高中物理-库仑定律教学设计学情分析教材分析课后反思

课题库仑定律课时1课时学习目标1．通过观看视频、图片等，大胆猜想电荷间作用力与哪些因素有关，并能定性地说出有什么关系。能根据教师的问题或提示自行设计出实验方案，验证猜想，通过观察分析，再通过动脑思考、动眼观察、动口表述等，正确归纳并科学表达出自己的观点。2．在老师设计的问题引导下，通过小组的合作交流，解决问题，自行设计出实验方案，利用已有的数学知识，通过逻辑推理得出规律。3．能熟练地将问题情景，抽象并建立出物理模型，通过对比库仑力定律和万有引力定律、库仑力和万有引力，能应用规律解决实际问题。4．通过教师的设问与解决，能理解对称相等的电量平分方法、解决测距问题建立理想物理模型方法、解决测微小力的扭秤放大法等。养成善于思考、通力合作、敢于发言的好习惯。评价设计总体评价方案：通过师评、小组互评、学生自评方式进行。1．通过设计问题、师生互动、小组互评、学生自评，90%学生能完成各目标。2．准备采用课堂评价练习的方式，重点检测目标2—5的达成度。3．科学利用评价量表（见附表），组织学生自评。教学重点一是学生会用库仑定律计算真空中两个点电荷之间的静电力。二是让学生初步掌握一些研究物理问题的基本方法。教学难点探究静电力规律的实验方案、具体操作和对相应实验现象的分析归纳。教学资源库仑扭秤图片、电磁起电机一个、铁架台、细线、小金属球、轻小泡沫锡球、学案等。附表：学习行为评价点与预设标准能达成预设标准不能达成预设标准原因体验活动1、通过重走物理大师的科学探究过程，感悟科学探究的方法，领悟实验在物理学科中的地位与作用。2、通过静电力与万有引力的类比，体会到自然规律的多样性和统一性，体会到自然界和谐与多样而统一的美。3、通过与他人合作、交流、反思的习惯，体验共同探究和团队协作精神的重要性。探究静电力与距离和电荷量的关系通过观察、分析演示实验能认识理解：静电力、库仑扭秤、类比法、控制变量法、转换法、放大法、平分法等。猜想与假设自己能做出如下猜测：静电力与距离、电量、电荷分布、环境等有关；静电力的大小与距离、电量的定性关系和定量关系。两种方法能运用已知列表法、图象法处理实验数据得出结论。内涵与外延1、微观粒子的库仑定律与万有引力定律的大小关系。2、两个定律形式的相似与本质上的不同。3、实际带电体与点电荷间的条件看成积、微分关系。说明：1．根据自己的实际，在“能达成预设标准”和“不能预设标准”栏目中画“√”2．若确定为不能达成，尽可能写明原因。教学过程教学内容时间教师活动学生活动设计意图温故知新引入新课3分钟一、温故——为知新铺垫：上节课我们学习了“电荷及其守恒定律”，下面请同学们考虑以下几个问题，请看大屏幕：1．物体带电的三种方式是什么？（强调：接触带电。）2．同种电荷和异种电荷间相互作用力是怎样的？二、提出问题，引入新课：通过上节课的学习，我们知道：电荷间有相互作用力。物理学中把电荷间的相互作用力叫做库仑力或静电力，这节课我们就来学习静电力的一些规律。板书：一、静电力（库仑力）学生基本能回答出第1、2两个问题（1摩擦起电、感应起电、接触带电；2同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引。），这里还有两个问题穿插在下面的教学过程中，一是质点这个理想化物理模型，二是类比时用到万有引力的知识。具体请看下面介绍。记住静电力或库仑力的定义。这2个问题的的设计是为了学习新的知识做下铺垫，使新的知识的引出顺理成章、使学生对下面的问题的回答有了知识储备，节省了课堂时间，并且学生对新的知识易于掌握，使课堂高效。象静电力或库仑力的定义这样的简单的知识，教学中从简处理，做到详略得当，优化课堂效率。【学习环节一】猜想静电力与哪些因素有关2分钟设疑猜想——静电力与哪些因素有关。首先我们要解决的一个问题是：静电力的大小与什么因素有关呢？请同学们讨论、猜想、回答：同学们的猜想得都很投入，但是同学们的猜想是否正确呢？根据学生的猜想，同时展示内容。（请看课件）针对教师的设疑，学生都很活跃，都在用脑积极思考、都在相互讨论、都在用手比划、都在表达自己的猜想：带电体的电荷量Q1、Q2；带电体间的距离r；带电体的形状、大小、电荷分布；带电体所处的周围环境；……还有的学生全部猜了出来，获得教师的表扬后更加积极。设置疑问提出猜想，让学生思维动起来，课堂气氛活跃起来，引领学生迈出科学探究的第一步。适时适当的表扬是对学生的思想行为做出积极肯定的评价，在此能起到很好的鼓励效果。【学习环节二】验证：静电力与距离和电量的定性关系10分钟验证猜想——静电力与距离和电量的定性关系（1）提出问题1：你能想办法来验证你的猜想吗？小组讨论拿出你的或你们小组的方案，再作汇报。适时提示：我们从最简单的情景入手。首先研究真空中电荷间的静电力，这样可以不要考虑电荷周围可能存在的复杂外部环境了；最好也能忽略电荷的形状、大小及电荷的分布等对静电力的影响。（2）总结学生的验证方案：方案一：肯定学生的“方案”后做总结：从最简单的情景入手，保持电荷量Q1、Q2等其他一切都不变，只改变两带电体间的距离r，看一看带电体间的作用力F是否改变？如果改变，则可以证明F与r有关，如果不变，则说明这项猜测错误——无关。（3）提出问题2：追问：具体怎样操作呢？你能具体说一下吗？（4）总结学生的具体操作：对同学们的回答加以肯定、予以鼓励后，再做总结。在铁架台上用绝缘丝线悬挂一个带电小球A，将另一带同种电荷的带电小球B固定在与A等高的位置，小球A从距B球由近及远改变几次位置，观察丝线偏角，如果偏角变化就验证了我们的猜想。（5）提出问题3：追问：该方案是保持两球电量等一切都不变，验证静电力F与距离r是否有关，这属于物理学的什么研究方法？（6）提出问题4：追问：一个方案的设计要有理论基础，该方案理论上可行吗？哪位同学站起说一下原理。（7）总结学生的抢答内容：原理是，受力分析后，由平衡条件可以得知做用力大小为：，是细线与竖直方向的夹角，所以当距离r变化时，看偏角是否变化，就可以判断F与r是否有关。（8）提出问题5：追问：在这里又用到什么物理方法呢？（9）动画展示：静电力学实验在我们现有的条件下很难在教室做成功，我做了实验现象的动画，现象请同学们看大屏幕。（10）提出问题6：从屏幕上同学们能看出静电力F与距离r是否有关呢？是什么关系呢？请同学们抢答。（11）适时表扬、适时追问：这位同学的回答很正确、很好，那么F与电荷量Q1、Q2是否有关，关系是什么？你又如何设计实验呢？（12）总结学生的验证方案和具体操作：方案二：验证方案：还是从最简单的情景入手，保持两电荷间的距离r等其他一切都不变，只改变两带电体的电荷量Q1、Q2，看一看带电体间的作用力是否改变？如果改变，则可以证明F与Q1、Q2有关，如果不变，则说明这项猜测错误——无关。具体操作：在上面的具体操作装置中，保持A球电荷量Q1不变、想办法使B球的电荷量Q2改变，观察细线偏角是否变化，如果变化，说明F与Q2有关，如果不变化，则说明——无关。（13）动画展示：我做了实验现象的动画，现象请同学们看大屏幕。（14）提出问题7：从屏幕上同学们能看出静电力F与Q2是否有关呢？是什么关系呢？请同学们抢答。（15）提出问题8：追问，请同学们思考如何验证F与Q1是否有关呢？（在学生不容易回答出来时，加以提示：用不用再做实验验证了呢？）（16）提出问题9：追问，这是用的什么物理方法呢？积极思考教师的问题1并积极回答。有的学生或小组能说出具体的方案，其他学生或小组也赞同。提醒时让学生联想力学中质点这个理想化模型，为后面点电荷的引出做铺垫。针对教师的问题2认真思考，在小组的共同讨论下，有的小组能做出具体的操做说明。认真听教师的总结。好像是不用思考就异口同声地回答出教师的问题3：控制变量法。积极思考教师提出的问题4，并回答：可行。有同学抢答：……认真听教师的总结。积极思考教师提出的问题5，在教师的提示下能回答出：转换法。认真观看大屏幕上的实验效果。针对问题6，很快就有同学抢答：有关，作用力随距离的增大而减小。随距离的减小而增大。在有了前面验证静电力F与距离r的基础，很容易说出验证力F与电荷量q是否有关的方案和具体操作。认真听教师的总结。针对问题7很快就有同学抢答：有关，静电力F随电荷量Q2的增大而增大，随电荷量Q2的减小而减小。积极思考教师提出的问题8，并做出回答：因为Q1和Q2的“地位”是一样的，F与Q1的关系，和F与Q2的关系是相同的。以前学生好象没有遇见过，在教师的提示下能回答出：对称法。设置情景，层层递进，引导学生思考，让学生的大脑真正地活跃起来，进行这科学探究的关键的一步。创设与主题相关的、真实的物理情景，可以激发学生学习的兴趣和好奇心。物理实验是创设真实情景最有效的工具。对实验方案的设计，既复习了以前的知识，又自然地把学生的注意力引入到即将要设计方案验证猜想上来。探究始于问题，培养学生的问题意识是培养学生探究能力的首要目标。而由现实情景切入课题，很自然地激发学生对可能的答案进行分析和思考。通过一次次的追问，一次次的肯定，一次次地增加难度，由设计方案到设计实验的具体操作，让学生的思维一次次地变得更加活跃，步步向教学目标迈进，最后达成目标。让学生通过以前所学的知识，运用到这节课上来，解决“理论”是否可行这个问题，引发学生思考体会学以致用的物理思想。让学生能利用以前学过的物理方法，通过理论分析，再通过动脑思考、动口表述等，正确归纳并科学表达出结论，让学生真正全身心动起来，体现课堂是学生的课堂。通过多追问，唤醒学生的生活经验，激发学生的学习兴趣，让学生自己探究知识，理解方法。锻炼学生自己总结得出结论的能力。通过一段有趣且有理的视频，让学生身临其境，为解决本节课的难点作好铺垫。【学习环节三】课堂评价得出定性结论2分钟得出定性结论，课堂评价（一）也是对学习环节一的小结。请同学们根据上面的学习填写大屏幕上的空白：1、电荷间的相互作用力叫做库仑力或静电力。2、静电力F与距离r有关，当电荷量一定，r越大，F越小；静电力F与电荷量Q1、Q2有关，当距离一定，Q1、Q2越大，F越大。3、在上面的研究过程中，用到物理方法有控制变量法、转换法、对称法。积极参与到课堂评价中来。并且掌握级别为：优秀。锻炼检测学生即学即用的能力，同时也检测出学生对这一环节内容的撑握情况。大屏幕出示3个题目对这一教学环节进行教学评价。【学习环节四】猜想静电力与距离和电量的定量关系3分钟启发思维，提出猜想——静电力与距离和电量的定量关系用课件展示下面问题，组织学生讨论。（1）引入问题：以上我们研究得出的是静电力与距离和电量的定性关系，那么它们的定量关系是什么呢？你能不能根据定性的结论和已有的知识做一下大胆猜测。（2）请同学们看大屏幕：万有引力是两个物体因质量而具有的吸引力，大小与____、_____及_____有关；静电力是两个物体因带电而具有的吸引力，大小与____、_____及_____有关。（3）提示提问：你能猜想出静电力F与带电量Q1、Q2及距离r间的关系式吗？（4）总结，并用课件将结果投影到大屏幕上并（板书5）。（5）适当表扬猜想正确的同学：200多年前的物理大师们也是这样猜想的。同时提出新的问题：物理大师们的猜想，也就是同学们的猜想：，是否正确呢？这还需要实验验证。现在让我们穿越时空，我们来做200多年前的物理大师，我们沿着大师的足迹重现这个规律的探究过程。小组积极讨论、猜想老师提出的问题。为了降低台阶，和学生一起回顾万有引力定律的有关知识。之后通过类比得出静电力与距离和电量的定量关系。有了前面的铺垫很容易填出这几个空白，大部分能猜想出关系式。受到表扬很有自豪感！听到自己的猜想与物理大师的相同更是“合不拢嘴”！当听到自己要做一会物理大师，更是：“初生牛犊不怕虎——跃跃欲试”！定量探究静电力的大小，是本课的关键环节。先由类比法，引导学生从已知的万有引力公式猜想真空中点电荷之间的静电力的大小表达式，这样设计，既能体现探究的基本过程中猜想原因的多样性，也能使学生的思维始终被物理大师的思想和方法所吸引，引入充当物理大师的情感世界，【学习环节五】验证静电力与距离和电量的定量关系15分钟1、精妙绝伦的解决方法：（1）提出问题：在200多年前，要定量探究电荷间相互作用力存在以下三个方面的困难（课件展示）：①电荷间静电力很微小，没有足够精密的测量仪器来测量很微小的力。②没有电量的单位，无法比较电荷的多少。③带电体有大小、形状、并且其上的电荷分布不清楚，难以测定电荷间的距离。我们已经穿越了时空，我们就是当时的物理大师，你能想到怎样的方法来解决这些困难吗？讨论提出你们的方法。（2）表扬总结：①很微小的静电力可采用放大法、转换法，借助、改装卡文迪许扭秤间接测量；②电荷的多少可以通过将带电体不断与相同的不带电导体接触改变电量；③难以测量电荷间距，我们可以理想化，采用质点的思想，将带电体看作一个带电荷的点；（3）方法延伸：①库仑扭秤：物理学家库仑受到卡文迪许测定万有引力常量G的扭秤实验的启发，突发灵感，设计出了库仑扭秤。（此处要肯定学生也具备了一定科学洞察力。）边引导学生观察库仑扭秤的图片，边用多媒体动画演示库仑扭秤的主要结构。库仑扭秤的精妙之处在于：采用放大法和转换法，通过测量悬丝扭转的角度（弧长放大）可以比较当时不可测量的微小的静电力的大小，两小球间的距离通过扭秤外围的刻度看出，静电力的大小可通过指针转过的角度看出，角度越大力就越大。②接触平分：库仑还发现两个相同的带电金属小球互相接触后，它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等，所以他首创利用“等效相等”断定这两个小球接触后所带的电荷量相等。如果把一个带电金属小球与另一个不带电的完全相同的金属小球接触，前者的电荷量就会分给后者一半，库仑用这个方法，把带电小球的电量q分为……。如果两个小球都带电，那么接触后，两个小球所带的电荷量相等，且等于先前两个所带电荷量的代数和的绝对值的一半，电性与接触前电荷量大的电性相同。③点电荷：将带电体理想化看作一个带电荷的点，我们把它叫做点电荷，下面看点电荷定义（屏幕），类似力学中的质点，是一种理想化模型。在带电体的线度大小及电荷分布，对所研究的问题没有影响或可以忽略的情况下，这样的带电体可以看做点电荷。（4）课堂评价（二）（屏幕展示）①库仑在设计库仑扭秤前的灵感来源于物理方法：类比法；在设计过程中用到的物理方法：放大法、平衡法、转换法、；在用它来验证规律时用到控制变量法、接触平分法。②在证明相同的导体接触电荷量平分的过程中用到的物理方法是等效相等。③若两个带电体所带电荷量分别是：、，那么接触后的带电量情况是：，电性均与电性相同为正电。若，，则：，电性不变。若：，，则：，电性与绝对值大的的电性相同。④对点电荷的理解，你认为正确的是(D)A．体积很大的带电体都不能看做点电荷；B．只要是体积很小的带电体就能看做点电荷；C．只要是均匀的球形带电体，不管球的大小，都能被看做点电荷；D．当两个带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们的相互作用力的影响可忽略时，这两个带电体都能看做点电荷。2、模拟大师的探究过程（1）身临其境：物理大师精妙绝伦的实验不易在今天的课堂上重现，但是我们可以借助大师的实验过程和数据重走那段伟大的过程来丰富我们的探究经历。①借助视频模拟用库仑扭秤探究“电荷量不变时静电力随距离的关系”的过程。主要说明静电力与金属丝扭转的角度成正比，距离的单位是“刻度”，角度与刻度的关系也就是静电力与距离的关系。②展示库仑当年在真空中保持两带电小球的电荷量不变验证静电力与距离的关系的部分实验数据。实验次数A、B球的距离r金属丝扭转的角度136.0个刻度227.0个刻度318.0个刻度413.0个刻度58.5个刻度③分析推理：假定同学们都是当年的物理大师库仑，你如何根据这些枯燥数据得出为整个电磁学奠定了基础的惊人的发现。请同学们认真思考、积极讨论、详细分析、归纳总结，汇报数据处理的方法，并给出探究结论。针对学生的回答，充分肯定学生的思路，指出列表法和图象法都是处理实验数据的常用方法。同时提出疑问：第一小组的同学为什么马上想到比较·r2，而不比较别的呢？第二小组的同学为什么马上想到以为纵轴，以为横轴，而不是以为横轴呢？学生3同学讲得很好，如果我们事先只知道r越大，F越小，哪如何处理数据呢？肯定学生4的回答：按照从简到繁的顺序进行。将学生2得到的数据输入电脑，由计算机绘制出-r、-、-的图象，如图所示（课件展示）。请同学们回答，为什么要做三个图象？对学生5的回答加以肯定予以鼓励，这位同学很好地利用了数学知识来处理物理问题，可喜可贺，再接再励在物理方面会有很大的发展的。④得出结论：请同学们讨论得出实验结论：电量不变时，∝，即：F∝。⑤过程延伸：请同学们讨论比较上述列表法和图象法处理实验数据的不同。组织学生比较上述两种数据处理方法的不同。小结两种方法：在探究物理量之间的关系时，图象法更为准确、直观，利用线性关系很容易得到两个量之间的定量关系。同时还能很快地发现误差较大或出现错误的数据，为我们在实验中减小误差、改正错误指明了方向。（2）实话实说：当年库仑用扭秤实验测量的是同种电荷的排斥力，而异种电荷的吸引力的关系，库仑是用静电摆进行测量的，这节课就不做验证探究。但是r不变时，这个结论是正确的。（3）课堂评价（三）：根据以上的学习你能归纳出库仑定律的表达式：。式中的k是比例系数。都在积极思考当年的问题，都在积极讨论每一个问题，都在积极表达自己的方法，争先恐后，参与度很高。积极发表自己的方法；积极汇报自己小组的看法；积极肯定、否定、补充别人的或别的小组的方法。积极修改自己的或自己小组的方法，做到认真全面、无懈可击，为了不辜负物理大师这个名称，都很“负责任”。认真积极接收教师的总结。对物理学家的深邃的洞察力感到钦佩的同时，也对自己受到表扬感到自豪。对放大法和转换法有了真正的理解。理解“等效相等”的含义及方法的微妙。对结论下功夫理解、记忆。对点电荷，类比质点轻松掌握。再一次点出理想化物理模型积极参与到课堂评价中来。并且掌握级别为：优秀。对重走物理大师的伟大过程表现出很浓的兴趣。对距离的单位是“刻度”个别学生感到疑惑。这就是库仑当年的数据？好像心理在问：是真的吗？按照教师的要求很快就有小组汇报自己小组的结论。学生1：我们小组是直接观察表中的数据，发现r越大，越小，但·r2基本相等，间接表明，即：。学生2：我们认为可以利用图象处理数据，以为纵轴，以为横轴，但还没有来得及画（学生2显得有些紧张无措）。……学生3：因为我们已经猜想出，在这里只是验证。学生4：我们应该按照从简单到复杂的顺序进行。学生5：因为-r、-这两个图象都不是过原点的直线，无法肯定与r的具体关系，只有是过原点的直线时，才能肯定。积极参与总结，得出结论。积极比较、积极发言。认真听讲、积极笔记。能很轻松地完成，并且优质。在类比猜想的基础上，再向学生展示当年解决定量探究验证“平方反比律”的困难，体现库仑解决这一问题的深邃的洞察力和知识与方法的娴熟，使学生对物理大师自然地产生崇敬之情，为学生竖直正确的人生观加一横一撇。通过方法延伸中的库仑扭秤的实验装置、动画模拟实验过程使这个经典的物理实验所蕴含的物理文化和科学思想得到较好的展示，又能使学生感受到理论与实践的相互依存的关系。“接触平分”记住理解都不是难事，但这个方法的由来可是一个伟大的首创，他涉及到对上节课知识“电荷守恒定律”的应用，同时又要求对“等效相同”的洞察。没有很深的知识底蕴是不能首创的。对第③个问题点电荷的提出在这节课的设计中是顺理成章的，在前面做了两次铺垫，如质点是一次，第二次是在把问题简化处。这符合学生的认知特点，既为后续的探究指明了方向，也能使学生更好地理解库仑定律的适用条件。物理方法的教学是这节课设计上其中的一条件主线，从物理方法上来讲，这节课可以是一节物理方法的大荟萃。所以说把物理方法做为这节课的一条件主线一点也不为过。不只是对物理方法记住名称这样简单的记忆，更重要的是理解，在以后的科研道路上能用到来解决问题，这是目的，所以要掌握好。点电荷是这节课的又一重要内容，通过评价，说明学生在质点的基础上掌握优秀。由类比猜想出关系式，再展示问题解决的困难，再到分享当年库仑的实验据从而得到实验结论。这样设计，既体现探究的基本过程，能使学生的思维始终被物理大师的思想和方法所吸引，使这个经典的物理实验所蕴含的物理文化和科学思想得到较好的展示，又能使学生感受到理论与实践的相互依存。在这个过程中让学生自己来处理数据，在这里要启发学生共同参与，而不是全部由教师讲解，因为没有学生参与的教学过程是典型的灌输式教育，不符合现代教育理论。展示库仑当年的实验数据，是对不易进行的扭秤实验的一个巧妙处理，节省了课堂教学时间，既能对无法重现库仑实验的缺憾的弥补，更能使学生在实验原理的探究、实践操作、数据处理、得出结论等方面的综合能力得到提高，更加体会到了库仑定律的建立过程，加深了对库仑定律的理解。教学中通过教师引导、学生探究、相互交流、课堂点评、得出结论等环节，形成了对库仑定律的集体建构，使库仑定律的得出水到渠成，符合“探究--建构”的教学理念。但也有弊端：加深了学生对物理大师的盲目崇拜，不利于学生科学素养的提高。当然，在条件允许的情况下，验证库仑定律还可以自行设计实验，由学生课后自己研究，自己亲手来做会有另一种效果。在这里再让学生自己写出表达式，让学生有一种亲身的体验，各方面的自信倍增。【学习环节六】总结提高5分钟教师用课件播放库仑定律的内容，边引导学生分析，边板书。理解库仑定律：1、内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。2、表达式：3、静电力的方向：4、适用条件：（1）静止；（2）点电荷——理想化物理模型5、k是比例系数，叫做静电力常量；数值：；物理意义：真空中两个1C的点电荷相距1米时，相互作用力为。6、库仑力具有力的共性，也遵从牛顿三个定律、平行四边行定则等。7、库仑力公式和万有引力公式形式上相似，但本质是不同的（课件展示）。对结论的内容、表达式、条件、k、共性、本质等表现出没有压力的表情。但是对方向的表述，个别同学表示疑惑——到底指向什么方向？这一环节是回顾、总结这一节课的内容，对这节课做出是否成功、是否达到了预期的目的作出评价，同时也能及时地对教学中的"得"与"失"进行认真而全面地分析、总结、判别优劣，及时了解学生学习的反馈信息，这样既可以起到备忘录的作用，又能提高自己的教学水平，能把学生对知识的掌握提升到一个更高的层次，是一举几得的好事情。因此一节课在结束时做一个总结在教学中起着举足轻重的作用。【学习环节七】形成性检测，课堂小结4分钟播放课件：习题（课本第7页例题1）由学生在学案上自主完成。最后引导学生体会：1、微观粒子之间的万有引力远小于库仑力，因此在上面进行的实验探究时，都可以把万有引力忽略。2、万有引力和库仑力在产生原因、方向性方面有区别，说明了自然规律的多样性；两者都遵循“平方反比”规律，表达形式相似，说明自然界具有统一性。进一步体会到自然界的和谐、多样而统一的美。课堂小结。应用两个定律解决实际问题，理论上没有什么错误，但是在计算上成了问题。让学生比较库仑力和万有引力，引导学生进行讨论交流，让学生回答讨论结果，使学生明确在研究微观带电粒子的相互作用力时，为什么可以忽略万有引力。让学生体会到两种作用力虽形式相似，但仍有很大的区别。【学习环节八】课后延伸加深理解1分钟课后巩固：1、重新阅读课本第7页例题2上面的两段内容，说一说对我们以后在解决实际问题方面有什么指导作用？2、上网查阅有关科学家库仑生平、库仑定律的实验及改进的相关资料，写一篇关于库仑的小论文。3、阅读课本第8页科学漫步——静电复印。布置上述作业后下课。表现出作业会很轻松完成。第1题为自编题目，让学生体会学习物理的目的是为了解决实际问题，同时接触微积分的思想。第2题是让学生陶冶物理科学的情操。第3题为自编题，体现物理来源于生活服务与生活的理念，同时也能拓宽学生的适应面。板书设计§1.2库仑定律一、库仑力（静电力）：二、猜想、验证、结论三、再猜想、再验证、总结论四、应用：巩固练习1．关于点电荷的下列说法中正确的是（ABD）A.真正的点电荷是不存在的．B.点电荷是一种理想模型．C.足够小的电荷就是点电荷．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设计意图：考查学生对点电荷这个物理概念的理解。2．真空中有两个相同的带电金属小球A和B，相距为r，带电量分别为q和2q，它们之间相互作用力的大小为F．有一个不带电的金属球C，大小跟A、B相同，当C跟A、B小球各接触一次后拿开，再将A、B间距离变为2r，那么A、B间的作用力的大小可为：（AC）A．5F/64B．0C．F/8 D．5F/16设计意图：此题考查学生对库仑定律的理解和应用、考查对“接触平分法”的理解和应用、考查学生缜密的思维能力（点拨：此题中C先跟A接触时可得出A正确；C先跟B接触时可得出C正确。），可谓一题数职。3．（2010年海南高考物理第3题）三个相同的金属小球1、2、3，分别置于绝缘支架上，各球之间的距离远大于小球的直径。球上的带电量为q，球2的带电量为nq，球3不带电且离球1和球2很远，此时球1、2之间作用力的大小为F。现使球3先与球2接触，再与球1接触，然后将球3移至远处，此时1、2之间作用力的大小为F，文向不变。由此可知（D）A．n=3B．n=4C．n=5D．n=6设计意图：引用高考题来检测学生对库仑定律及点电荷等知识的理解和应用，深层次考查学生对“接触平分法”的理解和运用，同时考查学生应用简单的数学知识处理物理问题的能力。4．把一电荷Q分为电量为q和(Q－q)的两部分，使它们相距一定距离，若想使它们有最大的斥力，则q和Q的关系是：．设计意图：深层次考查学生对库仑定律的理解和掌握，同时考查学生应具有的高考四个能力之一：应用数学知识处理物理问题的能力。5．真空中有三个点电荷，它们固定在边长为50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷的电量都是+2×10-6C，求它们各自受到的库仑力。参考答案：库仑力都是，方向沿另外两个电荷的连线的垂直平分线由此电荷向外。设计意图：学生独自思考如何计算。通过思考得出分析的方法。加深对力的独立作用原理的理解，加深对力的合成的理解。学生普遍的认知规律的角度看，高二学生已经具备了一定的抽象逻辑思维能力，但思维还常常与感性经验直接相联系，仍需具体形象的图片、视频画面来支持。

所以高二学生还是应该由浅入深，由已知到未知由直到曲的认知过程接受起来比较容易。所以在教学中由浅入深逐步深入设置情景较好。从知识水平上来看，上一节学生已经学习了电荷及守恒定律，知道了使物体起电的几种方法，并且在使物体起电的过程中，系统的电荷是守恒的。同时，学生在初中也明确知道电荷之间是有相互作用的，遵循“同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引”。所以，教师提出“我们今天来研究电荷之间的相互作用力如何计算？”这一问题，对于这节课的引入是很容易的，也是学生迫切想知道的。但是，这节课中对于研究电荷之间的相互作用力的分析与研究方法，对于学生来讲是很重要的，在必修中我们学习了万有引力定律，也接触过卡文迪许扭秤实验的设计，只要引导学生去思考，学生也会联想到库仑扭秤的设计思想与原理。由于高二学生的形象思维能力较强，抽象思维能力相对较弱的特点。教材想方设法地化解抽象思维的知识，比如库仑扭秤的图片，先定性分析再定量推理等内容的安排都有助于学生对知识的掌握，并且教材在最后又安排了巩固应用，相信学生会对这节课的内容掌握好。一、教学相长、合作探究、效果显著本节课中，教师采用的教学方法主要是引导探究和学生交流讨论并归纳总结的教学方法，教师是课堂教学的组织者、引领者、参与者，学生是学习的主人，教师教学语言亲切，处处体现对学生的爱护和鼓励，学生积极主动参与探究活动，思考能力和科学素养都得到提高。在探究过程中多次渗透观察、比较、归纳等方面的学法指导。由于师生的良好互动和共同参与，本节课较好地完成了预订的教学目标，教学效果很好。二、师生配合，高质量完成了教学目标本节课教师通过演示、做实验，以及讨论、归纳等手段，较好地完成了本节课的四个教学目标：1．通过观看视频、图片等，大胆猜想电荷间作用力与哪些因素有关，并能定性地说出有什么关系。能根据教师的问题或提示自行设计出实验方案，验证猜想，通过观察分析，再通过动脑思考、动眼观察、动口表述等，正确归纳并科学表达出自己的观点。2．在老师设计的问题引导下，通过小组的合作交流，解决问题，自行设计出实验方案，利用已有的数学知识，通过逻辑推理得出规律。3．能熟练地将问题情景，抽象并建立出物理模型，通过对比库仑力定律和万有引力定律、库仑力和万有引力，能应用规律解决实际问题。4．通过教师的设问与解决，能理解对称相等的电量平分方法、解决测距问题建立理想物理模型方法、解决测微小力的扭秤放大法等。养成善于思考、通力合作、敢于发言的好习惯。在探究实验活动中，本节课在定量得出库仑定律的同时，从始至终注意让学生体会科学探究的一般方法，特别注重在定量实验的过程中培养严谨求实的科学态度。在探究活动过程中，教师和学生一起通过实验探究，在民主的氛围中认真研究探究实验的方法，认真进行实验操作，认真进行记录与分析、讨论与交流、归纳与总结，较完整地学习了科学探究的一种重要方法——控制变量法。另外，教师通过多媒体播放库仑定律建立的历史背景，及相关科学家努力探索的经历，让学生体会知识的发生发展过程，也激发学生学好物理这门学科的自信心和责任感，比较自然地达成教学的情感目标。总之，本节很好地体现了课程三维目标的整合，特别让学生在过程与方法目标上受益匪浅。三、课堂教学结构条理清楚整节课围绕库仑定律的得出及应用开展教学活动，条理清楚、层次分明，虽然教学活动形式多样，探究实验内容多，但一点都有不显得零乱，整个课堂教学有序有线、丰富多彩，使学生处始至终保持很好的注意力和兴奋度，学习效果非常好。从粤教版、人教版、沪科版、鲁科版、教科版五种版本教材比较，发现粤教版、鲁科版、沪科版和教科版都把库仑定律这一内容与其他内容合在一起，组成一节的内容，并且节题也各不相同，只有人教版将“库仑定律”单独设置为一节，并且节题设为——库仑定律，下面分析的是人教版教材的内容。本节是《静电场》这一章的第二节，划在本章的第一单元中，本节内容与第一节的内容合起来为本章的后续知识的学习打下基础。本节内容的核心是库仑定律，它不仅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相互作用的规律，为整个电磁学奠定了基础。理解能力和推理能力是高考要考查的两种能力，而库仑定律的理解、得出及应用与这两种能力联系紧密，且不简不繁、不易不难，能考查出学生这两方面应有的能力。对库仑定律的考查在近六年高考中没有每年都涉及，但是在全国卷中有所涉及且形式多样，所以在高中教学中不能轻视。教材在库仑定律教学的处理上，首先通过“演示”栏目中“探究影响电荷间相互作用力的因素”的定性实验导入。教材中的“演示”栏目，虽然介绍的是一个定性的实验，但这个实验在本节课的地位却十分重要。因为它不仅丰富了学生的感性认识，而且体现了探究电荷间相互作用力与哪些因素有关的过程与方法。在定性实验导入的基础上，展示库仑定律建立的历史背景。一方面突现类比猜想的方法在该定律建立过程中所起的重要作用；另一方面，库仑的实验是建立该定律的重要基础，该实验结果有力地证实了多位科学家的猜想。同时教材也向学生传达一个信息，即，科学定律的建立仅凭实验事实还不够，还需要推理、需要创新。科学家以广博的知识和深刻的洞察力为基础进行的猜想，才是最有创造力的思维活动。由于库仑扭秤实验在中学很难做成，所以教材只介绍了库仑扭秤的设计思路和实验方法，并突出了以下的两点：一是库仑扭秤的特点是可以定量测量微小的力；二是库仑当年实验时，还不知道怎样测量物体所带的电荷量，甚至连电荷量的单位都没有。但是库仑用他敏捷的思维和巧妙地应用对称相等的思想方法，很好地解决了这第二个问题，从卡文迪许的扭秤上找到灵感很好地解决了第一个问题；并且用理想物理模型“点电荷”很好地解决了当时的第三个问题：设距问题。这一些都在无声无息地影响着学生，科学需要广博的知识和深刻的洞察力，同时也要继承前人的成果和理想化的处理方法。本节的主要任务是通过探究活动发现规律，锻炼学生的推理能力和理解能力，提出应用规律解决实际问题的方法，锻炼学生就用所学知识解决物理问题的能力。从内容结构上看，它既是电学的开启，同时又为后面要学习的广博的电磁学物理知识打下了基础和做好了铺垫。从知识发展的线索来看，本节课要用到的知识有：万有引力定律、相应的数学知识、矢量相加的平行四边型定则等。从技能上讲，要用到观察实验现象、进行逻辑推理等。从方法上讲，用到建立理想物理模型、对称相等的物理推理、微小量放大等物理方法解决了很大的物理问题。从过程上讲，由定性分析逐渐找到了定量方面的联系，使学生对电荷间的相互作用规律的认识加深了，也萌发了继续探究的兴趣，使库仑定律“水到渠成”，最后教材引用两个例题很好地对库仑定律和万有引力定律做了对比，同时对应用库仑定律解决实际问题也做了指导，起到了学以致用的学习目的。从学生物理素养培养线索看，教材很好地体显了规律探究的的一般过程：根据物理现象提出问题、进行合理假设猜想、通过实验验证猜想、通过推理得出正确结论。在探究发现规律的过程中，使学生不仅得到结论，更重要的是让学生体会得到结论是经历过怎样的过程、使用了哪些重要思想和科学方法，这就是重视科学过程的做法，这既是一种教学思路也是一种科学思维之路，因而对培养学生的逻辑思维能力和研究方法大有裨益。教材的实例教学不仅让学生体会库仑定律的用处，更重要的是使学生逐渐生成了分析解决问题的能力。《库仑定律》试题（时间20分钟）一、选题原则1、所选习题应能充分调动学生的主体性习题不仅仅考察学生对物理概念和物理规律的理解和掌握情况，还能够引导他们进行深入的思考和分析问题，从而获得新知识来提高综合能力。2、所选习题具有一定的层次性新课改要求让全体学生都获得全面发展。这就要求在教学中要考虑不同个体的差异，否则就会让水平较好的学生感觉不到挑战性。3、物理走向生活所选习题情景应贴近生活，让学生从自己身边熟悉的生活现象中去探究认知物理规律，这不仅能增加学习物理的兴趣，更有利于培养他们的良好思维习惯和科学探究的能力。二、试题多项细目表题号参考答案考查内容评价点说明1C考查学生对点电荷这个物理概念的理解。评价学生对学习目标3的达成度。2A此题考查学生对库仑定律的理解和应用、考查对“接触平分法”的理解和应用。考查学生对学习目标4的达成度。3B考查学生对库仑扭秤的理解，考查学生对库仑定律的验证过程的掌握，考查物理方法的掌握，考查物理学史的相关知识。考查学生对学习目标1的达成度。4B深层次考查学生对库仑定律的理解和掌握，同时考查学生应具有的高考四个能力之一：应用数学知识处理物理问题的能力。考查学生对学习目标2、3和4的达成度。5C更深层次考查库仑定律的理解和应用、考查接触平分的掌握、考查与实际联系的能力、考查一定的数学知识，为一小综合考查题。考查学生对学习目标2、3和4的达成度。为一精品好题。632：45：13对库仑定律深层次的理解和应用，正确应用一定的数学关系、方法、技巧，高一学习的平衡知识，所以说是对学生物理知识数学知识的一个小的综合考查。有一定的综合能力评价作用。不失为一经典、精品题很有价值。7本题从一个更高的层次练习学生对库仑定律的掌握情况。考查学生应用数学知识解决物理问题的能力、平衡知识、库仑定律。为一精品好题。三、试题姓名：分数：1．关于点电荷的下列说法中不正确的是（）A．真正的点电荷是不存在的．B．点电荷是一种理想模型．C．足够小的电荷就是点电荷．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．真空中有两个相同的带电金属小球A和B，相距为r，带电量分别为q和2q，它们之间相互作用力的大小为F．有一个不带电的金属球C，大小跟A、B相同，当C先跟A、再跟B小球各接触一次后拿开，再将A、B间距离变为2r，那么A、B间的作用力的大小可为：（）A．5F/64B．0C．F/8 D．5F/163．右图是库仑扭秤的图片，库仑用它解决的问题是（）A．带电体间的距离的测量难题B．带电体间的力很微小，难以测量的难题C．没有电量的单位，电量的大小无法测量的问题D．以上三个问题都是用它解决的。4．将一定量电荷Q分给A、B两不带电绝缘导体小球，要使两球相隔一定距离时有最大的作用力，则A球分得的电量q应为（）A．B．C．D．5．两个半径为R的带电球所带电荷量分别为+q1和+q2，当两球心相距3R时，相互作用的静电力大小为（）A．B．C．D．无法确定。6．如图所示，A、B、C三点在一条直线上，各点都有一个点电荷，它们所带电量相等．A、B两处为正电荷，C处为负电荷，且BC=2AB．那么A、B、C三个点电荷所受库仑力的大小之比为。7．两个分别用长13cm的绝缘细线悬挂于同一点的相同球形导体，带有同种等量电荷（可视为点电荷）。由于静电斥力，它们之间的距离为10cm。已测得每个球形导体质量是0.6g，求它们所带的电荷量。《库仑定律》教学反思上完这节课后经过我们全组老师的认真总结，一致认为这节课的成功之处有以下几点：一、新旧教材的对比旧教材本章第一节《电荷库仑定律》而新教材本章第一节是《电荷及其守恒定律》、第二节是《库仑定律》，从以上的对比可以看出，新教科书更重视“过程”目标的落实的理念。也许从教师的角度已经习惯了过去教材的传授顺序，我们还是采用了新教材的教学顺序。二、重视科学方法的教学本节应重视科学方法的教学，其中：1.忽略次要因素抓住主要因素得出点电荷是一种理想化模型。并且与力学中的质点类比。2.猜想静电力的表达式时与万有引力进行对比，采用类比法。使学生体会到自然规律的多样性和统一性，体会到自然界的和谐、多样、统一的美。3.分析静电力与两电荷的电量及距离有无关系时用到控制变量法、对称法；4.通过库仑扭秤体现微小量放大法、转换法。5.相同金属小球接触时的“电荷平分”的思想。及定量分析静电力与电量的关系时用到等效相等的思想。三、科学探究的实施我们主要在这样几个地方尝试了探究性课堂教学。1.定性分析静电力与哪些因素有关设计流程是第一步：创设情境，提出探究问题第二步：猜想假设，设计探究方案第三步：收集证据，论证探究假设2.定量分析静电力的表达式设计流程同上《库仑定律》是“电场”一章重要的基本规律，在教学设计上，一方面不必期望学生通过一节课的学习，就将库仑定律理解得非常透彻，学生通过一段时间的学习，会逐步深化对此规律的理解.另一方面采用教师引导下的科学探究式教学方法，充分研究、挖掘教材的科学探究要素，依据学生的认知规律，以科学探究为学生的主要学习方式，发挥学生的积极性、主动性和创造性。由于库仑定律难理解，单纯采用教师讲授、学生接受的教学方法或放手让学生讨论、探究，可能都不会收到良好的教学效果.我们设计上述方案，采用教师引导下学生探究的教学方法实施教学，学生围绕任务开展紧张的智力活动，亲历物理学的研究方法，伴随着问题、尝试、思考、对话而获得探究性体验，对库仑定律的建立过程留下深刻的印象，因而效果比较理想.四、重视多媒体课件的应用。这章内容整体比较抽象，学生感性认识很少，因此物理规律和概念建构起来有一定困难，尽可能做一些演示实验，把抽象的问题直观地展示出来，在课堂教学中有很重要的意义。在教学中合理使用了多媒体课件，对学生的探究过程进行合理的引导，及时解决探究过程中疑难问题，降低了探究难度。把课堂上不易完成的实验用动画的形式展现出来，加深学生对知识的理解。静电实验对器材、环境等的要求很高，由于学校硬件条件的限制没有办法让学生来亲手做实验验证猜想，对于这一问题的解决，虽然设计过程中巧妙地让学生设计实验