第一篇:1.2 庫侖定律教案
教學(xué)目標(biāo):
(一)知識(shí)與技能
1.掌握庫侖定律,要求知道點(diǎn)電荷的概念,理解庫侖定律的含義及其公式表達(dá),知道靜電力常量.
2.會(huì)用庫侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算. 3.知道庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)原理.
(二)過程與方法
通過演示讓學(xué)生探究影響電荷間相互作用力的因素,再得出庫侖定律
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀 培養(yǎng)學(xué)生的觀察和探索能力
【板書】:
1、影響兩電荷之間相互作用力的因素:1.距離.2.電量.
2、庫侖定律
內(nèi)容表述:力的大小跟兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量的乘積成正比,跟它們的距離的二次方成反比.作用力的方向在兩個(gè)點(diǎn)電荷的連線上
公式:F?kq1q2 2r靜電力常量k = 9.0×109N·m2/C2 適用條件:真空中,點(diǎn)電荷——理想化模型
介紹:(1).關(guān)于“點(diǎn)電荷”,應(yīng)讓學(xué)生理解這是相對(duì)而言的,只要帶電體本身的大小跟它們之間的距離相比可以忽略,帶電體就可以看作點(diǎn)電荷.嚴(yán)格地說點(diǎn)電荷是一個(gè)理想模型,實(shí)際上是不存在的.這里可以引導(dǎo)學(xué)生回顧力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn)的概念.容易出現(xiàn)的錯(cuò)誤是:只要體積小就能當(dāng)點(diǎn)電荷,這一點(diǎn)在教學(xué)中應(yīng)結(jié)合實(shí)例予以糾正.
m1=9.10×10-31kg,質(zhì)子的質(zhì)量m2=1.67×10-27kg.電子和質(zhì)子的電荷量都是1.60×10-19C.
分析:這個(gè)問題不用分別計(jì)算電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力,而是列公式,化簡之后,再求解.
解:電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力分別是
F1=kQ1Q2m1m2F1kQ1Q2,F(xiàn)=G,=2F2Gm1·m2r2r2F19.0×109×160.×10?19×160.×10?1939=?11?31?27=2.3×10F26.67×10×9.10×10×167.×10
可以看出,萬有引力公式和庫侖定律公式在表面上很相似,表述的都是力,這是
第二篇:庫侖定律教案
庫侖定律
教學(xué)目標(biāo):掌握庫侖定律的內(nèi)容,學(xué)會(huì)用庫侖定理解題,了解生活中的靜電現(xiàn)象。
教學(xué)重點(diǎn):定性與定量的描述力與距離和電量的關(guān)系,庫倫定理的內(nèi)容及適用條件。
教學(xué)難點(diǎn):庫侖定理的適用條件,探究力與電量和距離關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。教師:上一節(jié)課,我們探究一種新的性質(zhì)力的產(chǎn)生條件,并對(duì)這一條件進(jìn)行了認(rèn)識(shí),就是物體必須帶有電荷。電荷的種類有哪些?起電方式?它們有什么樣的相互作用規(guī)律?請(qǐng)同學(xué)們一起回顧以上所涉及到的知識(shí)。學(xué)生:回答
1、探究庫侖定理
老師:我們研究一種性質(zhì)的力,除了研究產(chǎn)生的條件,有時(shí)更關(guān)心的是它的大小,那么它的大小與哪些因素有關(guān)呢?這就是本節(jié)課所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
復(fù)習(xí)了相關(guān)知識(shí),我們看幾張圖片更直觀的了解帶電體相互作用的性質(zhì)??吹降谝粡垐D片我們可以想到語文中的一個(gè)成語,是什么呀?怒發(fā)沖冠對(duì)不對(duì)?只不過這里沖冠的原因是因?yàn)槭艿届o電的作用,由于人與帶電體都帶上了同種電荷,在斥力的作用下,使人的頭發(fā)豎起來了!我們?cè)賮砜聪乱粡垐D片,這是帶電的塑料勺子,當(dāng)靠近細(xì)流時(shí),因?yàn)橥N電荷相吸,使水流的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。我們看一下視頻?!衿姘?,靜電居然有這樣的魔力。那想想,改變水流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因是什么? 學(xué)生:力
老師:嗯,非常正確??戳艘陨蟽蓮垐D,結(jié)合你們現(xiàn)有的知識(shí),請(qǐng)同學(xué)們猜想一下兩帶電體之間的作用力與哪些因素有關(guān)呢?
同學(xué):猜想電量、大小、形狀,兩電荷間的距離……探究實(shí)驗(yàn)好像就只針對(duì)電荷量與距離,沒有考慮其他因素若他們猜想與質(zhì)量有關(guān) 老師:同學(xué)們的猜想各有各的道理,但是其實(shí)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)以證明,當(dāng)兩個(gè)點(diǎn)電荷相距較遠(yuǎn)時(shí),改變它的質(zhì)量或體積都不會(huì)改變他們之間作用力的大小。那與距離以及電荷量對(duì)他們的作用力有何關(guān)系呢?
我們看一個(gè)動(dòng)畫(FLASH)。注意課本將這個(gè)內(nèi)容的目的大家要認(rèn)真觀察,注意老師是怎么演示的!這是帶電的固定小球A,金屬小球通過細(xì)線懸掛在鐵架臺(tái)上,先后懸掛于P1、P2、P3位置,為了方便我們比較不同位置的偏轉(zhuǎn)角度的大小關(guān)系,我們將小球在不同位置的三種狀態(tài)呈現(xiàn)在同一張圖上。同學(xué)們觀察,此時(shí)三個(gè)位置的偏轉(zhuǎn)角的變化情況是怎樣的? 學(xué)生:依次變小。
老師:嗯,對(duì)!那我們現(xiàn)在對(duì)小球進(jìn)行受力分析。可以知道,F(xiàn)= 說明了偏轉(zhuǎn)角度越大,它受到的力越(大)。那造成這個(gè)小球在不同位置受力大小不同原因是什么呢? 學(xué)生:因?yàn)樗麄兙鄮щ婓w的距離不同。
老師:嗯,那是不是說明距離越小,力就越大?,F(xiàn)在當(dāng)老師將帶電體靠近金屬小球時(shí),大家注意,偏轉(zhuǎn)角度如何變化?學(xué)生:越來越小 老師:嗯,對(duì),根據(jù)這個(gè)式子,說明力也是越來越(?。┑?!現(xiàn)在我們有一次說明了距離越小力越大,距離越大力越?。?/p>
老師:現(xiàn)在我們控制距離不變而去改變帶電體的電量,看看會(huì)有什么現(xiàn)象?(改變小球電量)同學(xué)們,小球是不是在原來的偏轉(zhuǎn)角下變得更(大)了。
老師:同學(xué)們,我們同樣可以得到隨著電荷量的增大力也會(huì)變得更大!
老師:我們定性地得出了力的大小的影響因素,是帶電體之間的距離以及它們的電量。但是怎樣得到他們之間的定量關(guān)系呢?關(guān)于這個(gè)問題,科學(xué)家們剛開始也不是很快明白的。其實(shí)對(duì)于任何一個(gè)物理規(guī)律探索的過程中,都不是一蹴而就的!是有很多物理學(xué)家不斷地做實(shí)驗(yàn),然后總結(jié)歸納,最后才走到成功的!同樣庫侖定理的發(fā)現(xiàn)亦如此!對(duì)庫侖定理有貢獻(xiàn)的首先是富蘭克林。他做了一個(gè)空罐實(shí)驗(yàn),有一個(gè)帶電的金屬桶,當(dāng)以用細(xì)線懸掛的金屬軟木球靠近在金屬外表面,會(huì)受到引力作用。但若將軟木球放在桶內(nèi),不管軟木球置于何處,都不受到電的吸引作用。當(dāng)時(shí),富蘭克林百思不得其解。大約過了十年,富蘭克林寫信告訴他英國的朋友普利斯特里。普利斯特里核實(shí)了富蘭克林的實(shí)驗(yàn),并以非凡的洞察力領(lǐng)悟到通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以得到電力反平方定律,因?yàn)楫?dāng)軟木球放在很深的帶電金屬桶內(nèi)時(shí),沒有電力作用在這個(gè)球上,這個(gè)事實(shí)是與沒有萬有引力作用于物質(zhì)球殼內(nèi)部的質(zhì)點(diǎn)上這個(gè)事實(shí)相類似的。由于萬有引力服從反平方定律,也許電力也服從反平方定律。
在上述實(shí)驗(yàn)事實(shí)和推測(cè)的啟發(fā)下,庫侖通過實(shí)驗(yàn)定量的測(cè)出電荷間作用力與距離、電荷量的關(guān)系,并最終得到庫侖定律。
從庫侖定律的發(fā)現(xiàn)歷程中,我們可以看到,類比推理在科學(xué)研究中所起的作用是很大的。如果不是先有萬有引力定律的發(fā)現(xiàn),并利用類比推理進(jìn)行合理猜想,單靠具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累,不知何年才能得到嚴(yán)格的庫侖定律表達(dá)式。那同學(xué)們此時(shí)應(yīng)該會(huì)問:庫侖當(dāng)年是如何定量的得出力與距離和電荷量的關(guān)系的呢?我們一起來看一下當(dāng)年庫侖做實(shí)驗(yàn)的裝置——庫侖扭秤。這個(gè)裝置與當(dāng)年卡文迪許測(cè)量引力常量的裝置十分類似。
2、庫侖的實(shí)驗(yàn)(學(xué)生自學(xué),觀看相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)視頻)
老師:首先我們來介紹庫侖扭秤裝置。紐秤的結(jié)構(gòu)如圖。在細(xì)銀絲下懸掛一根絕緣棒,棒的一端是一個(gè)帶電的小球A,另一端是一個(gè)不帶電的球B,B與A所受的重力平衡,現(xiàn)在從容器正上方放入一固定小球C。為了研究帶電體之間的作用力,先使A、C各帶同種電荷,這時(shí)秤桿會(huì)因A端受力而偏轉(zhuǎn)。此時(shí)銀絲就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)扭轉(zhuǎn)力矩。那么懸絲的扭力矩等于施于小球A上電力的力矩。根據(jù)力矩平衡原理,可以知道在此距離下A、C之間的作用力。這就是扭秤裝置的原理。那現(xiàn)在如果老師讓同學(xué)們自己利用已有的知識(shí)來設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn),你們又該如何得出力與距離以及電荷量的關(guān)系呢?設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),首先要確定的是用什么研究方法!那有多個(gè)變量影響的情況下,用什么方法?是不是與我們之前探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系所用的方法是一樣的,是(控制變量法)?,F(xiàn)在給大家兩分鐘思考一下。大家應(yīng)該都有了自己的想法,只要合理就是可以的?,F(xiàn)在我們給出一種方案,大家在看在看這個(gè)視頻的時(shí)候,與自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比。如果有更好的,下課后和老師同學(xué)分享。這個(gè)視頻中的實(shí)驗(yàn)在庫困扭秤的基礎(chǔ)上,對(duì)裝置進(jìn)行了改進(jìn),用杠桿平衡的方法,最終也定量的測(cè)出了力與距離、半徑的關(guān)系。(我們先一起來認(rèn)識(shí)一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置。這是微量天平,這是滑道,滑道的右側(cè)有一標(biāo)尺,有兩個(gè)完全相等的帶電小球,一個(gè)裝在微量天平的右側(cè),另一個(gè)裝在滑道上,他可以在滑道上上下移動(dòng)來改變兩球的距離,距離的大小從標(biāo)尺上讀出。微量天平的左側(cè)有一游碼,可以左右移動(dòng),來維持衡量的水平。這個(gè)實(shí)驗(yàn)員操作是相當(dāng)規(guī)范的,他將絕緣小球通過與人體接觸,是之不帶電。再讓它和與它相同的小球相碰,從而使帶電小球的電量減半。)看了這個(gè)視頻,我們一起來回憶一下。先保持電量不變,改變兩球之間的距離r,得出力與距離的平方成正比;然后控制距離不變,改變兩球的帶電量,得出力與電量的乘積成反比。而庫侖當(dāng)年也得到了這樣的結(jié)論。
3、分析庫侖定律內(nèi)容 老師:閱讀教材,庫侖定律的內(nèi)容是怎樣敘述的。大家一起來閱讀一遍。根據(jù)庫侖定理內(nèi)容,我們得出了其表達(dá)式。我們要明確每個(gè)字母所代表的物理意義。K值是靜電力常量,大小為……請(qǐng)問K常量有沒有單位?如果有,又給如何得出它的單位?通過表達(dá)式得出。我們來看一下應(yīng)用庫侖定律時(shí)應(yīng)該注意哪些問題。同學(xué)們都知道電荷具有正負(fù),但在計(jì)算力的大小時(shí),為了避免出錯(cuò),我們一般只帶電荷的絕對(duì)值進(jìn)行計(jì)算。至于力的方向,就直接通過同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引來判斷。
從庫侖定律內(nèi)容的表述中,我們看到該定理成立是有條件的。請(qǐng)你們畫出庫侖定理的條件。學(xué)生:閱讀并畫關(guān)鍵詞。
老師:你們畫出的關(guān)鍵詞匯有哪些?***,你起來回答一下。學(xué)生:真空、靜止、點(diǎn)電荷。
老師:嗯,也善于把握定理的條件。我們一起來理解一下。真空:庫侖定律的適用條件是在真空,為什么其他介質(zhì)不行呢?因?yàn)榉旁谌魏我粋€(gè)介質(zhì),在電荷的作用下都會(huì)被極化,產(chǎn)生的極化電荷會(huì)對(duì)我們帶電物質(zhì)的作用力產(chǎn)生影響。同學(xué)們也可以這樣理解,不同的介質(zhì)具有不同的k值,前面K的大小是在真空中的大小,對(duì)于其他介質(zhì),比如玻璃,K值就已經(jīng)不是那么大了。所以不能用真空中的庫侖定律公式來求其他介質(zhì)中的靜電力?,F(xiàn)在觀察庫侖扭秤裝置,他將帶電體放在圓柱體的容器中,我們應(yīng)該發(fā)現(xiàn),庫侖已經(jīng)注意到減小空氣方面的影響。前面看的那個(gè)視頻,實(shí)驗(yàn)是在空氣中做的。所以在空氣中,高中階段我們依然使用庫侖定律的近似處理。
靜止:當(dāng)同學(xué)們深入學(xué)習(xí)就會(huì)明白,如果帶電體具有相對(duì)運(yùn)動(dòng),那運(yùn)動(dòng)的電荷會(huì)產(chǎn)生磁場,那他不僅會(huì)受到電場力,還會(huì)受到磁場力,所以庫侖定律不再使用。
點(diǎn)電荷:這個(gè)請(qǐng)同學(xué)們自己來分析,怎樣的帶電體可以看做點(diǎn)電荷?點(diǎn)電荷類似力學(xué)中的質(zhì)點(diǎn),那怎樣的物體可以看成質(zhì)點(diǎn)呢? 學(xué)生:當(dāng)物體的形狀大小相對(duì)于所研究的問題可以忽略是就可以看成質(zhì)點(diǎn)。
老師:同樣的道理,通過類比,我們知道在研究帶電體間的相互作用時(shí),如果帶電體自身的大小遠(yuǎn)小于它們之間的距離.以至帶電體自身的大小、形狀及電荷分布狀況對(duì)我們所討論的問題影響甚小,相對(duì)來說可把帶電體看作一帶電的點(diǎn),叫做點(diǎn)電荷。也就是說,點(diǎn)電荷和質(zhì)點(diǎn)一樣也是一種理想化的物理模型。
分析了庫倫定理的的適用條件,應(yīng)該對(duì)該定理有了更深的理解。其實(shí)任何規(guī)律的成立,都有其成立的特定條件。所以,在以后使用這些規(guī)律分析問題時(shí),千萬要注意:所研究問題是否與所使用規(guī)律的條件相符。同學(xué)們,如果有兩個(gè)帶點(diǎn)的小球不斷靠近,力會(huì)不會(huì)變得無窮大呢?若學(xué)生說不會(huì),那我應(yīng)該問為什么呢?因?yàn)榇藭r(shí)已經(jīng)不能再看做點(diǎn)電荷了……對(duì),也就是說不滿足庫倫定理的適用條件,所以不能再用表達(dá)式計(jì)算庫侖力的大小。問題提問方式,不要自己不斷解釋(當(dāng)他們的大小與兩者間的距離相比不能忽略時(shí),是不是此時(shí)就不滿足庫倫定理的適用條件了,因?yàn)榇藭r(shí)在力的作用下改變了帶點(diǎn)球體上的電荷分布,電荷不再均勻分布在帶電體表面。在這種情況下,電荷就不能看成是集中在球心的點(diǎn)電荷。所以不能用公式計(jì)算力的大小。)刪掉這段內(nèi)容
下面我們來看一個(gè)例題,檢驗(yàn)同學(xué)們掌握的情況……()通過這道例題,同學(xué)們?cè)趹?yīng)用庫侖定律時(shí)應(yīng)該會(huì)小心很多。同學(xué)們,普利斯特利從空罐實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象,受到了萬有引力平方反 比定理的啟發(fā),進(jìn)而猜想到庫侖力的影響因素。物理學(xué)家們?cè)谔骄康倪^程就一直認(rèn)為庫侖定律與萬有引力定律有相似之處。而自然規(guī)律既具有多樣性,又具有統(tǒng)一性,我們一起總結(jié)一下它們兩者的不同點(diǎn)與相同點(diǎn)。你們覺得有哪些地方不同點(diǎn)呢?
學(xué)生:回答(公式、適用范圍、影響力大小的因素、不同點(diǎn))我們一起比較了萬有引力定律與庫侖定律,同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)過程中,也要對(duì)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)歸納以及對(duì)比。這樣我們可以加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。我們知道任何有質(zhì)量的兩個(gè)物體之間都存在萬有引力,那想想電荷間是不是既受到萬有引力也受到靜電力呢?那在研究微觀帶點(diǎn)力的相互作用力時(shí),是否兩者都要算呢?
下面我們來看一道題。左邊的一組同學(xué)算萬有引力,右邊的同學(xué)算庫侖力。告訴老師你們計(jì)算的結(jié)果。萬有引力的大???庫侖力的大???那我們將這兩個(gè)力比一下,得出了庫侖力比萬有引力大得多!所以在研究微觀帶電粒子(電子、質(zhì)子、離子、原子核等等)的相互作用時(shí),由于微觀粒子間的萬有引力遠(yuǎn)小于庫侖力,通??梢院雎晕⒂^粒子間的萬有引力。
庫侖定律內(nèi)容中描述的是兩個(gè)點(diǎn)電荷,那如果換成三個(gè)及三個(gè)以上的點(diǎn)電荷,庫侖定律是否還適用?那又如何求力的大小呢?我們知道,兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力不因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而有所改變。因此三個(gè)或三個(gè)以上點(diǎn)電荷之間的靜電力,可以先分別求出各個(gè)點(diǎn)電荷的作用力大小,利用平行四邊行法則進(jìn)行矢量合成,就可以所受到的合力了。那我們來看書本上的一個(gè)例題。
第三篇:《庫侖定律》教案分析
《庫侖定律》教案分析
【三維目標(biāo)】
知識(shí)與技能:
.知道點(diǎn)電荷的概念,理解并掌握庫侖定律的含義及其表達(dá)式;
2.會(huì)用庫侖定律進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算;
3.知道庫侖扭稱的原理。
過程與方法:
.通過學(xué)習(xí)庫侖定律得出的過程,體驗(yàn)從猜想到驗(yàn)證、從定性到定量的科學(xué)探究過程,學(xué)會(huì)通過間接手段測(cè)量微小力的方法;
2.通過探究活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象、分析結(jié)果及結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問題的研究方法。
情感、態(tài)度和價(jià)值觀:
.通過對(duì)點(diǎn)電荷的研究,讓學(xué)生感受物理學(xué)研究中建立理想模型的重要意義;
2.通過靜電力和萬有引力的類比,讓學(xué)生體會(huì)到自然規(guī)律有其統(tǒng)一性和多樣性。
【教學(xué)重點(diǎn)】
.建立庫侖定律的過程;
2.庫侖定律的應(yīng)用。
【教學(xué)難點(diǎn)】
庫侖定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程。
【教學(xué)方法】
實(shí)驗(yàn)探究法、交流討論法。
【教學(xué)過程和內(nèi)容】
<引入新課>同學(xué)們,通過前面的學(xué)習(xí),我們知道“同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引”,這讓我們對(duì)電荷間作用力的方向有了一定的認(rèn)識(shí)。我們把電荷間的作用力叫做靜電力,那么靜電力的大小滿足什么規(guī)律呢?讓我們一起進(jìn)入本章第二節(jié)《庫侖定律》的學(xué)習(xí)。
<庫侖定律的發(fā)現(xiàn)>
活動(dòng)一:思考與猜想
同學(xué)們,電荷間的作用力是通過帶電體間的相互作用來表現(xiàn)的,因此,我們應(yīng)該研究帶電體間的相互作用??墒牵钪袔щ婓w的大小和形狀是多種多樣的,這就給我們尋找靜電力的規(guī)律帶來了麻煩。
早在300多年以前,偉大的牛頓在研究萬有引力的同時(shí),就曾對(duì)帶電紙片的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究,可是由于帶電紙片太不規(guī)則,牛頓對(duì)靜電力的研究并未成功。
大家對(duì)研究對(duì)象的選擇有什么好的建議嗎?
在靜電學(xué)的研究中,我們經(jīng)常使用的帶電體是球體。
帶電體間的作用力(靜電力)的大小與哪些因素有關(guān)呢?
請(qǐng)學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)大膽猜想。
<定性探究>電荷間的作用力與影響因素的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)表明:電荷間的作用力F隨電荷量q的增大而增大;隨距離r的增大而減小。
(提示)我們的研究到這里是否可以結(jié)束了?為什么?
這只是定性研究,應(yīng)該進(jìn)一步深入得到更準(zhǔn)確的定量關(guān)系。
(問題3)靜電力F與r,q之間可能存在什么樣的定量關(guān)系?
你覺得哪種可能更大?為什么?(引導(dǎo)學(xué)生與萬有引力類比)
活動(dòng)二:設(shè)計(jì)與驗(yàn)證
<實(shí)驗(yàn)方法>
(問題4)研究F與r、q的定量關(guān)系應(yīng)該采用什么方法?
控制變量法——(1)保持q不變,驗(yàn)證F與r2的反比關(guān)系;
(2)保持r不變,驗(yàn)證F與q的正比關(guān)系。
<實(shí)驗(yàn)可行性討論>.困難一:F的測(cè)量(在這里F是一個(gè)很小的力,不能用彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)量,你有什么辦法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)F大小的間接測(cè)量嗎?)
困難二:q的測(cè)量(我們現(xiàn)在并不知道準(zhǔn)確測(cè)定帶電小球所帶的電量的方法,要研究F與q的定量關(guān)系,你有什么好的想法嗎?)
(思維啟發(fā))有這樣一個(gè)事實(shí):兩個(gè)相同的金屬小球,一個(gè)帶電、一個(gè)不帶電,互相接觸后,它們對(duì)相隔同樣距離的第三個(gè)帶電小球的作用力相等。
——這說明了什么?(說明球接觸后等分了電荷)
(追問)現(xiàn)在,你有什么想法了嗎?
<實(shí)驗(yàn)具體操作>定量驗(yàn)證
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們距離的二次方成反比。
<得出庫侖定律>同學(xué)們,我們一起用了大約20分鐘得到的這個(gè)結(jié)論,其實(shí)在物理學(xué)發(fā)展史上,數(shù)位偉大的科學(xué)家用了近30年的時(shí)間得到的并以法國物理學(xué)家?guī)靵龅拿謥砻膸靵龆伞?/p>
啟示一:類比猜想的價(jià)值
讀過牛頓著作的人都可能推想到:凡是表現(xiàn)這種特性的相互作用都應(yīng)服從平方反比定律。這似乎用類比推理的方法就可以得到電荷間作用力的規(guī)律。正是這樣的類比,讓電磁學(xué)少走了許多彎路,形成了嚴(yán)密的定量規(guī)律。馬克·吐溫曾說“科學(xué)真是迷人,根據(jù)零星的事實(shí),增添一點(diǎn)猜想,竟能贏得那么多的收獲!”??茖W(xué)家以廣博的知識(shí)和深刻的洞察力為基礎(chǔ)進(jìn)行的猜想,才是最具有創(chuàng)造力的思維活動(dòng)。
然而,英國物理史學(xué)家丹皮爾也說“自然如不能被目證那就不能被征服!”
啟示二:實(shí)驗(yàn)的精妙
1785年庫侖在前人工作的基礎(chǔ)上,用自己設(shè)計(jì)的扭稱精確驗(yàn)證得到了庫侖定律。(庫侖扭稱實(shí)驗(yàn)的介紹:這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)相當(dāng)巧妙。把微小力放大為力矩,將直接測(cè)量轉(zhuǎn)換為間接測(cè)量,從而得到靜電力的作用規(guī)律——庫侖定律。)
<講解庫侖定律>
1.內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
2.?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式:
(說明),叫做靜電力常量。
3.適用條件:(1)真空中;
(2)靜止的;(3)點(diǎn)電荷。
(強(qiáng)調(diào))庫侖定律的公式與萬有引力的公式在形式上盡管很相似,但仍是性質(zhì)不同的兩種力。我們來看下面的題目:
<達(dá)標(biāo)訓(xùn)練>
例題1:
(過渡)兩個(gè)點(diǎn)電荷的靜電力我們會(huì)求解了,可如果存在三個(gè)電荷呢?
(承前啟后)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力不因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而有所改變。因此,多個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)同一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)點(diǎn)電荷的作用力的矢量和。
例題2:
(拓展說明)庫侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一。雖然給出的是點(diǎn)電荷間的靜電力,但是任何一個(gè)帶電體都可以看成是由許多點(diǎn)電荷組成的。所以,如果知道了帶電體的電荷分布,就可以根據(jù)庫侖定律和平行四邊形定則求出帶電體間靜電力的大小和方向了。而這正是庫侖定律的普遍意義。
<本堂小結(jié)>(略)
<課外拓展>
1.課本第8頁的“科學(xué)漫步”欄目,介紹的是靜電力的應(yīng)用。你還能了解更多的應(yīng)用嗎?
2.萬有引力與庫侖定律有相似的數(shù)學(xué)表達(dá)式,這似乎在預(yù)示著自然界的和諧統(tǒng)一。課后請(qǐng)同學(xué)查閱資料,了解自然界中的“四種基本相互作用”及統(tǒng)一場理論。
第四篇:《庫侖定律》教案
《靜電力
庫侖定律》教案
莆田十中
吳珍發(fā) 【三維目標(biāo)】 知識(shí)與技能:
1.知道點(diǎn)電荷的概念,理解并掌握庫侖定律的含義及其表達(dá)式;
2.會(huì)用庫侖定律進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用定律解決實(shí)際問題能力;
3.知道庫侖扭稱的原理。過程與方法:
1.通過學(xué)習(xí)庫侖定律得出的過程,體驗(yàn)從猜想到驗(yàn)證、從定性到定量的科學(xué)探究過程,學(xué)會(huì)通過間接手段測(cè)量微小力的方法;
2.通過探究活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生分析問題并利用有關(guān)物理知識(shí)解決物理問題的研究方法。情感、態(tài)度和價(jià)值觀:
1.通過對(duì)點(diǎn)電荷的研究,讓學(xué)生感受物理學(xué)研究中建立理想模型的重要意義;
2.通過靜電力和萬有引力的類比,讓學(xué)生體會(huì)到自然規(guī)律有其統(tǒng)一性和多樣性。【教學(xué)重點(diǎn)】
1.建立庫侖定律的過程;
2.庫侖定律的應(yīng)用。【教學(xué)難點(diǎn)】
庫侖定律的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過程,庫侖定律的應(yīng)用?!窘虒W(xué)方法】
實(shí)驗(yàn)探究法、交流討論法,啟發(fā)引導(dǎo)法 【教學(xué)過程和內(nèi)容】 <引入新課>同學(xué)們,通過前面的學(xué)習(xí),我們知道“同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引”,這讓我們對(duì)電荷間作用力的方向有了一定的認(rèn)識(shí)。我們把電荷間的作用力叫做靜電力,那么靜電力的大小滿足什么規(guī)律呢?讓我們一起進(jìn)入本章第二節(jié)《庫侖定律》的學(xué)習(xí)。<庫侖定律的發(fā)現(xiàn)> 活動(dòng)一:思考與猜想
同學(xué)們,電荷間的作用力是通過帶電體間的相互作用來表現(xiàn)的,因此,我們應(yīng)該研究帶電體間的相互作用??墒牵钪袔щ婓w的大小和形狀是多種多樣的,這就給我們尋找靜電力的規(guī)律帶來了麻煩。
早在300多年以前,偉大的牛頓在研究萬有引力的同時(shí),就曾對(duì)帶電紙片的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行研究,可是由于帶電紙片太不規(guī)則,牛頓對(duì)靜電力的研究并未成功。(問題1)大家對(duì)研究對(duì)象的選擇有什么好的建議嗎? 在靜電學(xué)的研究中,我們經(jīng)常使用的帶電體是球體。
(問題2)帶電體間的作用力(靜電力)的大小與哪些因素有關(guān)呢? 請(qǐng)學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗(yàn)大膽猜想。
<定性探究>電荷間的作用力與影響因素的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)表明:電荷間的作用力F隨電荷量q的增大而增大;隨距離r的增大而減小。(提示)我們的研究到這里是否可以結(jié)束了?為什么? 這只是定性研究,應(yīng)該進(jìn)一步深入得到更準(zhǔn)確的定量關(guān)系。(問題3)靜電力F與r,q之間可能存在什么樣的定量關(guān)系? 你覺得哪種可能更大?為什么?(引導(dǎo)學(xué)生與萬有引力類比)活動(dòng)二:設(shè)計(jì)與驗(yàn)證 2 <實(shí)驗(yàn)方法>(問題4)研究F與r、q的定量關(guān)系應(yīng)該采用什么方法? 控制變量法——(1)保持q不變,驗(yàn)證F與r2的反比關(guān)系;(2)保持r不變,驗(yàn)證F與q的正比關(guān)系。<實(shí)驗(yàn)可行性討論>.困難一:F的測(cè)量(在這里F是一個(gè)很小的力,不能用彈簧測(cè)力計(jì)直接測(cè)量,你有什么辦法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)F大小的間接測(cè)量嗎?)
困難二:q的測(cè)量(我們現(xiàn)在并不知道準(zhǔn)確測(cè)定帶電小球所帶的電量的方法,要研究F與q的定量關(guān)系,你有什么好的想法嗎?)(思維啟發(fā))有這樣一個(gè)事實(shí):兩個(gè)相同的金屬小球,一個(gè)帶電、一個(gè)不帶電,互相接觸后,它們對(duì)相隔同樣距離的第三個(gè)帶電小球的作用力相等?!@說明了什么?(說明球接觸后等分了電荷)(追問)現(xiàn)在,你有什么想法了嗎? <實(shí)驗(yàn)具體操作>定量驗(yàn)證
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:兩個(gè)點(diǎn)電荷間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們距離的二次方成反比。
<得出庫侖定律>同學(xué)們,我們一起用了大約20分鐘得到的這個(gè)結(jié)論,其實(shí)在物理學(xué)發(fā)展史上,數(shù)位偉大的科學(xué)家用了近30年的時(shí)間得到的并以法國物理學(xué)家?guī)靵龅拿謥砻膸靵龆伞?/p>
啟示一:類比猜想的價(jià)值
讀過牛頓著作的人都可能推想到:凡是表現(xiàn)這種特性的相互作用都應(yīng)服從平方反比定律。這似乎用類比推理的方法就可以得到電荷間作用力的規(guī)律。正是這樣的類比,讓電磁學(xué)少走了許多彎路,形成了嚴(yán)密的定量規(guī)律。馬克·吐溫曾說“科學(xué)真是迷人,根據(jù)零星的事實(shí),增添一點(diǎn)猜想,竟能贏得那么多的收獲!”??茖W(xué)家以廣博的知識(shí)和深刻的洞察力為基礎(chǔ)進(jìn)行的猜想,才是最具有創(chuàng)造力的思維活動(dòng)。
然而,英國物理史學(xué)家丹皮爾也說“自然如不能被目證那就不能被征服!” 啟示二:實(shí)驗(yàn)的精妙
1785年庫侖在前人工作的基礎(chǔ)上,用自己設(shè)計(jì)的扭稱精確驗(yàn)證得到了庫侖定律。(庫侖扭稱實(shí)驗(yàn)的介紹:這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)相當(dāng)巧妙。把微小力放大為力矩,將直接測(cè)量轉(zhuǎn)換為間接測(cè)量,從而得到靜電力的作用規(guī)律——庫侖定律。)<講解庫侖定律> 1.內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。2.?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式:
(說明),叫做靜電力常量。
3.適用條件:(1)真空中(一般情況下,在空氣中也近似適用);(2)靜止的;(3)點(diǎn)電荷。(強(qiáng)調(diào))庫侖定律的公式與萬有引力的公式在形式上盡管很相似,但仍是性質(zhì)不同的兩種力。我們來看下面的題目: <達(dá)標(biāo)訓(xùn)練> 例
1、(公式的簡單變化)兩個(gè)放在絕緣上的相同金屬球A、B,相距d,球的半徑比d小得多,分別帶有電荷3q和q,A球受到的庫侖引力大小為。則(1)B球受到的庫侖引力為__。(2)若保持球A、B的電荷量不變,電荷間的距離增大為原來的2倍,電荷間的作用力為____。(3)若保持球A、B間距離不變,電荷量都增大為原來的2倍,電荷間的作用 3 力為___。(4)現(xiàn)將這兩個(gè)金屬球接觸,然后仍放回原處,則電荷間的作用力將變?yōu)開__(引力或斥力),大小為____。
答案:1)F 2)F/4 3)4F 4)斥力
F/3 例2
(過渡)兩個(gè)點(diǎn)電荷的靜電力我們會(huì)求解了,可如果存在三個(gè)電荷呢?
例
3、(多力情況)有兩個(gè)帶正電的小球,電荷量分別為Q和9Q,在真空中相距l(xiāng).如果引入第三個(gè)小球,恰好使得3個(gè)小球只在它們相互的靜電力作用下都處于平衡狀態(tài),第三個(gè)小球應(yīng)帶何種電荷,應(yīng)放在何處,電荷量又是多少?
(承前啟后)兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力不因第三個(gè)點(diǎn)電荷的存在而有所改變。因此,多個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)同一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)點(diǎn)電荷的作用力的矢量和。解:
(多個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)同一點(diǎn)電荷作用力的疊加問題。一方面鞏固庫侖定律,另一方面,也為下一節(jié)電場強(qiáng)度的疊加做鋪墊。)(拓展說明)庫侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一。雖然給出的是點(diǎn)電荷間的靜電力,但是任何一個(gè)帶電體都可以看成是由許多點(diǎn)電荷組成的。所以,如果知道了帶電體的電荷分布,就可以根據(jù)庫侖定律和平行四邊形定則求出帶電體間靜電力的大小和方向了。而這正是庫侖定律的普遍意義。
例4(與其他力小綜合)兩個(gè)質(zhì)量均為0.20g的小球,帶的電量相同,用長為30.0cm的細(xì)線掛在同一點(diǎn).靜止時(shí)兩線夾角為2θ=10°.小球的半徑可忽略不計(jì),求每個(gè)小球的電荷量.(sinθ≈tanθ≈θ)
<靜電力與重力的比較> 4 1.庫侖扭秤實(shí)驗(yàn) △.萬有引力實(shí)驗(yàn)
①操作方法:力矩平衡:靜電力力矩=金屬細(xì)絲扭轉(zhuǎn)力矩.②思想方法:放大、轉(zhuǎn)化、控制變量法 2.與重力大小的比較
萬有引力與庫侖定律有相似的數(shù)學(xué)表達(dá)式,但是是兩種力,大小相差很大。
試比較電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力.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.電子和質(zhì)子的電荷量都是1.60×10-19C.距離是5.3×10-11m
(通過定量計(jì)算,讓學(xué)生明確對(duì)于微觀帶電粒子,因?yàn)殪o電力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萬有引力,所以我們往往忽略萬有引力。)
<本課小結(jié)>
一、點(diǎn)電荷
1、定義
2、理解:理想模型,視情況而定
二、庫侖定律
1、探 究實(shí)驗(yàn)
2、庫侖定律 1)內(nèi)容,2)公式
3)理解 :對(duì)r的理解,②K的理解k=9.0×109N·m2/C2 4)適用范圍 : ①
真空(空氣中近似成立)② 點(diǎn)電荷
5)應(yīng)用:例1,2,3,4(理解庫侖力,以及庫侖力的疊加,與其他力的平衡等)
三、與重力的區(qū)別 1)庫侖扭秤實(shí)驗(yàn) 2)與重力的比較
<課外拓展>
1.課本第8頁的“科學(xué)漫步”欄目,介紹的是靜電力的應(yīng)用。你還能了解更多的應(yīng)用嗎?
2.萬有引力與庫侖定律有相似的數(shù)學(xué)表達(dá)式,這似乎在預(yù)示著自然界的和諧統(tǒng)一。課后請(qǐng)同學(xué)查閱資料,了解自然界中的“四種基本相互作用”及統(tǒng)一場理論。
第五篇:庫侖定律電子教案
庫侖定律
一、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)目標(biāo)
1、知道兩種電荷,知道正負(fù)電荷的規(guī)定,知道電荷以及單位;
2、定性了解兩種電荷之間的作用規(guī)律;
3、掌握庫侖定律的內(nèi)容及其應(yīng)用;(二)能力目標(biāo)
1、通過對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的觀察概括出兩種電荷之間的作用規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生觀察、總結(jié)的能力;
2、知道人類對(duì)電荷間相互作用認(rèn)識(shí)的歷史過程,理解電荷的物理模型.(三)情感目標(biāo)
滲透物理方法的教育,運(yùn)用理想化模型的研究方法,突出主要因素、忽略次要因素,抽象出物理模型——點(diǎn)電荷,研究真空中靜止點(diǎn)電荷互相作用力問題.二、重點(diǎn)難點(diǎn)分析
(一)重點(diǎn)
1.對(duì)庫侖定律的理解。
(二)難點(diǎn)
1.對(duì)電荷這一抽象概念的理解; 2.對(duì)庫侖定律發(fā)現(xiàn)過程的探討。
(三)突破重、難點(diǎn)的方法
1.講清庫侖定律及適用條件,說明庫侖力符合力的特征,遵守牛頓第三定律。
2.為定性演示庫侖定律,應(yīng)使帶電小球表面光滑,防止尖端放電,支架應(yīng)選絕緣性能好的,空氣要干燥。
3.說清K的單位由公式中各量單位確定,其數(shù)值則由實(shí)驗(yàn)確定。
三、教學(xué)方法
演示實(shí)驗(yàn)、分組探究實(shí)驗(yàn)、老師和學(xué)生共同探究實(shí)驗(yàn)、討論、多媒體輔助。
四、教學(xué)過程
(一)新課引入
教師:上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電荷及其守恒定律,并且知道電荷間存在著相互的作用力,那么電荷間相互作用力的大小和什么有關(guān),有什么樣的規(guī)律?這節(jié)課我們就來深入學(xué)習(xí)這方面的內(nèi)容。
(二)新課教學(xué) 創(chuàng)設(shè)類科學(xué)物理情景,結(jié)合物理學(xué)史,探究庫侖定律,培養(yǎng)學(xué)生猜測(cè)與假設(shè)、制訂計(jì)劃的能力,體會(huì)科學(xué)研究方法(庫侖扭稱實(shí)驗(yàn))與物理思想(均分思想)對(duì)科學(xué)研究的重要價(jià)值
1、通過實(shí)驗(yàn),定性研究電荷間作用力的決定因素 〖情 景〗 電荷間有作用力已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)所證實(shí),如:驗(yàn)電器上同種電荷排斥使箔片張開,正電荷靠近導(dǎo)體吸引自由電子而使導(dǎo)體感應(yīng)起電等等。
〖問 題〗 這種電力能使箔片張開,能使自由電子移動(dòng),那么這種力到底是強(qiáng)還是弱呢?首先讓我們來感知這種力的強(qiáng)弱。
〖實(shí) 驗(yàn)〗 學(xué)生拿一個(gè)帶絕緣柄的金屬球去接觸起電機(jī)的金屬球,學(xué)生沒感覺。
〖分 析〗 說明這種力很小或很弱。
〖問 題〗 怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來“感知”這種弱力呢?
〖材 料〗
1、直接用彈簧秤來測(cè)量;
2、單擺做小角度擺動(dòng)時(shí),回復(fù)力很小F=mgsinθ,可以通過觀察角度來判斷回復(fù)力的大小。
〖分 析〗 能使彈簧形變的力,人一般都可以感覺,因此1不可行??梢杂?的裝置,但當(dāng)力F水平時(shí),F(xiàn)=mgtgθ,mg不變時(shí),可以通過感知θ角度來感知F。
〖設(shè) 計(jì)〗 細(xì)線吊一個(gè)小球A(帶電),另一個(gè)帶同種電的小球B靠近A,A球受力平衡時(shí),細(xì)線偏離豎直方向一個(gè)角度θ,如果B對(duì)A的力是水平的,則
F電=mgtgθ,如果θ越大,則F電越大,這樣可以通過θ的變化來判斷F電的變化。
〖問 題〗 這種電力的大小由哪些因素來決定呢? 〖材 料〗 特殊化分析:
1、兩個(gè)物體帶電才有電力作用,不帶電就無從談電力;
2、帶電體靠近導(dǎo)體時(shí),會(huì)出現(xiàn)靜電感應(yīng)現(xiàn)象,遠(yuǎn)離時(shí)現(xiàn)象不明顯或沒有靜電感應(yīng)現(xiàn)象。〖猜 想〗 電荷間的相互作用力與電荷電量的多少有關(guān)(電量越大,力越大);還與電荷間的距離有關(guān)(距離越近,力越大)。
〖實(shí) 驗(yàn)〗 控制變量方法進(jìn)行探索:
1、Q1、Q2不變,改變r(jià):r越小F越大;
2、Q1、r不變,改變Q2:Q2越大,F(xiàn)越大;
3、Q2、r不變,改變Q1:Q1越大,F(xiàn)越大(根據(jù)對(duì)稱性,2或3做一次即可)?!挤?析〗
1、Q越大,F(xiàn)越大:把Q1看成n個(gè)元電荷,每一元電荷都要受到Q2的作用,n個(gè)元電荷受力的合力既為Q1受到的力。Q1越大,元電荷越多,合力會(huì)越大。
2、倍數(shù)關(guān)系:假設(shè)Q1集中在一個(gè)點(diǎn)上,則每個(gè)元電荷受力完全相同,Q1受力既為任意元電荷受力的整數(shù)倍:F正比與Q1,若Q2也集中與一點(diǎn),同理可得F正比與Q2。
3、點(diǎn)電荷:我們把集中在一個(gè)點(diǎn)的電荷叫點(diǎn)電荷,它是一個(gè)理想化模型,實(shí)際的點(diǎn)電荷不存在,但是如果物體的形狀和大小對(duì)力的影響很小,可以忽略不計(jì)時(shí),可以近似為點(diǎn)電荷。
2、結(jié)合物理學(xué)史,定量得出庫侖定律
〖問 題〗 點(diǎn)電荷間的作用力會(huì)與距離有怎樣的定量關(guān)系呢?
〖猜 想〗 不成正比關(guān)系,而成反比關(guān)系?
〖實(shí) 驗(yàn)〗 實(shí)驗(yàn)思想:
1、放大思想:力很小,但力矩可以較大(阿基米德:給我一個(gè)支點(diǎn),我將翹起地球);
2、轉(zhuǎn)化思想:電力力矩與扭轉(zhuǎn)力矩相等,扭轉(zhuǎn)力矩正比于金屬絲扭轉(zhuǎn)角,則力也正比于角度,通過測(cè)定角度倍數(shù)關(guān)系即可得到力的倍數(shù)關(guān)系(避其鋒芒,巧妙迂回);
3、均分思想:帶電為Q的金屬小球與完全相同的不帶電金屬小球相碰分開,每小球帶電Q/2,同理可得Q/
4、Q/
8、Q/16等等電量的倍數(shù)關(guān)系(完全相同的小球具有對(duì)稱性)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果:
1、Q/2—Q/2:F;Q/2—Q/4:F/2,則F與Q成正比;
2、兩電荷相距為r時(shí):F;兩電荷相距2r時(shí):F/4,則F與r2成反比。
〖?xì)w 納〗 法國物理學(xué)家?guī)靵鲈谄D苦的條件下(1、電荷間的力很小;
2、不清楚物體帶電量多少等),利用巧妙的裝置和方法,在1785年發(fā)現(xiàn)了下述規(guī)律:真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力大小與兩電荷量的乘積成正比,與電荷間的距離平方成反比;方向在它們的連線上。這個(gè)規(guī)律叫做庫侖定律。電荷間這種相互作用的電力叫做靜電力或庫侖力。
〖統(tǒng) 一〗
1、單位統(tǒng)一:力(N)、電量(C)、距離(m),則在真空中測(cè)得F與Q1Q2/r2的比例系數(shù)為k=9.0×109N〃m2/C2,這個(gè)常量叫做靜電力常量。
2、條件統(tǒng)一:(1)真空(在干燥的空氣中近似成立);(2)點(diǎn)電荷(當(dāng)帶電體間距離遠(yuǎn)大于它們的大小,以至于它們的大小和形狀對(duì)力的影響可以忽略不計(jì)時(shí),近似成立)。
3、應(yīng)用統(tǒng)一:(1)先用電量的絕對(duì)值代入計(jì)算,在確定力的方向(排斥或吸引);
(2)任意帶電體可以看成是由許多點(diǎn)電荷組成的,所以,知道帶電體上的電荷分布,根據(jù)庫侖定律和力的合成法則就可以求出帶電體間的靜電力的大小和方向。
(三)課堂小結(jié) 總結(jié)本堂課所學(xué)的知識(shí)內(nèi)容及研究方法。
知識(shí)方面:
1、點(diǎn)電荷是理想模型.2、庫侖定律的應(yīng)用:(1)適用條件:真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷(2)用公式計(jì)算兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力的大小,再根據(jù)同性相斥,異性相吸來確定方向(3)注意統(tǒng)一單位
3、力的獨(dú)立作用原理與力的合成。
科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究方法:
1、控制變量法。
2、將不易測(cè)量的物理量轉(zhuǎn)移為易為測(cè)量的物理量。
3、將測(cè)量的物理量放大的方法。學(xué)生自主總結(jié) 自主提升
庫侖定律的適用條件: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)庫侖定律和力的合成法則就可以求出帶電物體之間的庫侖力。
(四)課堂訓(xùn)練:
1、下列說法中正確的是:(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1.5×10?5 C的正電時(shí),相互作用力為F1,當(dāng)它們分別帶+1.5×10?5 C和?1.5×10?5 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)子的庫侖力?
(4)電子繞質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的向心力由誰提供?
(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
五、課后反思
?課余思考?
⒈ 庫侖定律的適用條件是什么?
⒉ 要使兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的靜電力變?yōu)樵瓉淼?,可有哪些辦法。
?同步練習(xí)?
⒈真空中保持一定距離的兩個(gè)點(diǎn)電荷,若其中一個(gè)點(diǎn)電荷增加了1/2,但仍然保持它們之間的相互作用力不變,則另一點(diǎn)電荷的電量一定減少了()
A.1/5 B.1/4 C.1/3 D.1/2
⒉已知點(diǎn)電荷A的電量是B點(diǎn)電荷的2倍,則A對(duì)B作用力大小跟B對(duì)A作用力大小的比值為()
A.2:1 B.1:2 C.1:1 D.不一定
圖7
⒊如圖7所示,用兩根絕緣細(xì)線掛著兩個(gè)質(zhì)量相同的不帶電的小球A和B,此時(shí),上、下細(xì)線受的力分別為TA、TB,如果使A帶正電,B帶負(fù)電,上、下細(xì)線受力分別為T¢A,T¢B,則()
A.TA< T¢AB.TB>T¢BC.TA=T¢AD.TB¢B
⒋真空中有兩個(gè)大小相等的帶電球體,帶電量分別為4×10-8C和-8×10-8C,相距為r(r遠(yuǎn)大于球半徑)時(shí),它們之間的靜電引力為F,若將兩個(gè)帶電體接觸后再分開,仍相距r,它們之間的靜電力為_________力(吸引或排斥),靜電力大小為F¢=______F。
⒌兩個(gè)質(zhì)量都是m的小球,都用細(xì)線拴在同一點(diǎn),兩細(xì)線長度相等,兩球都帶上正電荷,但甲球電量比乙球多,平衡時(shí)兩細(xì)線分別與豎直方向夾角為Q1和Q2,則二者相比,Q1_____Q2。
⒍兩個(gè)點(diǎn)電荷,它們帶有同種性質(zhì)的電荷,所帶電量之比為2:5,質(zhì)量之比為1:2,置于真空中,相距為L,同時(shí)釋放后,它們加速度之比為________,經(jīng)過t秒后,它們動(dòng)量之比為________,它們動(dòng)能之比為________。顯示答案 隱藏答案
[參照答案]
⒈ C⒉ C⒊ BC
⒋ 排斥、、5⒌ =⒍;1:1;2:1
2:1