2024-2025学年新教材高中物理 第九章 静电场及其应用 2 库仑定律（2）教案 新人教版必修3

2024-2025学年新教材高中物理第九章静电场及其应用2库仑定律（2）教案新人教版必修3学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容本节课的教学内容来自2024-2025学年新教材高中物理第九章“静电场及其应用”的第二节“库仑定律（2）”，新人教版必修3。本节课主要内容包括：

1.库仑定律的数学表达式及其适用条件；

2.静电力常量的值及其意义；

3.库仑定律在实际问题中的应用。

教学重点：库仑定律的数学表达式及其适用条件；静电力常量的值及其意义。

教学难点：库仑定律在实际问题中的应用。核心素养目标本节课旨在培养学生的物理学科核心素养，具体包括：

1.理解能力：使学生能够理解库仑定律的数学表达式及其适用条件，掌握静电力常量的值及其意义；

2.应用能力：培养学生运用库仑定律解决实际问题的能力，提高学生的物理建模和数学建模能力；

3.科学思维：培养学生运用科学思维方法分析、解决物理问题的能力，如通过实例分析，让学生掌握库仑定律在实际中的应用；

4.科学态度与价值观：培养学生对物理学科的兴趣和热情，树立正确的科学态度和价值观，认识到物理知识在生活中的重要性。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：在学习本节内容之前，学生应该已经掌握了静电场的基本概念、电荷和电荷守恒定律、以及电场强度的定义等相关知识。此外，学生还应该具备一定的数学基础，如代数运算和图形理解能力。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：对于物理学科，大部分学生通常对实验和实际应用问题感兴趣。在能力方面，学生可能已经在实验操作、数学建模和问题解决等方面形成了一定的能力。在学习风格上，部分学生可能更偏好通过直观的实验和图像来理解抽象的物理概念，而另一些学生可能更注重理论分析和数学推导。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在学习库仑定律的数学表达式和适用条件时，学生可能会对公式中的符号和物理意义产生困惑。在应用库仑定律解决实际问题时，学生可能难以将理论知识与实际情境相结合，对于复杂问题的建模和分析可能感到困难。此外，静电力常量的值及其意义的理解也是学生可能遇到的难点。教学方法与手段1.教学方法：

（1）问题驱动法：通过提出与库仑定律相关的问题，激发学生的思考和探究欲望，引导学生主动参与到学习过程中。例如，在引入库仑定律时，可以提问：“电荷之间是如何相互作用的呢？”

（2）案例分析法：选取与生活实际相关的案例，让学生运用库仑定律进行分析，提高学生将理论知识应用于实际问题的能力。例如，讨论静电喷漆、静电除尘等现象背后的物理原理。

（3）小组合作法：将学生分为小组，进行讨论和实验探究，培养学生的团队合作意识和沟通能力。例如，在验证库仑定律的实验中，让学生分组进行实验，共同探讨实验结果与理论的吻合程度。

2.教学手段：

（1）多媒体演示：利用多媒体课件，生动形象地展示库仑定律的发现过程、实验现象和应用实例，增强学生的直观感受。例如，通过动画演示电荷之间的相互作用过程。

（2）虚拟实验：运用教学软件模拟库仑定律的实验，让学生在虚拟环境中进行实验操作，提高学生的实验技能。例如，利用仿真软件让学生在线进行库仑定律的实验操作。

（3）互动教学平台：利用互动教学平台，进行在线提问、讨论和作业提交，方便教师及时了解学生学习情况，提高教学效果。例如，通过平台发布思考题，让学生在线提交答案和讨论。

（4）实体模型和教具：使用静电排斥和吸引的实体模型，让学生直观地感受电荷之间的相互作用，加深对库仑定律的理解。例如，使用带电小球展示电荷之间的相互作用。

（5）数学软件辅助教学：运用数学软件进行公式推导和计算，帮助学生更好地理解库仑定律的数学表达式及其物理意义。例如，利用数学软件展示库仑定律公式的推导过程。教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解“库仑定律”的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习“库仑定律”内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确“库仑定律”教学目标和“库仑定律”重难点。

准备教学用具和多媒体资源，确保“库仑定律”教学过程的顺利进行。

设计课堂互动环节，提高学生学习“库仑定律”的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入“库仑定律”学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的“静电场基本概念”等内容，帮助学生建立知识之间的联系。

提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为“库仑定律”新课学习打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解“库仑定律”的数学表达式及其适用条件，结合实例帮助学生理解。

突出“库仑定律”重点，强调静电力常量的值及其意义，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕“库仑定律”应用实例展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

设计实践活动或实验，让学生在实践中体验“库仑定律”知识的应用，提高实践能力。

在“库仑定律”新课呈现结束后，对“库仑定律”知识点进行梳理和总结。

强调“库仑定律”的重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对“库仑定律”知识的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决“库仑定律”问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的“库仑定律”错误，进行及时订正和讲解。

引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与“库仑定律”相关的拓展知识，拓宽学生的知识视野。

引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合“库仑定律”内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

鼓励学生分享学习“库仑定律”的心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的“库仑定律”内容，强调“库仑定律”重点和难点。

肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的“库仑定律”内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。学生学习效果1.知识掌握：学生能够准确地掌握库仑定律的数学表达式及其适用条件，理解静电力常量的值及其意义。通过实例分析，学生能够将理论知识与实际问题相结合，运用库仑定律解决实际问题。

2.能力培养：学生在课堂活动中培养了自己的合作精神和沟通能力，能够主动参与小组讨论，提出自己的观点和疑问。通过实践活动和实验操作，学生提高了自己的实践能力，能够将理论知识应用于实际操作中。

3.思维发展：学生通过问题驱动法和案例分析法，培养了科学思维能力，能够运用科学方法分析、解决物理问题。学生能够从生活实际出发，思考学科与生活的联系，培养了一定的创新意识和探索精神。

4.情感态度：学生对物理学科的兴趣和热情得到提升，树立了正确的科学态度和价值观。通过学习库仑定律的应用，学生能够认识到物理知识在生活中的重要性，增强了对科学知识的社会责任感。

5.学习方法：学生掌握了自主学习的方法，能够主动预习和复习课程内容。通过课堂互动和小组合作，学生学会了如何与他人交流和合作，提高了自己的学习效果。板书设计①库仑定律的数学表达式：F=k\frac{q_1q_2}{r^2}

②库仑定律的适用条件：真空中点电荷间的相互作用力

③静电力常量的值：k=9×10^9N·m^2/C^2

④库仑定律的实际应用：静电喷漆、静电除尘等

2.板书设计艺术性和趣味性：

①使用颜色和图示区分库仑定律的数学表达式及其适用条件，使板书更具直观性和吸引力。

②以生活实例图示展示库仑定律的实际应用，让学生在轻松愉快的氛围中学习。

③设计有趣的互动环节，如让学生上台演示库仑定律的实验，增加课堂趣味性。

4.板书设计简洁明了：

①避免冗长的文字，使用简练的语言概括库仑定律的核心内容。

②利用列表、图示等简洁的形式呈现库仑定律的适用条件和实际应用。

③设计简洁的思维导图，帮助学生理清库仑定律的知识结构，便于记忆。重点题型整理1.题型一：库仑定律的数学表达式及其适用条件

题目：已知两个点电荷q1和q2，它们之间的距离为r，求它们之间的静电力F。

答案：根据库仑定律的数学表达式F=k\frac{q_1q_2}{r^2}，代入已知数值，即可求出两个点电荷之间的静电力F。

2.题型二：静电力常量的值及其意义

题目：已知库仑定律的数学表达式为F=k\frac{q_1q_2}{r^2}，求静电力常量k的值。

答案：根据库仑定律的数学表达式，可以得到静电力常量k的值为9×10^9N·m^2/C^2。

3.题型三：库仑定律在实际问题中的应用

题目：静电喷漆是一种利用静电力将涂料喷涂到物体表面的技术。假设一个物体表面带有电荷q，喷涂的涂料粒子也带有电荷q，求喷涂到物体表面的涂料粒子数。

答案：根据库仑定律，两个电荷q和q之间的静电力为F=k\frac{q^2}{r^2}。由于涂料粒子的质量远大于物体表面的电荷q，可以忽略涂料粒子之间的静电力，因此喷涂到物体表面的涂料粒子数为n=F\frac{m}{q}，其中m为涂料粒子的质量。

4.题型四：库仑定律的验证实验

题目：设计一个实验来验证库仑定律。

答案：可以设计一个简单的实验，将两个带电小球放置在真空中，使用弹簧测力计测量它们之间的相互作用力F，同时测量小球的电荷量q1和q2以及它们之间的距离r。根据库仑定律的数学表达式F=k\frac{q_1q_2}{r^2}，可以计算出静电力常量k的值，与已知的k值进行比较，以验证库仑定律的正确性。

5.题型五：库仑定律的数学推导

题目：推导库仑定律的数学表达式。

答案：根据牛顿的万有引力定律，两个质点之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。将质点替换为电荷，可以得到库仑定律的数学表达式F=k\frac{q_1q_2}{r^2}。其中，k为静电力常量，q1和q2为两个电荷的电荷量，r为它们之间的距离。教学反思在本节课的教学中，我深刻地感受到了学生的热情和对知识的渴望。课程的导入环节，通过展示与库仑定律相关的图片和视频，成功吸引了学生的注意力，激发了他们的好奇心和求知欲。在知识讲解部分，我注重突出重点，强调难点，并通过实例分析帮助学生理解库仑定律的数学表达式及其适用条件。同时，通过互动探究和技能训练，培养了学生的合作精神，提高了他们的实践能力。

然而，在教学过程中也发现了一些问题。在讲解库仑定律的数学表达式时，部分学生对于符号和物理意义产生了困惑，这提示我在今后的教学中需要更加注重基础知识的讲解，确保学生能够准确理解和掌握。此外，在实践环节，我发现部分学生对于实验操作和数据处理不够熟练，这反映出学生在实验技能方面还有待提高。

针对这些问题，我将在今后的教学中进行改进。首先，我将更加注重基础知识的讲解，通过详细阐述符号和物理意义的来源和意义，帮助学生更好地理解库仑定律的数学表达式。其次，我将加强实验技能的培训，通过组织专门的实验技能培训课程，提高学生的实验操作能力和数据处理能力。最后，我将增加课堂互动环节，鼓励学生积极参与讨论，提出自己的观点和疑问，培养学生的科学思维和解决问题的能力。

总体来说，本节课的教学取得了较好的效果，学生对库仑定律的知识点有了更深入的理解。在今后的教学中，我将继续努力，通过不断改进教学方法和手段，进一步提高学生的学习效果，培养学生的物理学科核心素养。作业布置与反馈1.作业布置：

（1）请学生根据库仑定律的数学表达式，计算两个电荷之间的静电力。

（2）请学生设计一个实验来验证库仑定律。

（3）请学生根据本节课所学内容，总结库仑定律的适用条件和实际应用。

2.作业反