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2021 年高中物理优秀教案:库仑定律的研究与应用

更新时间:2024-08-28 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

时间:2021年11月26日,学海无涯。 页数:共34页 第34页-1-优秀高中物理教案【5篇】精选 物理学是研究物质运动最普遍规律和物质基本结构的学科。物理学作为自然科学的先导学科,研究从宇宙到基本粒子的一切物质最基本的运动形式和规律,并因此成为其他自然科学学科的研究基础。 下面我为大家收集整理了《高中物理教案》,欢迎大家阅读学习! 高中物理教案1 【专题】人教版《普通高中课程标准实验教材物理(选修3-1)》第1章第2节《库仑定律》 【学时】1学时 【三维目标】 知识与技能: 1、认识点电荷的概念,理解和掌握库仑定律的含义及表达; 2.能运用库仑定律进行相关计算; 时间:2021年11月26日,学海无涯。 页码:共34页 第34页-2-3.了解库仑扭秤原理。 流程与方法: 1.通过学习库仑定律的过程,学生可体验到从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程,学会如何通过间接手段测量微小力; 2.通过探究活动,培养学生结合数学知识观察现象、分析结果、解决物理问题的能力。 情感、态度与价值观: 1.通过点电荷的研究,学生感受到在物理研究中建立理想模型的重要性; 2.通过静电力与万有引力的类比,学生可体会到自然规律有其统一性,也有多样性。ZqL物理好资源网(原物理ok网)

【教学重点】1、库仑定律的建立过程;2、库仑定律的应用。 时间:2021年11月26日,学海无涯。 页数:共34页 第34页-3-【教学难点】库仑定律的实验验证过程。 【教学方式】实验探究法、交流讨论法。 【教学过程与内容】引入新课 同学们,通过前面的学习,我们知道“同种电荷相斥,异种电荷相吸”,这使我们对电荷之间力的方向有了一定的认识。我们把电荷之间的力叫做静电力,那么静电力的大小满足什么规律呢?下面我们进入本章第二节“库仑定律”的学习。库仑定律的发现活动一:思考与猜想同学们,电荷之间的力是通过带电体之间的相互作用来表现的,所以我们要研究带电体之间的相互作用。但是生活中带电体的大小、形状多种多样贝语网校,这给我们寻找静电力的规律带来了困扰。时间:2021年11月26日,学海无涯。页数:第34页共34页-4-。早在300年前,伟大的牛顿在研究引力的同时,研究了带电纸的运动。但是由于带电纸太不规则,牛顿对静电力的研究没有成功。(问题1)对于选择研究对象,你有什么好的建议吗?在静电学的研究中,我们经常用的带电体是球体。(问题2)带电体间力(静电力)的大小与哪些因素有关?请结合自己的生活经历大胆猜测。ZqL物理好资源网(原物理ok网)

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电荷间力与影响因素关系的定性探索 实验表明,电荷间的力F随电荷q的增加而增大;随距离r的增加而减小。(提示)我们的研究能到此结束吗?为什么?这只是一个定性的研究,还要更深入地研究,才能得到更准确的定量关系。 (问题3)静电力F与r,q之间可能存在什么样的定量关系? 时间:2021年11月26日 学无止境 页码:第34页,共34页 -5- 你认为哪一种可能性更大?为什么?(引导学生与万有引力进行类比) 活动二:设计与验证实验方法 (问题4) 应采用什么方法研究F与r,q之间的定量关系? 控制变量法——(1)保持q不变,验证F与r2的反比关系;(2)保持r不变,验证F与q的比例关系。讨论实验的可行性,难点一:F的测量(这里F是一个非常小的力,不能用弹簧测力计直接测量,你有什么办法实现间接测量F的大小?)难点二:q的测量(我们不知道怎样精确测量带电小球所带电荷的数量,为研究F和q之间的定量关系,你有什么好的思路?)(思考启发)有这样的一个事实:两个完全相同的金属球,一个带电,一个不带电,互相接触,它们对相同距离的第三个带电小球的作用力相等。时间:2021年11月26日,学海无涯,页码:34页中的第6页-6-——这说明了什么?(说明小球接触后,将电荷均分)(问题)现在,你有什么想法了吗?实验具体操作定量验证实验结论:两个点电荷之间的相互作用力与它们电荷的乘积成正比,与它们距离的平方成反比。ZqL物理好资源网(原物理ok网)

推导库仑定律的同学们,我们花了大概20分钟的时间才得到这个结论。其实,在物理学发展史上,几位伟大的科学家花了近30年的时间才得到库仑定律,该定律以法国物理学家库仑的名字命名。启示1:类比猜想的价值任何读过牛顿著作的人,都可能推断出,凡是表现出这一特性的相互作用,都应该遵循平方反比定律。看来,电荷间作用力的规律,就是可以通过类比推理得到的。正是这样的类比,让电磁学少走了不少弯路,形成了严格的量化规律。马克·吐温曾说过:“科学真是令人着迷,在零散的事实基础上,加上一点猜想,就能赢得如此多的收获!”科学家基于广博的知识和深刻的洞察力而做出的猜想,是最具创造性的思维活动。然而,英国物理学史学家丹皮尔也说过:“自然,如果不能亲眼见证,就不能征服它!”启示二:实验的精妙之处 1785年,库仑在前人工作的基础上,用自己设计的扭力秤,准确地验证了库仑定律。(库仑扭力秤实验简介:这个实验的设计相当巧妙,把微小的力放大成力矩,把直接测量转化为间接测量,从而得出静电力的定律—库仑定律。)​​ 讲解库仑定律 1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们电荷的乘积成正比,与它们距离的平方成反比,力的方向在它们连线上。ZqL物理好资源网(原物理ok网)

2.数学表达式:(讲解),称为静电力常数。 时间:2021年11月26日 学海无涯 页数:34页共8页-3.适用条件:(1)真空中(一般来说,在空气中也近似适用);(2)静止;(3)点电荷。 (强调)虽然库仑定律公式和万有引力公式在形式上很相似,但它们仍然是两种不同性质的力。 我们来看以下问题: 标准训练例1:(通过定量计算,让学生理解对于微观带电粒子而言,由于静电力远大于万有引力,所以我们往往忽略万有引力。)(过渡)我们可以解两个点电荷的静电力,但如果有三个电荷呢?(衔接过去和将来)两个点电荷之间的力不会因第三个点电荷的存在而改变。所以多个点电荷对同一个点电荷所施加的力,等于各个点电荷对这个点电荷所施加的力的矢量和。 例2:(多个点电荷对同一个点电荷所施加的力的叠加问题。一方面巩固了库仑定律,另一方面也为下一节电场强度的叠加做铺垫。) 时间:2021年11月26日 页码:第9页 共34页 - 9 - (扩展讲解) 库仑定律是电磁学基本定律之一,虽然点电荷间的静电力是给定的,但是任何一个带电体都可以看作是由许多个点电荷组成的,因此如果知道带电体的电荷分布,就可以根据库仑定律和平行四边形法则计算出带电体间静电力的大小和方向。ZqL物理好资源网(原物理ok网)

这就是库仑定律的普遍意义。 本课总结(略) 课外延伸 1.课本第8页“科学漫步”专栏介绍了静电力的应用,你能多了解一下这个应用吗? 2.万有引力和库仑定律有相似的数学表达式,仿佛预示着自然界的和谐统一。课后请查阅资料,了解自然界的“四种基本相互作用”和统一场论。 高中物理教案2 1.自由落体 时间:2021年11月26日 学无止境 页数:第10页,共34页-10- 1.定义:物体仅在重力作用下由静止下落的运动。思考:不同的物体下落的速度相同吗?为什么物体在真空中和在空气中下落的速度不同?在空气中和在真空中的区别在于,在空气中有空气阻力。对于一些密度较小的物体,例如降落伞、羽毛、纸片等,在空中下落时高中物理加速度例题,受空气阻力的影响较大;而对于一些密度较大的物体,例如金属球等,在下落时,受空气阻力的影响就比较小,因此,它们在空中下落时,速度是不同的。在真空中,一切物体只受重力的影响,它们同时从静止下落,都以相同的速度做自由落体运动。 二、不同物体下落速度与重力大小的关系 (1)当有空气阻力时,由于空气阻力的影响,不同重量的物体下落的速度也不同,较重的物体往往下落得更快。 (2)如果物体不受空气阻力的影响,虽然不同物体的质量和形状不同,但下落的速度都是一样的。 三、自由落体运动的特点 (1)v0=0 (2)匀加速(a=g)。 四、自由落体运动性质:初速度为零的匀加速直线运动。 二、自由落体加速度 1.自由落体加速度又称重力加速度,通常用g表示。 2.自由落体加速度的方向总是垂直向下。 3.在同一地点,一切物体的自由落体加速度都是一样的。 4.不同地理位置的自由落体加速度一般是不一样的。 规律:物体在赤道处的重力加速度最小,在南(北)极处的重力加速度最大;物体所处地理位置的纬度越大,重力加速度越大。 3.自由落体的运动规律 由于自由落体是匀速加速直线运动,初速度为0,所以匀速加速 时间: 2021年11月26日 学习无界限 页码: 第34页,共34页 - 12 - 直线运动的基本公式及其推论,适用于自由落体。 1.速度公式:v=gt 2.位移公式:h= gt2 3.位移-速度关系:v2=2gh 4.平均速度公式: = 5.推断:h=gT2 思考与探索 问题1 物体在真空中下落的情况和物体在空气中下落的情况一样吗?你有哪些假设和猜想? 研究思路: 物体在真空中下落时,只受重力作用高中物理加速度例题,不再受空气阻力作用,此时物体的加速度很大,整个下落过程都是加速的。在空气中,物体不仅受到重力作用,还有空气阻力作用,且二者方向相反,此时物体的加速度很小,整个下落过程较慢。 问题2 自由落体是理想化的模型,请举例说说什么情况下物体下落的运动可以看作自由落体。研究思路:回顾第一章中粒子的概念,谈谈在处理物理问题时,如何根据研究问题的性质和需要,把握问题中的主要因素,忽略次要因素,建立理想化的模型,使复杂问题简单化,进一步认识这一重要的科学研究方法。 问题3 在地球不同位置,物体自由落体时的加速度是否相同? 研究思路:在地球不同位置,同一物体受到的重力不同,由此产生的重力加速度也不相同。一般来说,越靠近两极,物体自由落体时的加速度越大;越靠近赤道,加速度越小。 典型试题与详解分析 例1 下列哪项表述是错误的? A.物体从静止开始下落,必定是自由落体 B.如果不能忽略空气阻力,那重的物体必定下落得很快 时间:2021年11月26日 学习无界限 页码:第34页 共34页 - 14 - C.自由落体加速度的方向永远是竖直向下的 D.满足速度与时间成正比的下落运动,必定是自由落体运动 详细解析:本题主要考察对自由落体运动概念的理解,自由落体运动是指物体仅在重力作用下从静止下落的运动。选项A没有具体说明是什么物体,也不知道能否忽略空气阻力;选项C 自由落体的加速度的方向应该是竖直向下的。初速度为零的匀加速直线运动,其速度与时间成正比,但不一定是自由落体运动。答案:ABCD 例2 一场大雨过后,小明观察自家屋顶上滴落的水滴,发现基本上每一滴水都要1.5秒的时间才能落下。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吗? 详细分析: 粗略估算时,将水滴看作自由落体,g取10m/s2,由下落运动定律可得。 答案: 设水滴落地时的速度为vt,房屋高度为h,则: 时间:2021年11月26日 学无止境 页码:第34页共34页 - 15 - vt=gt=101.5m/s=15m/sh= gt2= 101.52 m=11.25 m。 绿色通道:学习物理理论是为了指导实践,所以在学习中,要注意理论与实践相结合。分析问题要从实际出发,要具体分析各种因素是否对结果有影响。例3 一个自由落体物体在过去1秒内下落了25米,物体从什么高度自由落体?(g取10 m/s2)具体分析:本题物体做自由落体运动,加速度为g=10 N/kg,ZqL物理好资源网(原物理ok网)

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