92库仑定律教学设计-高二上学期物理人教版2

库仑定律教学设计思路本节课的核心内容是库仑定律及其应用。由于静电力的定性及定量的探究实验，对实验环境的要求很高，是教学的难点。该教学设计从两个方面入手，突破本节课的教学重点及难点。①从泡沫小球的平衡状态入手，让学生感知静电力的客观存在，把抽象陌生的物理量“实物”化，并通过定量计算，体会静电力是微小作用力这一特点。也能得出静电力大小与细线的偏角的正切值成正比，自然而然引出定性分析静电力的大小与距离、电荷量关系的实验操作方法；②把不完美的实验数据变成培养学生科学思维的素材。通过分析金属球间静电力大小与球心间距离的实验数据，引导学生反思库仑定律的适用条件，强化对“点电荷”这个理想化物理模型的理解，体会建模的原因和重要意义。针对情境设置引发学生深度学习的问题串，层层递进，从现象到本质，帮助学生建立静电力的知识结构是本节教学设计的亮点。教学目标设计素养要求课时学习目标物理观念1.知道静电力与哪些因素有关。理解库仑定律的内涵和适用条件；2.知道点电荷的概念和物理意义；3.通过学习库仑定律，体会电荷之间产生的静电力的相互作用观；科学思维1.通过观察静电现象，增强建模能力和科学推理能力；2.通过对“万有引力”和“库仑力”的对比，“质点”与“点电荷”的类比，体会类比、迁移等思想方法的重要意义，增强使用理想化物理模型解决问题的意识；3.通过观察库仑扭秤的巧妙设计，体验对称、微小放大和类比的思想方法；科学探究通过实验探究静电力的影响因素，并对实验现象进行定性分析和定量计算；通过对两带电球体间静电力规律的分析，提高论据意识和实验创新能力；科学态度与责任了解并感悟科学家揭示科学本质的艰辛历程以及巧妙思想；体会物理科学的和谐与统一之美；教学流程设计一、复习旧知识，提出新问题新课引入：通过第一节课电荷知识的学习，我们认识到电荷与电荷之间有相互作用力，相互作用力的大小与那些因素有关，这些物理量之间又有什么样的定量关系呢？库仑定律会告诉我们这些问题的答案。温故而知新问题一、三种使物体带电的方式？学生：摩擦起电、接触起电、感应起电问题二、电荷间的相互作用规律？学生;同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引教师提出问题思考：电荷之间相互作用力的大小取决于哪些因素呢？二、定性探究，理解定律教师引导大家进行讨论、分析，可以提示大家联想万有引力，两个物体之间的万有引力的大小与那些因素有关呢？学生回答示两个物体的质量和距离，两个带电体之间的相互作用力呢？学生：可能与带电体的电荷量和距离有关任务1实验探究：两个带电体之间相互作用力的大小与电荷量及距离的定性关系。教师：电荷之间相互作用力的大小与两个因素有关，我们在实验时应采用什么实验方法？学生：控制变量法实验方案：参考教材插图提示学生讨论确定实验方案，明确实验的力学原理——共点力平衡，引导学生分析F与重力G的关系：F=Gtanα实验器材：1、固定小球用乒乓球，悬挂小球用泡沫小球（泡沫小球质量小，所受重力小，作用时现象明显）2、给两个物体带电用感应器电机（课堂上不讲解感应起电机的工作原理，提醒感兴趣的学生课下查阅资料）实验过程:提醒学生观察悬线的偏角α的变化并根据关系式推知作用力的变化实验结论：（学生活动）分组讨论总结实验结论，由第一组选出代表说出两条结论的内容（1）带电体之间距离越大作用力越小（2）带电体的电荷量越大作用力越大任务2定量研究静电力大小图3库仑扭秤问题4:利用图1装置，能否定量研究静电力与电荷量、距离之间的关系？图3库仑扭秤问题5:小组讨论，针对实验所遇到的困难，尝试设计新的实验方案？问题6:观察库仑扭秤装置，尝试解释该装置的巧妙之处？设计目的：引导学生利用已学知识设计实验方案，体会类比、迁移等思维方式对解决新问题的重要意义。针对静电力微弱不易测量这一难题，学生通过回顾之前所学“微小量放大”典型案例，尝试找到合理解决方案。如杠杆原理、扭秤装置等。关于电荷量如何测量，对刚接触静电现象的同学们来说，难度过大，需在老师的引导下，观看库仑扭秤装置中小球的特征，并操作带电过程，循序渐进，让学生感悟“电荷均分”这一巧妙设计。在认识仑扭秤装置的基础上，将库仑定律建立的历史背景加以介绍，科学家以广博的知识和深刻的洞察力为基础进行猜想和创新，才是最具有创造力的思维活动。意义构建，深度理解任务3理解库仑定律及其数学表达式法国物理学家库仑总结实验结论，得出库仑定律的内容内容：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，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。学生活动：1、理解点电荷的模型2、从三个方面理解库仑定律（1）库仑定律的使用条件（2）静电力的大小（3）静电力的方向数学表达式的推导教师：我们把库仑定律的文字描述转变成数学语言F∝q1q2F∝1r把比例式变为等式即为F=K等式中的K为静电力常量，取值K=9.0×学以致用，并通过计算比较微观粒子的万有引力和库仑力的巨大差距例题1：在氢原子内，氢原子核与电子之间的最短距离为5.3×1011m，请比较氢原子核与电子之间的静电力和万有引力？（质子电荷量为e=1.6×1019C，质子的质量为m=1.67×1027kg,电子的质量为9.1×1031kg）任务3深刻理解静电力静电力是一种性质力，与重力、弹力、摩擦力地位等同。对带电体的受力分析，一定不要忘记画静电力。静电力的合成与分解遵循平行四边形定则。静电力遵守牛顿第三定律，一对静电力大小相等，方向相反，作用在同一条线上。（注意：一对静电力大小一定相等，与各自的带电量无关）。例题2:真空中三个点电荷，它们固定在边长为0.1m的等边三角形的三个顶点上，每个电荷电量都是2×106C，求：每个电荷所受到的库仑力？四、小结巩固，拓展应用五、【巩固与提升】1.下列关于点电荷的说法中正确的是（）A.体积大的带电体一定不能看成点电荷B.当两个带电体的大小、形状以及电荷分布情况对它们间相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体可以看成点电荷C.点电荷就是体积足够小的电荷D.点电荷就是体积和电荷量都很小的带电体2．（多选）库仑定律的适用范围是（）A．真空中两个带电球体间的相互作用B．真空中任意带电体间的相互作用C．真空中两个静止点电荷间的相互作用D．真空中两个大小远小于它们之间的距离的静止带电体间的相互作用3．（多选）两个相同的金属小球，带电量之比为1∶7，相距为r(r远大于小球半径)，两者相互接触后再放回原来的位置上，则它们间的库仑力可能为原来的()A．eq\f(4,7)B．eq\f(3,7)C．eq\f(9,7)D．eq\f(16,7)4．在边长为a的正方形的每个顶点都放置一个电荷量为q的同种点电荷。如果保持它们的位置不变，每个点电荷受到其他三个点电荷的静电力的合力是多少？六、板书设计§2库仑定律