作为一名辛苦耕耘的教育工作者,时常需要用到教案,借助教案可以让教学工作更科学化。教案应该怎么写才好呢?以下是人见人爱的小编分享的库仑定律教学设计优秀9篇,如果能帮助到您,我们的一切努力都是值得的。
教学目标
知识目标
1、知道两种电荷,知道正负电荷的规定,知道电荷以及单位;
2、定性了解两种电荷之间的作用规律;
3、掌握库仑定律的内容及其应用;
能力目标
1、通过对演示实验的观察概括出两种电荷之间的作用规律,培养学生观察、总结的能力;
2、知道人类对电荷间相互作用认识的历史过程,理解电荷的物理模型.
情感目标
渗透物理方法的教育,运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——点电荷,研究真空中静止点电荷互相作用力问题.
教学建议
重点难点分析
1、重点是使学生掌握真空中点电荷间作用力的大小的计算及方向的判定——库仑定律.
2、真空中点电荷作用力为一对相互作用力,遵从牛顿第三定律,是本节难点.
教法建议
一、讲述电荷有关概念的教法建议
1、在学生初中学习的基础上,可以通过演示实验,或者动画媒体播放复习并巩固电荷的有关知识;
2、在讲述时,要讲解要简洁、准确,突出主要概念,同时,节省时间给学生自己来学习.
3、由于电荷的不可观测性,讲解时,可以多利用媒体帮助学生对电荷的相互作用的理解和电荷物理模型的建立.
4、讲解点电荷时,可以对照质点的概念进行讲解.
二、关于库仑定律的教法建议
本节内容的核心是库仑定律,他是静电学的第一个实验定律,是定量描述点电荷间的相互作用的关系的规律,是学习电场强度的基础.
1、对于电荷之间相互作用力的定量规律,可以让学生先有一个定性的概念,可以通过实验让同学观察讨论并总结.
2、对于库仑定律需要强调的是:
(1)、书中的库仑定律仅适用于计算在真空中两个点电荷的相互作用力,在干燥的空气中也近似成立,而在其它电介质中使用该定律需要增加条件.
(2)由于库仑定律只适用于计算真空中两个点电荷的相互作用力大小,因此在实验演示、给出点电荷的定义之后直接提出库仑定律;
(3)、库仑定律和万有引力定律之间的相似性可以让同学们通过练习自己认识对比并讨论.
(4)、点电荷的电性有正负之分,但在计算静电力的大小时,可用所带电量的绝对值进行计算.根据电荷之间的电荷异同来判断是吸引力还是斥力.
(5)、在两点电荷之间距离接近为零时,由于两个点电荷已经失去了点电荷的前提条件,因此不能根据库仑定律得到库伦力无穷大的结论.
(6)、当一个点电荷受到多个点电荷的作用,可以根据力的独立作用原理进行力的合成分解并进行矢量运算.
3、对比万有引力常量测定的卡文迪许扭称实验,说明库仑扭称实验的原理,介绍库仑.帮助学生理解本节知识.
第一节
教学过程
一、新课引入
课题引入可以通过几个小实验让学生观察基本的电现象,下面提供几个小实验以供参考:
演示1:取两片吹塑纸,将一片放在可以灵活转动的支座上,用另一片靠近它,让学生观察有什么现象,然后用手摩擦这两片吹塑纸,再靠近,让学生观察发生的现象。(不用手摩擦时它们没有作用,用手摩擦后它们互相排斥)
演示2:将一张薄纸,卷成筒状,将下端撕开成流苏状,用摩擦好的塑料制品去接触,发现流苏开始振动,象一只会跳舞的章鱼;让学生讨论这些现象,运用初中所学来分析;
二、讲授新课
关于这部分教学,在初中学习的基础上,完全可以由课堂学生自己实验来总结完成。
1、摩擦起电
学生实验1:先用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑,看有什么现象?然后用绸子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡胶棒,再靠近碎纸屑看有什么现象?让学生分析两次实验现象的异同;并分析原因。
教师总结:摩擦过的物体性质有了变化,能够吸引轻小物体,我们说此时物体带了电或者说带了电荷。而用摩擦的方法使物体带电就叫做摩擦起电。
人类从很早就认识了磁现象和电现象,例如我国在战国末期就发现了磁铁矿有吸引铁的现象。在东汉初年就有了带电的琥珀吸引轻小物体的文字记载,我国古代人民非常善于观察,早在两千多年前的西汉时期就有“玳瑁吸裙”的记载,玳瑁是一种美丽的龟壳,人们在用它作首饰时无意中发现摩擦后的玳瑁会吸引衣服。让学生讨论在日常生活中见过类似的摩擦起电[]现象,学生举例分析后可以布置课下作业 。
2、两种电荷
学生实验2:将学生分组。
实验器材有:
(1)、玻璃棒、橡胶棒各两根;
(2)、毛皮、绸子各两块;
(3)、支架;
为了避免实验中电荷的流失,最好两名同学同时进行操作,
实验过程:
(1)、两位同学同时都用绸子摩擦玻璃棒,使它带电,将一根放在支座上,注意:要记住哪端带电,不要用手摸带电的一端,用另一根玻璃棒的带电端靠近这根玻璃棒的带电端,观察发生的现象;
(2)、用毛皮摩擦橡胶棒,重做刚才的实验;
(3)、用绸子摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒,做刚才的实验。
将实验结果记录下来;教师通过媒体动画可控再现实验现象,并将学生观察到的实验结论总结,引导学生分析这些实验现象中能发现什么?
教师总结:在历史上,人们用各种各样的材料做了大量的实验,人们发现带电物体凡是跟绸子摩擦过的玻璃棒互相吸引的,必定跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相排斥;凡是跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相吸引的,必定跟绸子摩擦过的玻璃棒互相排斥。就是说物体带的电荷要么跟绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷相同,要么跟毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷相同,没有第三种可能,自然界中只有这样两种电荷,美国科学家富兰克林对这两种电荷做出规定:绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷叫做正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷叫做负电荷。
3、电荷之间的相互作用:
在先前实验的基础上,讨论电荷之间的作用力与电荷之间距离的关系,可以参考媒体资源中:电荷之间距离与电量、电荷之间作用力的定性关系的媒体动画,定性介绍三个物理量之间的关系,在给出点电荷的定义之后直接引出库仑定律的内容。给出库伦定律的公式:讲解中的注意事项参考“有关库伦定律的教学建议”。
三、典型例题讲解:
四、课堂小结:
1、电荷之间相互作用规律:同性相斥,异性相吸,大小用库仑定律来计算。
2、点电荷作用力为一对相互作用力,遵循牛顿第三定律。
3、库仑定律的适用条件:真空中静止点电荷间的相互作用力(均匀带电体间、均匀带电球壳间也可)。
一、教材分析
1、库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律,又是学习电场强度的基础不仅仅要求学生定性明白,并且还要求定量了解和应用。
2、展示库仑定律的资料和库仑发现这必须律的过程,并强调该定律的条件和远大意义。
二教学目标
(一)知识与技能
1、理解库仑定律的含义和表达式,明白静电常量。了解库仑定律的适用条件,学习用库仑定律解决简单的问题。
2、渗透梦想化思想,培养由实际问题进行简化抽象思维建立物理模型的力。
(二)过程与方法
经过认识科学家在了解自然的过程中常用的科学方法,培养学生善用类比方法、梦想化方法、实验方法等物理学习方法。(三)情感态度与价值观
经过对库仑定律探究过程的讨论,使学生掌握科学的探究方法,激发学生对科学的热
三、教学重难点
(一)重点
对库仑定律的理解
(二)难点
对库仑定律发现过程的探讨。
四、学情分析
学生在高一已经学习了万有引力的基本知识,为过渡到本节的学习起着铺垫作用,学生已具备了必须的探究本事、逻辑思维本事及推理演算本事。能在教师指导下经过观察、思考,发现一些问题和解决问题
五、课前准备
学生准备展示学案上预习的情景,教师准备必要的课件
六、教学方法
比较库仑定律与万有引力定律的异同。
七、课时安排
1课时
八、教学过程
1、教师演示1、1-6的实验。
2、学生注意观察小球偏角的变化以及引起这一变化的原因。
3、经过对实验现象的定性分析得到:电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大,随距离的增大而减小。
4、法国物理学家库仑,用实验研究了电荷间相互作用的电力,这就是库仑定律。
资料:真空中的两个点电荷之间的作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
表达式:k叫静电力常量,k=9109Nm2C2。
5、介绍点电荷:
①不研究大小和电荷的具体分布,可视为集中于一点的电荷。
②点电荷是一种梦想化模型。
③介绍把带电体处理为点电荷的条件:带电体间的距离比它们自身的大小大得多,带电体的形状和大小对相互作用力的影响能够忽略不计时。
6、任意带电体所受的力能够看作是多个点电荷所受力的合力。
7、库仑定律与万有引力定律(计算下题)
试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。已知电子的质量m1=9、1010-31kg,质子的质量m2=1、6710-27kg,电子和质子的电荷量都是1.6010-19C。
分析:这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力,而是列公式,化简之后,再求解。
解:电子和质子间的静电引力和万有引力分别是:
(回答思考与讨论)能够看出:万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似,表述的都是力,这是相同之处;它们的实质区别是:首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力,绝没有相排斥的力。其次,由计算结果看出,电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多,所以在研究微观带电粒子间的相互作用时,主要研究静电力,万有引力虽然存在,但相比之下十分小,所以可忽略不计。
九、板书设计
1库仑定律
a、资料:真空中的两个点电荷之间的作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
b、表达式:
2、点电荷
a、不研究大小和电荷的具体分布,可视为集中于一点的电荷。
b、点电荷是一种梦想化模型。
c、介绍把带电体处理为点电荷的条件:带电体间的距离比它们自身的大小大得多,带电体的形状和大小对相互作用力的影响能够忽略不计时。
十、教学反思
1、为突破重难点应讲清库仑定律及适用条件,说明库仑力贴合力的特征,遵守牛顿第三定律。
2、为定性演示库仑定律,应使带电小球表面光滑,防止尖端放电,支架应选绝缘性能好的,空气要干燥。
3、说清K的单位由公式中各量单位确定,其数值则由实验确定。
知识目标:
1.掌握库仑定律,知道点电荷的概念,并理解真空中的库仑定律.
2.会用库仑定律进行有关的计算.
能力目标:
1.渗透理想化方法,培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力.
2.渗透控制度量的科学研究方法
德育目标:
通过元电荷的教学,渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点.
教学重点:
库仑定律和库仑力的教学.
教学难点:
关于库仑定律的教学
教学方法:
实验归纳法、讲授
库仑定律教学过程:
一、电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
提问:那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢?
结论、电荷之间存在着相互作用力,力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小有关,电量越大,距离越近,作用力就越大;反之电量越小,距离越远,作用力就越小。作用力的方向,可用同种电荷相斥,异种电荷相吸的规律确定。
电荷间的作用力与它们带的电荷量以及距离有关,那么电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力的大小具有相似的形式呢?
早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑。库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律。
二、库仑定律:
1、内容:真空中两个静止的点电荷的相互作用跟它们所带电量的乘积成正比,跟它们之间距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2、库仑定律表达式:
3、对库仑定律的理解:
(1)库仑定律的适用条件:真空中,两个点电荷之间的相互作用。
a:不考虑大小和电荷的具体分布,可视为集中于一点的电荷.
b:点电荷是一种理想化模型.
c:介绍把带电体处理为点电荷的条件.
d:库仑定律给出的虽是点电荷间的静电力,但是任一带电体都可看成是由许多点电荷组成的,据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力大小和方向.
(2):静电力恒量。重要的物理常数=9.0×109N2/C2,其大小是用实验方法确定
的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的,使用库仑定律计算时,各物理量的单位必须是:F:N、Q:C、r:。
(3)关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法,使用公式计算时,点电
荷电量用绝对值代入公式进行计算,然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向即可。
(4)库仑力也称为静电力,它具有力的共性。它与高一时学过的重力,弹力,摩
擦力是并列的。它具有力的一切性质,它是矢量,合成分解时遵从平行四边形法则,与其它的力平衡,使物体发生形变,产生加速度。若点电荷不是静止的,而是存在相对运动,那么它们之间的作用力除了仍存在静电力之外,还存在相互作用的磁场力。
(5) ,F是Q1与Q2之间的相互作用力,F是Q1对Q2的作用力,也是Q2对Q1的作用力的大小,是一对作用力和反作用力,即大小相等方向相反。不能理解为Q1Q2,受的力也不等。
三、库仑研究定律的过程
1、提出假设
2、做出假说
3、实验探究:
(1)实验构思
(2)实验方案
(3)对假说进行进行修正和推广
4、思考:(1)库仑通过什么方法比较力的大小?
(2)库仑通过什么方法比较电荷量的大小?
5、研究方法:控制变量法。
实验方案:
a.q1、q2一定时,探究F与r的关系
结论:F∝1/r2
b.r一定时,探究F与的q1、q2关系
结论:即 F ∝q1q2
6、思想方法:
(1)小量放大思想
(2)电荷均分原理
四、库仑定律的应用
完成课本例题1和例题2.
五、课堂训练:
1、下列说法中正确的是:(AD)
A 。点电荷是一种理想模型,真正的点电荷是
不存在的.
B 。点电荷就是体积和带电量都很小的带电体
C 。根据 可知,当r趋近于0 时,F趋近于∞
D 。一个带电体能否看成点电荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形状和大小对所研
究的问题的影响是否可以忽略不计.
2、两个半径为0.3的金属球,球心相距1.0放置,当他们都带1.5×105 C的正电时,相互作用力为F1 ,当它们分别带+1.5×105 C和1.5×105 C的电量时,相互作用力为F2 , 则( )
A.F1 = F2 B.F1 <F2 C.F1 > F2 D.无法判断
3、已知电子的质量1=9.10×10-31g,质子的质量2=1.67×10-27g,它们之间的距离为5.3×10-11(结果保留一位有效数值)
(1)它们之间的万有引力?
(2)异种电荷相互吸引质子给电子的的引力为多少?
(3)电子给质子的库仑力?
(4)电子绕质子运动的向心力由谁提供?
(5)在电子、质子连线的垂直平分线上放一电子,与质子、电子构成等边三角形,求此时质子受到的合力?
答案:F引=3.6×10-47N F电=8.2×10-8N F电=8.2×10-8N F合=14.2×10-8N
六、小结:
(1)电荷间相互作用规律:同性相斥,异性相吸,大小用库仑定
(2)电荷间作用力为一对相互作用力,遵循牛顿第三定律。
(3)库仑定律适用条件:真空中静止点电荷间的相互作用力(均匀带电球体间、均匀带电球壳间也可)。
任务分析
本课使用的教材是人民教育出版社出版的高中物理选修3-1。本课的资料是第一章和第二节库仑定律。本节的核心是库仑定律,它是静电学的第一个实验定律,是研究电场强度的基础,是电磁学的基本定律,也是物理学的基本定律之一。库仑定律阐明了带电体之间的相互作用规律,为整个电磁学奠定了基础,所以在本章中起着重要的作用。
在学习本课资料之前,学生已经具备了粒子梦想化模型的思维方法,并且明白两个轻而小的带电体经过相互作用而被吸引或排斥。
育才中学是一所扶贫寄宿学校,大部分学生来自宁夏南部。他们缺乏自我操作本事、合作探究意识和交流评价习惯。所以,教师应当在教学中给予及时的鼓励和指导。
这节课的教学资料有两条主线。第一个是知识层面。首先,经过“演示”栏中“探索影响电荷间相互作用的因素”的定性实验进行介绍。在此基础上,展示了库仑定律的历史背景。掌握真空中点电荷之间的相互作用规律,即库仑定律;第二个是方法层面,即研究多个量之间关系的`方法,间接测量某个物理量的方法
(1)了解电荷间相互作用力的规律,掌握库仑定律的资料和应用。
(2)经过演示实验,我们首先定性地理解电荷之间的相互作用力,然后定义库仑
法律和适用条件。
2、过程与方法、情感、态度与价值观(1)经过观察和演示实验,总结出电荷之间的相互作用规律。培养学生的观察、分析和概括本事。
(2)经过静电力与万有引力的比较,体验自然规律的多样性和统一性。(3)体验一些研究物理问题的常用方法,如控制变量法、梦想模型法、类比法等。
三、重点和难点
重点:电荷之间的相互作用力与电荷的距离和数量之间的关系。
难点:应用库仑定律的资料和适用条件。
第四,教学资源
1、视频剪辑:库仑扭转平衡
2、演示实验:探索影响电荷间相互作用力因素的实验
3、课件:PPT幻灯片
V.设计理念
根据新课程改革的理念和目标,要求充分发挥学生学习的主体性,丰富学生在学习过程中的体验,让学生在教师的指导下观察、实验、分析、总结和应用自我,在参与体验的基础上学习知识和方法,培养科学精神和态度。
在本课中,用《三国志吴书》中写的“琥珀不带烂芥末”和手摇静电传感器来演示放电现象,并将其引入新课,为课堂实验做必要的准备。
让学生在教师的指导下,经过观察演示实验现象,猜测影响带电体间相互作用力的因素。
教师适时启发和引导学生制定F与R、F与q定性探究的实验方案。经过演示实验对F与R、F与q的关系进行定性研究。然后,经过比较万有引力,结合类比法和库仑对电荷间相互作用力的探索,引入库仑扭转平衡实验,得出库仑定律。
本文回顾了人类探索电荷间相互作用力的历史,并进行相应的人文教育。利用现有的实验设备,让学生参与开发实验,验证F与R2成反比,并进行实验验证。
六,教学过程
1、教学的主要环节
这门课主要分为四个环节:
第一个链接场景引入了两个电荷之间的强大交互作用。第二个环节,经过猜想、学生的定性实验进行定性探究,得出两个电荷之间的力和距离与电荷之间的关系。
在第三个环节中,作者经过比较引力并结合前人研究的历史背景,定量地探讨了库仑定律及其适用条件。
第四步是经过简单的例子巩固库仑定律的应用。
2、教学流程图
3、教学过程描述
(1)情景:《三国志吴书》写道“琥珀不带烂芥末”,手摇静电传感器演示了放电现象,并引入了新的一课
(2)活动一经过实验现象启发学生根据已有的知识猜测哪些因素与两个电荷之间的作用力有关,并经过讨论得出两个电荷之间的作用力与距离和电荷数量有关的结论。在此基础上,引导学生制定研究计划和组织小组实验,对上述猜想进行定性探索,并经过每个小组对实验中观察到的现象进行分析和交流。
(3)活动经过以往的研究历史,并与万有引力相比较,用控制变量的方法定量研究了两个电荷之间的相互作用力与电荷的距离和数量之间的关系。经过讨论,得出库仑定律。
(4)活动三经过常识和现有知识讨论库仑定律公式的适用条件。
(5)经过简单的例子巩固对库仑定律的理解,并根据库伦力的计算公式比较微观粒子之间的引力和库伦力的大小。
一、教材分析
1.库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律,又是学习电场强度的基础
不仅要求学生定性知道,而且还要求定量了解和应用。
2、展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程,并强调该定律的条件
和远大意义。
二 教学目标
(一)知识与技能
1理解库仑定律的含义和表达式,知道静电常量。了解库仑定律的适用条件,学习用库仑定律解决简单的问题。
2.渗透理想化思想,培养由实际问题进行简化抽象思维建立物理模型的力。
(二)过程与方法
通过认识科学家在了解自然的过程中常用的科学方法,培养学生善用类比方法、理想化方法、实验方法等物理学习方法。(三)情感态度与价值观
通过对库仑定律探究过程的讨论,使学生掌握科学的探究方法,激发学生对科学的热
三、教学重难点
(一)重点
对库仑定律的理解
(二)难点
对库仑定律发现过程的探讨。
四、学情分析
学生在高一已经学习了万有引力的基本知识,为过渡到本节的学习起着铺垫作用,学生已具备了一定的探究能力、逻辑思维能力及推理演算能力。能在老师指导下通过观察、思考,发现一些问题和解决问题
五、课前准备
学生准备展示学案上预习的情况,老师准备必要的课件
六、教学方法
比较库仑定律与万有引力定律的异同。
七、课时安排
1课时
八、教学过程
1.教师演示1.1-6的实验。
2.学生注意观察小球偏角的变化以及引起这一变化的原因。
3.通过对实验现象的定性分析得到:电荷之间的作用力随电荷量的增大而增大,随距离的增大而减小。
4.法国物理学家库仑,用实验研究了电荷间相互作用的电力,这就是库仑定律。
内容:真空中的两个点电荷之间的作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
表达式: ,k叫静电力常量,k=9109 Nm2/C2。
5.介绍点电荷:
①不考虑大小和电荷的具体分布,可视为集中于一点的电荷。
②点电荷是一种理想化模型。
③介绍把带电体处理为点电荷的条件:带电体间的距离比它们自身的大小大得多,带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时。
6.任意带电体所受的力可以看作是多个点电荷所受力的合力。
7.库仑定律与万有引力定律(计算下题)
试比较电子和质子间的静电引力和万有引力。已知电子的质量m1=9.1010-31kg,质子的质量m2=1.6710-27kg,电子和质子的电荷量都是1.6010-19C。
分析:这个问题不用分别计算电子和质子间的静电引力和万有引力,而是列公式,化简之后,再求解。
解:电子和质子间的静电引力和万有引力分别是:
(回答思考与讨论)可以看出:万有引力公式和库仑定律公式在表面上很相似,表述的都是力,这是相同之处;它们的实质区别是:首先万有引力公式计算出的力只能是相互吸引的力,绝没有相排斥的力。其次,由计算结果看出,电子和质子间的万有引力比它们之间的静电引力小的很多,因此在研究微观带电粒子间的相互作用时,主要考虑静电力,万有引力虽然存在,但相比之下非常小,所以可忽略不计。
九、板书设计
1库仑定律
a.内容:真空中的两个点电荷之间的作用力,跟它们的电荷量的乘积成正比,跟它们的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
b.表达式:
2.点电荷
a.不考虑大小和电荷的具体分布,可视为集中于一点的电荷。
b.点电荷是一种理想化模型。
c.介绍把带电体处理为点电荷的条件:带电体间的距离比它们自身的大小大得多,带电体的形状和大小对相互作用力的影响可以忽略不计时。
十、教学反思
1为突破重难点应讲清库仑定律及适用条件,说明库仑力符合力的特征,遵守牛顿第三定律。
2为定性演示库仑定律,应使带电小球表面光滑,防止尖端放电,支架应选绝缘性能好的,空气要干燥。
3说清K的单位由公式中各量单位确定,其数值则由实验确定。
教学过程
一、新课引入
课题引入可以通过几个小实验让学生观察基本的电现象,下面提供几个小实验以供参考:
演示1:取两片吹塑纸,将一片放在可以灵活转动的支座上,用另一片靠近它,让学生观察有什么现象,然后用手摩擦这两片吹塑纸,再靠近,让学生观察发生的现象。(不用手摩擦时它们没有作用,用手摩擦后它们互相排斥)
演示2:将一张薄纸,卷成筒状,将下端撕开成流苏状,用摩擦好的塑料制品去接触,发现流苏开始振动,象一只会跳舞的章鱼;让学生讨论这些现象,运用初中所学来分析;
二、讲授新课
关于这部分教学,在初中学习的基础上,完全可以由课堂学生自己实验来总结完成。
1、摩擦起电
学生实验1:先用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑,看有什么现象?然后用绸子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡胶棒,再靠近碎纸屑看有什么现象?让学生分析两次实验现象的异同;并分析原因。
教师总结:摩擦过的物体性质有了变化,能够吸引轻小物体,我们说此时物体带了电或者说带了电荷。而用摩擦的方法使物体带电就叫做摩擦起电。
人类从很早就认识了磁现象和电现象,例如我国在战国末期就发现了磁铁矿有吸引铁的现象。在东汉初年就有了带电的琥珀吸引轻小物体的文字记载,我国古代人民非常善于观察,早在两千多年前的西汉时期就有“玳瑁吸裙”的记载,玳瑁是一种美丽的龟壳,人们在用它作首饰时无意中发现摩擦后的玳瑁会吸引衣服。让学生讨论在日常生活中见过类似的摩擦起电现象,学生举例分析后可以布置课下作业 。
2、两种电荷
学生实验2:将学生分组。
实验器材有:
(1)、玻璃棒、橡胶棒各两根;
(2)、毛皮、绸子各两块;
(3)、支架;
为了避免实验中电荷的流失,最好两名同学同时进行操作,
实验过程:
(1)、两位同学同时都用绸子摩擦玻璃棒,使它带电,将一根放在支座上,注意:要记住哪端带电,不要用手摸带电的一端,用另一根玻璃棒的带电端靠近这根玻璃棒的带电端,观察发生的现象;
(2)、用毛皮摩擦橡胶棒,重做刚才的实验;
(3)、用绸子摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的橡胶棒,做刚才的实验。
将实验结果记录下来;教师通过媒体动画可控再现实验现象,并将学生观察到的实验结论总结,引导学生分析这些实验现象中能发现什么?
教师总结:在历史上,人们用各种各样的材料做了大量的实验,人们发现带电物体凡是跟绸子摩擦过的玻璃棒互相吸引的,必定跟毛皮摩擦过的'橡胶棒互相排斥;凡是跟毛皮摩擦过的橡胶棒互相吸引的,必定跟绸子摩擦过的玻璃棒互相排斥。就是说物体带的电荷要么跟绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷相同,要么跟毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷相同,没有第三种可能,自然界中只有这样两种电荷,美国科学家富兰克林对这两种电荷做出规定:绸子摩擦过的玻璃棒所带电荷叫做正电荷,毛皮摩擦过的橡胶棒所带电荷叫做负电荷。
3、电荷之间的相互作用:
在先前实验的基础上,讨论电荷之间的作用力与电荷之间距离的关系,可以参考媒体资源中:电荷之间距离与电量、电荷之间作用力的定性关系的媒体动画,定性介绍三个物理量之间的关系,在给出点电荷的定义之后直接引出库仑定律的内容。给出库伦定律的公式:讲解中的注意事项参考“有关库伦定律的教学建议”。
三、典型例题讲解:
四、课堂小结:
1、电荷之间相互作用规律:同性相斥,异性相吸,大小用库仑定律来计算。
2、点电荷作用力为一对相互作用力,遵循牛顿第三定律。
3、库仑定律的适用条件:真空中静止点电荷间的相互作用力(均匀带电体间、均匀带电球壳间也可)。
知识目标:
1.掌握库仑定律,知道点电荷的概念,并理解真空中的库仑定律.
2.会用库仑定律进行有关的计算.
能力目标:
1.渗透理想化方法,培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力.
2.渗透控制度量的科学研究方法
德育目标:
通过元电荷的教学,渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点.
教学重点:
库仑定律和库仑力的教学.
教学难点:
一、教学目标
1、明确点电荷是梦想实验模型以及带电体视为点电荷的条件;掌握库仑定律资料及表达式;掌握对两电荷间相互作用的探究过程。
2、经过本节课的学习,体会科学研究中的梦想模型法。
3、经过静电力与万有引力定律的比较,体会自然规律的多样性与统一性。
二、教学重难点
【重点】库仑定律的理解与应用。
【难点】库仑定律的探究过程。
三、教学过程
环节一:新课导入
复习导入:万有引力定律
提问:结合之前学习的资料,万有引力的研究对象
学生:两个质点之间的引力作用;
继续提问:两个电荷间作用力大小的影响因素是否与万有引力相似
引出本节课课题——库仑定律。
环节二:新课讲授
(一)库仑力大小的影响因素
(1)猜想——类比推理
教师提问:结合万有引力的资料对电荷间相互作用力的影响因素进行猜想
学生:点电荷之间的作用力有可能与点电荷之间的距离以及电荷的带电量有关。
(2)实验原理——控制变量法
教师追问:如何经过实验的方法进行验证
学生:研究多种变量时借助控制变量法进行实验探究。
(3)演示实验——间接测量法
教师多媒体演示:带电小球靠近悬挂在丝线上的带同种电荷的泡沫小球的实验。并提问学生如何根据所展示的实验仪器确定电荷间作用力的大小。
学生:转换的思想,将作用力的大小转化为小球的偏转角度。
教师提问:实验中要改变的量为
学生:距离或电荷带电量不一样时小球的偏转角度。
教师进行演示实验并请学生总结影响因素。
(二)库伦定律
(1)库仑定律资料
教师结合多媒体展示给学生讲解物理学史中库伦对静电力规律的探索。
并指导学生经过对课本的阅读找出库仑定律的资料进行分享。
(2)库仑定律的条件
教师:结合上述的实验过程推测库伦定律的适用条件。
学生:小球可类比为之前所学的点电荷的概念,并最终参考为静止时小球的偏转角度,猜测条件为静止的点电荷。
教师肯定其发言并补充静止的条件。
(三)扭成实验
(1)库伦扭杆实验
教师:库仑定律所得出的物理量间的定量关系是如何测量的其难点可能是什么并提醒学生能够参照之前所学的卡文迪许扭称实验。
学生:偏转量很小不宜测量,可用放大转换法。
教师经过多媒体介绍库伦扭杆实验,经过动画演示让学生发现探究力与距离的关系。
学生定性分析后让学生阅读课本找到比例系数为静电力常量和其单位。
(四)库仑力与万有引力大小关系
教师:结合导入课题时的问题以及两种力的比例系数,猜测万有引力与库仑力的大小关系。
学生:一般情景下,库仑力远远大于万有引力。
环节三:巩固提高
练习:经过课后练习题的形式让学生进行库仑力和万有引力的计算并进行比较,体会万有引力和库仑力的大小关系。
环节四:小结作业
小结:师生共同总结本节课的相关知识点。
作业:思考库仑力是否能够使用机械力的合成与分解方法。
四、板书设计
(略)
教学目标
(一)知识与技能
1、明白两种电荷及其相互作用。明白点电荷量的概念。
2、了解静电现象及其产生原因;明白原子结构,掌握电荷守恒定律。
3、明白什么是元电荷。
4、掌握库仑定律,要求明白明白点电荷模型,明白静电力常量,会用库仑定律的。公式进行有关的计算。
(二)过程与方法
2、经过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开。但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
3、类比质点理解点电荷,经过实验探究库仑定律并能灵活运用。
(三)情感态度与价值观
经过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质,认识梦想化是研究自然科学常用的方法,培养科学素养,认识类比的方法在现实生活中有广泛的应用。
重点:电荷守恒定律,库仑定律和库仑力。
难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题,库仑定律的理解与应用。
教具:丝绸,玻璃棒,毛皮,硬橡胶棒,绝缘金属球,静电感应导体,通草球,多媒体课件。
教学过程:
第1节电荷库仑定律(第1课时)
(一)引入新课:
多媒体展示:闪电撕裂天空,雷霆震撼着大地。
师:在这惊心动魄的自然现象背后,蕴藏着许多物理原理,吸引了不少科学家进行探究。在科学史上,从最早发现电现象,到认识闪电本质,经历了漫长的岁月,一些人还为此付出过惨痛的代价。下头请同学们认真阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节,了解我们人类对闪电的研究历史,并完成下述填空:
电闪雷鸣是自然界常见的现象,蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”,是天神对罪恶的惩罚,直到1752年,伟大的科学家___________冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验,把天电引了下来,发现天电和摩擦产生的电是一样的,才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。
师强调:以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危险去捕捉闪电,证实了闪电与实验室中的电是相同的。
雷电是怎样构成的?(大气中冷暖气流上下急剧翻滚,相互摩擦,云层就会积聚电荷,当电荷积累到必须程度,瞬间发生大规模的放电,就产生了雷电)物体带电是怎样回事?电荷有哪些特性?电荷间的相互作用遵从什么规律?人类应当怎样利用这些规律?这些问题正是本章要探究并做出解答的。
师:本节课我们重点研究了解几种静电现象及其产生原因,电荷守恒定律。
(二)新课教学
复习初中知识:
师:根据初中自然的学习,用摩擦的方法可使物体带电,请举例说明。
生:用摩擦的方法。如:用丝绸摩擦过的玻璃棒,玻璃棒带正电;用毛皮摩擦过的硬橡胶棒,橡胶棒带负电。
演示实验1:先用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑,看有什么现象?然后用绸子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡胶棒,再靠近碎纸屑看有什么现象?让学生分析两次实验现象的异同;并分析原因。
教师总结:摩擦过的物体性质有了变化,带电了或者说带了电荷。带电后,能吸引轻小物体,并且带电越多,吸引力就越大,能够吸引轻小物体,我们说此时物体带了电。而用摩擦的方法使物体带电就叫做摩擦起电。
人类从很早就认识了摩擦起电的现象,例如公元1世纪,我国学者王充在《论衡》一书中就写下了“顿牟掇芥”一语,指的是用玳琩的壳吸引轻小物体。
之后人们认识到摩擦后的物体所带的电荷有两种:用丝绸摩擦过的玻璃棒的所带的电荷是一种,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是另一种。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。