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2021 年高中物理優秀教案:庫侖定律的研究與應用

更新時間:2024-08-28 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

時間:2021年11月26日,學海無涯。 頁數:共34頁 第34頁-1-優秀高中物理教案【5篇】精選 物理學是研究物質運動最普遍規律和物質基本結構的學科。物理學作為自然科學的先導學科,研究從宇宙到基本粒子的一切物質最基本的運動形式和規律,并因此成為其他自然科學學科的研究基礎。 下面我為大家收集整理了《高中物理教案》,歡迎大家閱讀學習! 高中物理教案1 【專題】人教版《普通高中課程標準實驗教材物理(選修3-1)》第1章第2節《庫侖定律》 【學時】1學時 【三維目標】 知識與技能: 1、認識點電荷的概念,理解和掌握庫侖定律的含義及表達; 2.能運用庫侖定律進行相關計算; 時間:2021年11月26日,學海無涯。 頁碼:共34頁 第34頁-2-3.了解庫侖扭秤原理。 流程與方法: 1.通過學習庫侖定律的過程,學生可體驗到從猜想到驗證、從定性到定量的科學探究過程,學會如何通過間接手段測量微小力; 2.通過探究活動,培養學生結合數學知識觀察現象、分析結果、解決物理問題的能力。 情感、態度與價值觀: 1.通過點電荷的研究,學生感受到在物理研究中建立理想模型的重要性; 2.通過靜電力與萬有引力的類比,學生可體會到自然規律有其統一性,也有多樣性。v1T物理好資源網(原物理ok網)

【教學重點】1、庫侖定律的建立過程;2、庫侖定律的應用。 時間:2021年11月26日,學海無涯。 頁數:共34頁 第34頁-3-【教學難點】庫侖定律的實驗驗證過程。 【教學方式】實驗探究法、交流討論法。 【教學過程與內容】引入新課 同學們,通過前面的學習,我們知道“同種電荷相斥,異種電荷相吸”,這使我們對電荷之間力的方向有了一定的認識。我們把電荷之間的力叫做靜電力,那么靜電力的大小滿足什么規律呢?下面我們進入本章第二節“庫侖定律”的學習。庫侖定律的發現活動一:思考與猜想同學們,電荷之間的力是通過帶電體之間的相互作用來表現的,所以我們要研究帶電體之間的相互作用。但是生活中帶電體的大小、形狀多種多樣貝語網校,這給我們尋找靜電力的規律帶來了困擾。時間:2021年11月26日,學海無涯。頁數:第34頁共34頁-4-。早在300年前,偉大的牛頓在研究引力的同時,研究了帶電紙的運動。但是由于帶電紙太不規則,牛頓對靜電力的研究沒有成功。(問題1)對于選擇研究對象,你有什么好的建議嗎?在靜電學的研究中,我們經常用的帶電體是球體。(問題2)帶電體間力(靜電力)的大小與哪些因素有關?請結合自己的生活經歷大膽猜測。v1T物理好資源網(原物理ok網)

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電荷間力與影響因素關系的定性探索 實驗表明,電荷間的力F隨電荷q的增加而增大;隨距離r的增加而減小。(提示)我們的研究能到此結束嗎?為什么?這只是一個定性的研究,還要更深入地研究,才能得到更準確的定量關系。 (問題3)靜電力F與r,q之間可能存在什么樣的定量關系? 時間:2021年11月26日 學無止境 頁碼:第34頁,共34頁 -5- 你認為哪一種可能性更大?為什么?(引導學生與萬有引力進行類比) 活動二:設計與驗證實驗方法 (問題4) 應采用什么方法研究F與r,q之間的定量關系? 控制變量法——(1)保持q不變,驗證F與r2的反比關系;(2)保持r不變,驗證F與q的比例關系。討論實驗的可行性,難點一:F的測量(這里F是一個非常小的力,不能用彈簧測力計直接測量,你有什么辦法實現間接測量F的大小?)難點二:q的測量(我們不知道怎樣精確測量帶電小球所帶電荷的數量,為研究F和q之間的定量關系,你有什么好的思路?)(思考啟發)有這樣的一個事實:兩個完全相同的金屬球,一個帶電,一個不帶電,互相接觸,它們對相同距離的第三個帶電小球的作用力相等。時間:2021年11月26日,學海無涯,頁碼:34頁中的第6頁-6-——這說明了什么?(說明小球接觸后,將電荷均分)(問題)現在,你有什么想法了嗎?實驗具體操作定量驗證實驗結論:兩個點電荷之間的相互作用力與它們電荷的乘積成正比,與它們距離的平方成反比。v1T物理好資源網(原物理ok網)

推導庫侖定律的同學們,我們花了大概20分鐘的時間才得到這個結論。其實,在物理學發展史上,幾位偉大的科學家花了近30年的時間才得到庫侖定律,該定律以法國物理學家庫侖的名字命名。啟示1:類比猜想的價值任何讀過牛頓著作的人,都可能推斷出,凡是表現出這一特性的相互作用,都應該遵循平方反比定律。看來,電荷間作用力的規律,就是可以通過類比推理得到的。正是這樣的類比,讓電磁學少走了不少彎路,形成了嚴格的量化規律。馬克·吐溫曾說過:“科學真是令人著迷,在零散的事實基礎上,加上一點猜想,就能贏得如此多的收獲!”科學家基于廣博的知識和深刻的洞察力而做出的猜想,是最具創造性的思維活動。然而,英國物理學史學家丹皮爾也說過:“自然,如果不能親眼見證,就不能征服它!”啟示二:實驗的精妙之處 1785年,庫侖在前人工作的基礎上,用自己設計的扭力秤,準確地驗證了庫侖定律。(庫侖扭力秤實驗簡介:這個實驗的設計相當巧妙,把微小的力放大成力矩,把直接測量轉化為間接測量,從而得出靜電力的定律—庫侖定律。)?? 講解庫侖定律 1.內容:真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力,與它們電荷的乘積成正比,與它們距離的平方成反比,力的方向在它們連線上。v1T物理好資源網(原物理ok網)

2.數學表達式:(講解),稱為靜電力常數。 時間:2021年11月26日 學海無涯 頁數:34頁共8頁-3.適用條件:(1)真空中(一般來說,在空氣中也近似適用);(2)靜止;(3)點電荷。 (強調)雖然庫侖定律公式和萬有引力公式在形式上很相似,但它們仍然是兩種不同性質的力。 我們來看以下問題: 標準訓練例1:(通過定量計算,讓學生理解對于微觀帶電粒子而言,由于靜電力遠大于萬有引力,所以我們往往忽略萬有引力。)(過渡)我們可以解兩個點電荷的靜電力,但如果有三個電荷呢?(銜接過去和將來)兩個點電荷之間的力不會因第三個點電荷的存在而改變。所以多個點電荷對同一個點電荷所施加的力,等于各個點電荷對這個點電荷所施加的力的矢量和。 例2:(多個點電荷對同一個點電荷所施加的力的疊加問題。一方面鞏固了庫侖定律,另一方面也為下一節電場強度的疊加做鋪墊。) 時間:2021年11月26日 頁碼:第9頁 共34頁 - 9 - (擴展講解) 庫侖定律是電磁學基本定律之一,雖然點電荷間的靜電力是給定的,但是任何一個帶電體都可以看作是由許多個點電荷組成的,因此如果知道帶電體的電荷分布,就可以根據庫侖定律和平行四邊形法則計算出帶電體間靜電力的大小和方向。v1T物理好資源網(原物理ok網)

這就是庫侖定律的普遍意義。 本課總結(略) 課外延伸 1.課本第8頁“科學漫步”專欄介紹了靜電力的應用,你能多了解一下這個應用嗎? 2.萬有引力和庫侖定律有相似的數學表達式,仿佛預示著自然界的和諧統一。課后請查閱資料,了解自然界的“四種基本相互作用”和統一場論。 高中物理教案2 1.自由落體 時間:2021年11月26日 學無止境 頁數:第10頁,共34頁-10- 1.定義:物體僅在重力作用下由靜止下落的運動。思考:不同的物體下落的速度相同嗎?為什么物體在真空中和在空氣中下落的速度不同?在空氣中和在真空中的區別在于,在空氣中有空氣阻力。對于一些密度較小的物體,例如降落傘、羽毛、紙片等,在空中下落時高中物理加速度例題,受空氣阻力的影響較大;而對于一些密度較大的物體,例如金屬球等,在下落時,受空氣阻力的影響就比較小,因此,它們在空中下落時,速度是不同的。在真空中,一切物體只受重力的影響,它們同時從靜止下落,都以相同的速度做自由落體運動。 二、不同物體下落速度與重力大小的關系 (1)當有空氣阻力時,由于空氣阻力的影響,不同重量的物體下落的速度也不同,較重的物體往往下落得更快。 (2)如果物體不受空氣阻力的影響,雖然不同物體的質量和形狀不同,但下落的速度都是一樣的。 三、自由落體運動的特點 (1)v0=0 (2)勻加速(a=g)。 四、自由落體運動性質:初速度為零的勻加速直線運動。 二、自由落體加速度 1.自由落體加速度又稱重力加速度,通常用g表示。 2.自由落體加速度的方向總是垂直向下。 3.在同一地點,一切物體的自由落體加速度都是一樣的。 4.不同地理位置的自由落體加速度一般是不一樣的。 規律:物體在赤道處的重力加速度最小,在南(北)極處的重力加速度最大;物體所處地理位置的緯度越大,重力加速度越大。 3.自由落體的運動規律 由于自由落體是勻速加速直線運動,初速度為0,所以勻速加速 時間: 2021年11月26日 學習無界限 頁碼: 第34頁,共34頁 - 12 - 直線運動的基本公式及其推論,適用于自由落體。 1.速度公式:v=gt 2.位移公式:h= gt2 3.位移-速度關系:v2=2gh 4.平均速度公式: = 5.推斷:h=gT2 思考與探索 問題1 物體在真空中下落的情況和物體在空氣中下落的情況一樣嗎?你有哪些假設和猜想? 研究思路: 物體在真空中下落時,只受重力作用高中物理加速度例題,不再受空氣阻力作用,此時物體的加速度很大,整個下落過程都是加速的。在空氣中,物體不僅受到重力作用,還有空氣阻力作用,且二者方向相反,此時物體的加速度很小,整個下落過程較慢。 問題2 自由落體是理想化的模型,請舉例說說什么情況下物體下落的運動可以看作自由落體。研究思路:回顧第一章中粒子的概念,談談在處理物理問題時,如何根據研究問題的性質和需要,把握問題中的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的模型,使復雜問題簡單化,進一步認識這一重要的科學研究方法。 問題3 在地球不同位置,物體自由落體時的加速度是否相同? 研究思路:在地球不同位置,同一物體受到的重力不同,由此產生的重力加速度也不相同。一般來說,越靠近兩極,物體自由落體時的加速度越大;越靠近赤道,加速度越小。 典型試題與詳解分析 例1 下列哪項表述是錯誤的? A.物體從靜止開始下落,必定是自由落體 B.如果不能忽略空氣阻力,那重的物體必定下落得很快 時間:2021年11月26日 學習無界限 頁碼:第34頁 共34頁 - 14 - C.自由落體加速度的方向永遠是豎直向下的 D.滿足速度與時間成正比的下落運動,必定是自由落體運動 詳細解析:本題主要考察對自由落體運動概念的理解,自由落體運動是指物體僅在重力作用下從靜止下落的運動。選項A沒有具體說明是什么物體,也不知道能否忽略空氣阻力;選項C 自由落體的加速度的方向應該是豎直向下的。初速度為零的勻加速直線運動,其速度與時間成正比,但不一定是自由落體運動。答案:ABCD 例2 一場大雨過后,小明觀察自家屋頂上滴落的水滴,發現基本上每一滴水都要1.5秒的時間才能落下。他估算出了自家房子的大致高度,以及水滴落地前的速度。 你知道小明是怎么估算的嗎? 詳細分析: 粗略估算時,將水滴看作自由落體,g取10m/s2,由下落運動定律可得。 答案: 設水滴落地時的速度為vt,房屋高度為h,則: 時間:2021年11月26日 學無止境 頁碼:第34頁共34頁 - 15 - vt=gt=101.5m/s=15m/sh= gt2= 101.52 m=11.25 m。 綠色通道:學習物理理論是為了指導實踐,所以在學習中,要注意理論與實踐相結合。分析問題要從實際出發,要具體分析各種因素是否對結果有影響。例3 一個自由落體物體在過去1秒內下落了25米,物體從什么高度自由落體?(g取10 m/s2)具體分析:本題物體做自由落體運動,加速度為g=10 N/kg,v1T物理好資源網(原物理ok網)

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