【教案】質(zhì)譜儀與回旋加速器++教學(xué)設(shè)計(jì)高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊(cè)

1人在學(xué)習(xí)本節(jié)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了帶電粒子在磁場(chǎng)和電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。本節(jié)內(nèi)容是對(duì)前教材主要介紹了質(zhì)譜儀與回旋加速器從理論到實(shí)際應(yīng)用，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中對(duì)理論與實(shí)踐相結(jié)合的研究方法有所體會(huì)，感受到科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的促進(jìn)作用。教材從科技生活問題入手，思考如何分開比荷不同的帶電微粒，如何獲得高能粒子，分別設(shè)計(jì)出質(zhì)學(xué)生已經(jīng)對(duì)帶電粒子在磁場(chǎng)和電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有了一定的認(rèn)識(shí)，能夠進(jìn)行基本的分析，學(xué)生雖然對(duì)事物的認(rèn)知已經(jīng)由具體形象思維慢慢過渡到抽象的邏輯思維，但是建立過念能夠通過受力運(yùn)動(dòng)分析，再結(jié)合電場(chǎng)中加速與圓周運(yùn)動(dòng)模型，分析質(zhì)譜儀與回旋加速器的工作原理，加深學(xué)生對(duì)磁場(chǎng)和電場(chǎng)的理解。維通過能夠分開比荷不同的帶電粒子和知道如何獲得高能粒子。經(jīng)歷問題的提出，對(duì)問題進(jìn)行演繹假設(shè)與論證，得出結(jié)論，檢驗(yàn)論證等步驟，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。究經(jīng)歷質(zhì)譜儀和回旋加速器的設(shè)計(jì)過程，培養(yǎng)學(xué)生從真實(shí)情景中分析、提取建模信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)電場(chǎng)和磁場(chǎng)相關(guān)知識(shí)解釋、探究生活現(xiàn)象和科技原理的科學(xué)探究能力。任了解質(zhì)譜儀與回旋加速器在生活中的應(yīng)用，能夠?qū)茖W(xué)和生活科技的關(guān)系有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí)，體會(huì)物理的科技應(yīng)用價(jià)值，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)1.理解帶電粒子在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，及其在質(zhì)譜儀中的應(yīng)用。2.理解回旋加速器的工作原理和應(yīng)用，及其在高能物理等領(lǐng)域的重要性。1.知道回旋加速器的結(jié)構(gòu)與加速原理，理解粒子的回旋周期與電場(chǎng)變化周期之間的關(guān)22.通過實(shí)例分析，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實(shí)際應(yīng)用能力。1.自主探究法——?jiǎng)?chuàng)設(shè)了情境，設(shè)置任務(wù)，研究質(zhì)普儀與回旋加速器工作原理時(shí)，以學(xué)生為主體，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生自主探究。2.小組合作探究法——在完成兩個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)方案時(shí)，設(shè)置小組合作交流環(huán)節(jié)，讓學(xué)生通過解決問題組的問題，達(dá)到互幫互助的目的。3.講授法——課中教學(xué)環(huán)節(jié)通過教師的講授，對(duì)于重難點(diǎn)問題進(jìn)行講授和引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生掌握建構(gòu)物理模型的方法，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出解決思路。4.啟發(fā)式教學(xué)——為學(xué)生創(chuàng)設(shè)合適的物理情境和問題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考。課前閱讀教材，復(fù)習(xí)帶電粒子在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)，完成學(xué)案上的預(yù)習(xí)任務(wù)；課堂積極主動(dòng)探究質(zhì)譜儀與回旋加速器的結(jié)構(gòu)與原理，重點(diǎn)探究高能粒子的獲取、深度學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)、質(zhì)譜儀與和學(xué)加速器、學(xué)以致用；課后思考作業(yè)，完成任務(wù)。動(dòng)一、（一）環(huán)節(jié)一：科學(xué)探究質(zhì)譜儀1.任務(wù)一：你能設(shè)計(jì)一個(gè)方案，以便分開電荷量相同質(zhì)量不同的帶電粒子嗎？以通過電場(chǎng)和磁場(chǎng)將帶有正不帶電的粒子的一束粒子流實(shí)現(xiàn)按電性分加強(qiáng)電場(chǎng)與磁場(chǎng)對(duì)帶電粒子運(yùn)動(dòng)的作展示不同觀點(diǎn)學(xué)生的分析過程和結(jié)果，找認(rèn)識(shí)到通過電場(chǎng)加速后再通過磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)才能將電荷量相同、質(zhì)量帶電粒子偏轉(zhuǎn)，從而把它y=U×L2不同的帶電粒子分開22vrBq了解弗朗西斯阿斯頓設(shè)計(jì)質(zhì)譜儀證實(shí)了同位素③偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)：使不同帶電④照相底片：記錄不同粒課件展示質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)，各了解質(zhì)譜儀的工作22vr1B2mU2mUq。4qB2r2q2Um=，=2UmB2r2問題①：什么樣的帶電微粒偏轉(zhuǎn)半徑越大呢？問題②：你能否標(biāo)注分別對(duì)應(yīng)的軌跡？解陳述加速器的研發(fā)加速（二）環(huán)節(jié)二：科學(xué)探究回旋加速器222.任務(wù)二：了解回旋加速器的結(jié)構(gòu)，理解其工作觀看回旋加速器的工作原理，注意觀察加速特點(diǎn)和回旋過程。提問：如何制造出高能粒子提問：直線加速器有什么限題答認(rèn)識(shí)到利用電場(chǎng)加認(rèn)識(shí)到直線加速器理解回旋加速器的能被加速，那D形盒縫隙間的電場(chǎng)方向應(yīng)該是恒定問題3:粒子被加速后，在D型盒中的運(yùn)動(dòng)速率和運(yùn)加速后，帶電粒子的能量能否無限增大?最大能量和的電場(chǎng)中從靜止開始加速運(yùn)動(dòng)，加速n次后速度為vn，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，（三）環(huán)節(jié)三：科技前沿展示質(zhì)譜儀與回旋加速器的應(yīng)用和視頻，強(qiáng)調(diào)科技