第一篇:《帶電粒子在勻強電場中的運動》教學設計
《帶電粒子在勻強電場中的運動》教學設計
湖北省武漢市青山區武鋼十六中 朱廣林
【課題】
《帶電粒子在勻強電場中的運動》──人民教育出版社新課標教材《選修3-1》,2004年5月第一版,第一章第8節。
【學習任務分析】
1、探究帶電粒子在勻強電場中的加速、偏轉規律。
2、探究示波管的工作原理。
【學習者分析】
思維基礎:平時教學中,注重“模型分析-猜想-實驗驗證-上升理論”模式的教學,學生已習慣于這種科學探究的學習模式。
心理特點:學生在強烈興趣(實驗引入)的驅使下,利用已有知識進行新規律的探究,既有挑戰性,也有成就感。
已有知識:學生熟悉自由落體運動規律;理解粒子在電場中的受力特征和功能關系。
【教學目標】
一、知識與能力
1、理解帶電粒子在勻強電場中的運動規律,并能分析和解決加速和偏轉方面的問題。
2、知道示波管的基本原理。
3、讓學生動腦(思考)、動筆(推導)、動手(實驗)、動口(討論)、動眼(觀察)、動耳(傾聽),培養學生的多元智能。
二、過程與方法
1、通過復習自由落體運動規律,由學生自己推導出帶電粒子在勻強電場中的加速和偏轉規律。
2、通過由淺入深、層層推進的探究活動,讓學生逐步了解示波管的基本原理。
3、使學生進一步發展“猜想-實驗-理論”的科學探究方法,讓學生主動思維,學會學習。
三、情感態度與價值觀
1、通過理論分析與實驗驗證相結合,讓學生形成科學世界觀:自然規律是可以理解的,我們要學習科學,利用科學知識為人類服務。
2、利用帶電粒子在示波管中的藍色輝光、示波器上神奇變換的波形,展現科學現象之美,激發學生對自然科學的熱愛。
【教學過程分析和設計】
一、實驗引入,激發興趣
1、接通示波管電源,演示帶電粒子在電場中運動撞擊氣體而發出藍色輝光,調節加速和偏轉電壓,軌跡發生改變,引發學生強烈興趣。指出藍色輝光不是電子,但可以顯示電子運動軌跡,如圖所示。
2、接通示波器電源,演示熒光屏上的正弦圖像,如圖所示。
3、在大屏幕上投影出本節課的學習目標。
二、探究帶電粒子在勻強電場中的加速和偏轉規律
1、〖探究1〗帶電粒子經過電壓U加速,如何求獲得的速度?如圖一所示。
學生動筆推導,老師巡堂,找一個書寫正確工整的手稿投影在大屏幕上,其它學生對照。此處為剛學內容,一般學生都能很快由動能定理推出速度。從快處理。
2、提問:平拋運動的規律?
學生動筆推導,老師巡堂,找一個書寫正確工整的手稿投影在大屏幕上,其它學生對照。此處知識簡單,從快處理。
3、〖探究2〗帶電粒子以初速度v0垂直電場方向進入偏轉電場,從另一端穿出。粒子在電場中做何運動?其偏轉距離y和偏轉角的正切值tan θ如何計算?與U有何關系?如圖二所示。
學生推導,老師巡堂,個別指導。時間約5分鐘。找一個書寫正確工整的手稿投影在大屏幕上,教師作出評價,其它學生對照。
4、〖探究3〗帶電粒子以vt速度離開偏轉電場,在到達熒光屏之前作何運動?在熒光屏上的偏轉距離y′如何計算?y′與U有何關系?如圖三所示。
三、探究示波管的工作原理
1、提問:若x=l=4cm,v0=8×10m/s,則電子穿過偏轉電極間的時間t為多少?意味著什么?
學生通過簡單計算,易知t=l/v0=1/(2×10)s,即為20億分之1秒!可以認為電子的偏轉是幾乎不需要時間的。若偏轉電壓發生變化,則電子在熒光屏上的位置同步變化!如圖四所示。這是理解示波管原理的關鍵所在。
862、〖探究1〗探究熒光屏上圖像與豎直方向電壓關系
探究方式:先投影出表格中左邊電壓圖像,學生分組討論、猜想,小組發言陳述熒光屏上可能圖像及理由,再由老師實驗演示(從學生信號源向示波器輸入方波信號,掃描置于“外x”檔),與表格右邊圖像對照,是否一致。當猜想與實驗結果一致時,學生能立即享受到成功的喜悅;不一致時,更能引發學生思考,學生在解決思維沖突中構建知識,提高能力。
3、〖探究2〗探究熒光屏上圖像與水平方向電壓關系
說明:將方波電壓由豎直方向變為水平方向的規律是容易理解的,但偏轉電壓由跳躍式的變為連續變化的鋸齒波,學生在思維上有較大難度。而在第1步中通過計算得出偏轉時間極短,這里還可以與鋸齒波的周期進行比較,電子大概在鋸齒波周期的千萬分之一內就通過了偏轉電場!可以認為,電子在迅速穿過偏轉電場過程中,偏轉電壓還“來不及”變化!由此得到每一個瞬時電壓對應于熒光屏上一個唯一點,熒光屏上的位置與電壓同步均勻變化,這個過程叫“掃描”。有此基礎,以后的探究就簡單多了。
4、〖探究3〗探究示波管原理
說明:先行呈示水平和豎直方向電壓波型,學生作出猜想、討論、小組發言,闡述熒光屏將出現何種圖像和理由;再由老師實驗演示;最后由幾何畫板課件模擬兩個勻速直線運動合成規律(如左下圖所示),以加強理解。
正弦波圖像的顯示原理與方波基本相同,探究步驟同上。用幾何畫板課件模擬一個勻速直線運動和一個簡諧運動合成規律(如右上圖所示),以加強理解。
四、課外探究活動
1、如何得到如下所示波型?同學之間可以通過討論、猜想,到實驗室進行實驗驗證。必要時可以尋求老師和實驗員的幫助。
2、上網查詢了解示波器有哪些用途?有哪些種類?將結果發布在校園論壇上,與大家共享。
五、作業
1、課后練習
【教學策略】
一、提出先行組織者,逐步分化,綜合貫通
從3個方面執行知識的先行組織:
1、通過示波管輝光和示波器正弦波型演示,激發學生強烈興趣,然后在大屏幕投影出學習目標,形成學習動機。
2、復習相關已有知識,如自由落體運動規律、電場知識。
3、在知識的組織結構功能方面,表現出形式圖式的性質和特征:設計理解示波管工作原理的表格,目標任務一目了然。
二、知識建構
通過復習舊知識,構建新知識,著眼于學生的最近發展區,為學生提供帶有難度的內容,調動學生的積極性,發揮其潛能,超越其最近發展區而達到其困難發展區的水平,然后在此基礎上進行下一個發展區的發展。
三、支架式教學
采用“剝殼”方式,將示波管原理的難度層層分解,使學生從最低一級“支架”逐漸往上“爬”,“爬”不上去還可以從目標表格退回學習,理解后繼續前進,讓學生一步步取得成功。
四、探究式學習
1、讓學生自己根據已有知識推導出帶電粒子在勻強電場中的加速和偏轉規律,獲得合理知識結構。
2、設計表格,讓學生自己探究出示波管的工作原理。
3、學生分組探究,培養學生的協作、溝通、表達能力和團隊精神。
【教學評價與反思】
一、成功之處
1、運用國內外先進教學理念,采用探究式教學,支架式設計,讓學生自己獲得規律,理解原理,學生的學習效果和知識的牢固程度要遠遠優于傳統教學模式。事實證明,學生在以后做示波器實驗時已相當熟練;即使經過一年后,高三復習時也有大部分學生對該部分知識記憶猶新。
2、采用“理論—猜想—實驗—理論”模式,有效調動學生多種感官,發展學生多元智能,面向全體學生,讓具有不同特點的學生都能得到發展,注重因材施教。
3、以學生為課堂主體,老師起著引領方向和監控全局的作用。老師的主體作用表現在課前:如何引入?如何設問?如何設計探究的層次和難度?設計合理的教學設計,永遠是一項極具挑戰性和創造性的工作。
4、這節課的重點是推導、理解規律而非計算。為了避免在計算上花費太多時間,兩個例題中都不要求算出結果,因為粒子速度、偏轉距離和偏向角對示波管的原理影響都不大。但有一個數據是很重要的──粒子穿過偏轉電場的時間極短。把此細節放大,是為了讓學生理解偏轉距離隨偏轉電壓同步變化,這是理解示波管原理的關鍵所在。
5、采用多媒體技術,免去板書時間,大大提高課堂執行效率。采用幻燈片投影,方便學生交流學習成果。
二、問題反思
1、學生能力因人而異,在推導規律過程中,少數學生不能按時完成,影響對后續知識的理解。但探究模式為大勢所趨,老師最好不要代替學生進行推導。要讓學生逐漸適應探究學習,提高獨立研究能力,有困難的學生可課后單獨指導。
2、課堂容量較大,既有理論推導,又有猜想討論,還有實驗驗證。老師要宏觀調控,合理分配時間。重點在弄清基本原理,不能增加其它例題,留待后續解決。
3、學生對示波管的原理還處在探究中,加之示波器的面板又十分復雜,因此不可能由學生自己完成探究實驗。學生的主體作用表現在理論推導、猜想分析等一系列思維活動中,實驗均為老師演示。以后有專門的學生實驗來練習使用示波器。
第二篇:物理教案帶電粒子在勻強電場中的運動
物理教案帶電粒子在勻強電場中的運動
教學目標
知識目標
1、理解帶電粒子在勻強電場中的運動規律——只受電場力,帶電粒子做勻變速運動.重點掌握初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動——類平拋運動.
2、知道示波管的構造和原理.
能力目標
1、滲透物理學方法的教育,讓學生學習運用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素的科學的研究方法.
2、提高學生的分析推理能力.
情感目標
通過本節內容的學習,培養學生科學研究的意志品質.
教學建議
本節內容是電場一章中非常重要的知識點,里面涉及到電學與力學知識的綜合運用,因此教師在講解時,一是注意對力學知識的有效復習,以便于知識的遷移,另外,由于帶電粒子在電場中的運動公式比較復雜,所以教學中需要注意使學生掌握解題的思維和方法,而不要一味的強調公式的記憶.
在講解時要滲透物理學方法的教育,讓學生學習運用理想化方法、突出主要因素、忽略次要因素(忽略帶電粒子的重力)的科學的研究方法.
關于示波管的講解,教材中介紹的非常詳細,教師需要重點強調其工作原理,讓學生理解加速和偏轉問題——帶電粒子在電場中加速偏轉的實際應用.
--示例
第九節帶電粒子在勻強電場中的運動
1、帶電粒子的加速
教師講解:這節課我們研究帶電粒子在勻強電場中的運動,關于運動,在前面的學習中我們已經研究過了:物體在力的作用下,運動狀態發生了改變,同樣,對于電場中的帶電粒子而言,受到電場力的作用,那么它的運動情況又是怎樣的呢?帶電粒子在電場中運動的過程中,電場力做的功大小為,帶電粒子到達極板時動能,根據動能定理,這個公式是利用能量關系得到的,不僅使用于勻強電場,而且適用于任何其它電場.
分析課本113頁的例題1.
2、帶電粒子的偏轉
根據能量的關系,我們可以得到帶電粒子在任何電場中的運動的初末狀態,下面,我們針對勻強電場具體研究一下帶電粒子在電場中的運動情況.
(教師出示圖片)為了方便研究,我們選用勻強電場:平行兩個帶電極板之間的電場就是勻強電場.
①若帶電粒子在電場中所受合力為零時,即時,粒子將保持靜止狀態或勻速直線運動狀態.
帶電粒子處于靜止狀態,,所受重力豎直向下,場強方向豎直向下,帶電體帶負電,所以所受電場力豎直向上.
②若且與初速度方向在同一直線上,帶電粒子將做加速或減速直線運動.(變速直線運動)
A、打入正電荷,將做勻加速直線運動.
B、打入負電荷,由于重力極小,可以忽略,電荷只受到電場力作用,將做勻減速直線運動.
③若,且與初速度方向有夾角,帶電粒子將做曲線運動.,合外力豎直向下,帶電粒子做勻變速曲線運動.(如下圖所示)
注意:若不計重力,初速度,帶電粒子將在電場中做類平拋運動.
復習:物體在只受重力的作用下,以一定水平速度拋出,物體的實際運動為這兩種運動的合運動.水平方向上不受力作用,做勻速直線運動,豎直方向上只受重力,做初速度為零的自由落體運動.
水平方向:
豎直方向:
與此相似,當忽略帶電粒子的重力時,且,帶電粒子在電場中將做類平拋運動.與平拋運動區別的只是在沿著電場方向上,帶電粒子做加速度為的勻變速直線運動.
例題講解:已知,平行兩個電極板間距為d,板長為l,初速度,板間電壓為U,帶電粒子質量為m,帶電量為+q.分析帶電粒子的運動情況:
①粒子在與電場方向垂直的方向上做勻速直線運動,;在沿電場方向做初速度為零的勻加速直線運動,稱為側移.若粒子能穿過電場,而不打在極板上,側移量為多少呢?
②射出時的末速度與初速度的夾角稱為偏向角.
③反向延長線與延長線的交點在處.
證明:
.
注意:以上結論均適用于帶電粒子能從電場中穿出的情況.如果帶電粒子沒有從電場中穿出,此時不再等于板長l,應根據情況進行分析.
得到了帶電粒子在勻強電場中的基本運動情況,下面,我們看看其實際的應用示例.
3、示波管的原理:
學生首先自己研究,對照例題,自學完成,教師可以通過放映有關示波器的視頻資料加深學生對本節內容的理解.
4、教師總結:
教師講解:本節內容是關于帶電粒子在勻強電場中的運動情況,是電學和力學知識的綜合,帶電粒子在電場中的運動,常見的有加速、減速、偏轉、圓運動等等,規律跟力學是相同的,只是在分析物體受力時,注意分析電場力,同時注意:為了方便問題的研究,對于微觀粒子的電荷,因為重力非常小,我們可以忽略不計.對于示波管,實際就是帶電粒子在電場中的加速偏轉問題的實際應用.
5、布置課后作業
第三篇:帶電粒子在電場中的運動教學設計(通用)
帶電粒子在電場中的運動教學設計(通用5篇)
作為一名默默奉獻的教育工作者,時常需要用到教學設計,教學設計是一個系統化規劃教學系統的過程。那么問題來了,教學設計應該怎么寫?下面是小編整理的帶電粒子在電場中的運動教學設計(通用5篇),歡迎閱讀與收藏。
帶電粒子在電場中的運動教學設計11、教材分析
“帶電粒子在電場中的運動”是高一選修3-1第一章靜電場的最后一節的內容(課件),也是本章的重點內容。本節內容是在學生學習了運動學、動力學和靜電場中電場強度、電勢能和電勢、電勢差、電勢差與電場強度的關系知識后才進行編排的,是運動學、動力學和電磁學第一次的綜合應用。(課件)帶電粒子在電場中的運動和后面將要學到的帶電粒子在勻強磁場中的運動,對它們的研究是為以后學習帶電粒子在電磁場的應用奠定知識基礎。此外,“帶電粒子在電場中的運動”的知識與人們的日常生活、生產技術和科研有著密切的關系,因此這部分知識有廣泛的現實意義。
本節有兩個特點(課件),特點一是帶電粒子在電場中的運動綜合了運動學、動力學、電磁學的知識,有助于培養學生綜合運用知識的能力;特點二是注重理論與實際的結合,體現了從理論研究到實際應用的科學發展之路,有助于增強學生將物理知識應用于生活和實際生產實踐的意識。
2、教學目標
教學目標設計體現了物理新課程的三維教學目標:
(1)知識和技能
①理解電壓對帶電粒子加速和偏轉的影響;
②能全面地描述帶電粒子在電場中運動時電場力做的功和電勢能的變化之間的關系;
③了解帶電粒子在電場中的加速和偏轉在生活和生產實踐中的具體應用。
(2)過程與方法
①對帶電粒子的加速,能用類比的方法,推導出帶電粒子到達負極板時的速度;
②對帶電粒子的偏轉,能用類比的方法,結合例題2,逐步地推導出偏轉位移和偏轉角的表達式。
(3)情感態度和價值
①體會類比法在問題解決中的重要作用;
②結合回顧第5節“電勢差”中靜電力做功的求解方法即動能定理,讓學生體會動能定理的優越性;
③通過列舉一些帶電粒子在電場中的運動的應用實例,提高學生將物理知識應用于生活和生產實踐中的意識,發展學生對科學的好奇心和求知欲。
3、教學的重點和難點
如果能抓住分析帶電粒子在電場中運動的方法,也就把握了帶電粒子在電場中運動的所有相關問題,所以在本節的教學中,(課件)要把分析帶電粒子在電場中的加速和偏轉問題的方法作為教學的重點;充分發揮教師的主導作用,使教學的主體——學生能理解和掌握類比這種方法。
高一學生的思維具有單一性、定勢性,他們習慣于分析純運動學、純動力學或純電磁學的問題,對帶電粒子在電場中的偏轉的問題,學生普遍會感到有些困難,它的運動過程雖然比較簡單但綜合了運動學、動力學和電磁學的知識,(課件)因此帶電粒子在電場中的偏轉問題是教學的難點。
4、教學方法
根據本節課的教學內容和學生的實際情況,采用的教學方法是:(課件)以演示實驗為基礎,以引導學生的思考活動為主線,在整個教學活動中貫穿教為主導,學為主體的教學思想。
本節課運用類比的方法來引導學生在原有知識的基礎上建構新知識,提高學生的知識遷移能力和培養學生的創造能力。教學中注重引導式教學,引導學生將已學知識和新知識進行聯系。在教師引導下,學生能用已有知識分析問題、解決問題,注重學生的自主學習。
5、教學程序
從以上分析,教學中掌握知識為中心,培養能力為方向,緊抓重點,突破難點,設計如下教學程序:
引入新課(這部分教學大約需要5min)
通過復習放入靜電場中的電荷,由于受到靜電力的作用而移動,使學生明確電場對放入其中的電荷具有加速的作用。進一步提問問題:帶電粒子放入勻強電場中又會怎樣?由此引入課題。
新課教學有三大知識塊:帶電粒子的加速、帶電粒子的偏轉、示波器的原理。
在講第一個知識塊“帶電粒子的加速”之前,首先讓學生計算電子在電場中所受的重力為什么可以忽略不計,加深學生對電子在電場中的重力忽略不計的理解。
在講帶電粒子加速時,教師通過演示粉筆的自由落體運動,引導學生思考物體的自由落體運動與帶電粒子的加速有什么相似之處?通過學生的回答,引導學生將帶電粒子加速與物體的自由落體運動進行類比,讓學生使用自己能想到的所有可行方法去推導帶電粒子到達負極板時的速度。一開始可能很多學生傾向于直接用運動學公式求解,接著教師引導學生從“功是能量轉化的量度”出發,結合回顧第5節“電勢差”中靜電力做功的求解方法,探討能量視角的方法即動能定理,讓學生體會動能定理這種方法的優越性。為了讓學生全面了解帶電粒子在電場中的運動即帶電粒子在電場中的運動也存在考慮重力的情況,比如帶電小球在電場中平衡的問題(課件),小球所受的重力跟電場力可以比擬,在這種情況下,重力就必須考慮了;還有考慮重力的帶電油滴的巧妙應用——密立根實驗(課件),教師通過介紹密立根實驗,讓學生體會建立物理模型的重要現實意義。為了讓學生感受物理科學在生活中的重要作用,培養學生學習物理的興趣,這時教師可以用多媒體投影生活中帶電粒子在電場中加速的應用實例。
第二知識塊:帶電粒子的偏轉。為了讓學生更加直觀的體會帶電粒子的偏轉現象,加深學生對帶電粒子的偏轉的理解,教師可以通過自制的教具來演示帶電粒子在電場中的偏轉(課件)。演示實驗結束后,教師引導學生回憶曲線運動的條件,并提問學生帶電粒子的偏轉與物體的平拋運動有什么相似之處?通過學生地回答,教師引導學生將帶電粒子的偏轉與平拋運動進行類比,然后用分析平拋運動的方法分析例題2。對例題2先進行受力分析,然后再進行運動的合成與分解,分解成水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的類自由落體運動,通過以上分析來解例題2。為了讓學生全面了解帶電粒子在電場中可能的運動情況,即帶電粒子在勻強電場中運動時,若初速度與電場強度方向不垂直,有一定的夾角(課件),提問學生帶電粒子將做什么運動?接下來讓學生將重力場和靜電場進行比較,(課件)如從加速度出發,讓學生明確靜電場和重力場不僅有相似之處,還有區別。
第三個知識點:示波器的原理。教師通過講解示波管中掃描電壓的作用,來講解示波器的原理,教學中可以用在機械振動中演示過的沙擺實驗來進行比喻。因為以前學生做過沙擺這個實驗,所以這樣比喻學生比較容易理解。
到此新課已經結束,教師留出幾分鐘的時間讓學生自評(課件)。
自評和布置作業(這部分教學需要5min)
通過自評了解學生這節課的學習情況,并對學生進行合理的評價。
教師布置作業:通過讓學生收集這節課所學知識在生產和生活中有關的應用實例,發布到校園網上,以實現資源共享或形成書面文字,同學之間進行交流討論。
6、結語
(課件)總之,在本節課的設計中,定位于引導式教學,注重學生的自主學習,通過類比的方法在原有知識的基礎上建構新知識。
整個教學過程是這樣設計的,但在實際課堂上還要根據當時的情景、學生反饋的信息、突發事件等不斷調控,以達到設計思想、方法、手段與學生實際的融合,充分發揮師生在課堂上的主導和主體作用,取得最佳的教學效益。
帶電粒子在電場中的運動教學設計2一、教學目標
1、了解——只受電場力,帶電粒子做勻變速運動。
2、重點掌握初速度與場強方向垂直的——類平拋運動。
3、滲透物理學方法的教育:運用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素,不計粒子重力。
二、重點分析
初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中運動,沿電場方向(或反向)做初速度為零的勻加速直線運動,垂直于電場方向為勻速直線運動。
三、主要教學過程
1、帶電粒子在磁場中的運動情況
①若帶電粒子在電場中所受合力為零時,即∑F=0時,粒子將保
持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
例帶電粒子在電場中處于靜止狀態,該粒子帶正電還是負電?
分析帶電粒子處于靜止狀態,∑F=0,mg=Eq,因為所受重力豎直向下,所以所受電場力必為豎直向上。又因為場強方向豎直向下,所以帶電體帶負電。
②若∑F≠0且與初速度方向在同一直線上,帶電粒子將做加速或減速直線運動。(變速直線運動)
打入正電荷,將做勻加速直線運動。
打入負電荷,將做勻減速直線運動。
③若∑F≠0,且與初速度方向有夾角(不等于0°,180°),帶電粒子將做曲線運動。
mg>Eq,合外力豎直向下v0與∑F夾角不等于0°或180°,帶電粒子做勻變速曲線運動。在第三種情況中重點分析類平拋運動。
2、若不計重力,初速度v0⊥E,帶電粒子將在電場中做類平拋運動。
復習:物體在只受重力的作用下,被水平拋出,在水平方向上不受力,將做勻速直線運動,在豎直方向上只受重力,做初速度為零的自由落體運動。物體的實際運動為這兩種運動的合運動。
與此相似,不計mg,v0⊥E時,帶電粒子在磁場中將做類平拋運動。
板間距為d,板長為l,初速度v0,板間電壓為U,帶電粒子質量為m,帶電量為+q。
粒子在與電場方向垂直的方向上做勻速直線運動,x=v0t;在沿電若粒子能穿過電場,而不打在極板上,側移量為多少呢?
注:以上結論均適用于帶電粒子能從電場中穿出的情況。如果帶電粒子沒有從電場中穿出,此時v0t不再等于板長l,應根據情況進行分析。
設粒子帶正電,以v0進入電壓為U1的電場,將做勻加速直線運動,穿過電場時速度增大,動能增大,所以該電場稱為加速電場。
進入電壓為U2的電場后,粒子將發生偏轉,設電場稱為偏轉電場。
例1質量為m的帶電粒子,以初速度v0進入電場后沿直線運動到上極板。
(1)物體做的是什么運動?
(2)電場力做功多少?
(3)帶電體的電性?
例2如圖,一平行板電容器板長l=4cm,板間距離為d=3cm,傾斜放置,使板面與水平方向夾角α=37°,若兩板間所加電壓U=100V,一帶電量q=3×10—10C的負電荷以v0=0。5m/s的速度自A板左邊緣水平進入電場,在電場中沿水平方向運動,并恰好從B板右邊緣水平飛出,則帶電粒子從電場中飛出時的速度為多少?帶電粒子質量為多少?
例3一質量為m,帶電量為+q的小球從距地面高h處以一定的初速度水平拋出。在距拋出點水平距離為l處,有一根管口比小球直徑略大的管子上方的整個區域里加一個場強方向水平向左的勻強電場。
求:(1)小球的初速度v;
(2)電場強度E的大小;
(3)小球落地時的動能。
帶電粒子在電場中的運動教學設計3教學分析:
學習任務分析:本節內容隸屬高中物理新教材第十三章第九節,大綱要求學生理解帶電粒子在電場中的運動規律,并能分析解決加速和偏轉方向的問題。帶電粒子在電場中的加速和偏轉問題是物理電學中的重點、難點,它涉及到帶電粒子在電場中的受力分析,能量轉化,運動合成與分解等諸多知識點,要求學生具有運用電學知識和力學知識處理力電綜合問題的分析、推理能力,以該問題為基礎設計出的力電綜合問題歷來是高考中的熱點。
學生情況分析:這節課是在學生已經比較熟練地掌握了力學和電場的基本知識,初步具備了分析有關電場問題的能力的基礎上進行的,充分調動學生的積極性,在共同的探討中掌握分析問題的方法。
教學目標:
1、學習運用靜電力、電場強度等概念研究帶電粒子在電場中運動時的加速度、速度和位移等物理量的變化。
2、理解帶電粒子在勻強電場中的運動規律——只受電場力,帶電粒子做勻變速運動.
3、掌握初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動(類平拋運動)
4、培養學生綜合應用物理知識對具體問題進行具體分析的能力
5、通過本節內容的學習,培養學生科學研究的意志品質
教學重點、難點:
重點:帶電粒子在電場中的加速和偏轉規律
難點:帶電粒子在電場中的偏轉問題及應用。
教法學法:
1、類比必修2中學過的平拋運動的規律得出初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動——類平拋運動的規律
2、讓學生學習運用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素的科學的研究方法
3.教法學法分析:
本節屬于派生性的知識主要采用講授式的教學方法,以教師為主導,學生為主體,思維訓練為主線。通過電腦課件模擬帶電粒子運動,使微觀粒子運動的過程宏觀化;通過恰當的問題設置和類比方法的應用,點撥了學生分析問題的方法思路;引導學生進行分析、討論、歸納、總結,使學生動口、動腦、動手,親身參與獲取知識,提高學生的綜合素質。
通過信息技術與物理學科整合的實現,以達到以學生為主,讓學生學會自主學習,自主探究,體會成功的目的。基于以上設計思想,本節課在多媒體教室進行,教師機通過控制平臺可以將相關教學資源通過投影儀展示在大屏幕上。
教學程序:
(一)引入新課
通過思考與討論讓學生進行自主訓練,分析總結得出帶電粒子的加速運動規律,進而引入新課。
(二)新課教學
1、帶電粒子的加速
通過練習2引導學生用兩種方法分析粒子被加速,分析得出用動能定理解題簡便,再講解例題1深入探究帶電粒子的加速問題。
2、帶電粒子的偏轉
通過練習3讓學生類比學過的平拋運動的規律,引導學生進行分析、討論、歸納、總結得出初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動——類平拋運動的規律。讓學生學會自主學習,自主探究,再講解例題2恰當點撥學生分析問題的方法思路從而突破重點難點。通過學生的主動探求,培養并提高學生的分析、歸納、綜合的能力。
(三)課堂小結
1、動力學觀點
2、能量觀點
1、垂直電場方向:做勻速直線運動
2、平行電場方向:做初速度為零的勻加速直線運動
帶電粒子在勻強電場中的運動,跟重物在重力場中的運動相似(有時像自由落體運動,有時像拋體運動,依初速度是否為0而定),但有區別。
帶電粒子在電場中的運動教學設計4一、教學目標
1.了解帶電粒子在電場中的運動--只受電場力,帶電粒子做勻變速運動。
2.重點掌握初速度與場強方向垂直的.帶電粒子在電場中的運動--類平拋運動。
3.滲透物理學方法的教育:運用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素,不計粒子重力。
二、重點分析
初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中運動,沿電場方向(或反向)做初速度為零的勻加速直線運動,垂直于電場方向為勻速直線運動。
三、主要教學過程
1.帶電粒子在電場中的運動情況
①若帶電粒子在電場中所受合力為零時,即F=0時,粒子將保持靜止狀態或勻速直線運動狀態。
例:帶電粒子在電場中處于靜止狀態,該粒子帶正電還是負電?
分析:帶電粒子處于靜止狀態,F=0,mg=Eq,因為所受重力豎直向下,所以所受電場力必為豎直向上。又因為場強方向豎直向下,所以帶電體帶負電。
②若0且與初速度方向在同一直線上,帶電粒子將做加速或減速直線運動。(變速直線運動)
打入正電荷,將做勻加速直線運動。
打入負電荷,將做勻減速直線運動。
③若0,且與初速度方向有夾角(不等于0,180),帶電粒子將做曲線運動。
mqEq,合外力豎直向下v0與F夾角不等于0或180,帶電粒子做勻變速曲線運動。在第三種情況中重點分析類平拋運動。
2.若不計重力,初速度v0E,帶電粒子將在電場中做類平拋運動。
復習:物體在只受重力的作用下,被水平拋出,在水平方向上不受力,將做勻速直線運動,在豎直方向上只受重力,做初速度為零的自由落體運動。物體的實際運動為這兩種運動的合運動。
與此相似,不計mg,v0E時,帶電粒子在磁場中將做類平拋運動。
板間距為d,板長為L,初速度v0,板間電壓為U,帶電粒子質量為m,帶電量為+q。
①粒子在與電場方向垂直的方向上做勻速直線運動,x=v0t;在沿電為側移。
若粒子能穿過電場,而不打在極板上,側移量為多少呢?
注:以上結論均適用于帶電粒子能從電場中穿出的情況。如果帶電粒子沒有從電場中穿出,此時v0t不再等于板長L,應根據情況進行分析。
3.設粒子帶正電,以v0進入電壓為U1的電場,將做勻加速直線運動,穿過電場時速度增大,動能增大,所以該電場稱為加速電場。
進入電壓為U2的電場后,粒子將發生偏轉,設電場稱為偏轉電場。
【例1】
質量為m的帶電粒子,以初速度v0進入電場后沿直線運動到上極板。
(1)物體做的是什么運動?
(2)電場力做功多少?
(3)帶電體的電性?
分析:物體做直線運動,F應與v0在同一直線上。對物體進行受力分析,若忽略mg,則物體只受Eq,方向不可能與v0在同一直線上,所以不能忽略mg。同理電場力Eq應等于mg,否則合外力也不可能與v0在同一直線上。所以物體所受合力為零,應做勻速直線運動。
電場力功等于重力功,Egd=mgd。
電場力與重力方向相反,應豎直向上。又因為電場強度方向向下,所以物體應帶負電。
【例2】一平行板電容器板長L=4cm,板間距離為d=3cm,傾斜放置,使板面與水平方向夾角=37,若兩板間所加電壓U=100V,一帶電量q=310-10C的負電荷以v0=0.5m/s的速度自A板左邊緣水平進入電場,在電場中沿水平方向運動,并恰好從B板右邊緣水平飛出,則帶電粒子從電場中飛出時的速度為多少?帶電粒子質量為多少?
解:
分析:帶電粒子能沿直線運動,所受合力與運動方向在同一直線上,由此可知重力不可忽略,受力如圖所示。
電場力在豎直方向的分力與重力等值反向。帶電粒子所受合力與電場力在水平方向的分力相同。
根據動能定理
例:一質量為m,帶電量為+q的小球從距地面高h處以一定的初速度水平拋出。在距拋出點水平距離為L處,有一根管口比小球直徑略大。
撞地通過管子,可在管子上方的整個區域里加一個場強方向水平向左的勻強電場。
求:(1)小球的初速度v;
(2)電場強度E的大小;
(3)小球落地時的動能。
帶電粒子在電場中的運動教學設計5一、教材的分析與處理:
1、地位和作用:
本節是高中物理甲種本第二冊第六章的第十一節。電場是電學的基本知識,是學好電磁學的關鍵。本節是本章知識的重要應用之一,是力學知識和電學知識的綜合。在教學大綱和考試說明中都把本節知識列為理解并掌握的內容。通過對本節知識的學習,學生能夠把電場知識和牛頓定律、動能定理、運動的合成與分解等力學知識有機地結合起來,加深對力、電知識的理解,有利于培養學生用物理規律解決實際問題的能力,同時也為以后學習帶電粒子在磁場中的運動打下基礎。
2、教材的安排與編者意圖:
這節教材先從能量角度入手研究了帶電粒子在電場中的加速,然后,又從分析粒子受力情況入手,類比重力場中的平拋運動,研究了帶電粒子在勻強電場中的偏轉問題。編者安排這一節,一方面是加深對前面所學知識的理解,另一方面是借助分析帶電粒子的加速和偏轉,使學生進一步掌握運動和力的關系,培養學生應用物理知識解決實際問題的能力。
3、學生基礎:
這節課是在學生已經比較熟練地掌握了力學和電場的基本知識,初步具備了分析有關電場問題的能力的基礎上進行的,考慮我們的學生基礎比較好,理解接受能力比較強,可以充分調動學生的積極性,在共同的探討中掌握分析問題的方法。
4、教學目標:
根據教學大綱和考試說明的要求,結合學生的特點制定如下目標:
⑴知識上:理解并掌握帶電粒子在電場中加速和偏轉的原理;
⑵能力上:培養學生觀察、分析、表達及應用物理知識解決實際問題的能力,進一步養成科學思維的方法。
5.教材的處理:
以演示實驗設疑,引入新課;通過微機模擬結合理論分析,講授知識。
重點讓學生清楚帶電粒子在電場中加速和偏轉的原理,這是本節內容的中心。由于帶電粒子的偏轉是曲線運動,比較復雜,學生理解起來有一定的困難,故作為本節的難點,通過類比重力場中的平拋運動突破難點。
二、教學設想:
1、教學的方法和手段:
本節屬于派生性的知識主要采用講授式的教學方法,以教師為主導,學生為主體,思維訓練為主線。通過實驗演示創設物理情景,激發學生學習興趣;通過微機模擬電子運動,使微觀粒子運動的過程宏觀化;通過恰當的問題設置和類比方法的應用,點撥了學生分析問題的方法思路;引導學生進行分析、討論、歸納、總結,使學生動口、動腦、動手,親身參與獲取知識,提高學生的綜合素質。另外,應用計算機、大屏幕投影等現代化手段,既節約了時間,又提高了效率。
2、學法指導:
根據學生已有的知識基礎和學生的實際接受能力及心理特點:
⑴通過引導學生觀察實驗,發現問題;
⑵通過問題的討論,培養學生分析問題的能力;
⑶通過鞏固練習加深對知識規律的消化理解;
⑷讓學生用已有的知識演繹推理、歸納總結出新的規律,培養學生對知識的遷移能力。
3、教學程序設計:
為了切實完成所定教學目標,充分發揮學生的主體作用,對一些主要的教學環節采取了如下設想:
⑴以演示實驗設疑,創設學習情景,激發學習興趣,引入新課。
介紹電子束演示儀,并說明只有高速帶電的粒子(電子)轟擊管內惰性氣體發光,才能看到電子的徑跡。學生會對電子如何獲得速度產生疑問,通過控制電子束的偏轉方向,學生又會對這一目的的如何實現產生疑惑,從而強烈地激發了學生的求知欲望,進而提出課題。約3分鐘。
⑵在新課教學中,以微機模擬與問題探討想結合進行理論分析,使學生由感性認識上升到理性認識。
①以微機演示電子在電場中加速和偏轉運動的全過程,讓學生觀察分析:電子運動的全過程可以分為那幾個階段?在每一階段電子各做什么運動?這樣可以使學生先在整體上對帶電粒子運動的全過程有清晰的脈絡,有助于局部過程的分析。
②以微機演示電子在加速電場中的運動,讓學生思考如何求電子射出加速電場時的速度?并進行推導。使學生認識到在勻強電場中可以根據牛頓定律和動能定理求速度,同時指出應用能量的觀點研究加速問題比較簡單,動能定理也適用于非勻強電場。從而培養學生分析問題、解決問題的能力,進一步養成科學思維的方法。
③以微機演示電子在偏轉電場中的運動,并引導學生觀察思考:
1)電子在偏轉電場中的運動與物體在重力場中的平拋運動有什么相同點和不同點?
2)如何類比重力場中的平拋運動來分析帶電粒子的偏轉?這樣的引導之后學生自然會找到解決問題的方法,從而突破了難點,也培養了學生對知識的遷移能力。同時滲透事物之間普遍聯系的辨證唯物主義思想。
④在上述理論分析的前提下,讓學生動手動筆推導側向速度V┸,側向位移y及偏轉角Ф的表達式。使學生清楚知識的來龍去脈,加深記憶,培養學生應用物理知識解決實際問題的能力。
⑤引導學生分組討論:如何改變電子射出加速電場時的速度、電子射出偏轉電場時的側向位移及偏轉角的大小?進一步對加速和偏轉的原理深化理解,充分挖掘學生潛能。
⑥用電子束演示儀驗證理論分析的正確性,使學生由理性認識回到實踐中來。
⑶設置聯系加速和偏轉的全過程的問題進行鞏固練習,培養學生應用新知綜合分析問題解決問題的能力,同時進行知識反饋。
⑷小結:設置問題1:我們怎樣實現對帶電粒子的控制?引導學生進行知識小結;設置問題2:學習帶電粒子在電場中運動的目的是什么?理論聯系實際,培學生開拓意識和創新精神。
⑸布置作業:以鞏固知識,豐富學生知識面為目的,同時減輕學生負擔,作業為課后1、3題,并要求學生查閱有關帶電粒子加速和偏轉應用的科普文章。
4、板書設計:綱要式板書,力求條理清晰,體現中心內容,突出重點。
第四篇:《帶電粒子在電場中的運動》說課稿-
《帶電粒子在電場中的運動》說課稿
胡鵬林
一、教材的分析與處理
1、地位和作用:
本節內容是高中物理新教材選修 3-1 第一章第九節,大綱要求學生理解帶電粒子在電場中的運動規律,并能分析解決加速和偏轉方向的問題。帶電粒子在電場中的運動問題是物理電學中的重點、難點,它涉及到帶電粒子在電場中的受力分析,能量轉化,運動合成與分解等諸多知識點,要求學生具有運用電學知識和力學知識處理力電綜合問題的分析、推理能力,以該問題為基礎設計出的力電綜合問題歷來是高考中的熱點。
2、教材的安排與編寫意圖:
這節教材先從能量角度入手研究了帶電粒子在電場中的加速,然后,又從分析粒子受力情況入手,類比重力場中的平拋運動,研究了帶電粒子在勻強電場中的偏轉問題。編者安排這一節,一方面是加深對前面所學知識的理解,另一方面是借助分析帶電粒子的加速和偏轉,使學生進一步掌握運動和力的關系,培養學生應用物理知識解決實際問題的能力。
3、教學重點、難點
① 重點:帶電粒子在勻強電場中的加速和偏轉 ② 難點:帶電粒子在勻強電場中的運動規律
二、教學目標
根據教學大綱和考試說明的要求,結合學生的特點制定如下目標:
1、知識與技能:
①掌握帶電粒子在電場中的運動情況的分析方法 ②掌握帶電粒子在電場中加速和偏轉的運動規律
2、過程與方法:
①運用猜想、類比等方法對帶電粒子在電場中的運動規律進行理論探究
②運用動力學觀點和能量觀點,體會帶電粒子在電場中運動的一般分析方法
3、情感、態度與價值觀:
①了解帶電粒子在電場中運動在技術上的應用,體會物理與科技、生活的聯系激發學生的學習興趣
②嚴密的演繹推理,感悟理論研究須具備嚴謹的科學態度和科學精神
三、教學設想
1、教學的方法和手段:
本節以教師為主導,學生為主體,以思維訓練為主線。通過回顧物體的勻加速直線運動和平拋運動,使微觀粒子運動的過程宏觀化;通過恰當的問題設置和類比方法的應用,點撥了學生分析問題的方法思路;引導學生進行分析、討論、歸納、總結,使學生動口、動腦、動手,親身參與獲取知識,提高學生的綜合素質。
四、學情分析
帶電粒子在場中的運動(重力場、電場、磁場)問題,由于涉及的知識點眾多,要求的綜合能力較高,因而是歷年來高考的熱點內容,這里需要將幾個基本的運動,即直線運動中的加速、減速、往返運動,曲線運動中的平拋運動、圓周運動、勻速圓周運動進行綜合鞏固和加深,同時需要將力學基本定律,即牛頓第二定律、動量定理、動量守恒定律、動能定理、機械能守恒定律、能量守恒定律等進行綜合運用。
五、教學過程設計
為了切實完成所定教學目標,充分發揮學生的主體作用,對一些主要的教學環節采取了如下設想: 引導學生復習回顧相關知識點(1)牛頓第二定律的內容是什么?(2)動能定理的表達式是什么?(3)靜電力做功公式?
一、帶電粒子在電場中加速的處理
正確研究運動的前提是正確進行受力分析。對于微觀粒子來講重力不計,學生第一次接觸。當然忽略重力,這是微觀粒子在電場中的公共條件,也是研究這一類問題的前提條件。教師延伸拓展
對于常見的微觀粒子:質子、電子、α粒子、正負離子等,其重力遠小于電場力,在沒有特別說明或暗示的情況下,一般不計重力。
對于帶電實體:帶電的小球、液滴、塵埃等,其重力與電場力接近,在沒有特別說明或暗示的情況下,一般要考慮重力。為了更好的學習新知識,我們先通過習題回顧一下解題的方法
2、[習題]:一個質量為m=2kg的物體靜止在光滑的水平面上,在外力F=4N作用下,使物體向右運動,當運動的位移為s=100m時,物體的速度是多大?
學生思考后讓學生在黑板寫出解題過程 解法一:用牛頓運動定律來解 由F=ma變形可求a=F/m=4/2=2(m/s2)再由運動學公式2as=vt2-v02代入數得 vt2=2as=400,解得vt=20(m/s)
解法二:用動能定理來解
外力做的功w=Fs=4×100=400(J)物體增加的動能Ek=mvt2/2 有動能定理可得:w=Ek 400= 2vt2/2 解得 vt=20(m/s)類比討論:帶電粒子在電場中的加速
若一個質量為m帶正電荷q的粒子,在靜電力作用下由靜止從開始從正極向負極運動。
1、粒子做什么運動?
2、到負極時靜電力做的功?
3、到負極時的速度?
解:
1、粒子做勻加速直線運動
2、Wab=quab
3、WAB=1/2mv2 即quab=1/2mv2 得
二、課堂練習
U +-
A.只適用于勻強電場中,v0=0的帶電粒子被加速
B.只適用于勻強電場中,粒子運動方向與場強方向平行的情況
C.只適用于勻強電場中,粒子運動方向與場強方向垂直的情況
D.適用于任何電場中,v0=0的帶電粒子被加速
2.如圖1,P和Q為兩平行金屬板,板間電壓為U,在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運動.關于電子到達Q板時的速率,下列說法正確的是 [ ]
A.兩板間距離越大,加速時間越長,獲得的速率就越大
B.兩板間距離越小,加速度越大,獲得的速率就越大
C.與兩板間距離無關,僅與加速電壓U有關
D.以上說法都不正確
三、課堂總結
四、作業布置
六、板書設計:
帶電粒子在電場中的運動
(一)、帶電粒子的加速 由W=qU及動能定理:
W=△Ek=得:
2mv-0 2qU=到達另一板時的速度為:
mv 2 v=2qU m
七、課堂評價
本節課評價總體上以鼓勵為主,尋找學生的閃光點,激發學生的自信心,讓學生保持健康向上的心態,積極參與學習活動。為學生的學習創造良好環境,促進學生發展。本著這一原則,這堂課主要從以下方面進行評價:
1、觀察學生在探究學習中表現的興趣、投入程度以及合作態度。
2、評價學生觀點的準確性,邏輯性,拓展性。
3、評價是否善于發現問題,提出的問題是否合理,是否新穎,廣度與深度如何。
4、通過討論和課堂練習,評價學生知識遷移和舉例論證能力。
第五篇:帶電粒子在電場中的運動說課稿[范文模版]
帶電粒子在電場中的運動說課稿
作為一名辛苦耕耘的教育工作者,很有必要精心設計一份說課稿,借助說課稿可以有效提高教學效率。那么你有了解過說課稿嗎?下面是小編為大家整理的帶電粒子在電場中的運動說課稿,歡迎閱讀與收藏。
帶電粒子在電場中的運動說課稿1尊敬的專家、親愛的同學們:
大家上午好!我是來自xxxx,我今天要說的課題是:“帶電粒子在電場中的運動”。
學生已經在必修1、2中學習了恒力作用下的勻變速直線運動和平拋運動;學習了選修3-1中靜電場的有關知識(課件)。通過對上述內容的回顧引導學習將“帶電粒子在電場中的運動”這節課的兩種運動狀態——帶電粒子的加速和帶電粒子的偏轉與物體的自由落體運動和平拋運動進行類比(課件),通過用類比法來學習本節課。
今天我從以下6個方面進行說課(課件)。
1、教材分析
“帶電粒子在電場中的運動”是高一選修3-1第一章靜電場的最后一節的內容(課件),也是本章的重點內容。本節內容是在學生學習了運動學、動力學和靜電場中電場強度、電勢能和電勢、電勢差、電勢差與電場強度的關系知識后才進行編排的,是運動學、動力學和電磁學第一次的綜合應用。(課件)帶電粒子在電場中的運動和后面將要學到的帶電粒子在勻強磁場中的運動,對它們的研究是為以后學習帶電粒子在電磁場的應用奠定知識基礎。此外,“帶電粒子在電場中的運動”的知識與人們的日常生活、生產技術和科研有著密切的關系,因此這部分知識有廣泛的現實意義。
本節有兩個特點(課件),特點一是帶電粒子在電場中的運動綜合了運動學、動力學、電磁學的知識,有助于培養學生綜合運用知識的能力;特點二是注重理論與實際的結合,體現了從理論研究到實際應用的科學發展之路,有助于增強學生將物理知識應用于生活和實際生產實踐的意識。
2、教學目標
教學目標設計體現了物理新課程的三維教學目標:
(1)知識和技能
①理解電壓對帶電粒子加速和偏轉的影響;
②能全面地描述帶電粒子在電場中運動時電場力做的功和電勢能的變化之間的關系;
③了解帶電粒子在電場中的加速和偏轉在生活和生產實踐中的具體應用。
(2)過程與方法
①對帶電粒子的加速,能用類比的方法,推導出帶電粒子到達負極板時的速度;
②對帶電粒子的偏轉,能用類比的方法,結合例題2,逐步地推導出偏轉位移和偏轉角的表達式。
(3)情感態度和價值
①體會類比法在問題解決中的重要作用;
②結合回顧第5節“電勢差”中靜電力做功的求解方法即動能定理,讓學生體會動能定理的優越性;
③通過列舉一些帶電粒子在電場中的運動的應用實例,提高學生將物理知識應用于生活和生產實踐中的意識,發展學生對科學的好奇心和求知欲。
3、教學的重點和難點
如果能抓住分析帶電粒子在電場中運動的方法,也就把握了帶電粒子在電場中運動的所有相關問題,所以在本節的教學中,(課件)要把分析帶電粒子在電場中的加速和偏轉問題的方法作為教學的重點;充分發揮教師的主導作用,使教學的主體——學生能理解和掌握類比這種方法。
高一學生的思維具有單一性、定勢性,他們習慣于分析純運動學、純動力學或純電磁學的問題,對帶電粒子在電場中的偏轉的問題,學生普遍會感到有些困難,它的運動過程雖然比較簡單但綜合了運動學、動力學和電磁學的知識,(課件)因此帶電粒子在電場中的偏轉問題是教學的難點。
4、教學方法
根據本節課的教學內容和學生的實際情況,采用的教學方法是:(課件)以演示實驗為基礎,以引導學生的思考活動為主線,在整個教學活動中貫穿教為主導,學為主體的教學思想。
本節課運用類比的方法來引導學生在原有知識的基礎上建構新知識,提高學生的知識遷移能力和培養學生的創造能力。教學中注重引導式教學,引導學生將已學知識和新知識進行聯系。在教師引導下,學生能用已有知識分析問題、解決問題,注重學生的自主學習。
5、教學程序
從以上分析,教學中掌握知識為中心,培養能力為方向,緊抓重點,突破難點,設計如下教學程序:
引入新課(這部分教學大約需要5min)
通過復習放入靜電場中的電荷,由于受到靜電力的作用而移動,使學生明確電場對放入其中的電荷具有加速的作用。進一步提問問題:帶電粒子放入勻強電場中又會怎樣?由此引入課題。
新課教學
新課教學有三大知識塊:帶電粒子的加速、帶電粒子的偏轉、示波器的原理。
在講第一個知識塊“帶電粒子的加速”之前,首先讓學生計算電子在電場中所受的重力為什么可以忽略不計,加深學生對電子在電場中的重力忽略不計的理解。
在講帶電粒子加速時,教師通過演示粉筆的自由落體運動,引導學生思考物體的自由落體運動與帶電粒子的加速有什么相似之處?通過學生的回答,引導學生將帶電粒子加速與物體的自由落體運動進行類比,讓學生使用自己能想到的所有可行方法去推導帶電粒子到達負極板時的速度。一開始可能很多學生傾向于直接用運動學公式求解,接著教師引導學生從“功是能量轉化的量度”出發,結合回顧第5節“電勢差”中靜電力做功的求解方法,探討能量視角的方法即動能定理,讓學生體會動能定理這種方法的優越性。為了讓學生全面了解帶電粒子在電場中的運動即帶電粒子在電場中的運動也存在考慮重力的情況,比如帶電小球在電場中平衡的問題(課件),小球所受的重力跟電場力可以比擬,在這種情況下,重力就必須考慮了;還有考慮重力的帶電油滴的巧妙應用——密立根實驗(課件),教師通過介紹密立根實驗,讓學生體會建立物理模型的重要現實意義。為了讓學生感受物理科學在生活中的重要作用,培養學生學習物理的興趣,這時教師可以用多媒體投影生活中帶電粒子在電場中加速的應用實例。
第二知識塊:帶電粒子的偏轉。為了讓學生更加直觀的體會帶電粒子的偏轉現象,加深學生對帶電粒子的偏轉的理解,教師可以通過自制的教具來演示帶電粒子在電場中的偏轉(課件)。演示實驗結束后,教師引導學生回憶曲線運動的條件,并提問學生帶電粒子的偏轉與物體的平拋運動有什么相似之處?通過學生地回答,教師引導學生將帶電粒子的偏轉與平拋運動進行類比,然后用分析平拋運動的方法分析例題2。對例題2先進行受力分析,然后再進行運動的合成與分解,分解成水平方向上的勻速直線運動和豎直方向上的類自由落體運動,通過以上分析來解例題2。為了讓學生全面了解帶電粒子在電場中可能的運動情況,即帶電粒子在勻強電場中運動時,若初速度與電場強度方向不垂直,有一定的夾角(課件),提問學生帶電粒子將做什么運動?接下來讓學生將重力場和靜電場進行比較,(課件)如從加速度出發,讓學生明確靜電場和重力場不僅有相似之處,還有區別。
第三個知識點:示波器的原理。教師通過講解示波管中掃描電壓的作用,來講解示波器的原理,教學中可以用在機械振動中演示過的沙擺實驗來進行比喻。因為以前學生做過沙擺這個實驗,所以這樣比喻學生比較容易理解。
到此新課已經結束,教師留出幾分鐘的時間讓學生自評(課件)。
自評和布置作業(這部分教學需要5min)
通過自評了解學生這節課的學習情況,并對學生進行合理的評價。
教師布置作業:通過讓學生收集這節課所學知識在生產和生活中有關的應用實例,發布到校園網上,以實現資源共享或形成書面文字,同學之間進行交流討論。
6、結語
(課件)總之,在本節課的設計中,定位于引導式教學,注重學生的自主學習,通過類比的方法在原有知識的基礎上建構新知識。
整個教學過程是這樣設計的,但在實際課堂上還要根據當時的情景、學生反饋的信息、突發事件等不斷調控,以達到設計思想、方法、手段與學生實際的融合,充分發揮師生在課堂上的主導和主體作用,取得最佳的教學效益。
帶電粒子在電場中的運動說課稿2一、教材的分析與處理:
1地位和作用:
本節是高中物理甲種本第二冊第六章的`第十一節。電場是電學的基本知識,是學好電磁學的關鍵。本節是本章知識的重要應用之一,是力學知識和電學知識的綜合。在教學大綱和考試說明中都把本節知識列為理解并掌握的內容。通過對本節知識的學習,學生能夠把電場知識和牛頓定律、動能定理、運動的合成與分解等力學知識有機地結合起來,加深對力、電知識的理解,有利于培養學生用物理規律解決實際問題的能力,同時也為以后學習帶電粒子在磁場中的運動打下基礎。
2.教材的安排與編者意圖:
這節教材先從能量角度入手研究了帶電粒子在電場中的加速,然后,又從分析粒子受力情況入手,類比重力場中的平拋運動,研究了帶電粒子在勻強電場中的偏轉問題。編者安排這一節,一方面是加深對前面所學知識的理解,另一方面是借助分析帶電粒子的加速和偏轉,使學生進一步掌握運動和力的關系,培養學生應用物理知識解決實際問題的能力。
3.學生基礎:
這節課是在學生已經比較熟練地掌握了力學和電場的基本知識,初步具備了分析有關電場問題的能力的基礎上進行的,考慮我們的學生基礎比較好,理解接受能力比較強,可以充分調動學生的積極性,在共同的探討中掌握分析問題的方法。
4.教學目標:
根據教學大綱和考試說明的要求,結合學生的特點制定如下目標:
⑴知識上:理解并掌握帶電粒子在電場中加速和偏轉的原理;
⑵能力上:培養學生觀察、分析、表達及應用物理知識解決實際問題的能力,進一步養成科學思維的方法。
5.教材的處理:
以演示實驗設疑,引入新課;通過微機模擬結合理論分析,講授知識。
重點讓學生清楚帶電粒子在電場中加速和偏轉的原理,這是本節內容的中心。由于帶電粒子的偏轉是曲線運動,比較復雜,學生理解起來有一定的困難,故作為本節的難點,通過類比重力場中的平拋運動突破難點。
二、教學設想:
1.教學的方法和手段:
本節屬于派生性的知識主要采用講授式的教學方法,以教師為主導,學生為主體,思維訓練為主線。通過實驗演示創設物理情景,激發學生學習興趣;通過微機模擬電子運動,使微觀粒子運動的過程宏觀化;通過恰當的問題設置和類比方法的應用,點撥了學生分析問題的方法思路;引導學生進行分析、討論、歸納、總結,使學生動口、動腦、動手,親身參與獲取知識,提高學生的綜合素質。另外,應用計算機、大屏幕投影等現代化手段,既節約了時間,又提高了效率。
2.學法指導:
根據學生已有的知識基礎和學生的實際接受能力及心理特點:
⑴通過引導學生觀察實驗,發現問題;
⑵通過問題的討論,培養學生分析問題的能力;
⑶通過鞏固練習加深對知識規律的消化理解;
⑷讓學生用已有的知識演繹推理、歸納總結出新的規律,培養學生對知識的遷移能力。
3.教學程序設計:
為了切實完成所定教學目標,充分發揮學生的主體作用,對一些主要的教學環節采取了如下設想:
⑴以演示實驗設疑,創設學習情景,激發學習興趣,引入新課。
介紹電子束演示儀,并說明只有高速帶電的粒子(電子)轟擊管內惰性氣體發光,才能看到電子的徑跡。學生會對電子如何獲得速度產生疑問,通過控制電子束的偏轉方向,學生又會對這一目的的如何實現產生疑惑,從而強烈地激發了學生的求知欲望,進而提出課題。約3分鐘。
⑵在新課教學中,以微機模擬與問題探討想結合進行理論分析,使學生由感性認識上升到理性認識。
①.以微機演示電子在電場中加速和偏轉運動的全過程,讓學生觀察分析:電子運動的全過程可以分為那幾個階段?在每一階段電子各做什么運動?這樣可以使學生先在整體上對帶電粒子運動的全過程有清晰的脈絡,有助于局部過程的分析。
②.以微機演示電子在加速電場中的運動,讓學生思考如何求電子射出加速電場時的速度?并進行推導。使學生認識到在勻強電場中可以根據牛頓定律和動能定理求速度,同時指出應用能量的觀點研究加速問題比較簡單,動能定理也適用于非勻強電場。從而培養學生分析問題、解決問題的能力,進一步養成科學思維的方法。
③.以微機演示電子在偏轉電場中的運動,并引導學生觀察思考:①電子在偏轉電場中的運動與物體在重力場中的平拋運動有什么相同點和不同點?②如何類比重力場中的平拋運動來分析帶電粒子的偏轉?這樣的引導之后學生自然會找到解決問題的方法,從而突破了難點,也培養了學生對知識的遷移能力。同時滲透事物之間普遍聯系的辨證唯物主義思想。
④.在上述理論分析的前提下,讓學生動手動筆推導側向速度V┸,側向位移y及偏轉角Ф的表達式。使學生清楚知識的來龍去脈,加深記憶,培養學生應用物理知識解決實際問題的能力。
⑤.引導學生分組討論:如何改變電子射出加速電場時的速度、電子射出偏轉電場時的側向位移及偏轉角的大小?進一步對加速和偏轉的原理深化理解,充分挖掘學生潛能。
⑥.用電子束演示儀驗證理論分析的正確性,使學生由理性認識回到實踐中來。
⑶設置聯系加速和偏轉的全過程的問題進行鞏固練習,培養學生應用新知綜合分析問題解決問題的能力,同時進行知識反饋。
⑷小結:設置問題1:我們怎樣實現對帶電粒子的控制?引導學生進行知識小結;設置問題2:學習帶電粒子在電場中運動的目的是什么?理論聯系實際,培學生開拓意識和創新精神。
⑸布置作業:以鞏固知識,豐富學生知識面為目的,同時減輕學生負擔,作業為課后1、3題,并要求學生查閱有關帶電粒子加速和偏轉應用的科普文章。
4.板書設計:綱要式板書,力求條理清晰,體現中心內容,突出重點。
三、說課板書:(含時間分配)
全過程
實驗引題——微機模擬加速規律得出——實驗驗證——鞏固練習。
帶電粒子在電場中的運動說課稿3教學分析:
學習任務分析:本節內容隸屬高中物理新教材第十三章第九節,大綱要求學生理解帶電粒子在電場中的運動規律,并能分析解決加速和偏轉方向的問題。帶電粒子在電場中的加速和偏轉問題是物理電學中的重點、難點,它涉及到帶電粒子在電場中的受力分析,能量轉化,運動合成與分解等諸多知識點,要求學生具有運用電學知識和力學知識處理力電綜合問題的分析、推理能力,以該問題為基礎設計出的力電綜合問題歷來是高考中的熱點。
學生情況分析:這節課是在學生已經比較熟練地掌握了力學和電場的基本知識,初步具備了分析有關電場問題的能力的基礎上進行的,充分調動學生的積極性,在共同的探討中掌握分析問題的方法。
教學目標:
1、學習運用靜電力、電場強度等概念研究帶電粒子在電場中運動時的加速度、速度和位移等物理量的變化。
2、理解帶電粒子在勻強電場中的運動規律——只受電場力,帶電粒子做勻變速運動.
3、掌握初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動(類平拋運動)
4、培養學生綜合應用物理知識對具體問題進行具體分析的能力
5、通過本節內容的學習,培養學生科學研究的意志品質
教學重點、難點:
重點:帶電粒子在電場中的加速和偏轉規律
難點:帶電粒子在電場中的偏轉問題及應用。
教法學法:
1、類比必修2中學過的平拋運動的規律得出初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動——類平拋運動的規律
2、讓學生學習運用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素的科學的研究方法
3.教法學法分析:
本節屬于派生性的知識主要采用講授式的教學方法,以教師為主導,學生為主體,思維訓練為主線。通過電腦課件模擬帶電粒子運動,使微觀粒子運動的過程宏觀化;通過恰當的問題設置和類比方法的應用,點撥了學生分析問題的方法思路;引導學生進行分析、討論、歸納、總結,使學生動口、動腦、動手,親身參與獲取知識,提高學生的綜合素質。
通過信息技術與物理學科整合的實現,以達到以學生為主,讓學生學會自主學習,自主探究,體會成功的目的。基于以上設計思想,本節課在多媒體教室進行,教師機通過控制平臺可以將相關教學資源通過投影儀展示在大屏幕上。
教學程序:
(一)引入新課
通過思考與討論讓學生進行自主訓練,分析總結得出帶電粒子的加速運動規律,進而引入新課。
(二)新課教學
1、帶電粒子的加速
通過練習2引導學生用兩種方法分析粒子被加速,分析得出用動能定理解題簡便,再講解例題1深入探究帶電粒子的加速問題。
2、帶電粒子的偏轉
通過練習3讓學生類比學過的平拋運動的規律,引導學生進行分析、討論、歸納、總結得出初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動——類平拋運動的規律。讓學生學會自主學習,自主探究,再講解例題2恰當點撥學生分析問題的方法思路從而突破重點難點。通過學生的主動探求,培養并提高學生的分析、歸納、綜合的能力。
(三)課堂小結
1、動力學觀點
2、能量觀點
1、垂直電場方向: 做勻速直線運動
2、平行電場方向:做初速度為零的勻加速直線運動
帶電粒子在勻強電場中的運動,跟重物在重力場中的運動相似(有時像自由落體運動,有時像拋體運動,依初速度是否為0而定),但有區別.