第一篇:《模型組合講解——帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)模型》教案
模型組合講解——帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)模型
徐征田
[模型概述]
帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)也是每年高考中的熱點(diǎn)問題,具體來講有電場對帶電粒子的加速(減速),涉及內(nèi)容有力、能、電、圖象等各部分知識,主要考查學(xué)生的綜合能力。
[模型講解]
例.在與x軸平行的勻強(qiáng)電場中,一帶電量為1.0?10C、質(zhì)量為2.5?10?3kg的物體在光滑水平面上沿著x軸做直線運(yùn)動(dòng),其位移與時(shí)間的關(guān)系是x?0.16t?0.02t,式中x以米為單位,t的單位為秒。從開始運(yùn)動(dòng)到5s末物體所經(jīng)過的路程為________m,克服電場力所做的功為________J。
解析:由位移的關(guān)系式x?0.16t?0.02t可知v0?0.16m/s。
22?81a??0.02,所以a??0.04m/s2,即物體沿x軸方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 2設(shè)從開始運(yùn)動(dòng)到速度為零的時(shí)間為t1,則v0?at1
故t1?v0v?4s,s1?vt1?0t1?0.32m a22第5s內(nèi)物體開始反向以a2?0.04m/s的加速度做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
s2?12a2t2?0.02m 2因此開始5s內(nèi)的路程為s1?s2?0.34m,5s末的速度v2?a2t2?0.04m/s 克服電場力做功
W?1122mv0?mv2?3.0?10?5J 22點(diǎn)評:解答本題的關(guān)鍵是從位移與時(shí)間的關(guān)系式中找出物體的初速度和加速度,分析出物體運(yùn)動(dòng)4s速度減為零并反向運(yùn)動(dòng),弄清位移與路程的聯(lián)系和區(qū)別。
[模型要點(diǎn)]
力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系——牛頓第二定律
根據(jù)帶電粒子受到的力,用牛頓第二定律找出加速度,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電粒子的速度、位移等物理量。這條思路通常適用于受恒力作用下的勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。功和能的關(guān)系——?jiǎng)幽芏ɡ?/p>
根據(jù)力對帶電粒子所做的功W及動(dòng)能定理,從帶電粒子運(yùn)動(dòng)的全過程中能的轉(zhuǎn)化角度,研究帶電粒子的速度變化、經(jīng)歷的位移等,這條思路通常適用于非均勻或均勻變化的磁場,特別適用于非均勻變化的磁場。
在討論帶電粒子的加速偏轉(zhuǎn)時(shí),對于基本粒子,如電子、質(zhì)子、中子等,沒有特殊說明,其重力一般不計(jì);帶電粒子如液滴、塵埃、顆粒等沒有特殊說明,其重力一般不能忽略。
[誤區(qū)點(diǎn)撥]
一般情況下帶電粒子所受的電場力遠(yuǎn)大于重力,所以可以認(rèn)為只有電場力做功。由動(dòng)能定理W?qU??Ek,此式與電場是否勻強(qiáng)無關(guān),與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、軌跡形狀也無關(guān)。
[模型演練]
如圖1所示,A、B兩塊金屬板水平放置,相距d?0.6cm,兩板間加有一周期性變化的電壓,當(dāng)B板接地時(shí),A板電勢?A隨時(shí)間t變化的情況如圖2所示。在兩板間的電場中,將一帶負(fù)電的粒子從B板中央處由靜止釋放,若該帶電粒子受到的電場力為重力的兩倍,要使該粒子能夠達(dá)到A板,交變電壓的周期至少為多大。(g取10m/s)
圖1
圖2 解析:設(shè)電場力為F,則F?mg?ma1,得
a1?(2mg?mg)?g
m1T2gT2前半周期上升高度:h1?g()?,后半周期先減速上升,后加速下降,其加
228速度:
F?mg?ma2得a2?減速時(shí)間為t1則
3mg?3g mgTT?3gt1,t1? 26此段時(shí)間內(nèi)上升高度:
1T2gT2h2??3g?()?
2624gT2則上升的總高度:h1?h2?
6后半周期的TT?t1?時(shí)間內(nèi),粒子向下加速運(yùn)動(dòng),下降的高度: 231T2gT2h3??3g?()?
236gT2gT2上述計(jì)算說明,在一個(gè)周期內(nèi)上升,再回落,且具有向下的速度。
66如果周期小,粒子不能到達(dá)A板。設(shè)周期為T,上升的高度h1?h2?0.006m則:
gT2?0.006m,T?6?10?2s。6
第二篇:《帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)》教案1
《帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)》教案
(一)知識與技能
1、理解帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并能分析解決加速和偏轉(zhuǎn)方向的問題.
2、知道示波管的構(gòu)造和基本原理.(二)過程與方法
通過帶電粒子在電場中加速、偏轉(zhuǎn)過程分析,培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過知識的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的精神 重點(diǎn)
帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 難點(diǎn)
運(yùn)用電學(xué)知識和力學(xué)知識綜合處理偏轉(zhuǎn)問題 教學(xué)方法
講授法、歸納法、互動(dòng)探究法 教具 多媒體課件
教學(xué)過程(一)引入新課
帶電粒子在電場中受到電場力的作用會(huì)產(chǎn)生加速度,使其原有速度發(fā)生變化.在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中,常常利用電場來控制或改變帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。
具體應(yīng)用有哪些呢?本節(jié)課我們來研究這個(gè)問題.以勻強(qiáng)電場為例。(二)進(jìn)行新課
教師活動(dòng):引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧相關(guān)知識點(diǎn)(1)牛頓第二定律的內(nèi)容是什么?(2)動(dòng)能定理的表達(dá)式是什么?(3)平拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識點(diǎn)。(4)靜電力做功的計(jì)算方法。
學(xué)生活動(dòng):結(jié)合自己的實(shí)際情況回顧復(fù)習(xí)。師生互動(dòng)強(qiáng)化認(rèn)識:(1)a=F合/m(注意是F合)(2)W合=△Ek=Ek2?Ek1(注意是合力做的功)(3)平拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識
(4)W=F·scosθ(恒力→勻強(qiáng)電場)
W=qU(任何電場)
1、帶電粒子的加速 教師活動(dòng):提出問題
要使帶電粒子在電場中只被加速而不改變運(yùn)動(dòng)方向該怎么辦?
(相關(guān)知識鏈接:合外力與初速度在一條直線上,改變速度的大小;合外力與初速度成90°,僅改變速度的方向;合外力與初速度成一定角度θ,既改變速度的大小又改變速度的方向)學(xué)生探究活動(dòng):結(jié)合相關(guān)知識提出設(shè)計(jì)方案并互相討論其可行性。學(xué)生介紹自己的設(shè)計(jì)方案。
師生互動(dòng)歸納:(教師要對學(xué)生進(jìn)行激勵(lì)評價(jià))方案1:v0=0,僅受電場力就會(huì)做加速運(yùn)動(dòng),可達(dá)到目的。
方案2:v0≠0,僅受電場力,電場力的方向應(yīng)同v0同向才能達(dá)到加速的目的。教師投影:加速示意圖.
學(xué)生探究活動(dòng):上面示意圖中兩電荷電性換一下能否達(dá)到加速的目的?(提示:從實(shí)際角度考慮,注意兩邊是金屬板)學(xué)生匯報(bào)探究結(jié)果:不可行,直接打在板上。
學(xué)生活動(dòng):結(jié)合圖示動(dòng)手推導(dǎo),當(dāng)v0=0時(shí),帶電粒子到達(dá)另一板的速度大小。(教師抽查學(xué)生的結(jié)果展示、激勵(lì)評價(jià))教師點(diǎn)撥拓展:
方法一:先求出帶電粒子的加速度:
a=qU
md再根據(jù)
vt2-v02=2ad
可求得當(dāng)帶電粒子從靜止開始被加速時(shí)獲得的速度為:
vt=
qU2??d?md2qUm
方法二:由W=qU及動(dòng)能定理:
W=△Ek=1mv2-0
2得:
qU=1mv2
2到達(dá)另一板時(shí)的速度為:
v=
.2qUm深入探究:
(1)結(jié)合牛頓第二定律及動(dòng)能定理中做功條件(W=Fscosθ恒力
W=Uq 任何電場)討論各方法的實(shí)用性。
(2)若初速度為v0(不等于零),推導(dǎo)最終的速度表達(dá)式。學(xué)生活動(dòng):思考討論,列式推導(dǎo)(教師抽查學(xué)生探究結(jié)果并展示)教師點(diǎn)撥拓展:
(1)推導(dǎo):設(shè)初速為v0,末速為v,則據(jù)動(dòng)能定理得
qU=1mv2-1mv02
2所以
v=
2022qUv?m
(v0=0時(shí),v=2Uqm)方法滲透:理解運(yùn)動(dòng)規(guī)律,學(xué)會(huì)求解方法,不去死記結(jié)論。(2)方法一:必須在勻強(qiáng)電場中使用(F=qE,F(xiàn)為恒力,E恒定)方法二:由于非勻強(qiáng)電場中,公式W=qU同樣適用,故后一種可行性更高,應(yīng)用程度更高。
實(shí)例探究:課本例題1 第一步:學(xué)生獨(dú)立推導(dǎo)。第二步:對照課本解析歸納方法。
第三步:教師強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)。(計(jì)算先推導(dǎo)最終表達(dá)式,再統(tǒng)一代入數(shù)值運(yùn)算,統(tǒng)一單
位后不用每個(gè)量都寫,只在最終結(jié)果標(biāo)出即可)過渡:如果帶電粒子在電場中的加速度方向不在同一條直線上,帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況又如何呢?下面我們通過一種較特殊的情況來研究。
2、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)
教師投影:如圖所示,電子以初速度v0垂直于電場線射入勻強(qiáng)電場中. 問題討論:
(1)分析帶電粒子的受力情況。
(2)你認(rèn)為這種情況同哪種運(yùn)動(dòng)類似,這種運(yùn)動(dòng)的研究方法是什么?(3)你能類比得到帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的研究方法嗎? 學(xué)生活動(dòng):討論并回答上述問題:
(1)關(guān)于帶電粒子的受力,學(xué)生的爭論焦點(diǎn)可能在是否考慮重力上。
教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo):對于基本粒子,如電子、質(zhì)子、α粒子等,由于質(zhì)量m很小,所以重力比電場力小得多,重力可忽略不計(jì)。
對于帶電的塵埃、液滴、小球等,m較大,重力一般不能忽略。
(2)帶電粒子以初速度v0垂直于電場線方向飛入勻強(qiáng)電場時(shí),受到恒定的與初速度方向成90°角的作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),類似于力學(xué)中的平拋運(yùn)動(dòng),平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法是運(yùn)動(dòng)的合成和分解。
(3)帶電粒子垂直進(jìn)入電場中的運(yùn)動(dòng)也可采用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法進(jìn)行。CAI課件分解展示:
(1)帶電粒子在垂直于電場線方向上不受任何力,做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)在平行于電場線方向上,受到電場力的作用做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。深入探究:如右圖所示,設(shè)電荷帶電荷量為q,平行板長為L,兩板間距為d,電勢差為U,初速為v0.試求:
(1)帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的時(shí)問t。(2)粒子運(yùn)動(dòng)的加速度。(3)粒子受力情況分析。
(4)粒子在射出電場時(shí)豎直方向上的偏轉(zhuǎn)距離。(5)粒子在離開電場時(shí)豎直方向的分速度。(6)粒子在離開電場時(shí)的速度大小。(7)粒子在離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度θ。[學(xué)生活動(dòng):結(jié)合所學(xué)知識,自主分析推導(dǎo)。(教師抽查學(xué)生活動(dòng)結(jié)果并展示,教師激勵(lì)評價(jià))投影示范解析:
解:由于帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)受力僅有電場力(與初速度垂直且恒定),不考慮重力,故帶電粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)。
粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
t=
L v0加速度
a=Eq=qU/md
m豎直方向的偏轉(zhuǎn)距離:
y=1at2=
21UqL2qL2?()?U.22mdv02mv0dv1=at=粒子離開電場時(shí)豎直方向的速度為
UqL
mdv0 速度為:
v=
UqL222v12?v0?()?v0mdv0粒子離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度θ為:
tanθ=
v1qLqL?U???arctanU.22v0mv0dmv0d
拓展:若帶電粒子的初速v0是在電場的電勢差U1下加速而來的(從零開始),那么上面的結(jié)果又如何呢?(y,θ)學(xué)生探究活動(dòng):動(dòng)手推導(dǎo)、互動(dòng)檢查。(教師抽查學(xué)生推導(dǎo)結(jié)果并展示: 結(jié)論:
y=
UL24U1d
θ=arctan
UL 2U1d與q、m無關(guān)。
3、示波管的原理
出示示波器,教師演示操作 ①光屏上的亮斑及變化。②掃描及變化。
③豎直方向的偏移并調(diào)節(jié)使之變化。④機(jī)內(nèi)提供的正弦電壓觀察及變化的觀察。
學(xué)生活動(dòng):觀察示波器的現(xiàn)象。閱讀課本相關(guān)內(nèi)容探究原因。教師點(diǎn)撥拓展,師生互動(dòng)探究:
多媒體展示:示波器的核心部分是示波管,由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。投影:示波管原理圖:
電子槍中的燈絲K發(fā)射電加速電場加速后,得到的速度v0=
子,經(jīng)為:
2qU1m如果在偏轉(zhuǎn)電極yy?上加電壓電子在偏轉(zhuǎn)電極離開偏轉(zhuǎn)電極yy?后沿直線前yy?的電場中發(fā)生偏轉(zhuǎn).進(jìn),打在熒光屏上的亮斑在豎直方向發(fā)生偏移.其偏移量y?為y?=y+Ltanθ
因?yàn)閥=
θ
qL2U22mv0dqL222mv0d
tan
qL??U2mv0d
qLU2mv0d所以y?=·U+L·
=qLL·U=(L+L)tanθ
(L?)222mv0d如果U=Umax·sinωt則y?=y?max·sinωt 學(xué)生活動(dòng):結(jié)合推導(dǎo)分析教師演示現(xiàn)象。(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評 1.帶電粒子的加速
(1)動(dòng)力學(xué)分析:帶電粒子沿與電場線平行方向進(jìn)入電場,受到的電場力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上,做加(減)速直線運(yùn)動(dòng),如果是勻強(qiáng)電場,則做勻加(減)速運(yùn)動(dòng).
(2)功能關(guān)系分析:粒子只受電場力作用,動(dòng)能變化量等于電勢能的變化量.
(初速度為零);11212 此式適用于一切電場. 2qU?mvqU?mv?mv022
22.帶電粒子的偏轉(zhuǎn)
(1)動(dòng)力學(xué)分析:帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場
0中,受到恒定的與初速度方向成90角的電場力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng)).
(2)運(yùn)動(dòng)的分析方法(看成類平拋運(yùn)動(dòng)):
①沿初速度方向做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng).
②沿電場力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).
(四)布置作業(yè)
1、書面完成 “問題與練習(xí)”第3、4、5題;思考并回答第1、2題。
2、課下閱讀課本“科學(xué)足跡”和“科學(xué)漫步”中的兩篇文章。
第三篇:1.9 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)教案范文
馬洪旭新課標(biāo)精品教案系列-選修3-1
1.8 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)
教學(xué)三維目標(biāo)
(一)知識與技能
1.了解帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)——只受電場力,帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)。2.重點(diǎn)掌握初速度與場強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))。3.知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。
(二)過程與方法
培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用力學(xué)和電學(xué)的知識分析解決帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.滲透物理學(xué)方法的教育:運(yùn)用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素,不計(jì)粒子重力。
2.培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力,體會(huì)物理知識的實(shí)際應(yīng)用。重點(diǎn):帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律
難點(diǎn):帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題及應(yīng)用。教學(xué)過程:
(一)復(fù)習(xí)力學(xué)及本章前面相關(guān)知識
要點(diǎn):動(dòng)能定理、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓定律、場強(qiáng)等。
(二)新課教學(xué)
1.帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)情況(平衡、加速和減速)
⑴.若帶電粒子在電場中所受合力為零時(shí),即∑F=0時(shí),粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
例 :帶電粒子在電場中處于靜止?fàn)顟B(tài),該粒子帶正電還是負(fù)電? 分析:帶電粒子處于靜止?fàn)顟B(tài),∑F=0,qE?mg,因?yàn)樗苤亓ωQ直向下,所以所受電場力必為豎直向上。又因?yàn)閳鰪?qiáng)方向豎直向下,所以帶電體帶負(fù)電。
⑵.若∑F≠0(只受電場力)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(yùn)動(dòng)。(變速直線運(yùn)動(dòng))◎打入正電荷(右圖),將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
設(shè)電荷所帶的電量為q,板間場強(qiáng)為E 電勢差為U,板距為d, 電荷到達(dá)另一極板的速度為v,則
電場力所做的功為:W?qU?qEL
2粒子到達(dá)另一極板的動(dòng)能為:Ek?1 2mv221由動(dòng)能定理有:qU?1(或 對恒力)mvqEL?mv22第1頁(共3頁)馬洪旭新課標(biāo)精品教案系列-選修3-1
※若初速為v0,則上列各式又應(yīng)怎么樣?讓學(xué)生討論并列出。◎若打入的是負(fù)電荷(初速為v0),將做勻減速直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)情況可能如何,請學(xué)生討論,并得出結(jié)論。
請學(xué)生思考和討論課本P33問題 分析講解例題1。(詳見課本P33)
【思考與討論】若帶電粒子在電場中所受合力∑F≠0,且與初速度方向有夾角(不等于0°,180°),則帶電粒子將做什么運(yùn)動(dòng)?(曲線運(yùn)動(dòng))---引出
2.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)(不計(jì)重力,且初速度v0⊥E,則帶電粒子將在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng))
復(fù)習(xí):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(yùn)動(dòng),在豎直方向上只受重力,做初速度為零的自由落體運(yùn)動(dòng)。物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為這兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。
詳細(xì)分析講解例題2。
解:粒子v0在電場中做類平拋運(yùn)動(dòng)
沿電場方向勻速運(yùn)動(dòng)所以有:L?v0t
①
2電子射出電場時(shí),在垂直于電場方向偏移的距離為: y?
1② at2粒子在垂直于電場方向的加速度:a?FeEeU??
③ mmmd1eU?L??由①②③得:y??2md??v0代入數(shù)據(jù)得:y?0.36m
???
④ ?2即電子射出時(shí)沿垂直于板面方向偏離0.36m 電子射出電場時(shí)沿電場方向的速度不變?nèi)詾関0,而垂直于電場方向的速度:
v??at?eUL?
⑤ mdv0故電子離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角?為:tan??代入數(shù)據(jù)得:?=6.8° 【討論】:若這里的粒子不是電子,而是一般的帶電粒子,則需考慮重力,上列各式又需怎樣列?指導(dǎo)學(xué)生列出。
3.示波管的原理
(1)示波器:用來觀察電信號隨
v?eUL
⑥ ?2v0mdv0第2頁(共3頁)馬洪旭新課標(biāo)精品教案系列-選修3-1
時(shí)間變化的電子儀器。其核心部分是示波管
(2)示波管的構(gòu)造:由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成(如圖)。
(3)原理:利用了電子的慣性小、熒光物質(zhì)的熒光特性和人的視覺暫留等,靈敏、直觀地顯示出電信號隨間變化的圖線。
◎讓學(xué)生對P35的【思考與討論】進(jìn)行討論。
(三)小結(jié):
1、研究帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的兩條主要線索
帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng),是一個(gè)綜合電場力、電勢能的力學(xué)問題,研究的方法與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)相同,它同樣遵循運(yùn)動(dòng)的合成與分解、力的獨(dú)立作用原理、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、功能原理等力學(xué)規(guī)律.研究時(shí),主要可以按以下兩條線索展開.
(1)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系——牛頓第二定律
根據(jù)帶電粒子受到的電場力,用牛頓第二定律找出加速度,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電粒子的速度、位移等.這條線索通常適用于恒力作用下做勻變速運(yùn)動(dòng)的情況.
(2)功和能的關(guān)系——?jiǎng)幽芏ɡ?/p>
根據(jù)電場力對帶電粒子所做的功,引起帶電粒子的能量發(fā)生變化,利用動(dòng)能定理或從全過程中能量的轉(zhuǎn)化,研究帶電粒子的速度變化,經(jīng)歷的位移等.這條線索同樣也適用于不均勻的電場.
2、研究帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的兩類重要的思維技巧(1)類比與等效
電場力和重力都是恒力,在電場力作用下的運(yùn)動(dòng)可與重力作用下的運(yùn)動(dòng)類比.例如,垂直射入平行板電場中的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)可類比于平拋,帶電單擺在豎直方向勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)可等效于重力場強(qiáng)度g值的變化等.
(2)整體法(全過程法)電荷間的相互作用是成對出現(xiàn)的,把電荷系統(tǒng)的整體作為研究對象,就可以不必考慮其間的相互作用.
電場力的功與重力的功一樣,都只與始末位置有關(guān),與路徑無關(guān).它們分別引起電荷電勢能的變化和重力勢能的變化,從電荷運(yùn)動(dòng)的全過程中功能關(guān)系出發(fā)(尤其從靜止出發(fā)末速度為零的問題)往往能迅速找到解題入口或簡化計(jì)算.
(四)鞏固新課:
1、引導(dǎo)學(xué)生完成問題與練習(xí)。1、3、4做練習(xí)。作業(yè)紙。
2、閱讀教材內(nèi)容,及P36-37的【科學(xué)足跡】、【科學(xué)漫步】
教后記
1、帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)是綜合性非常強(qiáng)的知識點(diǎn),對力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系以及動(dòng)量、能量的觀點(diǎn)要求較高,是高考的熱點(diǎn)之一,所以教學(xué)時(shí)要有一定的高度。
2、學(xué)生對于帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)的處理局限于記住偏轉(zhuǎn)量和偏轉(zhuǎn)角的公式,不能從力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系角度高層次的分析,這樣的能力可能要到高三一輪復(fù)習(xí)結(jié)束才能具備。
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第四篇:《帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)》說課稿-
《帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)》說課稿
胡鵬林
一、教材的分析與處理
1、地位和作用:
本節(jié)內(nèi)容是高中物理新教材選修 3-1 第一章第九節(jié),大綱要求學(xué)生理解帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并能分析解決加速和偏轉(zhuǎn)方向的問題。帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)問題是物理電學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn),它涉及到帶電粒子在電場中的受力分析,能量轉(zhuǎn)化,運(yùn)動(dòng)合成與分解等諸多知識點(diǎn),要求學(xué)生具有運(yùn)用電學(xué)知識和力學(xué)知識處理力電綜合問題的分析、推理能力,以該問題為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出的力電綜合問題歷來是高考中的熱點(diǎn)。
2、教材的安排與編寫意圖:
這節(jié)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(yùn)動(dòng),研究了帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題。編者安排這一節(jié),一方面是加深對前面所學(xué)知識的理解,另一方面是借助分析帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn),使學(xué)生進(jìn)一步掌握運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。
3、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
① 重點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的加速和偏轉(zhuǎn) ② 難點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
二、教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)教學(xué)大綱和考試說明的要求,結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)制定如下目標(biāo):
1、知識與技能:
①掌握帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)情況的分析方法 ②掌握帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
2、過程與方法:
①運(yùn)用猜想、類比等方法對帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行理論探究
②運(yùn)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn),體會(huì)帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的一般分析方法
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
①了解帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)在技術(shù)上的應(yīng)用,體會(huì)物理與科技、生活的聯(lián)系激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
②嚴(yán)密的演繹推理,感悟理論研究須具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神
三、教學(xué)設(shè)想
1、教學(xué)的方法和手段:
本節(jié)以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,以思維訓(xùn)練為主線。通過回顧物體的勻加速直線運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng),使微觀粒子運(yùn)動(dòng)的過程宏觀化;通過恰當(dāng)?shù)膯栴}設(shè)置和類比方法的應(yīng)用,點(diǎn)撥了學(xué)生分析問題的方法思路;引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析、討論、歸納、總結(jié),使學(xué)生動(dòng)口、動(dòng)腦、動(dòng)手,親身參與獲取知識,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
四、學(xué)情分析
帶電粒子在場中的運(yùn)動(dòng)(重力場、電場、磁場)問題,由于涉及的知識點(diǎn)眾多,要求的綜合能力較高,因而是歷年來高考的熱點(diǎn)內(nèi)容,這里需要將幾個(gè)基本的運(yùn)動(dòng),即直線運(yùn)動(dòng)中的加速、減速、往返運(yùn)動(dòng),曲線運(yùn)動(dòng)中的平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行綜合鞏固和加深,同時(shí)需要將力學(xué)基本定律,即牛頓第二定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律等進(jìn)行綜合運(yùn)用。
五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
為了切實(shí)完成所定教學(xué)目標(biāo),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,對一些主要的教學(xué)環(huán)節(jié)采取了如下設(shè)想: 引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧相關(guān)知識點(diǎn)(1)牛頓第二定律的內(nèi)容是什么?(2)動(dòng)能定理的表達(dá)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(yùn)動(dòng)的前提是正確進(jìn)行受力分析。對于微觀粒子來講重力不計(jì),學(xué)生第一次接觸。當(dāng)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(zhì)子、電子、α粒子、正負(fù)離子等,其重力遠(yuǎn)小于電場力,在沒有特別說明或暗示的情況下,一般不計(jì)重力。
對于帶電實(shí)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(xué)習(xí)新知識,我們先通過習(xí)題回顧一下解題的方法
2、[習(xí)題]:一個(gè)質(zhì)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(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)的位移為s=100m時(shí),物體的速度是多大?
學(xué)生思考后讓學(xué)生在黑板寫出解題過程 解法一:用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來解 由F=ma變形可求a=F/m=4/2=2(m/s2)再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式2as=vt2-v02代入數(shù)得 vt2=2as=400,解得vt=20(m/s)
解法二:用動(dòng)能定理來解
外力做的功w=Fs=4×100=400(J)物體增加的動(dòng)能Ek=mvt2/2 有動(dòng)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(gè)質(zhì)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(fù)極運(yùn)動(dòng)。
1、粒子做什么運(yùn)動(dòng)?
2、到負(fù)極時(shí)靜電力做的功?
3、到負(fù)極時(shí)的速度?
解:
1、粒子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
2、Wab=quab
3、WAB=1/2mv2 即quab=1/2mv2 得
二、課堂練習(xí)
U +-
A.只適用于勻強(qiáng)電場中,v0=0的帶電粒子被加速
B.只適用于勻強(qiáng)電場中,粒子運(yùn)動(dòng)方向與場強(qiáng)方向平行的情況
C.只適用于勻強(qiáng)電場中,粒子運(yùn)動(dòng)方向與場強(qiáng)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(yùn)動(dòng).關(guān)于電子到達(dá)Q板時(shí)的速率,下列說法正確的是 [ ]
A.兩板間距離越大,加速時(shí)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(guān),僅與加速電壓U有關(guān)
D.以上說法都不正確
三、課堂總結(jié)
四、作業(yè)布置
六、板書設(shè)計(jì):
帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)
(一)、帶電粒子的加速 由W=qU及動(dòng)能定理:
W=△Ek=得:
2mv-0 2qU=到達(dá)另一板時(shí)的速度為:
mv 2 v=2qU m
七、課堂評價(jià)
本節(jié)課評價(jià)總體上以鼓勵(lì)為主,尋找學(xué)生的閃光點(diǎn),激發(fā)學(xué)生的自信心,讓學(xué)生保持健康向上的心態(tài),積極參與學(xué)習(xí)活動(dòng)。為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造良好環(huán)境,促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。本著這一原則,這堂課主要從以下方面進(jìn)行評價(jià):
1、觀察學(xué)生在探究學(xué)習(xí)中表現(xiàn)的興趣、投入程度以及合作態(tài)度。
2、評價(jià)學(xué)生觀點(diǎn)的準(zhǔn)確性,邏輯性,拓展性。
3、評價(jià)是否善于發(fā)現(xiàn)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(xí),評價(jià)學(xué)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(yùn)動(dòng)說課稿[范文模版]
帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)說課稿
作為一名辛苦耕耘的教育工作者,很有必要精心設(shè)計(jì)一份說課稿,借助說課稿可以有效提高教學(xué)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(yùn)動(dòng)說課稿,歡迎閱讀與收藏。
帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)說課稿1尊敬的專家、親愛的同學(xué)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(yùn)動(dòng)”。
學(xué)生已經(jīng)在必修1、2中學(xué)習(xí)了恒力作用下的勻變速直線運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng);學(xué)習(xí)了選修3-1中靜電場的有關(guān)知識(課件)。通過對上述內(nèi)容的回顧引導(dǎo)學(xué)習(xí)將“帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)”這節(jié)課的兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)——帶電粒子的加速和帶電粒子的偏轉(zhuǎn)與物體的自由落體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行類比(課件),通過用類比法來學(xué)習(xí)本節(jié)課。
今天我從以下6個(gè)方面進(jìn)行說課(課件)。
1、教材分析
“帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)”是高一選修3-1第一章靜電場的最后一節(jié)的內(nèi)容(課件),也是本章的重點(diǎn)內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容是在學(xué)生學(xué)習(xí)了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和靜電場中電場強(qiáng)度、電勢能和電勢、電勢差、電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系知識后才進(jìn)行編排的,是運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和電磁學(xué)第一次的綜合應(yīng)用。(課件)帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)和后面將要學(xué)到的帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動(dòng),對它們的研究是為以后學(xué)習(xí)帶電粒子在電磁場的應(yīng)用奠定知識基礎(chǔ)。此外,“帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)”的知識與人們的日常生活、生產(chǎn)技術(shù)和科研有著密切的關(guān)系,因此這部分知識有廣泛的現(xiàn)實(shí)意義。
本節(jié)有兩個(gè)特點(diǎn)(課件),特點(diǎn)一是帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)綜合了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、電磁學(xué)的知識,有助于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力;特點(diǎn)二是注重理論與實(shí)際的結(jié)合,體現(xiàn)了從理論研究到實(shí)際應(yīng)用的科學(xué)發(fā)展之路,有助于增強(qiáng)學(xué)生將物理知識應(yīng)用于生活和實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐的意識。
2、教學(xué)目標(biāo)
教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)體現(xiàn)了物理新課程的三維教學(xué)目標(biāo):
(1)知識和技能
①理解電壓對帶電粒子加速和偏轉(zhuǎn)的影響;
②能全面地描述帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)電場力做的功和電勢能的變化之間的關(guān)系;
③了解帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)在生活和生產(chǎn)實(shí)踐中的具體應(yīng)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(dǎo)出帶電粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度;
②對帶電粒子的偏轉(zhuǎn),能用類比的方法,結(jié)合例題2,逐步地推導(dǎo)出偏轉(zhuǎn)位移和偏轉(zhuǎn)角的表達(dá)式。
(3)情感態(tài)度和價(jià)值
①體會(huì)類比法在問題解決中的重要作用;
②結(jié)合回顧第5節(jié)“電勢差”中靜電力做功的求解方法即動(dòng)能定理,讓學(xué)生體會(huì)動(dòng)能定理的優(yōu)越性;
③通過列舉一些帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例,提高學(xué)生將物理知識應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐中的意識,發(fā)展學(xué)生對科學(xué)的好奇心和求知欲。
3、教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)
如果能抓住分析帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的方法,也就把握了帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的所有相關(guān)問題,所以在本節(jié)的教學(xué)中,(課件)要把分析帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)問題的方法作為教學(xué)的重點(diǎn);充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,使教學(xué)的主體——學(xué)生能理解和掌握類比這種方法。
高一學(xué)生的思維具有單一性、定勢性,他們習(xí)慣于分析純運(yùn)動(dòng)學(xué)、純動(dòng)力學(xué)或純電磁學(xué)的問題,對帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)的問題,學(xué)生普遍會(huì)感到有些困難,它的運(yùn)動(dòng)過程雖然比較簡單但綜合了運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和電磁學(xué)的知識,(課件)因此帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題是教學(xué)的難點(diǎn)。
4、教學(xué)方法
根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況,采用的教學(xué)方法是:(課件)以演示實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),以引導(dǎo)學(xué)生的思考活動(dòng)為主線,在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中貫穿教為主導(dǎo),學(xué)為主體的教學(xué)思想。
本節(jié)課運(yùn)用類比的方法來引導(dǎo)學(xué)生在原有知識的基礎(chǔ)上建構(gòu)新知識,提高學(xué)生的知識遷移能力和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。教學(xué)中注重引導(dǎo)式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生將已學(xué)知識和新知識進(jìn)行聯(lián)系。在教師引導(dǎo)下,學(xué)生能用已有知識分析問題、解決問題,注重學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。
5、教學(xué)程序
從以上分析,教學(xué)中掌握知識為中心,培養(yǎng)能力為方向,緊抓重點(diǎn),突破難點(diǎn),設(shè)計(jì)如下教學(xué)程序:
引入新課(這部分教學(xué)大約需要5min)
通過復(fù)習(xí)放入靜電場中的電荷,由于受到靜電力的作用而移動(dòng),使學(xué)生明確電場對放入其中的電荷具有加速的作用。進(jìn)一步提問問題:帶電粒子放入勻強(qiáng)電場中又會(huì)怎樣?由此引入課題。
新課教學(xué)
新課教學(xué)有三大知識塊:帶電粒子的加速、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)、示波器的原理。
在講第一個(gè)知識塊“帶電粒子的加速”之前,首先讓學(xué)生計(jì)算電子在電場中所受的重力為什么可以忽略不計(jì),加深學(xué)生對電子在電場中的重力忽略不計(jì)的理解。
在講帶電粒子加速時(shí),教師通過演示粉筆的自由落體運(yùn)動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生思考物體的自由落體運(yùn)動(dòng)與帶電粒子的加速有什么相似之處?通過學(xué)生的回答,引導(dǎo)學(xué)生將帶電粒子加速與物體的自由落體運(yùn)動(dòng)進(jìn)行類比,讓學(xué)生使用自己能想到的所有可行方法去推導(dǎo)帶電粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度。一開始可能很多學(xué)生傾向于直接用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解,接著教師引導(dǎo)學(xué)生從“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”出發(fā),結(jié)合回顧第5節(jié)“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(dòng)能定理,讓學(xué)生體會(huì)動(dòng)能定理這種方法的優(yōu)越性。為了讓學(xué)生全面了解帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)即帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)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(yīng)用——密立根實(shí)驗(yàn)(課件),教師通過介紹密立根實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生體會(huì)建立物理模型的重要現(xiàn)實(shí)意義。為了讓學(xué)生感受物理科學(xué)在生活中的重要作用,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,這時(shí)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(yīng)用實(shí)例。
第二知識塊:帶電粒子的偏轉(zhuǎn)。為了讓學(xué)生更加直觀的體會(huì)帶電粒子的偏轉(zhuǎn)現(xiàn)象,加深學(xué)生對帶電粒子的偏轉(zhuǎn)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(zhuǎn)(課件)。演示實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,教師引導(dǎo)學(xué)生回憶曲線運(yùn)動(dòng)的條件,并提問學(xué)生帶電粒子的偏轉(zhuǎn)與物體的平拋運(yùn)動(dòng)有什么相似之處?通過學(xué)生地回答,教師引導(dǎo)學(xué)生將帶電粒子的偏轉(zhuǎn)與平拋運(yùn)動(dòng)進(jìn)行類比,然后用分析平拋運(yùn)動(dòng)的方法分析例題2。對例題2先進(jìn)行受力分析,然后再進(jìn)行運(yùn)動(dòng)的合成與分解,分解成水平方向上的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向上的類自由落體運(yùn)動(dòng),通過以上分析來解例題2。為了讓學(xué)生全面了解帶電粒子在電場中可能的運(yùn)動(dòng)情況,即帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(dòng)時(shí),若初速度與電場強(qiáng)度方向不垂直,有一定的夾角(課件),提問學(xué)生帶電粒子將做什么運(yùn)動(dòng)?接下來讓學(xué)生將重力場和靜電場進(jìn)行比較,(課件)如從加速度出發(fā),讓學(xué)生明確靜電場和重力場不僅有相似之處,還有區(qū)別。
第三個(gè)知識點(diǎn):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(xué)中可以用在機(jī)械振動(dòng)中演示過的沙擺實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行比喻。因?yàn)橐郧皩W(xué)生做過沙擺這個(gè)實(shí)驗(yàn),所以這樣比喻學(xué)生比較容易理解。
到此新課已經(jīng)結(jié)束,教師留出幾分鐘的時(shí)間讓學(xué)生自評(課件)。
自評和布置作業(yè)(這部分教學(xué)需要5min)
通過自評了解學(xué)生這節(jié)課的學(xué)習(xí)情況,并對學(xué)生進(jìn)行合理的評價(jià)。
教師布置作業(yè):通過讓學(xué)生收集這節(jié)課所學(xué)知識在生產(chǎn)和生活中有關(guān)的應(yīng)用實(shí)例,發(fā)布到校園網(wǎng)上,以實(shí)現(xiàn)資源共享或形成書面文字,同學(xué)之間進(jìn)行交流討論。
6、結(jié)語
(課件)總之,在本節(jié)課的設(shè)計(jì)中,定位于引導(dǎo)式教學(xué),注重學(xué)生的自主學(xué)習(xí),通過類比的方法在原有知識的基礎(chǔ)上建構(gòu)新知識。
整個(gè)教學(xué)過程是這樣設(shè)計(jì)的,但在實(shí)際課堂上還要根據(jù)當(dāng)時(shí)的情景、學(xué)生反饋的信息、突發(fā)事件等不斷調(diào)控,以達(dá)到設(shè)計(jì)思想、方法、手段與學(xué)生實(shí)際的融合,充分發(fā)揮師生在課堂上的主導(dǎo)和主體作用,取得最佳的教學(xué)效益。
帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)說課稿2一、教材的分析與處理:
1地位和作用:
本節(jié)是高中物理甲種本第二冊第六章的`第十一節(jié)。電場是電學(xué)的基本知識,是學(xué)好電磁學(xué)的關(guān)鍵。本節(jié)是本章知識的重要應(yīng)用之一,是力學(xué)知識和電學(xué)知識的綜合。在教學(xué)大綱和考試說明中都把本節(jié)知識列為理解并掌握的內(nèi)容。通過對本節(jié)知識的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠把電場知識和牛頓定律、動(dòng)能定理、運(yùn)動(dòng)的合成與分解等力學(xué)知識有機(jī)地結(jié)合起來,加深對力、電知識的理解,有利于培養(yǎng)學(xué)生用物理規(guī)律解決實(shí)際問題的能力,同時(shí)也為以后學(xué)習(xí)帶電粒子在磁場中的運(yùn)動(dòng)打下基礎(chǔ)。
2.教材的安排與編者意圖:
這節(jié)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(yùn)動(dòng),研究了帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)問題。編者安排這一節(jié),一方面是加深對前面所學(xué)知識的理解,另一方面是借助分析帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn),使學(xué)生進(jìn)一步掌握運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。
3.學(xué)生基礎(chǔ):
這節(jié)課是在學(xué)生已經(jīng)比較熟練地掌握了力學(xué)和電場的基本知識,初步具備了分析有關(guān)電場問題的能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,考慮我們的學(xué)生基礎(chǔ)比較好,理解接受能力比較強(qiáng),可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,在共同的探討中掌握分析問題的方法。
4.教學(xué)目標(biāo):
根據(jù)教學(xué)大綱和考試說明的要求,結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)制定如下目標(biāo):
⑴知識上:理解并掌握帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的原理;
⑵能力上:培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、表達(dá)及應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的能力,進(jìn)一步養(yǎng)成科學(xué)思維的方法。
5.教材的處理:
以演示實(shí)驗(yàn)設(shè)疑,引入新課;通過微機(jī)模擬結(jié)合理論分析,講授知識。
重點(diǎn)讓學(xué)生清楚帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的原理,這是本節(jié)內(nèi)容的中心。由于帶電粒子的偏轉(zhuǎn)是曲線運(yùn)動(dòng),比較復(fù)雜,學(xué)生理解起來有一定的困難,故作為本節(jié)的難點(diǎn),通過類比重力場中的平拋運(yùn)動(dòng)突破難點(diǎn)。
二、教學(xué)設(shè)想:
1.教學(xué)的方法和手段:
本節(jié)屬于派生性的知識主要采用講授式的教學(xué)方法,以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,思維訓(xùn)練為主線。通過實(shí)驗(yàn)演示創(chuàng)設(shè)物理情景,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣;通過微機(jī)模擬電子運(yùn)動(dòng),使微觀粒子運(yùn)動(dòng)的過程宏觀化;通過恰當(dāng)?shù)膯栴}設(shè)置和類比方法的應(yīng)用,點(diǎn)撥了學(xué)生分析問題的方法思路;引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析、討論、歸納、總結(jié),使學(xué)生動(dòng)口、動(dòng)腦、動(dòng)手,親身參與獲取知識,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。另外,應(yīng)用計(jì)算機(jī)、大屏幕投影等現(xiàn)代化手段,既節(jié)約了時(shí)間,又提高了效率。
2.學(xué)法指導(dǎo):
根據(jù)學(xué)生已有的知識基礎(chǔ)和學(xué)生的實(shí)際接受能力及心理特點(diǎn):
⑴通過引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問題;
⑵通過問題的討論,培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力;
⑶通過鞏固練習(xí)加深對知識規(guī)律的消化理解;
⑷讓學(xué)生用已有的知識演繹推理、歸納總結(jié)出新的規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生對知識的遷移能力。
3.教學(xué)程序設(shè)計(jì):
為了切實(shí)完成所定教學(xué)目標(biāo),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,對一些主要的教學(xué)環(huán)節(jié)采取了如下設(shè)想:
⑴以演示實(shí)驗(yàn)設(shè)疑,創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景,激發(fā)學(xué)習(xí)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(nèi)惰性氣體發(fā)光,才能看到電子的徑跡。學(xué)生會(huì)對電子如何獲得速度產(chǎn)生疑問,通過控制電子束的偏轉(zhuǎn)方向,學(xué)生又會(huì)對這一目的的如何實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生疑惑,從而強(qiáng)烈地激發(fā)了學(xué)生的求知欲望,進(jìn)而提出課題。約3分鐘。
⑵在新課教學(xué)中,以微機(jī)模擬與問題探討想結(jié)合進(jìn)行理論分析,使學(xué)生由感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。
①.以微機(jī)演示電子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的全過程,讓學(xué)生觀察分析:電子運(yùn)動(dòng)的全過程可以分為那幾個(gè)階段?在每一階段電子各做什么運(yùn)動(dòng)?這樣可以使學(xué)生先在整體上對帶電粒子運(yùn)動(dòng)的全過程有清晰的脈絡(luò),有助于局部過程的分析。
②.以微機(jī)演示電子在加速電場中的運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生思考如何求電子射出加速電場時(shí)的速度?并進(jìn)行推導(dǎo)。使學(xué)生認(rèn)識到在勻強(qiáng)電場中可以根據(jù)牛頓定律和動(dòng)能定理求速度,同時(shí)指出應(yīng)用能量的觀點(diǎn)研究加速問題比較簡單,動(dòng)能定理也適用于非勻強(qiáng)電場。從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,進(jìn)一步養(yǎng)成科學(xué)思維的方法。
③.以微機(jī)演示電子在偏轉(zhuǎn)電場中的運(yùn)動(dòng),并引導(dǎo)學(xué)生觀察思考:①電子在偏轉(zhuǎn)電場中的運(yùn)動(dòng)與物體在重力場中的平拋運(yùn)動(dòng)有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)?②如何類比重力場中的平拋運(yùn)動(dòng)來分析帶電粒子的偏轉(zhuǎn)?這樣的引導(dǎo)之后學(xué)生自然會(huì)找到解決問題的方法,從而突破了難點(diǎn),也培養(yǎng)了學(xué)生對知識的遷移能力。同時(shí)滲透事物之間普遍聯(lián)系的辨證唯物主義思想。
④.在上述理論分析的前提下,讓學(xué)生動(dòng)手動(dòng)筆推導(dǎo)側(cè)向速度V┸,側(cè)向位移y及偏轉(zhuǎn)角Ф的表達(dá)式。使學(xué)生清楚知識的來龍去脈,加深記憶,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。
⑤.引導(dǎo)學(xué)生分組討論:如何改變電子射出加速電場時(shí)的速度、電子射出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的側(cè)向位移及偏轉(zhuǎn)角的大小?進(jìn)一步對加速和偏轉(zhuǎn)的原理深化理解,充分挖掘?qū)W生潛能。
⑥.用電子束演示儀驗(yàn)證理論分析的正確性,使學(xué)生由理性認(rèn)識回到實(shí)踐中來。
⑶設(shè)置聯(lián)系加速和偏轉(zhuǎn)的全過程的問題進(jìn)行鞏固練習(xí),培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用新知綜合分析問題解決問題的能力,同時(shí)進(jìn)行知識反饋。
⑷小結(jié):設(shè)置問題1:我們怎樣實(shí)現(xiàn)對帶電粒子的控制?引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行知識小結(jié);設(shè)置問題2:學(xué)習(xí)帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的目的是什么?理論聯(lián)系實(shí)際,培學(xué)生開拓意識和創(chuàng)新精神。
⑸布置作業(yè):以鞏固知識,豐富學(xué)生知識面為目的,同時(shí)減輕學(xué)生負(fù)擔(dān),作業(yè)為課后1、3題,并要求學(xué)生查閱有關(guān)帶電粒子加速和偏轉(zhuǎn)應(yīng)用的科普文章。
4.板書設(shè)計(jì):綱要式板書,力求條理清晰,體現(xiàn)中心內(nèi)容,突出重點(diǎn)。
三、說課板書:(含時(shí)間分配)
全過程
實(shí)驗(yàn)引題——微機(jī)模擬加速規(guī)律得出——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——鞏固練習(xí)。
帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)說課稿3教學(xué)分析:
學(xué)習(xí)任務(wù)分析:本節(jié)內(nèi)容隸屬高中物理新教材第十三章第九節(jié),大綱要求學(xué)生理解帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并能分析解決加速和偏轉(zhuǎn)方向的問題。帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)問題是物理電學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn),它涉及到帶電粒子在電場中的受力分析,能量轉(zhuǎn)化,運(yùn)動(dòng)合成與分解等諸多知識點(diǎn),要求學(xué)生具有運(yùn)用電學(xué)知識和力學(xué)知識處理力電綜合問題的分析、推理能力,以該問題為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出的力電綜合問題歷來是高考中的熱點(diǎn)。
學(xué)生情況分析:這節(jié)課是在學(xué)生已經(jīng)比較熟練地掌握了力學(xué)和電場的基本知識,初步具備了分析有關(guān)電場問題的能力的基礎(chǔ)上進(jìn)行的,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,在共同的探討中掌握分析問題的方法。
教學(xué)目標(biāo):
1、學(xué)習(xí)運(yùn)用靜電力、電場強(qiáng)度等概念研究帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)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(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律——只受電場力,帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng).
3、掌握初速度與場強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))
4、培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用物理知識對具體問題進(jìn)行具體分析的能力
5、通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的意志品質(zhì)
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):
重點(diǎn):帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律
難點(diǎn):帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題及應(yīng)用。
教法學(xué)法:
1、類比必修2中學(xué)過的平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得出初速度與場強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)——類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
2、讓學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素的科學(xué)的研究方法
3.教法學(xué)法分析:
本節(jié)屬于派生性的知識主要采用講授式的教學(xué)方法,以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,思維訓(xùn)練為主線。通過電腦課件模擬帶電粒子運(yùn)動(dòng),使微觀粒子運(yùn)動(dòng)的過程宏觀化;通過恰當(dāng)?shù)膯栴}設(shè)置和類比方法的應(yīng)用,點(diǎn)撥了學(xué)生分析問題的方法思路;引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析、討論、歸納、總結(jié),使學(xué)生動(dòng)口、動(dòng)腦、動(dòng)手,親身參與獲取知識,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
通過信息技術(shù)與物理學(xué)科整合的實(shí)現(xiàn),以達(dá)到以學(xué)生為主,讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí),自主探究,體會(huì)成功的目的。基于以上設(shè)計(jì)思想,本節(jié)課在多媒體教室進(jìn)行,教師機(jī)通過控制平臺可以將相關(guān)教學(xué)資源通過投影儀展示在大屏幕上。
教學(xué)程序:
(一)引入新課
通過思考與討論讓學(xué)生進(jìn)行自主訓(xùn)練,分析總結(jié)得出帶電粒子的加速運(yùn)動(dòng)規(guī)律,進(jìn)而引入新課。
(二)新課教學(xué)
1、帶電粒子的加速
通過練習(xí)2引導(dǎo)學(xué)生用兩種方法分析粒子被加速,分析得出用動(dòng)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(zhuǎn)
通過練習(xí)3讓學(xué)生類比學(xué)過的平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析、討論、歸納、總結(jié)得出初速度與場強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)——類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí),自主探究,再講解例題2恰當(dāng)點(diǎn)撥學(xué)生分析問題的方法思路從而突破重點(diǎn)難點(diǎn)。通過學(xué)生的主動(dòng)探求,培養(yǎng)并提高學(xué)生的分析、歸納、綜合的能力。
(三)課堂小結(jié)
1、動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)
2、能量觀點(diǎn)
1、垂直電場方向: 做勻速直線運(yùn)動(dòng)
2、平行電場方向:做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng),跟重物在重力場中的運(yùn)動(dòng)相似(有時(shí)像自由落體運(yùn)動(dòng),有時(shí)像拋體運(yùn)動(dòng),依初速度是否為0而定),但有區(qū)別.