庫侖定律課件設計

1/1庫侖定律課件設計

知識目標：

1．掌握庫侖定律，知道點電荷的概念，并理解真空中的庫侖定律．

2．會用庫侖定律進行有關的計算．

能力目標：

1．滲透理想化方法，培養(yǎng)學生由實際問題進行簡化抽象建立物理模型的能力．

2．滲透控制度量的科學研究方法

德育目標：

通過元電荷的教學，滲透物質(zhì)無限可分的辯證唯物主義觀點．

教學重點：

庫侖定律和庫侖力的教學．

教學難點：

關于庫侖定律的教學

教學方法：

實驗歸納法、講授

庫侖定律教學過程：

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，電量越大，距離越近，作用力就越大；反之電量越小，距離越遠，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，那么電荷之間相互作用力的大小會不會與萬有引力的大小具有相似的形式呢？

早在我國東漢時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家?guī)靵?庫侖做了大量實驗,于1785年得出了庫侖定律.

二、庫侖定律：

1.內(nèi)容：真空中兩個靜止的點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，兩個點電荷之間的相互作用。

a：不考慮大小和電荷的具體分布，可視為集中于一點的電荷．

b：點電荷是一種理想化模型．

c：介紹把帶電體處理為點電荷的條件．

d：庫侖定律給出的雖是點電荷間的靜電力，但是任一帶電體都可看成是由許多點電荷組成的，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)K：靜電力恒量。重要的物理常數(shù)K=×109Nm2/C2，其大小是用實驗方法確定

的。其單位是由公式中的F、Q、r的單位確定的，使用庫侖定律計算時，各物理量的單位必須是：F：N、Q：C、r：m。

(3)關于點電荷之間相互作用是引力還是斥力的表示方法，使用公式計算時，點電

荷電量用絕對值代入公式進行計算，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。它與高一時學過的重力，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。若點電荷不是靜止的，而是存在相對運動，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

2.做出假說

3.實驗探究:

（1）實驗構(gòu)思

（2）實驗方案

（3）對假說進行進行修正和推廣

4.思考：（1）庫侖通過什么方法比較力大?。?/p>

（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.

實驗方案：

、q2一定時，探究F與r的關系

結(jié)論：F∝1/r2

一定時，探究F與的q1、q2關系

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、庫侖定律的應用

完成課本例題1和例題2.

五、課堂訓練:

1、下列說法中正確的是：（AD）

A.點電荷是一種理想模型，真正的點電荷是

不存在的．

B.點電荷就是體積和帶電量都很小的帶電體

C.根據(jù)可知，當r趨近于0時,F趨近于∞

D.一個帶電體能否看成點電荷，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．

2、兩個半徑為的金屬球，球心相距放置，當他們都帶×105C的正電時，相互作用力為F1，當它們分別帶×105C和×105C的電量時，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m1=×10-31kg，質(zhì)子的質(zhì)量m2=×10-27kg，它們之間的距離為×10-11m（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)子運動的向心力由誰提供？

(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，求此時質(zhì)子受到的合力？

答案：F引=×10-47NF電=×10-8NF電=×10-8NF合=×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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一、教材分析

教材內(nèi)容分析：本節(jié)內(nèi)容的核心是庫侖定律，它是靜電學的第一個實驗定律，是學習電場強度的基礎。本節(jié)教學內(nèi)容主線有兩條：第一條為知識層面上的，掌握真空中點電荷之間相互作用的規(guī)律，即庫侖定律；第二條為方法層面上的，即如何研究多個變量之間關系的方法，如何間接測量一些不易測量物理量，如何研究物理問題的基本方法。

教材的處理：本單元內(nèi)容可分為兩節(jié)課處理，本節(jié)為第一課時，主要是庫侖定律的建立和庫侖定律的簡單運用，側(cè)重點為體會研究物理的方法和研究物理規(guī)律建立的一般過程；第二課時為庫侖定律的加深理解和運用。

二、學生分析

知識基礎分析：（1）掌握電荷之間存在相互作用力，且同性相斥，異性相吸。（2）掌握電荷守恒定律，并會簡單地運用。（3）會處理共點力作用下物體的平衡，并通過偏轉(zhuǎn)角度的變化判斷受力的變化。

學習能力分析：（1）學生的觀察水平不斷提高，能夠初步獨立發(fā)現(xiàn)事物的本質(zhì)及各個主要細節(jié)，發(fā)現(xiàn)事物的因果關系。（2）具有初步的歸納重點，抓住問題本質(zhì)的能力。（3）已經(jīng)初步具備基礎的實驗操作和實驗觀察能力。

學法分析：自主探究，觀察分析，分組實驗，討論交流，類比總結(jié)，習題鞏固。

三、教學目標

知識與技能：（1）知道點電荷的概念；（2）理解庫侖定律；（3）會計算真空中點電荷之間的庫侖力；（4）初步了解人類對電荷間相互作用的探究過程。

過程與方法：（1）通過實驗演示培養(yǎng)學生的實驗、觀察、分析和總結(jié)能力；（2）通過對實驗方案的制定和操作，加深對研究物理問題一些常用方法，如控制變量法、放大法等實驗方法的理解。

教學重點難點：重點：（1）學生會用庫侖定律計算真空中點電荷間的相互作用力；（2）讓學生初步掌握研究物理的一些常用基本方法。難點：靜電實驗的操作和對實驗現(xiàn)象的分析歸納。

四、教學環(huán)境

交互式多媒體教學環(huán)境。

五、教學流程設計

（一）舊知回顧。

教師活動：精心設計本節(jié)課涉及的已學內(nèi)容。課件展示答案。及時對學生回答給出有效評價。

學生活動：學生自主復習完成問題，為新課學習做好準備。

設計意圖：通過課件簡單呈現(xiàn)相關知識點，承接前面所學電荷的相關內(nèi)容以便為庫侖定律的學習做好知識儲備。

（二）設計情境，提出課題。

教師活動：（趣味小實驗）請一位同學站到絕緣地毯上，帶上粘有鋁箔紙的鉛絲環(huán)。用一個手抓住起電機的一個金屬球，教師則慢慢搖動起電機手柄，引導學生觀察現(xiàn)象并思考原因。

學生活動：觀察這位學生身上發(fā)生的情景，分析得出電荷之間的作用力。

設計意圖：通過自制實驗讓學生親身體驗，為學生創(chuàng)設輕松有趣、新奇不解的情境，在提高興趣、激發(fā)學習動力的同時，順勢提出課題，促使學生手腦并用，讓學生在簡單層次上“主動發(fā)現(xiàn)”。

（三）啟發(fā)分析，尋找相關量。

教師活動：（演示實驗）用實驗定性探究，用感應起電機讓兩球同時帶上電，觀察現(xiàn)象。（1）移動鐵架臺靠近右邊帶電小球，觀察左邊小球選線與豎直方向的角度。（2）保持鐵架臺與右邊金屬球位置不變，用一不帶電金屬球接觸左邊鋁箔求，觀察懸線與豎直方向的角度。

設置引導學生思考電荷之間作用力有哪些影響因素。

問題1：移動鐵架臺靠近右邊的小球時，實驗現(xiàn)象是什么？說明了什么問題？

問題2：保持鐵架臺與右邊金屬球位置不變，用一不帶電金屬球接觸左邊鋁箔球，小球的擺角是否變化？說明了什么問題？

問題3：當保持鐵架臺與右邊金屬球位置不變，用一不帶電金屬球接觸左邊鋁箔球，然后移走金屬球，擺角如何變化？說明了什么問題？

問題4：該實驗表明哪些因素影響電荷間的相互作用力？這些因素對相互作用力的大小有什么影響？該實驗采用了什么科學方法？

學生活動：學生觀察實驗現(xiàn)象，通過思考，分析得出實驗的本質(zhì)。

設計意圖：通過引導學生掌握觀察的基本方法，適當點撥，讓學生透過實物的表象，抓住本質(zhì)，讓學生自主分析歸納出靜電力大小與電荷量和電荷間距之間的定性關系，促進學生對物理規(guī)律意義的深刻理解。

（四）引導探究，尋找規(guī)律。

教師活動：（分組實驗）教師展示實驗裝置，提出問題，引導說明實驗方法，進行實驗設計，完成實驗操作，并最終根據(jù)數(shù)據(jù)得出實驗結(jié)論。

1.試說明探究方法及分步實施方案？

2.怎樣通過觀察判斷小球所受庫侖力的大??？

3.怎樣通過改變小球間的距離尋找?guī)靵隽εc電荷間距r的定量關系？

4.怎樣改變小球的帶電量？

學生活動：學生根據(jù)實驗器材和相關問題通過交流討論得出實驗設計思路，并說明相關步驟。學生分組合作完成實驗探究，填寫數(shù)據(jù)表格，得出實驗結(jié)論，投影展示實驗結(jié)果并講解。

設計意圖：通過自制實驗器材培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新意識，最終使學生在熟悉物理規(guī)律生成的過程中，體會常見物理方法及實驗設計的分析思路。

（五）類比分析，歸納總結(jié)。

教師活動：（視頻實驗）教師播放庫侖定律實驗視頻，引導學生類比萬有引力定律得出庫侖定律內(nèi)容，適用條件。

學生活動：類比萬有引力定律適用條件及引力常量測量方法給出庫侖定律適用條件，并分析測量k值的實驗設計原理及方法

設計意圖：通過觀看“庫侖定律實驗”視頻，一方面讓學生體驗科學家研究問題的方法和思維過程，另一方面類比萬有引力