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視頻標簽：庫侖定律
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：高中物理人教版選修3-1第一章第2節《庫侖定律》遼寧省 - 大連
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高中物理人教版選修3-1第一章第2節《庫侖定律》遼寧省 - 大連
教學目標
1、知識與技能:
(1)了解定性實驗探究與理論探究庫倫定律建立的過程。
(2)庫倫定律的內容及公式及適用條件,掌握庫侖定律。
2、過程與方法
(1)通過定性實驗,培養學生觀察、總結的能力,了解庫倫扭秤實驗。
(2)通過點電荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。
3、情感態度與價值觀
(1)培養與他人交流合作的能力,提高理論與實踐相結合的意識。
(2)了解人類對電荷間相互作用認識的歷史過程,培養學生對科學的好奇心,體驗探索自然規律的艱辛和喜悅。
2學情分析
兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、起電的知識,萬有引力定律和卡文迪許扭秤實驗這些內容學生都已學過,本節重點是做好定性實驗,使學生清楚知道實驗探究過程。
3重點難點
教學重點:庫侖定律及其理解與應用
教學難點:庫侖定律的實驗探究
教學難點的突破措施:定性實驗探究與定量實驗視頻及理論探究相結合。
4教學過程
4.1第一學時
4.1.1教學活動
活動1【導入】引入新課
演示實驗:毛皮摩擦塑料條實驗
觀察實驗,為什么會發生這樣的現象?
電荷之間存在力的作用。那么電荷之間相互作用力的大小與什么因素有關呢?
活動2【講授】一、通過實驗探究電荷間作用力的決定因素
(一)定性實驗探究:
探究一:猜想電荷間相互作用力可能與什么因素有關?(距離,電荷量)
實驗驗證:
(1) 電荷間相互作用力與幾個物理量有關?實驗應采取什么方法來研究?
學生:控制變量法。
(2)怎么改變距離的大小?怎么改變帶電體電荷量的多少?兩帶電體之間的相互作用力比較小,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?
學生通過提供的實驗儀器可想到:比較懸線偏角的大小
(3)演示實驗:
①保持電量q一定,研究相互作用力F與距離r的關系。
②保持距離r一定,研究相互作用力F與電荷量Q的關系。
(4)通過實驗、觀察記錄并得出結論:
電量q一定,距離r越小,作用力F越大。
距離r一定,電量q增加,作用力F越大;
(二) 定量實驗探究,結合物理學史,得出庫侖定律:
探究二:猜測帶電體間的作用力與距離及電荷量有怎樣的定量關系呢?
學生類比萬有引力定律猜測:與距離的平方成反比,與電荷量的平方成正比
定量測量:
① 帶電體間作用力小,沒有足夠精密的測量儀器;怎樣確定帶電體間的作用力的數量關系?
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量關系?
講解實驗儀器,來引導學生觀看視頻,總結規律。(觀看視頻)。
講解庫侖扭秤
庫侖聯想到萬有引力定律和卡文地許扭稱實驗,利用巧妙的庫倫扭秤裝置和方法,發現了庫侖規律。你能用自己的語言總結出規律嗎?
活動3【講授】二、 庫侖定律：
內容:真空中兩個靜止點電荷之間的作用力大小,與它們電荷量的乘積成正比,與它們間的距離平方成反比;作用力的方向在它們的連線上。這個規律叫做庫侖定律。
你能否從內容中找到條件?(真空,靜止,點電荷)
什么是點電荷?
當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它們之間的作用力的影響可以忽略時,這樣的帶電體可以看做帶電的點,叫點電荷。它是一個理想化模型,實際上點電荷不存在。 (與“質點”進行比較)
大小:
k為靜電力常量, k=9.0×109N.m2/C2,其大小是用實驗方法確定的。其單位是由公式中的F、Q、r的單位確定的。
方向:在它們的連線上,同種電荷沿連線向外,異種電荷沿連線向內。
說明:
兩個電荷量為1C的點電荷在真空中相距1m時,相互作用力是9.0×109N,
相當于一百萬噸的物體所受的重力!這么近的距離使物體帶上1C電荷量不容易!也就說明庫倫是一個大單位。
活動4【練習】三、 庫侖定律與萬有引力定律的比較
例題1已知氫核(質子)的質量m2=1.67×10-27 kg,電子的質量m1=9.1×10-31kg,電子和質子的電荷量都是1.60×10-19C,在氫原子內電子與質子間的最短距離為5.3×10-11m。試比較氫原子中氫核和電子之間的庫侖力和萬有引力。(課件播放解題過程)
小結:計算說明萬有引力遠遠小于庫侖力,以后在研究微觀帶電粒子的相互作用力時,通常可以忽略萬有引力。在剛才的實驗中也不需要考慮萬有引力的作用。
例題2 真空中有三個點電荷,它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個頂點上,每個點電荷都是+2×10-6C,求他們各自所受的庫侖力。
討論:比較庫侖定律和萬有引力定律(相似點與不同點),你會有什么樣的感想?如何認識自然規律的多樣性與統一性?
活動5【活動】四、小結
1.知道了庫侖力的大小和方向。對比了萬有引力與庫侖力的關系。
2.經歷了庫侖定律的研究過程,體會了類比思想、均分思想以及微元思想。
活動6【作業】作業
書后P9.1~5題。
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