2、打好体育基础。 最后介绍了示波器在电场中加速和偏转带电粒子的实际应用,为下节详细讲解示波器原理做好铺垫。 指导思想和理论依据以心理教育理论为基础,激发学生内在的学习兴趣,挖掘学生的潜能,充分了解学生现有的知识和能力水平,确定学生的最佳发展空间。 高中物理课程中的标准物理教学应帮助学生继续学习基本的物理知识和技能; 增强创新意识和实践能力,培养探索和认识自然的兴趣和热情。 了解物理思维方法。 理论教学背景描述物理教学的基本特点教材分析本节是高中物理选修课3-1第1章第9节的内容。 电场是电学的基础知识,是学好电磁学的关键。 本节是机械知识和电气知识的综合。 本部分知识在教学大纲和考试说明中列为需要理解和掌握的内容,通过配对的方式
3.在本部分知识的学习中,学生可以将电场知识与牛顿定律、动能定理、运动的合成与分解等机械知识有机结合起来,加深对力、电知识的理解,帮助培养学生应用物理定律解决问题解决问题的能力也为学习带电粒子在磁场中的运动奠定了基础。 学生分析:此前,学生已经比较熟练地掌握了力学和电场的基础知识,初步具备了分析电场相关问题的能力; 教学中能够充分调动学生的积极性,体现学生在教学中的主体作用,在共同讨论中完成知识框架。 教学方法分析:对于已经具备一定抽象逻辑思维和推理能力的高一学生,在教学中采用讲授探究和合作探究的方式; 学生的认知困难主要体现在如何构造电场中的带电粒子。 教学中加速度和偏转的物理模型采用实验探究和讲授的方式
4.公式。 教学目标知识技能:(1)了解带电粒子在电场中加速和偏转的相关规律,能够分析和解决加速和偏转问题。 (2)培养学生综合运用力学、电学知识分析和解决带电粒子在电场中的运动。 过程和方法:(1)通过对实验现象的观察,逐步探究事物的本质,培养学生的逻辑推理能力(2)学会用类比的方法,从已知的规则中推导出新的规则,让学生了解事物之间的内在联系。情感态度和价值观:(1)了解带电粒子在电场中运动的技术应用,体会物理、科技与生活的联系,激发学生的学习兴趣(2)严谨的演绎推理,认识到理论研究需要严谨的科学态度和科学精神 教学重点和难点讲解 教学重点:带电粒子在电场中加速和偏转运动的相关规律 教学难点: 1、如何帮助学生
5. 在你的脑海中建立一个由于电场而加速和偏转带电粒子的微观过程的模型。 2、带电粒子在电场中的偏转问题。 通过比较平抛定律,总结出用力学定律处理带电粒子在电场中运动的方法。 流程图 教学流程说明 教学部分 教师活动 学生活动 教学资源设计意图 第一节 情境介绍 【实验演示】 让学生观察阴极射线管中高速电子的运动轨迹。 讲解:“只有当高能电子轰击惰性气体 气体可以发光。光就是高速电子的运动轨迹。问题1.如何使电子获得更大的速度?操作阴极射线管,改变电子的运动路径。观察到光线可以向上偏转,也可以向下倾斜。问题2.如何控制电子的运动轨迹?引入新课:本课我们将利用这两个问题来研究带电粒子的运动(写在黑板上) 学生观察和思考 学生观察和思考电场
6、猜测相关知识并回答问题:“利用电场来实现加速和控制。阴极射线管(电子束演示器)从课本上的演示实验出发,在不脱离课本的情况下更贴近学生第二节:带电粒子在电场中的加速 第二节:带电粒子在电场中的加速 【仪器介绍】电子在电场中是如何加速的?首先我们来看一下阴极射线管的结构,(PPT展示实图和自制模型)【模型仿真】电子非常小,是微观物体,我们无法观察到它们的加速过程,我们用自制的加速电场模型来加速带电球模拟电子加速过程(装置介绍及原理) 【理论探索】设加速电场中两平行板之间的电压为U,板间距离为d。 电子的质量为m,电荷为e,从负极板附近释放出来,没有初速度,则电子退出电场时的速度v0
7. 多少钱? (忽略重力)解法一:基于动力学定律解法二:基于动能定理【延伸】上题中,如果两块板不是平行板而是其他形状,如何计算非均匀电板之间的场? 总结: 动力学观点 牛顿定律+运动学公式(仅适用于均匀加速电场) 能量观点 动能定理(均匀电场和非均匀电场均适用) 学生观察 学生观察并思考 学生利用原电领域、力学等相关计算知识。 通过比较两种情况,区分两种定律的适用条件,阴极射线管实拍照片,自制加速电场模型,自制加速电场与偏转模型PPT课件PPT课件介绍了阴极射线管的结构,使得学生可以理解,电子从热灯丝中喷出的速度很快,如果低,就需要加速;如果低,则需要加速;如果低,则需要加速。 设计模型是为了让学生建立形象思维模型。 实验现象分析升级为理论规律分析。加强学生电场知识与机械知识的融合
8. 聚集在一起,拓展你的思维。 第三节:带电粒子在电场中的偏转: 第三节:那么我们如何控制电子的轨迹? (写在黑板上) 【模型模拟】学生首先观察演示实验,发现电子束通过装置后发生了偏转。 (PPT展示了阴极射线管电子束偏转的图片,还展示了偏转电场模型。)与加速电场一样,我们也用模型来模拟带电粒子在电介质中的微观偏转过程。场地。 请学生观察。 【理论探索】如果电子的电荷为e,质量为m,初速度为v0,平行板的长度为L,两板之间的距离为d,则电势差为U。尝试求 (1) 电场喷射时垂直于板面方向的偏转位移 y (2) 偏转角的正切值。 与平面投掷进行比较,解释带电粒子在电场中偏转时执行类似于平面投掷的运动。 画出图来说明偏转位移和偏转角度。 给出了求解偏转位移和偏转角正切的思路。
9.道组织学生解决。 场景1:直接进入偏转电场v0 【扩展1】:如果没有初速度的电子先被加速电压U1的电场加速,然后垂直进入刚才的偏转电场,则正切值偏转位移y和偏转角度的tan值是多少? 场景2:先加速后偏转 【延伸2】如果在偏转电场右侧L1处有一块垂直于轴线放置的平板,则粒子撞击平板的位置P之间的距离y是多少板和轴?场景3:先加速,然后偏转,然后到屏幕模型。 学生观察大屏幕上的画面,在脑海中构建一个电子偏转场景。 学生思考、讨论、回答。 学生思考、讨论、回答。 学生思考、讨论并回答PPT阴极射线管偏转的图片模拟。 偏转电场 两块平行金属板模型 自制加速电场、偏转模型 PPT课件 PPT课件 加速电场、偏转电场PPT课件模型 PPT课件 加速电场、偏转电场
10、场和屏幕模型,从静态物理图片到静态物理模拟模型再到动态过程模拟,逐步帮助学生建立带电粒子的偏转模型。 从偏转基本模型的分析开始,直接进入偏转电场类比 v0 规则解释带电粒子的类偏转运动。 然后与加速电场结合,即带电粒子首先从静止加速,然后进入偏转电场。 最后添加运动粒子喷射偏转电场后撞击屏幕的过程。 三个场景逐层深化,为示波器管原理在加速电场和偏转电场的实际应用做铺垫。第四场:示波器用下面的模型来解释各个电场的作用。 学生观察并分析每个电场的作用。 示波器管加速电场、偏转电场、屏幕模型的PPT示意图。 通过放大模型,学生可以形象、深刻地了解加速电场和偏转电场的实际效果。 链接 5:课程摘要。 通过这堂课,我们学习到了知识
11、从方法、应用、应用三个方面分析带电粒子在电场中的运动。 知识:我们了解了带电粒子的加速和偏转。 方法:分析带电粒子的加速度,可以利用牛顿定律和运动学公式,也可以利用动能定理。 使用与平投的比较来分析电场中带电粒子的偏转。 应用:加速电场和偏转电场的实际应用示波器管本课所学内容的总结与回忆黑板教学对本课的反思带电粒子在电场中的运动,运用新课标的教学理念,围绕物理学科的特点,引入实验新课,利用信息技术演示物理场景,引导学生观察和分析实验现象和事实带电粒子在电场中的运动,突破教学难点和重点,顺利完成三维教学目标。 成功要点 (1)从教材中的演示实验入手,创设物理场景,激发学生的学习兴趣。 然后利用自制的加速和偏转电场模型对带电球进行加速和偏转,模拟无法观测到的电子运动过程,可以有效地让学生构建带电粒子加速和偏转的图像。 (2)教学时层层设置疑问,使学生思维突破。 如何加速分析加速电场,如何偏转分析偏转场,然后将两个场结合起来先加速再偏转,然后从偏转场射出,打在屏幕上。 这个过程就是示波器综合应用加速度场和偏转场的基本原理。 也为下一课的示波器管原理及分析打下基础。 不足之处可能是由于本课涉及的内容与机械知识密切相关,理论性强。 很多内容都有老师讲解。 学生如果能紧跟老师的思路,就能轻松突破难点和重点; 但相反,如果学生退学,课程内容就会断开。 基于此,我们在今后的教学中要注意更好地调动学生的积极性。 12