作為一名專為他人授業(yè)解惑的人民教師,就有可能用到教案,,編寫教案助于積累教學(xué)經(jīng)驗,,不斷提高教學(xué)質(zhì)量。那么教案應(yīng)該怎么制定才合適呢,?那么下面我就給大家講一講教案怎么寫才比較好,,我們一起來看一看吧。
高中物理教案大全篇1
教學(xué)目標(biāo)
1,、了解電流的磁場,,理解磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁力線,、磁通,、磁導(dǎo)率、磁場強(qiáng)度磁導(dǎo)率等概念,。
2,、理解磁場的幾個基本物理量之間的區(qū)別和聯(lián)系。
3,、掌握通電直導(dǎo)線和通電螺線管周圍磁場方向的判斷方法,。
4、培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注細(xì)節(jié),,認(rèn)真思考的習(xí)慣,。
教學(xué)重點
1、磁力線,、磁感應(yīng)強(qiáng)度,、磁通、磁導(dǎo)率和磁場強(qiáng)度的概念。
2,、電流的磁效應(yīng)及安培定則的應(yīng)用,。
教學(xué)難點
磁感應(yīng)強(qiáng)度概念的建立。
教學(xué)方法
利用課堂實驗對磁體的磁場,、通電導(dǎo)體的磁場進(jìn)行演示,、講解。
學(xué)時安排
1,、導(dǎo)入和實驗演示20分鐘,。
2、奧斯特的故事引出電流的磁效應(yīng)20分鐘,。
3,、磁場的基本物理量30。
4,、總結(jié)和習(xí)題練習(xí)10分鐘,。
課外作業(yè)
結(jié)合本節(jié)課知識,搜集生活中電流磁效應(yīng)的具體實例并進(jìn)行分享,。
教學(xué)過程
任務(wù)引入:
1,、初中咱們學(xué)過磁,大家回憶一下,,磁體分幾個極,?磁極間的相互作用力是什么樣的?
2,、磁極之間不接觸而會有作用力,,他們之間通過什么發(fā)生作用呢?通過今天的學(xué)習(xí),,我們一起來解決這個疑惑,。
實驗演示:
通電導(dǎo)線周圍的小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
分析:
在磁體或通電導(dǎo)體的周圍存在著磁場,,磁場使得磁極間沒有接觸卻有相互作用力,。試驗中,小磁針在不同位置受到的作用力不同,,說明不同的位置磁場的強(qiáng)弱不同,。
基本概念:
1、磁體與磁極
某些物體能夠吸引鐵,、鈷,、鎳等金屬或者它們的合金的性質(zhì)稱為磁性。具有磁性的物體稱為磁體,。
2,、磁場與磁力線
磁體兩端磁性的區(qū)域叫做磁極,。
磁力線具有以下幾個特征:磁力線是互不交叉的閉合曲線。在磁體外部由N極指向S級,,在磁體內(nèi)部由S極指向N極,;磁力線上任意一點的切線方向,就是該點的磁場方向,,即小磁針在該點靜止時的N極指向,;磁力線的疏密程度反映了磁場的強(qiáng)弱。磁力線越密集,,表示該處磁場越強(qiáng),,磁力線越稀疏,表示該處磁場越弱,。
3,、電流產(chǎn)生的磁場(由奧斯特發(fā)現(xiàn)電流磁效應(yīng)的故事引入)
通電直導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場:安培定則(右手螺旋定則):用右手握住直導(dǎo)體,讓伸直的大拇指指向電流的方向,,則其余四指所環(huán)繞的方向就是磁力線的方向,。
通電螺線管產(chǎn)生的磁場:安培定則(右手螺旋定則):用右手握住螺線管,讓彎曲的四指與電流的方向一致,,則拇指所指的方向就是螺線管內(nèi)部磁力線方向(即大拇指指向通電螺線管的N極),。
磁場相關(guān)物理量
1、磁通
通過與磁場方向垂直的某一面積上的磁力線的總數(shù),,叫做通過該面積的磁通量,簡稱磁通,,用字母表示,,單位為特斯拉(T)。
3,、磁導(dǎo)率
磁導(dǎo)率是表示介質(zhì)對磁場影響程度的一個物理量,,=4π×10-7H/m。
把任一物質(zhì)的磁導(dǎo)率的比值稱為相對磁導(dǎo)率,,用表示,,單位為安每米(A/m)。
磁場強(qiáng)度只與線圈中的電流及線圈的幾何尺寸有關(guān),,而與媒介質(zhì)的磁導(dǎo)率無關(guān),。
任務(wù)小結(jié)
1、回顧本次所學(xué)知識,,強(qiáng)調(diào)本節(jié)課的重點與難點,,加深理解與記憶。
2,、通過奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)的故事你有什么感觸,?
課后作業(yè)
1,、“磁力線始于N極,終于S極”的說法正確嗎,?為什么,?
2、“磁通”與“磁感應(yīng)強(qiáng)度”這兩個概念有何區(qū)別,?有何聯(lián)系,?
3、磁力線的特點有哪些,?
高中物理教案大全篇2
一,、運動的描述
1、物體模型用質(zhì)點,,忽略形狀和大?。坏厍蚬D(zhuǎn)當(dāng)質(zhì)點,,地球自轉(zhuǎn)要大小,。物體位置的變化,準(zhǔn)確描述用位移,,運動快慢S比t,,a用Δv與t比。
2,、運用一般公式法,,平均速度是簡法,中間時刻速度法,,初速度零比例法,,再加幾何圖像法,求解運動好方法,。自由落體是實例,,初速為零a等g.豎直上拋知初速,上升心有數(shù),,飛行時間上下回,,整個過程勻減速。中心時刻的速度,,平均速度相等數(shù),;求加速度有好方,ΔS等aT平方,。
3,、速度決定物體動,速度加速度方向中,,同向加速反向減,,垂直拐彎莫前沖,。
二、力
1,、解力學(xué)題堡壘堅,,受力分析是關(guān)鍵;分析受力性質(zhì)力,,根據(jù)效果來處理,。
2、分析受力要仔細(xì),,定量計算七種力,;重力有無看提示,根據(jù)狀態(tài)定彈力,;先有彈力后摩擦,,相對運動是依據(jù);萬有引力在萬物,,電場力存在定無疑,;洛侖茲力安培力,二者實質(zhì)是統(tǒng)一,;相互垂直力,,平行無力要切記。
3,、同一直線定方向,,計算結(jié)果只是“量”,某量方向若未定,,計算結(jié)果給指明,;兩力合力小和大,兩個力成q角夾,,平行四邊形定法;合力大小隨q變,,只在最小間,,多力合力合另邊。
多力問題狀態(tài)揭,,正交分解來解決,,三角函數(shù)能化解。
4,、力學(xué)問題方法多,,整體隔離和假設(shè);整體只需看外力,,求解內(nèi)力隔離做,;狀態(tài)相同用整體,,否則隔離用得多;即使?fàn)顟B(tài)不相同,,整體牛二也可做,;假設(shè)某力有或無,根據(jù)計算來定奪,;極限法抓臨界態(tài),,程序法按順序做;正交分解選坐標(biāo),,軸上矢量盡量多,。
三、牛頓運動定律
1.F等ma,,牛頓二定律,,產(chǎn)生加速度,原因就是力,。
合力與a同方向,,速度變量定a向,a變小則u可大,,只要a與u同向,。
2.N、T等力是視重,,mg乘積是實重,;超重失重視視重,其中不變是實重,;加速上升是超重,,減速下降也超重;失重由加降減升定,,完全失重視重零
四,、曲線運動、萬有引力
1,、運動軌跡為曲線,,向心力存在是條件,曲線運動速度變,,方向就是該點切線,。
2、圓周運動向心力,,供需關(guān)系在心里,,徑向合力提供足,需mu平方比R,,mrw平方也需,,供求平衡不心離,。
3、萬有引力因質(zhì)量生,,存在于世界萬物中,,皆因天體質(zhì)量大,萬有引力顯神通,。衛(wèi)星繞著天體行,,快慢運動的衛(wèi)星,均由距離來決定,,距離越近它越快,,距離越遠(yuǎn)越慢行,同步衛(wèi)星速度定,,定點赤道上空行,。
五、機(jī)械能與能量
1,、確定狀態(tài)找動能,,分析過程找力功,正功負(fù)功加一起,,動能增量與它同,。
2、明確兩態(tài)機(jī)械能,,再看過程力做功,,“重力”之外功為零,初態(tài)末態(tài)能量同,。
3,、確定狀態(tài)找量能,再看過程力做功,。有功就有能轉(zhuǎn)變,,初態(tài)末態(tài)能量同。
六,、熱力學(xué)定律
1,、第一定律熱力學(xué),能量守恒好感覺,。內(nèi)能變化等多少,熱量做功不能少,。
正負(fù)符號要準(zhǔn)確,,收入支出來理解。對內(nèi)做功和吸熱,,內(nèi)能增加皆正值,;對外做功和放熱,,內(nèi)能減少皆負(fù)值。
2,、熱力學(xué)第二定律,,熱傳遞是不可逆,功轉(zhuǎn)熱和熱轉(zhuǎn)功,,具有方向性不逆,。
高中物理教案大全篇3
1、教學(xué)目標(biāo)
1,、1知識與技能
(1)知道什么是等溫變化,;
(2)掌握玻意耳定律的內(nèi)容和公式;知道定律的適用條件,。
(3)理解等溫變化的P—V圖象與P—1/V圖象的含義,,增強(qiáng)運用圖象表達(dá)物理規(guī)律的能力;
1,、2過程與方法
帶領(lǐng)學(xué)生經(jīng)歷探究等溫變化規(guī)律的全過程,,體驗控制變量法以及實驗中采集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的方法,。
1,、3情感、態(tài)度與價值觀
讓學(xué)生切身感受物理現(xiàn)象,,注重物理表象的形成,;用心感悟科學(xué)探索的基本思路,形成求實創(chuàng)新的科學(xué)作風(fēng),。
2,、教學(xué)難點和重點
重點:讓學(xué)生經(jīng)歷探索未知規(guī)律的過程,掌握一定質(zhì)量的氣體在等溫變化時壓強(qiáng)與體積的關(guān)系,,理解p—V圖象的物理意義,。
難點:學(xué)生實驗方案的設(shè)計;數(shù)據(jù)處理,。
3,、教具:
塑料管,乒乓球,、熱水,,氣球、透明玻璃缸,、抽氣機(jī),,u型管,注射器,壓力計,。
4,、設(shè)計思路
學(xué)生在初中時就已經(jīng)有了固體、液體和氣體的概念,,生活中也有熱脹冷縮的概念,,但對于氣體的三個狀態(tài)參量之間有什么樣的關(guān)系是不清楚的。新課程理念要求我們,,課堂應(yīng)該以學(xué)生為主體,,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí),,著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實證精神,。這節(jié)課首先通過做簡單的演示實驗,讓學(xué)生明白氣體的質(zhì)量,、溫度,、體積和壓強(qiáng)這幾個物理量之間存在著密切的聯(lián)系;然后與學(xué)生一道討論實驗方案,,確定實驗要點,,接著師生一道實驗操作,數(shù)據(jù)的處理,,得出實驗結(jié)論并深入討論,,最后簡單應(yīng)用等溫變化規(guī)律解決實際問題。
5,、教學(xué)流程:(略)
6,、教學(xué)過程
課題引入
演示實驗:變形的乒乓球在熱水里恢復(fù)原狀
乒乓球里封閉了一定質(zhì)量的氣體,當(dāng)它的溫度升高,,氣體的壓強(qiáng)就隨著增大,,同時體積增大而恢復(fù)原狀。由此知道氣體的溫度,、體積,、壓強(qiáng)之間有相互制約的關(guān)系。本章我們研究氣體各狀態(tài)參量之間的關(guān)系,。
對于氣體來說,,壓強(qiáng)、體積,、溫度與質(zhì)量之間存在著一定的關(guān)系,。高中階段通常就用壓強(qiáng)、體積,、溫度描述氣體的狀態(tài),,叫做氣體的三個狀態(tài)參量。對于一定質(zhì)量的氣體當(dāng)它的三個狀態(tài)參量都不變時,我們就說氣體處于某一確定的狀態(tài),;當(dāng)一個狀態(tài)參量發(fā)生變化時,就會引起其他狀態(tài)參量發(fā)生變化,,我們就說氣體發(fā)生了狀態(tài)變化,。這一章我們的主要任務(wù)就是研究氣體狀態(tài)變化的規(guī)律。
出示課題:第八章氣體
師問:同時研究三個及三個以上物理量的關(guān)系,,我們要用什么方法呢,?請舉例說明。
生:控制變量法
比如要研究壓強(qiáng)與體積之間的關(guān)系,,需要保持質(zhì)量和溫度不變,,再如要研究氣體壓強(qiáng)與溫度之間的關(guān)系,需要保持質(zhì)量和體積不變,。
師:我們這節(jié)課首先研究氣體的壓強(qiáng)和體積的變化關(guān)系,。
我們把溫度和質(zhì)量不變時氣體的壓強(qiáng)隨體積的變化關(guān)系叫做等溫變化。
高中物理教案大全篇4
教學(xué)目標(biāo)
1,、知識與技能
(1)了解地球表面物體的萬有引力兩個分力的大小關(guān)系,,計算地球質(zhì)量;
(2)行星繞恒星運動,、衛(wèi)星的運動的共同點:萬有引力作為行星,、衛(wèi)星圓周運動的向心力,會用萬有引力定律計算天體的質(zhì)量,;
(3)了解萬有引力定律在天文學(xué)上有重要應(yīng)用,。
2、過程與方法:
(1)培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)數(shù)據(jù)分析找到事物的主要因素和次要因素的一般過程和方法,;
(2)培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)事件的之間相似性采取類比方法分析新問題的能力與方法,;
(3)培養(yǎng)學(xué)生歸納總結(jié)建立模型的能力與方法。
3,、情感態(tài)度與價值觀:
(1)培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)禁的科學(xué)態(tài)度和大膽探究的心理品質(zhì),;
(2)體會物理學(xué)規(guī)律的簡潔性和普適性,領(lǐng)略物理學(xué)的優(yōu)美,。
教學(xué)重難點
教學(xué)重點
地球質(zhì)量的計算,、太陽等中心天體質(zhì)量的計算。
教學(xué)難點
根據(jù)已有條件求中心天體的質(zhì)量,。
教學(xué)工具
多媒體,、板書
教學(xué)過程
一、計算天體的質(zhì)量
1,、基本知識
(1)地球質(zhì)量的計算
①依據(jù):地球表面的物體,,若不考慮地球自轉(zhuǎn),物體的重力等于地球?qū)ξ矬w的萬有引力,即
②結(jié)論:
只要知道g,、R的值,,就可計算出地球的質(zhì)量。
(2)太陽質(zhì)量的計算
①依據(jù):質(zhì)量為m的行星繞太陽做勻速圓周運動時,,行星與太陽間的萬有引力充當(dāng)向心力,,即
②結(jié)論:
只要知道衛(wèi)星繞行星運動的周期T和半徑r,就可以計算出行星的質(zhì)量,。
2,、思考判斷
(1)地球表面的物體,重力就是物體所受的萬有引力,。(×)
(2)繞行星勻速轉(zhuǎn)動的衛(wèi)星,,萬有引力提供向心力。(√)
(3)利用地球繞太陽轉(zhuǎn)動,,可求地球的質(zhì)量,。(×)
3、探究交流
若已知月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期T和半徑r,,由此可以求出地球的質(zhì)量嗎,?能否求出月球的質(zhì)量呢?
【提示】能求出地球的質(zhì)量,。利用
為中心天體的質(zhì)量,。做圓周運動的月球的質(zhì)量m在等式中已消掉,所以根據(jù)月球的周期T,、公轉(zhuǎn)半徑r,,無法計算月球的質(zhì)量。
二,、發(fā)現(xiàn)未知天體
1,、基本知識
(1)海王星的發(fā)現(xiàn)
英國劍橋大學(xué)的學(xué)生亞當(dāng)斯和法國年輕的天文學(xué)家勒維耶根據(jù)天王星的觀測資料,利用萬有引力定律計算出天王星外“新”行星的軌道,。1846年9月23日,,德國的加勒在勒維耶預(yù)言的位置附近發(fā)現(xiàn)了這顆行星——海王星。
(2)其他天體的發(fā)現(xiàn)
近100年來,,人們在海王星的軌道之外又發(fā)現(xiàn)了冥王星,、鬩神星等幾個較大的天體。
2,、思考判斷
(1)海王星,、冥王星的發(fā)現(xiàn)表明了萬有引力理論在太陽系內(nèi)的正確性。(√)
(2)科學(xué)家在觀測雙星系統(tǒng)時,,同樣可以用萬有引力定律來分析,。(√)
3,、探究交流
航天員翟志剛走出“神舟七號”飛船進(jìn)行艙外活動時,要分析其運動狀態(tài),,牛頓定律還適用嗎,?
【提示】適用。牛頓將牛頓定律與萬有引力定律綜合,,成功分析了天體運動問題,。牛頓定律對物體在地面上的運動以及天體的運動都是適用的。
三,、天體質(zhì)量和密度的計算
【問題導(dǎo)思】
1、求天體質(zhì)量的思路是什么,?
2,、有了天體的質(zhì)量,求密度還需什么物理量,?
3,、求天體質(zhì)量常有哪些方法?
1,、求天體質(zhì)量的思路
繞中心天體運動的其他天體或衛(wèi)星做勻速圓周運動,,做圓周運動的天體(或衛(wèi)星)的向心力等于它與中心天體的萬有引力,利用此關(guān)系建立方程求中心天體的質(zhì)量,。
2,、計算天體的質(zhì)量
下面以地球質(zhì)量的計算為例,介紹幾種計算天體質(zhì)量的方法:
(1)若已知月球繞地球做勻速圓周運動的周期為T,,半徑為r,,根據(jù)萬有引力等于向心力,即
(2)若已知月球繞地球做勻速圓周運動的半徑r和月球運行的線速度v,,由于地球?qū)υ虑虻囊Φ扔谠虑蜃鰟蛩賵A周運動的向心力,,根據(jù)牛頓第二定律,得
(3)若已知月球運行的線速度v和運行周期T,,由于地球?qū)υ虑虻囊Φ扔谠虑蜃鰟蛩賵A周運動的向心力,,根據(jù)牛頓第二定律,得
(4)若已知地球的半徑R和地球表面的重力加速度g,,根據(jù)物體的重力近似等于地球?qū)ξ矬w的引力,,得
解得地球質(zhì)量為
3、計算天體的密度
若天體的半徑為R,,則天體的密度ρ
誤區(qū)警示
1,、計算天體質(zhì)量的方法不僅適用于地球,也適用于其他任何星體,。注意方法的拓展應(yīng)用,。明確計算出的是中心天體的質(zhì)量,。
2、要注意R,、r的區(qū)分,。R指中心天體的半徑,r指行星或衛(wèi)星的軌道半徑,。以地球為例,,若繞近地軌道運行,則有R=r.
例:要計算地球的質(zhì)量,,除已知的一些常數(shù)外還需知道某些數(shù)據(jù),,現(xiàn)給出下列各組數(shù)據(jù),可以計算出地球質(zhì)量的有哪些,?()
A.已知地球半徑R
B.已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑r和線速度v
C.已知衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的線速度v和周期T
D.已知地球公轉(zhuǎn)的周期T′及運轉(zhuǎn)半徑r′
【答案】ABC
歸納總結(jié):求解天體質(zhì)量的技巧
天體的質(zhì)量計算是依據(jù)物體繞中心天體做勻速圓周運動,,萬有引力充當(dāng)向心力,列出有關(guān)方程求解的,,因此解題時首先應(yīng)明確其軌道半徑,,再根據(jù)其他已知條件列出相應(yīng)的方程。
四,、分析天體運動問題的思路
【問題導(dǎo)思】
1,、常用來描述天體運動的物理量有哪些?
2,、分析天體運動的主要思路是什么,?
3、描述天體的運動問題,,有哪些主要的公式,?
1、解決天體運動問題的基本思路
一般行星或衛(wèi)星的運動可看做勻速圓周運動,,所需要的向心力都由中心天體對它的萬有引力提供,,所以研究天體時可建立基本關(guān)系式:
2、四個重要結(jié)論
設(shè)質(zhì)量為m的天體繞另一質(zhì)量為M的中心天體做半徑為r的勻速圓周運動
以上結(jié)論可總結(jié)為“越遠(yuǎn)越慢,,越遠(yuǎn)越小”,。
誤區(qū)警示
1、由以上分析可知,,衛(wèi)星的an,、v、ω,、T與行星或衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān),,僅由被環(huán)繞的天體的質(zhì)量M和軌道半徑r決定。
2,、應(yīng)用萬有引力定律求解時還要注意挖掘題目中的隱含條件,,如地球的公轉(zhuǎn)周期是365天,,自轉(zhuǎn)一周是24小時,其表面的重力加速度約為9.8m/s2.
例:)據(jù)報道,,天文學(xué)家近日發(fā)現(xiàn)了一顆距地球40光年的“超級地球”,,名為“55Cancrie”,該行星繞母星(中心天體)運行的周期約為地球繞太陽運行周期的480(1),,母星的體積約為太陽的60倍,。假設(shè)母星與太陽密度相同,“55Cancrie”與地球均做勻速圓周運動,,則“55Cancrie”與地球的()
【答案】B
歸納總結(jié):解決天體運動的關(guān)鍵點
解決該類問題要緊扣兩點:一是緊扣一個物理模型:就是將天體(或衛(wèi)星)的運動看成是勻速圓周運動,;二是緊扣一個物體做圓周運動的動力學(xué)特征,即天體(或衛(wèi)星)的向心力由萬有引力提供,。還要記住一個結(jié)論:在向心加速度,、線速度、角速度和周期四個物理量中,,只有周期的值隨著軌道半徑的變大而增大,其余的三個都隨軌道半徑的變大而減小
五,、雙星問題的分析方法
例:天文學(xué)家將相距較近,、僅在彼此的引力作用下運行的兩顆恒星稱為雙星。雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍,。利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運動特征可推算出它們的總質(zhì)量,。已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點分別做勻速圓周運動,周期均為T,,兩顆恒星之間的距離為r,,試推算這個雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量。(引力常量為G)
歸納總結(jié):雙星系統(tǒng)的特點
1,、雙星繞它們共同的圓心做勻速圓周運動,,它們之間的距離保持不變;
2,、兩星之間的萬有引力提供各自需要的向心力,;
3、雙星系統(tǒng)中每顆星的角速度相等,;
4,、兩星的軌道半徑之和等于兩星間的距離。
高中物理教案大全篇5
【三維目標(biāo)】
知識與技能:
1,、知道點電荷的概念,,理解并掌握庫侖定律的含義及其表達(dá)式;
2,、會用庫侖定律進(jìn)行有關(guān)的計算,;
3,、知道庫侖扭稱的原理。
過程與方法:
1,、通過學(xué)習(xí)庫侖定律得出的過程,,體驗從猜想到驗證、從定性到定量的科學(xué)探究過程,,學(xué)會通過間接手段測量微小力的方法,;
2、通過探究活動培養(yǎng)學(xué)生觀察現(xiàn)象,、分析結(jié)果及結(jié)合數(shù)學(xué)知識解決物理問題的研究方法,。
情感、態(tài)度和價值觀:
1,、通過對點電荷的研究,,讓學(xué)生感受物理學(xué)研究中建立理想模型的重要意義;
2,、通過靜電力和萬有引力的類比,,讓學(xué)生體會到自然規(guī)律有其統(tǒng)一性和多樣性。
【教學(xué)重點】
1,、建立庫侖定律的過程,;
2、庫侖定律的應(yīng)用,。
【教學(xué)難點】
庫侖定律的實驗驗證過程,。
【教學(xué)方法】
實驗探究法、交流討論法,。
【教學(xué)過程和內(nèi)容】
同學(xué)們,,通過前面的學(xué)習(xí),我們知道“同種電荷相互排斥,,異種電荷相互吸引”,,這讓我們對電荷間作用力的方向有了一定的認(rèn)識。我們把電荷間的作用力叫做靜電力,,那么靜電力的大小滿足什么規(guī)律呢,?讓我們一起進(jìn)入本章第二節(jié)《庫侖定律》的學(xué)習(xí)。
活動一:思考與猜想
同學(xué)們,,電荷間的作用力是通過帶電體間的相互作用來表現(xiàn)的,,
因此,我們應(yīng)該研究帶電體間的相互作用,??墒牵钪袔щ婓w的大小和形狀是多種多樣的,,這就給我們尋找靜電力的規(guī)律帶來了麻煩,。
早在300多年以前,,偉大的牛頓在研究萬有引力的同時,就曾對帶電紙片的運動進(jìn)行研究,,可是由于帶電紙片太不規(guī)則,,牛頓對靜電力的研究并未成功。
(問題1)大家對研究對象的選擇有什么好的建議嗎,?
在靜電學(xué)的研究中,,我們經(jīng)常使用的帶電體是球體。
(問題2)帶電體間的作用力(靜電力)的大小與哪些因素有關(guān)呢,?
請學(xué)生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗大膽猜想,。
電荷間的作用力與影響因素的關(guān)系
實驗表明:電荷間的作用力F隨電荷量q的增大而增大;隨距離r的增大而減小,。
(提示)我們的研究到這里是否可以結(jié)束了,?為什么?
這只是定性研究,,應(yīng)該進(jìn)一步深入得到更準(zhǔn)確的定量關(guān)系,。
(問題3)靜電力F與r,q之間可能存在什么樣的定量關(guān)系,?
你覺得哪種可能更大,?為什么?(引導(dǎo)學(xué)生與萬有引力類比)
活動二:設(shè)計與驗證
(問題4)研究F與r,、q的定量關(guān)系應(yīng)該采用什么方法?
控制變量法——(1)保持q不變,,驗證F與r2的反比關(guān)系,;
(2)保持r不變,驗證F與q的正比關(guān)系,。
,。
困難一:F的測量(在這里F是一個很小的力,不能用彈簧測力計直接測量,,你有什么辦法可以實現(xiàn)對F大小的間接測量嗎,?)
困難二:q的測量(我們現(xiàn)在并不知道準(zhǔn)確測定帶電小球所帶的電量的方法,要研究F與q的定量關(guān)系,,你有什么好的想法嗎,?)
(思維啟發(fā))有這樣一個事實:兩個相同的金屬小球,一個帶電,、一個不帶電,,互相接觸后,它們對相隔同樣距離的第三個帶電小球的作用力相等,。
——這說明了什么,?(說明球接觸后等分了電荷)
(追問)現(xiàn)在,,你有什么想法了嗎?
定量驗證
實驗結(jié)論:兩個點電荷間的相互作用力,,與它們的電荷量的乘積成正比,,與它們距離的二次方成反比。
同學(xué)們,,我們一起用了大約20分鐘得到的這個結(jié)論,,其實在物理學(xué)發(fā)展,數(shù)位偉大的科學(xué)家用了近30年的時間得到的并以法國物理學(xué)家?guī)靵龅拿謥砻膸靵龆伞?/p>
啟示一:類比猜想的價值
讀過牛頓著作的人都可能推想到:凡是表現(xiàn)這種特性的相互作用都應(yīng)服從平方反比定律,。這似乎用類比推理的方法就可以得到電荷間作用力的規(guī)律,。正是這樣的類比,讓電磁學(xué)少走了許多彎路,,形成了嚴(yán)密的定量規(guī)律,。馬克·吐溫曾說“科學(xué)真是迷人,根據(jù)零星的事實,,增添一點猜想,,竟能贏得那么多的收獲!”,??茖W(xué)家以廣博的知識和深刻的洞察力為基礎(chǔ)進(jìn)行的猜想,才是有創(chuàng)造力的思維活動,。
然而,,英國物理史學(xué)家丹皮爾也說“自然如不能被目證那就不能被征服!”
啟示二:實驗的精妙
1785年庫侖在前人工作的基礎(chǔ)上,,用自己設(shè)計的扭稱精確驗證得到了庫侖定律,。(庫侖扭稱實驗的介紹:這個實驗的設(shè)計相當(dāng)巧妙。把微小力放大為力矩,,將直接測量轉(zhuǎn)換為間接測量,,從而得到靜電力的作用規(guī)律——庫侖定律。)
1,、內(nèi)容:真空中兩個靜止點電荷之間的相互作用力,,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的二次方成反比,,作用力的方向在它們的連線上,。
2、數(shù)學(xué)表達(dá)式:
(說明),,叫做靜電力常量,。
3、適用條件:(1)真空中(一般情況下,在空氣中也近似適用),;
(2)靜止的,;(3)點電荷。
(強(qiáng)調(diào))庫侖定律的公式與萬有引力的公式在形式上盡管很相似,,但仍是性質(zhì)不同的兩種力,。我們來看下面的題目:
例題1:(通過定量計算,讓學(xué)生明確對于微觀帶電粒子,,因為靜電力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于萬有引力,,所以我們往往忽略萬有引力。)
(過渡)兩個點電荷的靜電力我們會求解了,,可如果存在三個電荷呢,?
(承前啟后)兩個點電荷之間的作用力不因第三個點電荷的存在而有所改變。因此,,多個點電荷對同一個點電荷的作用力等于各點電荷單獨對這個點電荷的作用力的矢量和,。
例題2:(多個點電荷對同一點電荷作用力的疊加問題。一方面鞏固庫侖定律,,另一方面,,也為下一節(jié)電場強(qiáng)度的疊加做鋪墊。)
(拓展說明)庫侖定律是電磁學(xué)的基本定律之一,。雖然給出的是點電荷間的靜電力,,但是任何一個帶電體都可以看成是由許多點電荷組成的。所以,,如果知道了帶電體的電荷分布,,就可以根據(jù)庫侖定律和平行四邊形定則求出帶電體間靜電力的大小和方向了。而這正是庫侖定律的普遍意義,。