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物理庫侖定律教學(xué)教案
作為一名教師,時(shí)常需要用到教案,借助教案可以提高教學(xué)質(zhì)量,收到預(yù)期的教學(xué)效果。那么大家知道正規(guī)的教案是怎么寫的嗎?下面是小編整理的物理庫侖定律教學(xué)教案,歡迎大家分享。
物理庫侖定律教學(xué)教案1
一、教學(xué)目標(biāo)
1.明確點(diǎn)電荷是夢想實(shí)驗(yàn)?zāi)P鸵约皫щ婓w視為點(diǎn)電荷的條件;掌握庫侖定律資料及表達(dá)式;掌握對兩電荷間相互作用的探究過程。
2.經(jīng)過本節(jié)課的學(xué)習(xí),體會(huì)科學(xué)研究中的夢想模型法。
3.經(jīng)過靜電力與萬有引力定律的比較,體會(huì)自然規(guī)律的多樣性與統(tǒng)一性。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
【重點(diǎn)】庫侖定律的理解與應(yīng)用。
【難點(diǎn)】庫侖定律的探究過程。
三、教學(xué)過程
環(huán)節(jié)一:新課導(dǎo)入
復(fù)習(xí)導(dǎo)入:萬有引力定律
提問:結(jié)合之前學(xué)習(xí)的資料,萬有引力的研究對象
學(xué)生:兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間的引力作用;
繼續(xù)提問:兩個(gè)電荷間作用力大小的影響因素是否與萬有引力相似
引出本節(jié)課課題——庫侖定律。
環(huán)節(jié)二:新課講授
(一)庫侖力大小的影響因素
(1)猜想——類比推理
教師提問:結(jié)合萬有引力的資料對電荷間相互作用力的影響因素進(jìn)行猜想
學(xué)生:點(diǎn)電荷之間的作用力有可能與點(diǎn)電荷之間的距離以及電荷的帶電量有關(guān)。
(2)實(shí)驗(yàn)原理——控制變量法
教師追問:如何經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行驗(yàn)證
學(xué)生:研究多種變量時(shí)借助控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
(3)演示實(shí)驗(yàn)——間接測量法
教師多媒體演示:帶電小球靠近懸掛在絲線上的帶同種電荷的泡沫小球的實(shí)驗(yàn)。并提問學(xué)生如何根據(jù)所展示的實(shí)驗(yàn)儀器確定電荷間作用力的大小。
學(xué)生:轉(zhuǎn)換的思想,將作用力的大小轉(zhuǎn)化為小球的偏轉(zhuǎn)角度。
教師提問:實(shí)驗(yàn)中要改變的量為
學(xué)生:距離或電荷帶電量不一樣時(shí)小球的偏轉(zhuǎn)角度。
教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)并請學(xué)生總結(jié)影響因素。
(二)庫倫定律
(1)庫侖定律資料
教師結(jié)合多媒體展示給學(xué)生講解物理學(xué)史中庫倫對靜電力規(guī)律的探索。
并指導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過對課本的閱讀找出庫侖定律的資料進(jìn)行分享。
(2)庫侖定律的條件
教師:結(jié)合上述的'實(shí)驗(yàn)過程推測庫倫定律的適用條件。
學(xué)生:小球可類比為之前所學(xué)的點(diǎn)電荷的概念,并最終參考為靜止時(shí)小球的偏轉(zhuǎn)角度,猜測條件為靜止的點(diǎn)電荷。
教師肯定其發(fā)言并補(bǔ)充靜止的條件。
(三)扭成實(shí)驗(yàn)
(1)庫倫扭桿實(shí)驗(yàn)
教師:庫侖定律所得出的物理量間的定量關(guān)系是如何測量的其難點(diǎn)可能是什么并提醒學(xué)生能夠參照之前所學(xué)的卡文迪許扭稱實(shí)驗(yàn)。
學(xué)生:偏轉(zhuǎn)量很小不宜測量,可用放大轉(zhuǎn)換法。
教師經(jīng)過多媒體介紹庫倫扭桿實(shí)驗(yàn),經(jīng)過動(dòng)畫演示讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)探究力與距離的關(guān)系。
學(xué)生定性分析后讓學(xué)生閱讀課本找到比例系數(shù)為靜電力常量和其單位。
(四)庫侖力與萬有引力大小關(guān)系
教師:結(jié)合導(dǎo)入課題時(shí)的問題以及兩種力的比例系數(shù),猜測萬有引力與庫侖力的大小關(guān)系。
學(xué)生:一般情景下,庫侖力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萬有引力。
環(huán)節(jié)三:鞏固提高
練習(xí):經(jīng)過課后練習(xí)題的形式讓學(xué)生進(jìn)行庫侖力和萬有引力的計(jì)算并進(jìn)行比較,體會(huì)萬有引力和庫侖力的大小關(guān)系。
環(huán)節(jié)四:小結(jié)作業(yè)
小結(jié):師生共同總結(jié)本節(jié)課的相關(guān)知識點(diǎn)。
作業(yè):思考庫侖力是否能夠使用機(jī)械力的合成與分解方法。
四、板書設(shè)計(jì)
(略)
物理庫侖定律教學(xué)教案2
一、教材分析
1、庫侖定律既是電荷間相互作用的基本規(guī)律,又是學(xué)習(xí)電場強(qiáng)度的基礎(chǔ)不僅僅要求學(xué)生定性明白,并且還要求定量了解和應(yīng)用。
2、展示庫侖定律的資料和庫侖發(fā)現(xiàn)這必須律的過程,并強(qiáng)調(diào)該定律的條件和遠(yuǎn)大意義。
二教學(xué)目標(biāo)
(一)知識與技能
1、理解庫侖定律的含義和表達(dá)式,明白靜電常量。了解庫侖定律的適用條件,學(xué)習(xí)用庫侖定律解決簡單的問題。
2、滲透夢想化思想,培養(yǎng)由實(shí)際問題進(jìn)行簡化抽象思維建立物理模型的力。
(二)過程與方法
經(jīng)過認(rèn)識科學(xué)家在了解自然的過程中常用的科學(xué)方法,培養(yǎng)學(xué)生善用類比方法、夢想化方法、實(shí)驗(yàn)方法等物理學(xué)習(xí)方法。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
經(jīng)過對庫侖定律探究過程的討論,使學(xué)生掌握科學(xué)的探究方法,激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的熱
三、教學(xué)重難點(diǎn)
(一)重點(diǎn)
對庫侖定律的理解
(二)難點(diǎn)
對庫侖定律發(fā)現(xiàn)過程的探討。
四、學(xué)情分析
學(xué)生在高一已經(jīng)學(xué)習(xí)了萬有引力的基本知識,為過渡到本節(jié)的學(xué)習(xí)起著鋪墊作用,學(xué)生已具備了必須的探究本事、邏輯思維本事及推理演算本事。能在教師指導(dǎo)下經(jīng)過觀察、思考,發(fā)現(xiàn)一些問題和解決問題
五、課前準(zhǔn)備
學(xué)生準(zhǔn)備展示學(xué)案上預(yù)習(xí)的情景,教師準(zhǔn)備必要的課件
六、教學(xué)方法
比較庫侖定律與萬有引力定律的`異同。
七、課時(shí)安排
1課時(shí)
八、教學(xué)過程
1、教師演示1、1-6的實(shí)驗(yàn)。
2、學(xué)生注意觀察小球偏角的變化以及引起這一變化的原因。
3、經(jīng)過對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的定性分析得到:電荷之間的作用力隨電荷量的增大而增大,隨距離的增大而減小。
4、法國物理學(xué)家?guī)靵,用?shí)驗(yàn)研究了電荷間相互作用的電力,這就是庫侖定律。
資料:真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力,跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
表達(dá)式:k叫靜電力常量,k=9109Nm2C2。
5、介紹點(diǎn)電荷:
①不研究大小和電荷的具體分布,可視為集中于一點(diǎn)的電荷。
②點(diǎn)電荷是一種夢想化模型。
③介紹把帶電體處理為點(diǎn)電荷的條件:帶電體間的距離比它們自身的大小大得多,帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響能夠忽略不計(jì)時(shí)。
6、任意帶電體所受的力能夠看作是多個(gè)點(diǎn)電荷所受力的合力。
7、庫侖定律與萬有引力定律(計(jì)算下題)
試比較電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力。已知電子的質(zhì)量m1=9、1010-31kg,質(zhì)子的質(zhì)量m2=1、6710-27kg,電子和質(zhì)子的電荷量都是1.6010-19C。
分析:這個(gè)問題不用分別計(jì)算電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力,而是列公式,化簡之后,再求解。
解:電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力分別是:
(回答思考與討論)能夠看出:萬有引力公式和庫侖定律公式在表面上很相似,表述的都是力,這是相同之處;它們的實(shí)質(zhì)區(qū)別是:首先萬有引力公式計(jì)算出的力只能是相互吸引的力,絕沒有相排斥的力。其次,由計(jì)算結(jié)果看出,電子和質(zhì)子間的萬有引力比它們之間的靜電引力小的很多,所以在研究微觀帶電粒子間的相互作用時(shí),主要研究靜電力,萬有引力雖然存在,但相比之下十分小,所以可忽略不計(jì)。
九、板書設(shè)計(jì)
1庫侖定律
a、資料:真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的作用力,跟它們的電荷量的乘積成正比,跟它們的距離的平方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
b、表達(dá)式:
2、點(diǎn)電荷
a、不研究大小和電荷的具體分布,可視為集中于一點(diǎn)的電荷。
b、點(diǎn)電荷是一種夢想化模型。
c、介紹把帶電體處理為點(diǎn)電荷的條件:帶電體間的距離比它們自身的大小大得多,帶電體的形狀和大小對相互作用力的影響能夠忽略不計(jì)時(shí)。
十、教學(xué)反思
1、為突破重難點(diǎn)應(yīng)講清庫侖定律及適用條件,說明庫侖力貼合力的特征,遵守牛頓第三定律。
2、為定性演示庫侖定律,應(yīng)使帶電小球表面光滑,防止尖端放電,支架應(yīng)選絕緣性能好的,空氣要干燥。
3、說清K的單位由公式中各量單位確定,其數(shù)值則由實(shí)驗(yàn)確定。
物理庫侖定律教學(xué)教案3
(1)教材分析:
庫侖定律不僅僅是電荷相互作用的基本定律,也是學(xué)習(xí)電場強(qiáng)度和電勢差概念的基礎(chǔ)。這也是本章的重點(diǎn),要求學(xué)生不僅僅要定性地了解,還要定量地理解和應(yīng)用。對于庫侖定律,教材從學(xué)生已有的知識出發(fā),采用定性實(shí)驗(yàn),然后得出結(jié)論。庫侖定律是研究電場強(qiáng)度和電勢差概念的基礎(chǔ),也是本章的重點(diǎn)。展示庫侖定律的資料和庫侖發(fā)現(xiàn)這必須律的過程,并強(qiáng)調(diào)其條件和意義。
(2)學(xué)術(shù)條件分析:
兩種電荷及其相互作用,電荷的概念,帶電的知識,萬有引力定律和卡文迪什扭轉(zhuǎn)平衡實(shí)驗(yàn)都是學(xué)生們學(xué)的。本節(jié)的重點(diǎn)是做好定性實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生清楚地了解實(shí)驗(yàn)探究的過程。
(三)教學(xué)目標(biāo):
1、知識和技能:
(1)經(jīng)過定性實(shí)驗(yàn)探究和理論探究,了解庫侖定律建立的過程。
(2)庫侖定律的資料、公式和適用條件,掌握庫侖定律。
2.過程和方法
(1)經(jīng)過定性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生觀察和總結(jié)的本事,理解庫侖扭轉(zhuǎn)平衡實(shí)驗(yàn)。
(2)經(jīng)過建立點(diǎn)電荷模型,實(shí)現(xiàn)了夢想化模型的方法。
3.情感態(tài)度和價(jià)值觀
(1)培養(yǎng)與他人交流合作的本事,提高理論聯(lián)系實(shí)際的意識。
(2)了解人類認(rèn)識電荷之間相互作用的歷史過程,培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的好奇心,體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛和歡樂。
(4)教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn):
教學(xué)重點(diǎn):庫侖定律及其理解和應(yīng)用
教學(xué)難點(diǎn):庫侖定律的實(shí)驗(yàn)探索
教學(xué)難點(diǎn)突破措施:定性實(shí)驗(yàn)探究與定量實(shí)驗(yàn)錄像和理論探究相結(jié)合。
(5)教學(xué)工具:
多媒體課件、毛皮、橡膠棒、氣球、玻璃棒、絲綢、易拉罐、泡沫球、鐵架。
(6)教學(xué)過程:
引入新課程
演示實(shí)驗(yàn):當(dāng)橡膠棒和玻璃棒相互摩擦并靠近罐子時(shí)會(huì)發(fā)生什么?
(罐子被橡膠棒和玻璃棒吸引并滾動(dòng)。既然電荷之間有相互作用,什么因素與電荷之間相互作用力的大小有關(guān)?
新課教學(xué):
首先,經(jīng)過實(shí)驗(yàn)探索電荷間作用力的決定因素
(a)定性實(shí)驗(yàn)調(diào)查:
探索1:影響電荷間相互作用力的因素
猜想:電荷之間的相互作用力可能與距離、電荷量、帶電體形狀等有關(guān)。
如何在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行定性研究?
(1)你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)采用什么方法來研究電荷間的相互作用力和可能的因素之間的關(guān)系?
學(xué)生:控制變量法。
(2)請閱讀課本。如果你想比較這個(gè)力的大小,有什么方法能夠直觀地顯示出來?學(xué)生:比較懸掛線的偏轉(zhuǎn)角
組織學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備設(shè)計(jì)可能的實(shí)驗(yàn)方案。
(3)你想選擇什么實(shí)驗(yàn)設(shè)備?
球形導(dǎo)體、兩個(gè)自制細(xì)線泡沫球、鐵架、橡膠棒、毛皮和氣球。
(4)實(shí)驗(yàn)前,想想:如何改變帶電體的電荷。
(5)實(shí)驗(yàn)探究步驟:
引導(dǎo)學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)的具體步驟:
兩個(gè)泡沫球A和B都很薄,其中一個(gè)與一個(gè)摩擦帶電的橡膠棒接觸,然后球A與球B接觸,細(xì)線偏離垂直方向一個(gè)角度。
堅(jiān)持電量q不變,研究相互作用力f與距離R的關(guān)系.
逐漸將泡沫球b移離a,并觀察偏轉(zhuǎn)角。
堅(jiān)持距離r不變,研究相互作用力f與電荷q之間的關(guān)系。
然后將橡膠棒與球A接觸,增加球A的力量,觀察偏轉(zhuǎn)角;
(6)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和觀察記錄并得出結(jié)論:
先畫出力圖,如果B對A的力是水平的,那么F=1
(二)定量實(shí)驗(yàn)探索,結(jié)合物理學(xué)史,得出庫侖定律:
提出這樣一個(gè)問題:帶電體之間的力與距離和電荷量之間的定量關(guān)系是什么?
根據(jù)我們的定性實(shí)驗(yàn),電荷之間的力隨著電荷的增加而增加,隨著距離的增加而減小。這使我們模糊地懷疑電荷之間的力是否具有類似于重力的形式。
事實(shí)上,很久以前,一些學(xué)者也猜到了這一點(diǎn)?ㄎ牡鲜埠推绽固卮_信“平方反比”定律適用于電荷之間的力。然而,僅有一些定性實(shí)驗(yàn)不能證明這一結(jié)論。
庫侖證實(shí)了這一推測。當(dāng)庫侖探索三者之間的定量關(guān)系時(shí),當(dāng)時(shí)的定量實(shí)驗(yàn)遇到了三大困難:
(1)帶電體之間的力很小,沒有精確的測量儀器;如何確定帶電體間力的定量關(guān)系?
沒有電的單位,也不可能比較電荷的數(shù)量;如何確定電荷的定量關(guān)系?
帶電體上的電荷分布不清楚,難以測量電荷之間的距離。如何測量電荷之間的距離?
同學(xué)們,如果是你,你能想到什么方法來解決這些困難?
引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過類比得出三個(gè)難點(diǎn)對策:
卡文迪什扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)——庫侖扭轉(zhuǎn)試驗(yàn),對稱——等電荷法,粒子——的點(diǎn)電荷
放大思維:力很小,但力的效果(扭曲懸絲)能夠很明顯。
(2)變換思想:力與懸絲的扭轉(zhuǎn)角成正比,能夠經(jīng)過測量懸絲扭轉(zhuǎn)角的倍數(shù)關(guān)系得到
得到力的多重關(guān)系
等分的概念:一個(gè)帶Q的金屬球與一個(gè)相同的不帶電荷的金屬球碰撞,每個(gè)球帶Q2。同樣,能夠得到Q4、Q8、Q16等的倍數(shù)關(guān)系(電荷在兩個(gè)相同的金屬球之間均勻分布)。課件演示了兩個(gè)相同的金屬球之間電荷的均勻分布。
夢想化模型思想:將帶電金屬球作為點(diǎn)電荷(夢想化模型),用標(biāo)尺間接測量距離。
點(diǎn)電荷:當(dāng)帶電體之間的距離遠(yuǎn)大于它們自身的尺寸,從而能夠忽略帶電體的形狀和電荷分布對它們之間作用力的影響時(shí),這種帶電體能夠視為帶電點(diǎn),稱為點(diǎn)電荷。這是一個(gè)夢想化的模型,事實(shí)上,點(diǎn)電荷并不存在。(與“粒子”比較)
接下來,引導(dǎo)學(xué)生觀看庫侖扭秤的實(shí)驗(yàn)視頻和庫侖當(dāng)時(shí)的數(shù)據(jù),并總結(jié)規(guī)律。(觀看視頻)。
在困難的條件下,庫侖把萬有引力定律和卡爾文的'扭轉(zhuǎn)平衡實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來,并利用巧妙的庫侖扭轉(zhuǎn)平衡裝置和方法發(fā)現(xiàn)了庫侖定律。經(jīng)過剛才的演示過程,讓學(xué)生了解庫侖探究的過程、思路和方法。你能用自我的語言總結(jié)這些規(guī)則嗎?
電荷之間的相互作用力與電荷之間的距離成反比,與電荷和電的乘積成正比。
引言:庫侖扭擺試驗(yàn)只能定量測量同一電荷之間的相互作用力,庫侖扭擺試驗(yàn)也能夠定量測量不一樣電荷之間的相互作用力。讓學(xué)生體驗(yàn)庫侖定律的完美。
第二,庫侖定律:
資料:真空中兩點(diǎn)電荷之間的力與兩個(gè)電荷的乘積成正比,與電荷之間距離的平方成反比;方向在他們的連接上。這個(gè)定律叫做庫侖定律。
電荷之間的這種相互作用稱為靜電力或庫倫力。
公式:
解釋:華氏度?kQ1Q2r2
k為靜電力常數(shù),k=9.0109nm2C2,其大小由實(shí)驗(yàn)方法確定。單位由公式中的f、q和r的單位決定。當(dāng)使用庫侖定律時(shí),每個(gè)物理量的單位必須是:f:n,q:c,r:m。
庫侖定律的適用條件:真空中兩點(diǎn)電荷的相互作用。
讓學(xué)生回答實(shí)際帶電體可視為點(diǎn)電荷的條件。
思考:當(dāng)R趨向于0時(shí),F(xiàn)趨向于無窮大嗎?
(3)關(guān)于吸引或排斥的表達(dá)方法
F是Q1和Q2之間的相互作用力,Q1和Q2之間的作用力,Q2和Q1之間的作用力大小,是一對作用力和反作用力,大小相等,方向相反。
庫倫力(靜電力)與重力、彈性和摩擦力并列。
任何帶電體都能夠看作是由許多點(diǎn)電荷組成的。所以,已知帶電體上的電荷分布,帶電體間靜電力的大小和方向就能夠根據(jù)庫侖定律和力合成定律計(jì)算出來。
3.庫侖定律與重力定律的比較
例1:眾所周知,氫核(質(zhì)子)的質(zhì)量m2為1.6710-27千克,電子的質(zhì)量m1為9.110-31千克,電子和質(zhì)子的電荷為1.6010-19C,氫原子中電子和質(zhì)子之間的最短距離為5.310-11米。試比較氫原子中氫核和電子之間的庫倫力和引力。(課件播放問題解決過程)
摘要:
(1)應(yīng)用庫侖定律時(shí),能夠直接用絕對值代替電氣符號,最終確定方向;計(jì)算證明,萬有引力遠(yuǎn)小于庫倫力。將來研究微觀帶電粒子的相互作用力時(shí),重力通常能夠忽略不計(jì)。
當(dāng)討論:來比較庫侖定律和萬有引力定律(異同)時(shí),你有什么感受?如何理解自然規(guī)律的多樣性和統(tǒng)一性?
兩個(gè)或兩個(gè)以上點(diǎn)電荷對某個(gè)點(diǎn)電荷施加的力等于每個(gè)點(diǎn)電荷單獨(dú)對該電荷施加的力的矢量和。
例2真空中有三個(gè)點(diǎn)電荷,它們固定在邊長為50厘米的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上。每個(gè)點(diǎn)電荷為210-6C,計(jì)算它們各自的庫倫力。
摘要:選擇研究對象,繪制應(yīng)力圖,用庫侖定律和平行四邊形法則求解。
整合練習(xí):
兩個(gè)相同的均勻帶電球體,Q1=1,Q2=-2,彼此分開,仍然在真空中,相互作用的庫侖力為f
(1)今日,Q1、Q2和r都加倍了,并且要求改變作用力。
(2)僅改變兩個(gè)電荷的電學(xué)性質(zhì),作用力是什么?
(3)當(dāng)R只增加兩倍時(shí),作用力是多少?
(4)在接觸兩個(gè)球之后,它們?nèi)匀槐环呕卦。作用力是什?
(5)如果兩個(gè)球接觸后庫倫力不變,如何放置它們?課堂總結(jié):
你今日學(xué)到了什么?請學(xué)生總結(jié)本節(jié)資料。
作業(yè):課本中的練習(xí)2和3。
(七)黑板設(shè)計(jì):
第二節(jié)庫侖定律
1.庫侖定律
2.公式F?kQ1Q2r2
3.適用條件:真空中點(diǎn)電荷之間的相互作用
(1)點(diǎn)收費(fèi)
(2)k的物理意義
物理庫侖定律教學(xué)教案4
知識目標(biāo):
1.掌握庫侖定律,知道點(diǎn)電荷的概念,并理解真空中的庫侖定律.
2.會(huì)用庫侖定律進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算.
能力目標(biāo):
1.滲透理想化方法,培養(yǎng)學(xué)生由實(shí)際問題進(jìn)行簡化抽象建立物理模型的能力.
2.滲透控制度量的科學(xué)研究方法
德育目標(biāo):
通過元電荷的教學(xué),滲透物質(zhì)無限可分的辯證唯物主義觀點(diǎn).
教學(xué)重點(diǎn):
庫侖定律和庫侖力的教學(xué).
教學(xué)難點(diǎn):
關(guān)于庫侖定律的教學(xué)
教學(xué)方法:
實(shí)驗(yàn)歸納法、講授
庫侖定律教學(xué)過程:
一、電荷間的相互作用:同種電荷相互排斥,異種電荷相互吸引。
提問:那么電荷之間的相互作用力和什么有關(guān)系呢?
結(jié)論、電荷之間存在著相互作用力,力的大小與電量的大小、電荷間距離的大小有關(guān),電量越大,距離越近,作用力就越大;反之電量越小,距離越遠(yuǎn),作用力就越小。作用力的方向,可用同種電荷相斥,異種電荷相吸的規(guī)律確定。
電荷間的作用力與它們帶的電荷量以及距離有關(guān),那么電荷之間相互作用力的大小會(huì)不會(huì)與萬有引力的大小具有相似的形式呢?
早在我國東漢時(shí)期人們就掌握了電荷間相互作用的定性規(guī)律,定量討論電荷間相互作用則是兩千年后的法國物理學(xué)家?guī)靵?庫侖做了大量實(shí)驗(yàn),于1785年得出了庫侖定律.
二、庫侖定律:
1.內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止的點(diǎn)電荷的相互作用跟它們所帶電量的乘積成正比,跟它們之間距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。
2.庫侖定律表達(dá)式:
3.對庫侖定律的理解:
(1)庫侖定律的適用條件:真空中,兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用。
a:不考慮大小和電荷的具體分布,可視為集中于一點(diǎn)的電荷.
b:點(diǎn)電荷是一種理想化模型.
c:介紹把帶電體處理為點(diǎn)電荷的條件.
d:庫侖定律給出的雖是點(diǎn)電荷間的靜電力,但是任一帶電體都可看成是由許多點(diǎn)電荷組成的,據(jù)庫侖定律和力的合成法則就可以求出帶電體間的靜電力大小和方向.
(2):靜電力恒量。重要的物理常數(shù)=9.0×109N2/C2,其大小是用實(shí)驗(yàn)方法確定
的。其單位是由公式中的F、Q、r的單位確定的,使用庫侖定律計(jì)算時(shí),各物理量的單位必須是:F:N、Q:C、r:。
(3)關(guān)于點(diǎn)電荷之間相互作用是引力還是斥力的表示方法,使用公式計(jì)算時(shí),點(diǎn)電
荷電量用絕對值代入公式進(jìn)行計(jì)算,然后根據(jù)同性電荷相斥、異性電荷相吸判斷方向即可。
。4)庫侖力也稱為靜電力,它具有力的共性。它與高一時(shí)學(xué)過的重力,彈力,摩
擦力是并列的。它具有力的一切性質(zhì),它是矢量,合成分解時(shí)遵從平行四邊形法則,與其它的力平衡,使物體發(fā)生形變,產(chǎn)生加速度。若點(diǎn)電荷不是靜止的`,而是存在相對運(yùn)動(dòng),那么它們之間的作用力除了仍存在靜電力之外,還存在相互作用的磁場力。
(5) ,F是Q1與Q2之間的相互作用力,F(xiàn)是Q1對Q2的作用力,也是Q2對Q1的作用力的大小,是一對作用力和反作用力,即大小相等方向相反。不能理解為Q1Q2,受的力也不等。
三、庫侖研究定律的過程
1.提出假設(shè)
2.做出假說
3.實(shí)驗(yàn)探究:
。1)實(shí)驗(yàn)構(gòu)思
。2)實(shí)驗(yàn)方案
。3)對假說進(jìn)行進(jìn)行修正和推廣
4.思考:(1)庫侖通過什么方法比較力的大?
(2)庫侖通過什么方法比較電荷量的大?
5.研究方法:控制變量法.
實(shí)驗(yàn)方案:
a.q1、q2一定時(shí),探究F與r的關(guān)系
結(jié)論:F∝1/r2
b.r一定時(shí),探究F與的q1、q2關(guān)系
結(jié)論:即 F ∝q1q2
6.思想方法:
(1)小量放大思想
(2)電荷均分原理
四、庫侖定律的應(yīng)用
完成課本例題1和例題2.
五、課堂訓(xùn)練:
1、下列說法中正確的是:(AD)
A .點(diǎn)電荷是一種理想模型,真正的點(diǎn)電荷是
不存在的.
B .點(diǎn)電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體
C .根據(jù) 可知,當(dāng)r趨近于0 時(shí),F趨近于∞
D .一個(gè)帶電體能否看成點(diǎn)電荷,不是看它的尺寸大小,而是看它的形狀和大小對所研
究的問題的影響是否可以忽略不計(jì).
2、兩個(gè)半徑為0.3的金屬球,球心相距1.0放置,當(dāng)他們都帶1.5×105 C的正電時(shí),相互作用力為F1 ,當(dāng)它們分別帶+1.5×105 C和1.5×105 C的電量時(shí),相互作用力為F2 , 則( )
A.F1 = F2 B.F1 <F2 C.F1 > F2 D.無法判斷
3、已知電子的質(zhì)量1=9.10×10-31g,質(zhì)子的質(zhì)量2=1.67×10-27g,它們之間的距離為5.3×10-11(結(jié)果保留一位有效數(shù)值)
(1)它們之間的萬有引力?
(2)異種電荷相互吸引質(zhì)子給電子的的引力為多少?
(3)電子給質(zhì)子的庫侖力?
。4)電子繞質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的向心力由誰提供?
(5)在電子、質(zhì)子連線的垂直平分線上放一電子,與質(zhì)子、電子構(gòu)成等邊三角形,求此時(shí)質(zhì)子受到的合力?
答案:F引=3.6×10-47N F電=8.2×10-8N F電=8.2×10-8N F合=14.2×10-8N
六、小結(jié):
(1)電荷間相互作用規(guī)律:同性相斥,異性相吸,大小用庫侖定
。2)電荷間作用力為一對相互作用力,遵循牛頓第三定律。
(3)庫侖定律適用條件:真空中靜止點(diǎn)電荷間的相互作用力(均勻帶電球體間、均勻帶電球殼間也可)。
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