【教案】质谱仪与回旋加速器++教学设计高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册

1人在学习本节之前，学生已经学习了带电粒子在磁场和电场中的运动。本节内容是对前教材主要介绍了质谱仪与回旋加速器从理论到实际应用，让学生在学习的过程中对理论与实践相结合的研究方法有所体会，感受到科学技术对社会发展的促进作用。教材从科技生活问题入手，思考如何分开比荷不同的带电微粒，如何获得高能粒子，分别设计出质学生已经对带电粒子在磁场和电场中的运动有了一定的认识，能够进行基本的分析，学生虽然对事物的认知已经由具体形象思维慢慢过渡到抽象的逻辑思维，但是建立过念能够通过受力运动分析，再结合电场中加速与圆周运动模型，分析质谱仪与回旋加速器的工作原理，加深学生对磁场和电场的理解。维通过能够分开比荷不同的带电粒子和知道如何获得高能粒子。经历问题的提出，对问题进行演绎假设与论证，得出结论，检验论证等步骤，培养学生的科学思维。究经历质谱仪和回旋加速器的设计过程，培养学生从真实情景中分析、提取建模信息的能力，培养学生利用所学电场和磁场相关知识解释、探究生活现象和科技原理的科学探究能力。任了解质谱仪与回旋加速器在生活中的应用，能够对科学和生活科技的关系有一个正确的认识，体会物理的科技应用价值，培养学生的科学态度与责1.理解带电粒子在电场和磁场中的运动规律，及其在质谱仪中的应用。2.理解回旋加速器的工作原理和应用，及其在高能物理等领域的重要性。1.知道回旋加速器的结构与加速原理，理解粒子的回旋周期与电场变化周期之间的关22.通过实例分析，培养学生的科学探究能力和实际应用能力。1.自主探究法——创设了情境，设置任务，研究质普仪与回旋加速器工作原理时，以学生为主体，启发引导学生自主探究。2.小组合作探究法——在完成两个设计任务方案时，设置小组合作交流环节，让学生通过解决问题组的问题，达到互帮互助的目的。3.讲授法——课中教学环节通过教师的讲授，对于重难点问题进行讲授和引导，引导学生掌握建构物理模型的方法，引导学生总结出解决思路。4.启发式教学——为学生创设合适的物理情境和问题，引导学生主动思考。课前阅读教材，复习带电粒子在电场、磁场中的运动，完成学案上的预习任务；课堂积极主动探究质谱仪与回旋加速器的结构与原理，重点探究高能粒子的获取、深度学习设计、质谱仪与和学加速器、学以致用；课后思考作业，完成任务。动一、（一）环节一：科学探究质谱仪1.任务一：你能设计一个方案，以便分开电荷量相同质量不同的带电粒子吗？以通过电场和磁场将带有正不带电的粒子的一束粒子流实现按电性分加强电场与磁场对带电粒子运动的作展示不同观点学生的分析过程和结果，找认识到通过电场加速后再通过磁场偏转才能将电荷量相同、质量带电粒子偏转，从而把它y=U×L2不同的带电粒子分开22vrBq了解弗朗西斯阿斯顿设计质谱仪证实了同位素③偏转磁场：使不同带电④照相底片：记录不同粒课件展示质谱仪的结构，各了解质谱仪的工作22vr1B2mU2mUq。4qB2r2q2Um=，=2UmB2r2问题①：什么样的带电微粒偏转半径越大呢？问题②：你能否标注分别对应的轨迹？解陈述加速器的研发加速（二）环节二：科学探究回旋加速器222.任务二：了解回旋加速器的结构，理解其工作观看回旋加速器的工作原理，注意观察加速特点和回旋过程。提问：如何制造出高能粒子提问：直线加速器有什么限题答认识到利用电场加认识到直线加速器理解回旋加速器的能被加速，那D形盒缝隙间的电场方向应该是恒定问题3:粒子被加速后，在D型盒中的运动速率和运加速后，带电粒子的能量能否无限增大?最大能量和的电场中从静止开始加速运动，加速n次后速度为vn，在磁感应强度为B的磁场中做匀速圆周运动，（三）环节三：科技前沿展示质谱仪与回旋加速器的应用和视频，强调科技