學(xué)流程設(shè)計(jì)
(一)舊知回顧。
教師活動(dòng):精心設(shè)計(jì)本節(jié)課涉及的已學(xué)內(nèi)容。課件展示答案。及時(shí)對(duì)學(xué)生回答給出有效評(píng)價(jià)。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生自主復(fù)習(xí)完成問(wèn)題,為新課學(xué)習(xí)做好準(zhǔn)備。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)課件簡(jiǎn)單呈現(xiàn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn),承接前面所學(xué)電荷的相關(guān)內(nèi)容以便為庫(kù)侖定律的學(xué)習(xí)做好知識(shí)儲(chǔ)備。
。ǘ┰O(shè)計(jì)情境,提出課題。
教師活動(dòng):(趣味小實(shí)驗(yàn))請(qǐng)一位同學(xué)站到絕緣地毯上,帶上粘有鋁箔紙的鉛絲環(huán)。用一個(gè)手抓住起電機(jī)的一個(gè)金屬球,教師則慢慢搖動(dòng)起電機(jī)手柄,引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象并思考原因。
學(xué)生活動(dòng):觀察這位學(xué)生身上發(fā)生的情景,分析得出電荷之間的作用力。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)自制實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生親身體驗(yàn),為學(xué)生創(chuàng)設(shè)輕松有趣、新奇不解的情境,在提高興趣、激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力的同時(shí),順勢(shì)提出課題,促使學(xué)生手腦并用,讓學(xué)生在簡(jiǎn)單層次上“主動(dòng)發(fā)現(xiàn)”。
。ㄈ﹩l(fā)分析,尋找相關(guān)量。
教師活動(dòng):(演示實(shí)驗(yàn))用實(shí)驗(yàn)定性探究,用感應(yīng)起電機(jī)讓兩球同時(shí)帶上電,觀察現(xiàn)象。(1)移動(dòng)鐵架臺(tái)靠近右邊帶電小球,觀察左邊小球選線與豎直方向的角度。(2)保持鐵架臺(tái)與右邊金屬球位置不變,用一不帶電金屬球接觸左邊鋁箔求,觀察懸線與豎直方向的`角度。
設(shè)置引導(dǎo)學(xué)生思考電荷之間作用力有哪些影響因素。
問(wèn)題1:移動(dòng)鐵架臺(tái)靠近右邊的小球時(shí),實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是什么?說(shuō)明了什么問(wèn)題?
問(wèn)題2:保持鐵架臺(tái)與右邊金屬球位置不變,用一不帶電金屬球接觸左邊鋁箔球,小球的擺角是否變化?說(shuō)明了什么問(wèn)題?
問(wèn)題3:當(dāng)保持鐵架臺(tái)與右邊金屬球位置不變,用一不帶電金屬球接觸左邊鋁箔球,然后移走金屬球,擺角如何變化?說(shuō)明了什么問(wèn)題?
問(wèn)題4:該實(shí)驗(yàn)表明哪些因素影響電荷間的相互作用力?這些因素對(duì)相互作用力的大小有什么影響?該實(shí)驗(yàn)采用了什么科學(xué)方法?
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,通過(guò)思考,分析得出實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生掌握觀察的基本方法,適當(dāng)點(diǎn)撥,讓學(xué)生透過(guò)實(shí)物的表象,抓住本質(zhì),讓學(xué)生自主分析歸納出靜電力大小與電荷量和電荷間距之間的定性關(guān)系,促進(jìn)學(xué)生對(duì)物理規(guī)律意義的深刻理解。
。ㄋ模┮龑(dǎo)探究,尋找規(guī)律。
教師活動(dòng):(分組實(shí)驗(yàn))教師展示實(shí)驗(yàn)裝置,提出問(wèn)題,引導(dǎo)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)方法,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),完成實(shí)驗(yàn)操作,并最終根據(jù)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
1.試說(shuō)明探究方法及分步實(shí)施方案?
2.怎樣通過(guò)觀察判斷小球所受庫(kù)侖力的大。
3.怎樣通過(guò)改變小球間的距離尋找?guī)靵隽εc電荷間距r的定量關(guān)系?
4.怎樣改變小球的帶電量?
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材和相關(guān)問(wèn)題通過(guò)交流討論得出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路,并說(shuō)明相關(guān)步驟。學(xué)生分組合作完成實(shí)驗(yàn)探究,填寫數(shù)據(jù)表格,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,投影展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果并講解。
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)自制實(shí)驗(yàn)器材培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí),最終使學(xué)生在熟悉物理規(guī)律生成的過(guò)程中,體會(huì)常見(jiàn)物理方法及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的分析思路。
。ㄎ澹╊惐确治,歸納總結(jié)。
教師活動(dòng):(視頻實(shí)驗(yàn))教師播放庫(kù)侖定律實(shí)驗(yàn)視頻,引導(dǎo)學(xué)生類比萬(wàn)有引力定律得出庫(kù)侖定律內(nèi)容,適用條件。
學(xué)生活動(dòng):類比萬(wàn)有引力定律適用條件及引力常量測(cè)量方法給出庫(kù)侖定律適用條件,并分析測(cè)量k值的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理及方法
設(shè)計(jì)意圖:通過(guò)觀看“庫(kù)侖定律實(shí)驗(yàn)”視頻,一方面讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家研究問(wèn)題的方法和思維過(guò)程,另一方面類比萬(wàn)有引力常量的測(cè)量強(qiáng)化常用的物理思想及方法。
。┲R(shí)建構(gòu)。
教師活動(dòng):教師對(duì)學(xué)生的表達(dá)進(jìn)行修正和完善,使其形成完整的知識(shí)體系。
學(xué)生活動(dòng):學(xué)生自主完成知識(shí)建構(gòu)內(nèi)容。
設(shè)計(jì)意圖:課件展示知識(shí)框架,給出學(xué)生本節(jié)知識(shí)系統(tǒng)和物理方法。
六、教學(xué)特色
本課學(xué)習(xí)突出了學(xué)生的主體地位,圍繞物理規(guī)律的生成過(guò)程及學(xué)生對(duì)規(guī)律的認(rèn)知特點(diǎn),循序漸進(jìn)地設(shè)計(jì)了演示和分組實(shí)驗(yàn),并最終根據(jù)視頻實(shí)驗(yàn)得出了規(guī)律,在落實(shí)“實(shí)驗(yàn)定律”生成過(guò)程精細(xì)化的同時(shí)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
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