庫(kù)侖定律教案人教版
這是庫(kù)侖定律教案人教版,是優(yōu)秀的物理教案文章,供老師家長(zhǎng)們參考學(xué)習(xí)。
庫(kù)侖定律教案人教版第 1 篇
一、教材分析
1、庫(kù)侖定律既是電荷間相互作用的基本規(guī)律,又是學(xué)習(xí)電場(chǎng)強(qiáng)度的基礎(chǔ)不僅要求學(xué)生定性知道,而且還要求定量了解和應(yīng)用。
2、展示庫(kù)侖定律的內(nèi)容和庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)這一定律的過程,并強(qiáng)調(diào)該定律的條件和遠(yuǎn)大意義。
二教學(xué)目標(biāo)
。ㄒ唬┲R(shí)與技能
1、理解庫(kù)侖定律的含義和表達(dá)式,知道靜電常量。了解庫(kù)侖定律的適用條件,學(xué)習(xí)用庫(kù)侖定律解決簡(jiǎn)單的問題。
2、滲透理想化思想,培養(yǎng)由實(shí)際問題進(jìn)行簡(jiǎn)化抽象思維建立物理模型的力。
(二)過程與方法
通過認(rèn)識(shí)科學(xué)家在了解自然的過程中常用的科學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生善用類比方法、理想化方法、實(shí)驗(yàn)方法等物理學(xué)習(xí)方法。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過對(duì)庫(kù)侖定律探究過程的討論,使學(xué)生掌握科學(xué)的探究方法,激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的熱情。
三、教學(xué)重難點(diǎn)
。ㄒ唬┲攸c(diǎn)
對(duì)庫(kù)侖定律的理解
。ǘ╇y點(diǎn)
對(duì)庫(kù)侖定律發(fā)現(xiàn)過程的探討。
四、學(xué)情分析
學(xué)生在高一已經(jīng)學(xué)習(xí)了萬有引力的基本知識(shí),為過渡到本節(jié)的學(xué)習(xí)起著鋪墊作用,學(xué)生已具備了一定的探究能力、邏輯思維能力及推理演算能力。能在老師指導(dǎo)下通過觀察、思考,發(fā)現(xiàn)一些問題和解決問題
五、課前準(zhǔn)備
學(xué)生準(zhǔn)備展示學(xué)案上預(yù)習(xí)的情況,老師準(zhǔn)備必要的課件
六、教學(xué)方法
比較庫(kù)侖定律與萬有引力定律的異同。
七、課時(shí)安排
1課時(shí)
八、教學(xué)過程
1、教師演示1、1—6的實(shí)驗(yàn)。
2、學(xué)生注意觀察小球偏角的變化以及引起這一變化的原因。
3、通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的定性分析得到:電荷之間的作用力隨電荷量的增大而增大,隨距離的增大而減小。
4、法國(guó)物理學(xué)家?guī)靵,用?shí)驗(yàn)研究了電荷間相互作用的電力,這就是庫(kù)侖定律。
內(nèi)容:真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力,跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
表達(dá)式:k叫靜電力常量,k=9109Nm2/C2。
5、介紹點(diǎn)電荷:
、俨豢紤]大小和電荷的具體分布,可視為集中于一點(diǎn)的電荷。
、邳c(diǎn)電荷是一種理想化模型。
、劢榻B把帶電體處理為點(diǎn)電荷的條件:帶電體間的距離比它們自身的大小大得多,帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)。
6、任意帶電體所受的力可以看作是多個(gè)點(diǎn)電荷所受力的合力。
7、庫(kù)侖定律與萬有引力定律(計(jì)算下題)
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、1010—31kg,質(zhì)子的質(zhì)量m2=1、6710—27kg,電子和質(zhì)子的電荷量都是1。6010—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(jiǎn)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:
。ɑ卮鹚伎寂c討論)可以看出:萬有引力公式和庫(kù)侖定律公式在表面上很相似,表述的都是力,這是相同之處;它們的實(shí)質(zhì)區(qū)別是:首先萬有引力公式計(jì)算出的力只能是相互吸引的力,絕沒有相排斥的力。其次,由計(jì)算結(jié)果看出,電子和質(zhì)子間的'萬有引力比它們之間的靜電引力小的很多,因此在研究微觀帶電粒子間的相互作用時(shí),主要考慮靜電力,萬有引力雖然存在,但相比之下非常小,所以可忽略不計(jì)。
九、板書設(shè)計(jì)
1庫(kù)侖定律
a、內(nèi)容:真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力,跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
b、表達(dá)式:
2、點(diǎn)電荷
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:帶電體間的距離比它們自身的大小大得多,帶電體的形狀和大小對(duì)相互作用力的影響可以忽略不計(jì)時(shí)。
十、教學(xué)反思
1、為突破重難點(diǎn)應(yīng)講清庫(kù)侖定律及適用條件,說明庫(kù)侖力符合力的特征,遵守牛頓第三定律。
2、為定性演示庫(kù)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。
庫(kù)侖定律教案人教版第 2 篇
一、任務(wù)分析
本節(jié)課使用的課本是人民教育出版社出版的高中物理選修3-1。本節(jié)課的內(nèi)容是第一章第二節(jié)庫(kù)侖定律。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),是電磁學(xué)的基本定律,也是物理學(xué)的基本定律之一。庫(kù)侖定律闡明了帶電體相互作用的規(guī)律,為整個(gè)電磁學(xué)奠定了基礎(chǔ),因此在本章中具有很重要的地位。
在學(xué)習(xí)本節(jié)課的.內(nèi)容之前,學(xué)生已經(jīng)具有質(zhì)點(diǎn)的理想化模型的思維方法,知道兩輕質(zhì)小帶電體因相互作用而吸引或排斥。
育才中學(xué)是一所扶貧寄宿制學(xué)校,學(xué)生大多數(shù)來自寧南山區(qū)。他們?nèi)狈ψ灾鲃?dòng)手能力,合作探究的意識(shí),交流評(píng)估的習(xí)慣。因此,在教學(xué)中教師要適時(shí)的鼓勵(lì)和引導(dǎo)。
本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容的主線有兩條,第一條為知識(shí)層面上的,首先通過“演示”欄目中“探究影響電荷間相互作用力的因素”的定性實(shí)驗(yàn)導(dǎo)入。在此基礎(chǔ)上,展示庫(kù)侖定律建立的歷史背景。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,即研究多個(gè)量之間關(guān)系的方法,間接測(cè)量一些不易測(cè)量的物理量的方法,及研究物理問題的其他基本方法。體會(huì)控制變量法、理想模型法、類比法在物理學(xué)中的重要性。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
。1)了解電荷間的相互作用力規(guī)律,掌握庫(kù)侖定律的內(nèi)容及其應(yīng)用。
。2)通過演示實(shí)驗(yàn),先定性了解電荷間的相互作用力,進(jìn)而明確庫(kù)侖
定律及適用條件。
2.過程與方法,情感、態(tài)度與價(jià)值觀 (1)通過觀察演示實(shí)驗(yàn),概括出電荷間的作用規(guī)律。培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、概括能力。
。2)通過靜電力與萬有引力的對(duì)比,體會(huì)自然規(guī)律的多樣性與統(tǒng)一性。 (3)體會(huì)研究物理問題的一些常用方法,如控制變量法、理想模型法、類比法等。
三、重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn):電荷間相互作用力與距離、電荷量的關(guān)系。
難點(diǎn):庫(kù)侖定律的內(nèi)容、適用條件就應(yīng)用。
四、教學(xué)資源
1.視頻片段:庫(kù)侖扭秤
2.演示實(shí)驗(yàn):探究影響電荷間相互作用力的因素的實(shí)驗(yàn)
3.課件:PPT幻燈片
五、設(shè)計(jì)思路
根據(jù)新課程改革的理念與目標(biāo),要求重視發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性,在學(xué)習(xí)過程中豐富學(xué)生的體驗(yàn),讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下親自去觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、歸納、應(yīng)用等,在參與體驗(yàn)的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)知識(shí)與方法,培養(yǎng)科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。
本節(jié)課利用《三國(guó)志·吳書》中寫道“琥珀不取腐芥”和手搖靜電感應(yīng)器演示放電現(xiàn)象引入新課,同時(shí)為課堂實(shí)驗(yàn)做好必要的準(zhǔn)備。
讓學(xué)生通過演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察在教師的引導(dǎo)下猜想影響帶電體間的相互作用力的因素有哪些。
教師適時(shí)的啟發(fā)和引導(dǎo)學(xué)生制定定性探究F與r,F(xiàn)與q的實(shí)驗(yàn)方案。 利用演示實(shí)驗(yàn)定性探究F與r,F(xiàn)與q的關(guān)系。然后對(duì)比萬有引力,結(jié)合類比法及庫(kù)侖對(duì)電荷間相互作用力的探究,介紹庫(kù)侖扭秤實(shí)驗(yàn),得出庫(kù)侖定律。
回顧歷史上人類對(duì)電荷間相互作用力的探究,進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜宋慕逃?利用已有的實(shí)驗(yàn)器材,讓學(xué)生參與制定驗(yàn)證F 與R2成反比的實(shí)驗(yàn),并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
六、教學(xué)流程
1.教學(xué)主要環(huán)節(jié)
本節(jié)課主要分4個(gè)環(huán)節(jié):
第一個(gè)環(huán)節(jié) 情景引入 兩電荷間有力的作用。 第二個(gè)環(huán)節(jié) 定性探究 通過猜想、學(xué)生定性實(shí)驗(yàn)、歸納得出兩電荷間作用力與距離和電荷間的關(guān)系。
第三個(gè)環(huán)節(jié) 定量探究 通過對(duì)比萬有引力,結(jié)合前人的研究歷史背景得出庫(kù)侖定律以及適用條件。
第四個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)用鞏固 通過簡(jiǎn)單的示例鞏固對(duì)庫(kù)侖定律的應(yīng)用。
2.教學(xué)流程圖
3.教學(xué)流程說明
(1)情景:《三國(guó)志·吳書》中寫道“琥珀不取腐芥”和手搖靜電感應(yīng)器演示放電現(xiàn)象引入新課
。2)活動(dòng)Ⅰ 通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,啟發(fā)學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)猜想兩電荷間的作用力與哪些因素有關(guān),并通過討論,歸納得到兩電荷間的作用力與距離和電荷量間有關(guān)系。在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生制定研究方案并組織學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),對(duì)上述猜想進(jìn)行定性探究,通過各組對(duì)實(shí)驗(yàn)所觀察到的現(xiàn)象進(jìn)行分析、交流。
。3)活動(dòng)Ⅱ 通過前人的研究歷史并對(duì)比萬有引力,應(yīng)用控制變量的方法,定量研究?jī)呻姾砷g相互作用力與距離和電荷量的關(guān)系,通過討論,歸納得出庫(kù)侖定律。
。4)活動(dòng)III 通過生活常識(shí)和已有的知識(shí)討論庫(kù)侖定律計(jì)算式的適用條件。
。5)應(yīng)用 通過簡(jiǎn)單的示例鞏固對(duì)庫(kù)侖定律的認(rèn)識(shí),根據(jù)庫(kù)侖力的計(jì)算式比較在微觀粒子間萬有引力和庫(kù)侖力的大小。
4.板書設(shè)計(jì)
第二節(jié) 庫(kù)侖定律
1、距離
一、影響電荷間相互作用力的因素
2、電量
二:庫(kù)侖定律
1、內(nèi)容: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。
2、公式:
(靜電力常量(K=9.0×109
N·㎡/C2)
真空中
3
點(diǎn)電荷
七、教學(xué)案例
。ㄒ唬﹦(chuàng)設(shè)情境,引入課題
師生活動(dòng):《三國(guó)志·吳書》中寫道“琥珀不取腐芥”,意思是腐爛潮濕的草不被琥珀吸引。但是,當(dāng)時(shí)社會(huì)還沒有對(duì)電力的需求,因此,人們對(duì)電的認(rèn)識(shí)一直停留在定性的水平上。直到18世紀(jì)中葉人們才開始對(duì)電進(jìn)行定量的研究。今天我們就借用古人的腦袋加上我們的智慧來研究電學(xué)的基礎(chǔ)—庫(kù)侖定律。
庫(kù)侖定律教案人教版第 3 篇
教學(xué)目標(biāo)
。ㄒ唬┲R(shí)與技能
1.知道兩種電荷及其相互作用.知道點(diǎn)電荷量的概念。
2.了解靜電現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因;知道原子結(jié)構(gòu),掌握電荷守恒定律。
3.知道什么是元電荷。
4.掌握庫(kù)侖定律,要求知道知道點(diǎn)電荷模型,知道靜電力常量,會(huì)用庫(kù)侖定律的公式進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。
(二)過程與方法
2、通過對(duì)原子核式結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)使學(xué)生明確摩擦起電和感應(yīng)起電不是創(chuàng)造了電荷,而是使物體中的電荷分開.但對(duì)一個(gè)與外界沒有電荷交換的系統(tǒng),電荷的代數(shù)和不變。
3、類比質(zhì)點(diǎn)理解點(diǎn)電荷,通過實(shí)驗(yàn)探究庫(kù)侖定律并能靈活運(yùn)用。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
通過對(duì)本節(jié)的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生從微觀的角度認(rèn)識(shí)物體帶電的本質(zhì),認(rèn)識(shí)理想化是研究自然科學(xué)常用的方法,培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng),認(rèn)識(shí)類比的方法在現(xiàn)實(shí)生活中有廣泛的應(yīng)用。
重點(diǎn):電荷守恒定律,庫(kù)侖定律和庫(kù)侖力。
難點(diǎn):利用電荷守恒定律分析解決相關(guān)問題摩擦起電和感應(yīng)起電的相關(guān)問題,庫(kù)侖定律的理解與應(yīng)用。
教具:絲綢,玻璃棒,毛皮,硬橡膠棒,絕緣金屬球,靜電感應(yīng)導(dǎo)體,通草球,多媒體課件。
教學(xué)過程:
第1節(jié)電荷庫(kù)侖定律(第1課時(shí))
。ㄒ唬┮胄抡n:
多媒體展示:閃電撕裂天空,雷霆震撼著大地。
師:在這驚心動(dòng)魄的自然現(xiàn)象背后,蘊(yùn)藏著許多物理原理,吸引了不少科學(xué)家進(jìn)行探究。在科學(xué)史上,從最早發(fā)現(xiàn)電現(xiàn)象,到認(rèn)識(shí)閃電本質(zhì),經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歲月,一些人還為此付出過慘痛的代價(jià)。下面請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真閱讀果本第2頁(yè)“接引雷電下九天”這一節(jié),了解我們?nèi)祟悓?duì)閃電的研究歷史,并完成下述填空:
電閃雷鳴是自然界常見的現(xiàn)象,蒙昧?xí)r期的人們認(rèn)為那是“天神之火”,是天神對(duì)罪惡的懲罰,直到1752年,偉大的科學(xué)家__________冒著生命危險(xiǎn)在美國(guó)費(fèi)城進(jìn)行了著名的風(fēng)箏實(shí)驗(yàn),把天電引了下來,發(fā)現(xiàn)天電和摩擦產(chǎn)生的電是一樣的,才使人類擺脫了對(duì)雷電現(xiàn)象的迷信。
師強(qiáng)調(diào):以美國(guó)科學(xué)家的富蘭克林為代表的一些科學(xué)家冒著生命危險(xiǎn)去捕捉閃電,證實(shí)了閃電與實(shí)驗(yàn)室中的電是相同的。
雷電是怎樣形成的?(大氣中冷暖氣流上下急劇翻滾,相互摩擦,云層就會(huì)積聚電荷,當(dāng)電荷積累到一定程度,瞬間發(fā)生大規(guī)模的放電,就產(chǎn)生了雷電)物體帶電是怎么回事?電荷有哪些特性?電荷間的相互作用遵從什么規(guī)律?人類應(yīng)該怎樣利用這些規(guī)律?這些問題正是本章要探究并做出解答的。
師:本節(jié)課我們重點(diǎn)研究了解幾種靜電現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因,電荷守恒定律。
。ǘ┬抡n教學(xué)
復(fù)習(xí)初中知識(shí):
師:根據(jù)初中自然的學(xué)習(xí),用摩擦的方法可使物體帶電,請(qǐng)舉例說明。
生:用摩擦的方法。如:用絲綢摩擦過的玻璃棒,玻璃棒帶正電;用毛皮摩擦過的硬橡膠棒,橡膠棒帶負(fù)電。
演示實(shí)驗(yàn)1:先用玻璃棒、橡膠棒靠近碎紙屑,看有什么現(xiàn)象?然后用綢子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡膠棒,再靠近碎紙屑看有什么現(xiàn)象?讓學(xué)生分析兩次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的異同;并分析原因。
教師總結(jié):摩擦過的物體性質(zhì)有了變化,帶電了或者說帶了電荷。帶電后,能吸引輕小物體,而且?guī)щ娫蕉,吸引力就越大,能夠吸引輕小物體,我們說此時(shí)物體帶了電。而用摩擦的方法使物體帶電就叫做摩擦起電。
人類從很早就認(rèn)識(shí)了摩擦起電的現(xiàn)象,例如公元1世紀(jì),我國(guó)學(xué)者王充在《論衡》一書中就寫下了“頓牟掇芥”一語,指的是用玳琩的殼吸引輕小物體。
后來人們認(rèn)識(shí)到摩擦后的物體所帶的電荷有兩種:用絲綢摩擦過的玻璃棒的所帶的電荷是一種,用毛皮摩擦過的硬橡膠棒所帶的電荷是另一種。同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
庫(kù)侖定律教案人教版第 4 篇
。ㄒ唬 教材分析:
庫(kù)侖定律既是電荷間相互作用的基本規(guī)律,又是庫(kù)侖定律是學(xué)習(xí)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差概念的基礎(chǔ),也是本章重點(diǎn),不僅要求學(xué)生定性知道,而且還要求定量了解和應(yīng)用。對(duì)庫(kù)侖定律的講述,教材是從學(xué)生已有認(rèn)識(shí)出發(fā),采用了一個(gè)定性實(shí)驗(yàn),進(jìn)而得出結(jié)論。庫(kù)侖定律是學(xué)習(xí)電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差概念的基礎(chǔ),也是本章重點(diǎn)。展示庫(kù)侖定律的內(nèi)容和庫(kù)侖發(fā)現(xiàn)這一定律的過程,并強(qiáng)調(diào)該定律的條件和意義。
。ǘ 學(xué)情分析:
兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、起電的知識(shí),萬有引力定律和卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)這些內(nèi)容學(xué)生都已學(xué)過,本節(jié)重點(diǎn)是做好定性實(shí)驗(yàn),使學(xué)生清楚知道實(shí)驗(yàn)探究過程。
。ㄈ 教學(xué)目標(biāo):
1、知識(shí)與技能:
(1)了解定性實(shí)驗(yàn)探究與理論探究庫(kù)倫定律建立的過程。
(2)庫(kù)倫定律的內(nèi)容及公式及適用條件,掌握庫(kù)侖定律。
2、過程與方法
(1)通過定性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生觀察、總結(jié)的能力,了解庫(kù)倫扭秤實(shí)驗(yàn)。
(2)通過點(diǎn)電荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)培養(yǎng)與他人交流合作的能力,提高理論與實(shí)踐相結(jié)合的意識(shí)。
(2)了解人類對(duì)電荷間相互作用認(rèn)識(shí)的歷史過程,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心,體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅。
。ㄋ模 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):
教學(xué)重點(diǎn):庫(kù)侖定律及其理解與應(yīng)用
教學(xué)難點(diǎn):庫(kù)侖定律的實(shí)驗(yàn)探究
教學(xué)難點(diǎn)的突破措施:定性實(shí)驗(yàn)探究與定量實(shí)驗(yàn)視頻及理論探究相結(jié)合。
。ㄎ澹 教學(xué)用具:
多媒體課件,毛皮,橡膠棒,氣球,玻璃棒,絲綢,易拉罐,泡沫小球,鐵架臺(tái)。
。 教學(xué)過程:
引入新課
演示實(shí)驗(yàn):讓橡膠棒、玻璃棒摩擦起電,靠近易拉罐,會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象?
。ㄒ桌薇幌鹉z棒、玻璃棒吸引滾動(dòng)起來了。)既然電荷之間存在相互作用,那么電荷之間相互作用力的大小與什么因素有關(guān)呢?
新課教學(xué):
一、通過實(shí)驗(yàn)探究電荷間作用力的決定因素
。ㄒ唬┒ㄐ詫(shí)驗(yàn)探究:
探究一:影響電荷間相互作用力的因素
猜想:電荷間相互作用力可能與距離、 電荷量、帶電體的形狀等。
如何做實(shí)驗(yàn)定性探究?
(1) 你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)應(yīng)采取什么方法來研究電荷間相互作用力與可能因素的關(guān)系?
學(xué)生:控制變量法。
(2) 請(qǐng)閱讀教材,如果要比較這種作用力的大小可以通過什么方法直觀的顯示出來?學(xué)生:比較懸線偏角的大小
組織學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有器材,設(shè)計(jì)出可能的實(shí)驗(yàn)方案。
(3) 你想選取哪些實(shí)驗(yàn)器材?
球形導(dǎo)體,兩個(gè)自制的帶細(xì)線泡沫小球,鐵架臺(tái),橡膠棒,毛皮,氣球。
(4)實(shí)驗(yàn)前先思考:可用什么方法改變帶電體的電荷量?
(5) 實(shí)驗(yàn)探究步驟:
引導(dǎo)學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)的具體步驟:
細(xì)線兩個(gè)泡沫小球A、B,用摩擦起電的橡膠棒接觸其中一個(gè)小球A,然后把A小球與B小球接觸,細(xì)線偏離豎直方向一個(gè)角度θ。
、俦3蛛娏縬一定,研究相互作用力F與距離r的關(guān)系。
將泡沫小球B逐漸遠(yuǎn)離A,觀察偏角。
②保持距離r一定,研究相互作用力F與電荷量Q的關(guān)系。
再把橡膠棒與小球A接觸,增加小球A電量,觀察偏角;
。6)學(xué)生實(shí)驗(yàn)、觀察記錄并得出結(jié)論:
先畫受力圖,如果B對(duì)A的力是水平的,則F電=mgtanθ,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。
定性實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
電量q一定,距離r越小,偏角越大,作用力F越大。
距離r一定,電量q增加,偏角變大,作用力F越大;
實(shí)驗(yàn)條件:保持實(shí)驗(yàn)環(huán)境的干燥和無流動(dòng)的空氣
。ǘ 定量實(shí)驗(yàn)探究,結(jié)合物理學(xué)史,得出庫(kù)侖定律:
提出問題:帶電體間的作用力與距離及電荷量有怎樣的定量關(guān)系呢?
根據(jù)我們的定性實(shí)驗(yàn),電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而增大,隨著距離的增大而減小。這隱約使我們猜想,電荷之間的作用力是否與萬有引力具有相似的形式呢?
事實(shí)上,在很早以前,一些學(xué)者也是這樣猜想的,卡文迪許和普利斯特等人都確信“平方反比”規(guī)律適用于電荷間的作用力。但是僅靠一些定性的實(shí)驗(yàn),不能證明這樣的結(jié)論。
而這一猜想被庫(kù)倫所證實(shí),庫(kù)侖在探究三者之間的定量關(guān)系時(shí),定量實(shí)驗(yàn)在當(dāng)時(shí)遇到的三大困難:
① 帶電體間作用力小,沒有足夠精密的測(cè)量?jī)x器;怎樣確定帶電體間的作用力的數(shù)量關(guān)系?
② 沒有電量的單位,無法比較電荷的多少;怎樣確定電荷量的數(shù)量關(guān)系?
、 帶電體上電荷分布不清楚,難測(cè)電荷間距離。怎樣測(cè)定電荷間的距離?
同學(xué)們,如果是你,你能想到怎樣的方法來解決這些困難?
引導(dǎo)學(xué)生用類比的方法得出三大困難的對(duì)策:
卡文迪許扭稱實(shí)驗(yàn)——庫(kù)侖扭稱實(shí)驗(yàn),
對(duì)稱性——等分電荷法,
質(zhì)點(diǎn)——點(diǎn)電荷
、佟⒎糯笏枷耄毫苄,但力的作用效果(使懸絲扭轉(zhuǎn))可以比較明顯。
、、轉(zhuǎn)化思想:力的大小正比于懸絲扭轉(zhuǎn)角,通過測(cè)定懸絲扭轉(zhuǎn)角度倍數(shù)關(guān)系即可
得到力的倍數(shù)關(guān)系
、、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(電荷在兩個(gè)相同金屬球之間等量分配)。課件演示電荷在相同的兩個(gè)金屬球間的等量分配。
④理想化模型思想:把帶電金屬小球看作點(diǎn)電荷(理想化模型)利用刻度尺間接測(cè)量距離。
點(diǎn)電荷:當(dāng)帶電體間的距離比它們自身的大小大得多,以致帶電體的形狀大小及電荷分布狀況對(duì)它們之間的作用力的影響可以忽略時(shí),這樣的帶電體可以看做帶電的點(diǎn),叫點(diǎn)電荷。它是一個(gè)理想化模型,實(shí)際上點(diǎn)電荷不存在。 (與“質(zhì)點(diǎn)”進(jìn)行比較)
接下來引導(dǎo)學(xué)生觀看庫(kù)侖扭秤的實(shí)驗(yàn)視頻與庫(kù)侖當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù),總結(jié)規(guī)律。(觀看視頻)。
庫(kù)倫在艱苦的條件下,聯(lián)想到萬有引力定律和卡文地許扭稱實(shí)驗(yàn),利用巧妙的庫(kù)倫扭秤裝置和方法,發(fā)現(xiàn)了庫(kù)倫規(guī)律。通過剛才的展示過程讓學(xué)生了解庫(kù)侖探究的過程、思路、方法。你能用自己的語言總結(jié)出規(guī)律嗎?
電荷間相互作用力與電荷間距離成平方反比關(guān)系,與電荷電量乘積成正比。
介紹:庫(kù)侖扭稱實(shí)驗(yàn)只能定量測(cè)出同種電荷間相互作用力,庫(kù)侖還利用電單擺實(shí)驗(yàn)定量測(cè)出異種電荷間作用力大小。讓學(xué)生體會(huì)庫(kù)侖定律的完美。
二、 庫(kù)侖定律:
內(nèi)容: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(kù)侖定律。
電荷間這種相互作用的電力叫做靜電力或庫(kù)侖力。
公式:
說明: F?kQ1Q2r2
、賙為靜電力常量, k=9.0×109N.m2/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。.
、 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。
讓學(xué)生回答實(shí)際帶電體可以看成點(diǎn)電荷的條件。
思考:當(dāng)r趨向于0時(shí),F(xiàn)趨向于無窮大嗎?
、坳P(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。
④F是Q1與Q2之間的相互作用力,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。
、輲(kù)侖力(靜電力)是與重力,彈力,摩擦力并列的。
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(kù)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、 庫(kù)侖定律與萬有引力定律的比較
例題1已知?dú)浜耍ㄙ|(zhì)子)的質(zhì)量m2=1.67×10-27 kg,電子的質(zhì)量m1=9.1×10-31kg,電子和質(zhì)子的電荷量都是1.60×10-19C,在氫原子內(nèi)電子與質(zhì)子間的最短距離為5.3×10-11m。試比較氫原子中氫核和電子之間的庫(kù)倫力和萬有引力。(課件播放解題過程)
小結(jié):
、 庫(kù)侖定律在應(yīng)用時(shí),可以不代入電性符號(hào),直接代入絕對(duì)值,最后判定方向; ② 計(jì)算說明萬有引力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于庫(kù)侖力,以后在研究微觀帶電粒子的相互作用力時(shí),
通?梢院雎匀f有引力.
討論:比較庫(kù)侖定律和萬有引力定律(相似點(diǎn)與不同點(diǎn)),你會(huì)有什么樣的感想?如何認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的多樣性與統(tǒng)一性?
兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)電荷對(duì)某一個(gè)點(diǎn)電荷的作用力,等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)電荷的作用力的矢量和。
例題2 真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷,它們固定在邊長(zhǎng)50cm的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,每個(gè)點(diǎn)電荷都是+2×10-6C,求他們各自所受的庫(kù)侖力。
小結(jié):選擇研究對(duì)象,畫出受力圖,由庫(kù)倫定律和平行四邊形定則求解。
鞏固練習(xí):
兩個(gè)相同的均勻帶電小球,分別帶Q1=1 C,Q2=-2C,在真空中相距r且靜止,相互作用的庫(kù)倫力為F。
(1)今將Q1、Q2、r都加倍,問作用力變化?
。2)只改變兩電荷的電性,作用力如何?
(3)只將r增大兩倍,作用力如何?.
。4)將兩個(gè)球接觸一下后,仍放回原處,作用力如何?
。5)使兩球接觸后,如果庫(kù)倫力的大小不變,應(yīng)如何放置兩球? 課堂小結(jié):
今天你學(xué)到了什么?讓學(xué)生總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。.
作業(yè):課本練習(xí)2、3題.
(七) 板書設(shè)計(jì):
第二節(jié) 庫(kù)倫定律
1. 庫(kù)侖定律
2. 公式 F
?kQ1Q2
r2
3. 適用條件:真空中點(diǎn)電荷之間的相互作用
。1)點(diǎn)電荷
。2)k的物理意義
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