92庫侖定律教學(xué)設(shè)計(jì)-高二上學(xué)期物理人教版

庫侖定律一、教材分析庫侖定律是靜電學(xué)的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)定律,是學(xué)習(xí)電場(chǎng)強(qiáng)度的基礎(chǔ),是電磁學(xué)的基本定律。庫侖定律闡明了帶電物體相互作用的規(guī)律,不僅要求學(xué)生定性知道，還要做到定量理解并會(huì)應(yīng)用庫侖定律解決相關(guān)問題，本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)是接下來學(xué)習(xí)電磁學(xué)的前提，對(duì)后續(xù)知識(shí)的學(xué)習(xí)具有很重要的作用。二、學(xué)情分析1、在初中階段學(xué)生已經(jīng)初步了解了電荷間存在相互作用，同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。在高中階段學(xué)習(xí)了質(zhì)點(diǎn)的概念、萬有引力定律，矢量的合成法則。以上知識(shí)儲(chǔ)備，為本節(jié)的學(xué)習(xí)起了鋪墊作用2、高一的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的探究能力和歸納總結(jié)能力，并且具有強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，但從力學(xué)到電學(xué)的過渡，從定性思維到定量思維的飛躍還是有一定的困難2、高一的學(xué)生已經(jīng)具備了一定的探究能力和歸納總結(jié)能力，并且具有強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，但從力學(xué)到電學(xué)的過渡，從定性思維到定量思維的飛躍還是有一定的困難。三、教學(xué)目標(biāo)物理觀念理解并掌握庫侖定律及靜電力的概念。科學(xué)探究通過對(duì)電荷間作用力定量驗(yàn)證，提高實(shí)驗(yàn)操作、處理數(shù)據(jù)的能力。科學(xué)思維掌握點(diǎn)電荷模型的建立條件；通過庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)，體會(huì)類比、放大、轉(zhuǎn)化、均分等科學(xué)方法?？茖W(xué)態(tài)度和責(zé)任能正確認(rèn)識(shí)科學(xué)的本質(zhì)，學(xué)習(xí)庫侖嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，刻苦鉆研的精神。四、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：庫侖定律的內(nèi)容、適用條件及其應(yīng)用難點(diǎn)：庫侖定律的建立過程，以及庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)探究方法。五、教法與學(xué)法教法：演示法、實(shí)驗(yàn)法、講授法、師生交流學(xué)法：學(xué)生自學(xué)、小組合作、交流展示【教法與學(xué)法指導(dǎo)說明】通過“空中飛碗”小實(shí)驗(yàn)吸引學(xué)生注意力，提出問題，激發(fā)學(xué)生求知欲，設(shè)置懸念以達(dá)到情景激學(xué)。通過改進(jìn)教具，讓學(xué)生通過觀察演示實(shí)驗(yàn)，得出定性結(jié)論，然后類比猜想，通過了解庫侖定律建立的歷史背景，得出庫侖定律的內(nèi)容，從而理解庫侖定律的建立過程。通過自學(xué)課本，借助于觀看視頻理解庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)用到的方法，理解扭秤實(shí)驗(yàn)原理，突破難點(diǎn)。通過自制教具定量驗(yàn)證是本節(jié)課的重點(diǎn)，采用學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，定量驗(yàn)證庫侖定律，結(jié)合互動(dòng)法、交流展示等方法學(xué)習(xí)重點(diǎn)知識(shí)。通過課堂練習(xí)，進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)的鞏固和六、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)方法手段教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)說明溫故知新師生交流復(fù)習(xí)回顧課件展示，引導(dǎo)學(xué)生回顧所學(xué)知識(shí)。根據(jù)教師提問，回答相關(guān)知識(shí)：萬有引力定律內(nèi)容的表述；萬有引力的表達(dá)式；適用條件：質(zhì)點(diǎn)或均勻球體。溫故知新，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做好鋪墊。趣味實(shí)驗(yàn)引入新課情景教學(xué)多媒體教學(xué)啟發(fā)引導(dǎo)師生交流趣味實(shí)驗(yàn)引課，靜電力作用使蛋撻托飛起的實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣?！驹O(shè)疑】蛋撻托怎么會(huì)憑空飛起?【設(shè)疑】電荷間作用力與什么因素有關(guān)？有怎樣的定量關(guān)系？【思考】接觸帶電的起電機(jī)，各個(gè)蛋撻托帶有同種電荷，相互排斥導(dǎo)致?！净卮稹繋в型N電荷,相互排斥作用，排斥力使蛋撻托飛起來了.通過播放有趣小實(shí)驗(yàn)視頻，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生思考。學(xué)習(xí)目標(biāo)多媒體教學(xué)啟發(fā)引導(dǎo)一、基礎(chǔ)性目標(biāo)1.我會(huì)通過定性、定量分析，理解庫侖定律的內(nèi)涵及條件2.我能通過類比的方法，理解點(diǎn)電荷的概念二、挑戰(zhàn)性目標(biāo)我會(huì)利用庫侖定律及矢量的合成法則解決多個(gè)電荷間的相互作用問題三、拓展性目標(biāo)我能通過對(duì)電荷間作用力的定量驗(yàn)證，體會(huì)扭秤實(shí)驗(yàn)中放大、轉(zhuǎn)化、均分等科學(xué)方法。重點(diǎn)：理解庫侖定律的內(nèi)涵。難點(diǎn)：通過對(duì)電荷間作用力的定量驗(yàn)證，理解庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)的原理。學(xué)生解讀三個(gè)階梯目標(biāo)，了解本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容及重難點(diǎn)，從而能更有效的學(xué)習(xí)。建立三個(gè)階梯式學(xué)習(xí)目標(biāo)，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有助于引導(dǎo)本節(jié)課的學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)演示定性分析實(shí)驗(yàn)演示定性分析演示實(shí)驗(yàn)希沃投屏學(xué)生觀察師生交流演示實(shí)驗(yàn)學(xué)生思考師生交流將課本實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)，通過演示課本實(shí)驗(yàn)，利用兩帶電小球(涂有石墨導(dǎo)電材料的泡沫小球)間作用力的演示，讓學(xué)生定性猜想電荷間作用力與哪些因素有關(guān)。具體操作：讓兩球帶電，保持電荷量不變，讓右邊的移動(dòng)小球靠近左邊的小球；保持右邊的移動(dòng)小球不動(dòng)，采用一個(gè)不帶電的移電球與它接觸，改變它的電荷量?！居^察】?jī)蓭щ娗蚩拷惺裁船F(xiàn)象發(fā)生？【猜想】作用力與作用距離有關(guān)么?【觀察】減小其中一個(gè)帶電球的電荷量有什么現(xiàn)象發(fā)生？【猜想】作用力與電荷量有關(guān)么?【引導(dǎo)】從上面的定性關(guān)系中，我們要研究電荷間的相互作用力，與前面我們學(xué)習(xí)的力中哪個(gè)力有相似之處？【猜想】類比萬有引力定律，大家猜想電荷間的作用力與距離和電荷量什么樣的定量關(guān)系？觀察演示現(xiàn)象：兩球不帶電時(shí)，絕緣桿是豎直方向，兩球帶電時(shí)，絕緣桿偏離豎直方向，有一定的偏角，說明兩帶電小球間有力的作用。右球靠近左球，左球發(fā)生偏轉(zhuǎn)，靠的越近，偏轉(zhuǎn)角越大，說明力越大。右球不動(dòng)時(shí)，電荷量減小，左球的偏轉(zhuǎn)角變小，說明力越小。觀察并思考問題得出結(jié)論【回答】距離越近，擺角越大,作用力越大?！净卮稹坑嘘P(guān)，距離越小，作用力越大?！净卮稹繙p小其中一個(gè)小球的電荷量，擺角變小，作用力變小?！净卮稹坑嘘P(guān)，電荷量越小，作用力越小?！緦W(xué)生分析】與萬有引力相似。【回答】與電荷量的乘積成正比，與距離的平方成反比通過演示實(shí)驗(yàn)并設(shè)疑激發(fā)學(xué)生求知欲，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，及觀察、總結(jié)的能力。通過實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生對(duì)新知識(shí)產(chǎn)生興趣進(jìn)而主動(dòng)投入本節(jié)課的學(xué)習(xí)。通過類比的方法讓學(xué)生大膽的猜想電荷間作用力的定量關(guān)系，體會(huì)類比方法在物理學(xué)習(xí)中的重要作用。庫侖定律師生交流【過渡】給學(xué)生簡(jiǎn)單介紹庫侖定律建立的歷史背景，讓學(xué)生在歷史背景中了解庫侖定律的建立過程，結(jié)合前面的類比，直接得出庫侖定律的內(nèi)容。遵循歷史的軌跡，體會(huì)真理的得出來之不易，體驗(yàn)先輩物理學(xué)家的偉大智慧和創(chuàng)造。培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與責(zé)任。使學(xué)生的思維和科學(xué)家的思維產(chǎn)生共鳴，體會(huì)類比法的成功，同時(shí)了解物理學(xué)家的智慧和勇氣以及對(duì)科學(xué)真理的不懈追求。庫侖定律庫侖定律學(xué)以致用師生交流師生交流內(nèi)容：_____兩個(gè)____的_____的相互作用跟它們的多帶電量的乘積成_____，跟它們之間距離的二次方成_____，作用力的方向在它們的______上。公式表示：【思考】庫侖定律的適用條件：__________點(diǎn)電荷：______________【思考】庫侖定律的方向：庫侖力有吸引和排斥，與萬有引力不同?！緦W(xué)以致用】加深理解庫侖定律對(duì)于庫侖定律理解正確的是（）A、很小的帶電體就是點(diǎn)電荷B、兩個(gè)點(diǎn)電荷，不論電荷量是否相同，它們各自所受的庫侖力大小一定相等C、半徑為r的量帶電小球相距r時(shí)的作用力，滿足庫侖定律D、真空中靜止的點(diǎn)電荷間的作用力，與電荷量乘積成正比，與距離成反比?！咎釂枴緼CD為什么不正確？對(duì)照課本完成屏幕上的庫侖定律的內(nèi)容，理解庫侖定律的內(nèi)容和使用條件，應(yīng)用時(shí)的注意事項(xiàng)?！净卮稹浚簬靵龆傻倪m用條件：真空靜止點(diǎn)電荷【回答】：點(diǎn)電荷：形狀、大小及電荷分布對(duì)作用力影響可以忽略，看作一個(gè)帶電的點(diǎn)（理想化模型）【回答】相同之處：連線不同點(diǎn)：靜電力有引力、斥力通過所學(xué)選出正確內(nèi)容，并且分析每個(gè)選項(xiàng)對(duì)錯(cuò)原因，加深理解庫侖定律的內(nèi)容及成立條件。并類比質(zhì)點(diǎn)模型，理解點(diǎn)電荷的建立條件。【學(xué)以致用】B正確，考查電荷間的相互作用力等大反向共線A錯(cuò)誤，不一定，應(yīng)看建立條件C錯(cuò)誤，不滿足點(diǎn)電荷條件D錯(cuò)誤，與距離的平方成反比深入理解庫侖定律，并區(qū)別于萬有引力定律，并讓學(xué)生體會(huì)自然界既有統(tǒng)一性的美，也有多樣性。鞏固定律內(nèi)容和適用條件，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的分析問題的能力。庫侖的實(shí)驗(yàn)庫侖的實(shí)驗(yàn)自學(xué)思考觀察交流師生交流師生交流【引入和過渡】演示實(shí)驗(yàn)只是定性的分析出電荷間作用力與電荷量和距離之間的關(guān)系，庫侖當(dāng)年是根據(jù)怎樣的實(shí)驗(yàn)探究出起定量關(guān)系得出庫侖定律的呢？自學(xué)課本，思考四個(gè)問題，自學(xué)后小組討論。【提問】扭秤裝置結(jié)構(gòu)【提問】所用的實(shí)驗(yàn)方法【提問】如何比較力F的大??？【提問】如何改變q？問題三：本問題根據(jù)教學(xué)大綱的要求只作為了解內(nèi)容，并且涉及到扭力的概念和力矩平衡的知識(shí)，學(xué)生還沒學(xué)到這些，所以采用播放視頻的方式方便學(xué)生了解，突破難點(diǎn)。問題四：本問題教材上有詳細(xì)的解釋，所以通過先自學(xué)再師生交流完成【總結(jié)】庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)原理。通過自學(xué)了解扭秤裝置結(jié)構(gòu)，體會(huì)扭秤實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路及實(shí)驗(yàn)方法。觀看視頻，體會(huì)實(shí)驗(yàn)裝置的測(cè)量微小斥力的原理及用到的科學(xué)方法。通過自學(xué)理解均分電量的方法及條件。學(xué)生借助于裝置圖及裝置說出裝置結(jié)構(gòu)【回答】控制變量法【回答】通過指針的扭轉(zhuǎn)角度確定力的大小【回答】通過用相同的不帶電小球去均分帶電小球從而改變電荷量【回答】均分條件：相同、不帶電【總結(jié)】放大、轉(zhuǎn)化、均分通過分析庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)，體會(huì)類比、放大、轉(zhuǎn)化、均分等科學(xué)方法。讓學(xué)生深入理解扭秤實(shí)驗(yàn)的原理，為后面的親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和分析能力。在分析過程中學(xué)生能感受到庫侖的智慧，以及庫侖遇到困難不放棄的勇氣。小組合作定量驗(yàn)證小組合作定量驗(yàn)證小組合作定量驗(yàn)證小組合作定量驗(yàn)證啟發(fā)引導(dǎo)獨(dú)立思考實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證啟發(fā)引導(dǎo)獨(dú)立思考實(shí)驗(yàn)展示啟發(fā)引導(dǎo)獨(dú)立思考實(shí)驗(yàn)展示小組合作動(dòng)手實(shí)驗(yàn)師生交流總結(jié)受庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)的啟發(fā)，利用轉(zhuǎn)化法和方大放思想，通過自制實(shí)驗(yàn)教具，遷移應(yīng)用靈敏電流計(jì)的表頭進(jìn)行庫侖力的定量驗(yàn)證，將庫侖力的大小轉(zhuǎn)化為電流表指針的偏轉(zhuǎn)的，并將大小放大為偏轉(zhuǎn)格數(shù)。這就是一種將力的效果轉(zhuǎn)化放大的思想。創(chuàng)新：儀器的遷移應(yīng)用，【思考】如何比較力的大小讀數(shù)減掉初始值的指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)?！舅伎肌咳绾尉嚯x的測(cè)量？前后移動(dòng)右球，使兩球在一條水平線上，左右同時(shí)移動(dòng)兩滑塊，讓定位桿對(duì)準(zhǔn)左球，利用間隔板確定兩球間距，簡(jiǎn)化讀數(shù)步驟，提高實(shí)驗(yàn)效率。讀取數(shù)據(jù)方法的改良【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和步驟實(shí)驗(yàn)一、q一定時(shí)，保持電荷量不變，通過間隔板改變作用距離，驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)二、r一定時(shí)，利用均分法改變其中一個(gè)小球的電荷量，驗(yàn)證【小組合作實(shí)驗(yàn)】給出具體的實(shí)驗(yàn)操作步驟，給以指導(dǎo)。通過交流、小組合作，記錄數(shù)據(jù)，完成實(shí)驗(yàn)單。【小組匯報(bào)、成果展示】實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展誤差分析實(shí)驗(yàn)方案和定量分析引導(dǎo)：1.認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)裝置2.理解轉(zhuǎn)化法和放大法的應(yīng)用3.熟悉裝置工作原理4.明確距離和電荷量的調(diào)整方法5.明確指針偏轉(zhuǎn)格數(shù)的讀取結(jié)合庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)，體會(huì)該教具的工作原理，設(shè)計(jì)思路，以及轉(zhuǎn)化法、放大法等科學(xué)方法。學(xué)生觀看提前錄制的實(shí)驗(yàn)視頻，準(zhǔn)備動(dòng)手完成第二個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生小組交流學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)學(xué)生交流展示【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】當(dāng)電荷量一定時(shí)，電荷間作用力與距離的平方成反比當(dāng)距離一定時(shí)，電荷間作用力與電荷量的乘積成正比通過自制器材，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，明確本套裝置的工作原理，關(guān)鍵是結(jié)構(gòu)和兩個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)：一是儀器的遷移應(yīng)用，二是讀取數(shù)據(jù)方法的改良。通過和學(xué)生一起了解儀器的工作原理，進(jìn)一步體會(huì)庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)原理，為學(xué)生親自動(dòng)手定量驗(yàn)證做準(zhǔn)備。通過實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)據(jù)處理，直觀的得到當(dāng)電荷量一定時(shí)，庫侖力與距離平方的倒數(shù)成正比的關(guān)系圖像，便于學(xué)生分析討論得出結(jié)論。通過學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，體會(huì)放大、轉(zhuǎn)化、均分的方法，深入理解庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)的原理，并且培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手操作、數(shù)據(jù)處理、分析總結(jié)的能力。學(xué)生了解圖像不過原點(diǎn)的原因，并能綜合兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論驗(yàn)證得出電荷間作用力與電荷量和距離的定量關(guān)系。學(xué)以致用師生交流講授法練習(xí)講解拓展思維給出課本例題，學(xué)生完成后由學(xué)生簡(jiǎn)單講解并給出規(guī)范答案?！咎釂枴?、如何計(jì)算靜電力和萬有引力。2、如何估算：找臨近的數(shù)值代替，方便運(yùn)算。【拓展訓(xùn)練】?jī)蓚€(gè)以上點(diǎn)電荷間靜電力的計(jì)算：多個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)某一點(diǎn)電荷的作用力，等于各點(diǎn)電荷單獨(dú)對(duì)這個(gè)點(diǎn)電荷作用的矢量和任何一個(gè)帶電體都可以看成有許多點(diǎn)電荷組成,由庫侖定律、平行四邊形定則，可求出帶電體之間的的靜電力?！净卮稹繋靵龆晒饺f有引力公式【總結(jié)結(jié)論】研究微觀粒子間的相互作用時(shí)，經(jīng)常把萬有引力忽略不計(jì)認(rèn)真思考、獨(dú)立完成、