庫侖定律(說課及教學(xué)設(shè)計(jì))

1、庫侖定律（說課及教學(xué)設(shè)計(jì)）順義六中 周 毅2002年5月庫侖定律（說課及教學(xué)設(shè)計(jì)）2002年5月21日 順義六中 周 毅高中的學(xué)習(xí)方法、學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)心理以及物理這一學(xué)科對(duì)學(xué)生的思維能力、抽象能力、運(yùn)用數(shù)學(xué)的解題能力都比初中有更高的要求，學(xué)生能否在盡量短的時(shí)間適應(yīng)高中的學(xué)習(xí)，順利地跨過這個(gè)學(xué)習(xí)臺(tái)階，是影響學(xué)生提高學(xué)習(xí)成績(jī)的主要因素。如何使學(xué)生盡快適應(yīng)高中物理教學(xué)特點(diǎn)和學(xué)習(xí)特點(diǎn)，渡過學(xué)習(xí)物理的難關(guān)，就成為高一物理教師的首要任務(wù)。為了使學(xué)生容易接受、更好、更快的適應(yīng)高中物理的教學(xué)特點(diǎn)，提高學(xué)生的物理學(xué)習(xí)興趣。下面我從說教材、說教法和學(xué)法、說教學(xué)程序、說板書、時(shí)間安排五方面來說說這節(jié)課。 

2、一、 說教材1、 說課內(nèi)容：高中物理第二冊(cè)第一章第一節(jié)庫侖定律2、 本節(jié)課在教材中的地位、作用和意義：本單元教材的核心是庫侖定律，它既是電荷間相互作用的基本規(guī)律，又是學(xué)習(xí)電場(chǎng)強(qiáng)度的基礎(chǔ)。因此，在本單元教學(xué)中對(duì)電荷間的相互作，不僅要求學(xué)生定性知道，而且通過庫侖定律的教學(xué)還要求定量了解，但對(duì)庫侖定律的解題應(yīng)用，則只限于真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間相互作用的一些簡(jiǎn)單計(jì)算。3、 本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)：點(diǎn)電荷的物理意義理解庫侖定律及其適用條件，并能應(yīng)用解決簡(jiǎn)單問題。知道靜電力常量k的物理意義和數(shù)值、單位。培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的的能力。4、 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)和關(guān)鍵：教學(xué)重點(diǎn)：庫侖定律及適用條件。教學(xué)難點(diǎn)：庫侖定律的

3、實(shí)驗(yàn)。二、 說教法、學(xué)法在教學(xué)中貫徹讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的形成過程為原則，整個(gè)教學(xué)過程始終圍繞教學(xué)目標(biāo)展開，力求做到層次清楚，環(huán)節(jié)緊湊，并注意引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、實(shí)驗(yàn)和操作，突出體現(xiàn)了學(xué)生對(duì)知識(shí)的獲取和能力的培養(yǎng)。教學(xué)方法：?jiǎn)l(fā)講練式學(xué)習(xí)目的及達(dá)標(biāo)方法選擇：知識(shí)要點(diǎn)學(xué)習(xí)水平達(dá)標(biāo)方法選擇預(yù)期達(dá)標(biāo)識(shí)記理解運(yùn)用點(diǎn)電荷課堂演繹95%庫侖定律的內(nèi)容及公式觀察思維綜合結(jié)論90%靜電力常量物理意義、單位教師講解95%庫侖定律計(jì)算教師講解，學(xué)生反饋90%三、 說教學(xué)程序 研究教法和學(xué)法是搞好教學(xué)的前提和基礎(chǔ)，而合理安排教學(xué)程序，則是教學(xué)成功的關(guān)鍵一環(huán)。以求達(dá)到事半功倍之效，使學(xué)生學(xué)有所獲，我根據(jù)本課教材的特點(diǎn)以及我班

4、學(xué)生的實(shí)際水平，將本課劃分成三大部分：復(fù)習(xí)準(zhǔn)備、引入新知在課的開始讓學(xué)生先觀察2組演示實(shí)驗(yàn)，并通過學(xué)生對(duì)舊知識(shí)的回顧，進(jìn)一步了解電學(xué)的基本知識(shí)，為學(xué)生對(duì)庫侖定律及應(yīng)用的學(xué)習(xí)做好知識(shí)和思路方面的準(zhǔn)備。演示1 摩擦起電提出問題：摩擦起電的原因？如何判斷物體是否帶電？演示2 電荷間的相互作用1 兩種電荷：自然界只存在正、負(fù)兩種電荷正電荷：用絲綢摩擦過的玻璃棒上帶的電荷叫正電荷。負(fù)電荷：用毛皮摩擦過的硬橡膠棒上帶的電荷叫負(fù)電荷。電量：帶電體上所帶電荷的多少叫電量。2 物體的帶電方式有三種：（1）摩擦起電 （2）接觸起電 （3）感應(yīng)起電3 電荷守恒定律：電荷既不能創(chuàng)造，也不能消滅，任何起電方式都是電荷的

5、轉(zhuǎn)移，它只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。在同一隔離系統(tǒng)中正、負(fù)電量代數(shù)和不變。4 電荷間的相互作用規(guī)律：電荷間有相互作用力。同種電荷相互排斥，異種電荷相互吸引。兩電荷間的相互作用力大小相等，方向相反，作用在同一直線上。積極主動(dòng)，探究新知 1、點(diǎn)電荷點(diǎn)電荷：帶電體的形狀、大小對(duì)相互作用力的大小可以忽略，那么帶電體可以看作一個(gè)點(diǎn)，所帶電荷稱為點(diǎn)電荷。點(diǎn)電荷是一種理想化帶電體模型，當(dāng)帶電體間的距離比帶電體本身的大小大得多，以致于帶電體的形狀和大小對(duì)作用力的影響可以忽略時(shí)，此帶電體可以看作點(diǎn)電荷。元電荷：任何帶電粒子，所帶的電荷等于電子或質(zhì)子的電量的整數(shù)倍，或者與它們相等

6、，因此一個(gè)電子或質(zhì)子所帶電量的絕對(duì)值稱為元電荷，大小為1e=1.60×10-19C。2、庫侖定律演示3讓帶電小球靠近懸掛在絲線的帶電小球，觀察在不同距離時(shí)小球偏轉(zhuǎn)角度。問：這說明什么？啟發(fā)學(xué)生回答：帶電體之間的作用力的大小用跟帶電體間的距離有關(guān)。問：若以懸掛的小球作為研究對(duì)象，它受到幾個(gè)力？平衡時(shí)它受到電荷間作用力跟那些因素有關(guān)？啟發(fā)學(xué)生回答：F=mg tg。，帶電體間距離越小，偏角越大，這表明電荷間作用力越大。演示4帶電量不同的小球靠近懸掛絲線的帶電小球，觀察小球的偏角的變化關(guān)系。 討論得到：帶電體間作用力還跟帶電體所帶電量有關(guān)。庫侖扭秤實(shí)驗(yàn)：出示庫侖扭秤掛圖，簡(jiǎn)單介紹法國物理學(xué)家

7、庫侖利用扭秤研究電荷間相互作用力的大小跟電量和距離的關(guān)系所用控制變量的科學(xué)方法。設(shè)計(jì)的扭秤成功的解決了用普通測(cè)力計(jì)無法測(cè)量微小作用方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)論，真空中的庫侖定律。庫侖定律：在真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷間的作用力跟它們的電量的乘積成正比，跟它們間的距離的平方成反比，作用力的方向在它們的連線上。庫侖定律的表達(dá)式： F：庫侖力 Q1Q2：點(diǎn)電荷的電量 r：點(diǎn)電荷間的距離 靜電力恒量：適用條件：庫侖定律只適用于真空（或特定的空氣）中的兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用。注意：1）使用庫侖定律計(jì)算時(shí)，電量用絕對(duì)值代入，作用力的方向根據(jù)“同種電荷相斥，異種電荷相吸”的規(guī)律定性判定。2）研究微觀帶電粒子（電子、質(zhì)子、粒子、各

8、種離子）相互作用時(shí)，萬有引力或重力可以忽略不計(jì)。3）庫侖分取電量的方法：兩個(gè)大小、形狀完全相同的帶電金屬球相碰后，帶電量一定相等。（原帶異種電荷的先中和后平分，原帶同種電荷的總量平分。）4）系統(tǒng)中有多個(gè)點(diǎn)電荷時(shí)，任意兩點(diǎn)電荷之間的作用力都遵從庫侖定律，計(jì)算多個(gè)點(diǎn)電荷對(duì)某一電荷的作用力應(yīng)分別計(jì)算每個(gè)電荷對(duì)它庫侖力，再求其矢量和。5）運(yùn)用庫侖定律要統(tǒng)一使用國際單位。在國際單位制中，靜電力恒量：。例題：1、已知m電=0.91×10-30Kg，m質(zhì)=1.67×10-27Kg電子和質(zhì)子的電量都是1.60×10-19C，試比較電子和質(zhì)子間的靜電引力和萬有引力。解：電子和質(zhì)子間

9、的靜電引力和萬有引力分別是 由此可知，F(xiàn)電比F萬大得多，故在研究微觀帶電粒子間相互作用時(shí)，常把萬有引力忽略不計(jì)。2、在真空中有兩個(gè)相距0.18m的點(diǎn)電荷，Q1電量為十1.8×10-12C。兩個(gè)點(diǎn)電荷間的靜電力F=1.0×10-12N，求Q2所帶的電量及帶電性質(zhì)？解：根據(jù)庫侖定律 F=KQ1Q2/r2Q1=Fr2/kQ2=1.0×10-12×0.182/(9×109×1.8×10-12)C=2.0×10-12C3、帶電小球A和B的電量分別為+Q和+4Q，它們之間的距離為1.5米，如果引進(jìn)另一帶電小球C，恰好使三個(gè)小球

10、都處于平衡狀態(tài)。問：C球所帶的電荷應(yīng)當(dāng)與A、B同號(hào)還是反號(hào)？C球應(yīng)放在何處？C球所帶電量應(yīng)為多少？ 解：若C球帶正電，則三個(gè)球之間的靜電力都是斥力，三個(gè)球都不能處于平衡狀態(tài)，故C球與A、B球所帶的電荷不能同號(hào)，C球帶負(fù)電荷。由于C球帶負(fù)電荷，若放在A、B兩球的外側(cè)，則C球同時(shí)受A、B兩球的引力，C球不能平衡，故C球放在A、B兩球之間，三球都有可能平衡。如圖所示，設(shè)C球距A球?yàn)?，則距B球?yàn)?.5- 據(jù)平衡條件及庫侖定律可得： 對(duì)A球： 即 對(duì)B球： 即 對(duì)C球： 即 解聯(lián)立方程組得米，課后思考：如果A、B兩球帶異種電荷時(shí)，C的可能情況？綜合練習(xí)，鞏固新知 在前面講解基本例題的基礎(chǔ)上，進(jìn)行綜合練習(xí)

11、的目的是進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用新知識(shí)解決問題的能力。判斷、選擇練習(xí)由淺入深，并注意從不同角度來強(qiáng)化知識(shí)。最后的練習(xí)激發(fā)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的興趣，將課堂教學(xué)推向高潮。課堂練習(xí)：l、真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1Q2，距離為R，當(dāng)Q1增大到2倍時(shí)，Q2減為原來的1/3，而距離增大到原來的3倍，電荷間的庫侖力變?yōu)樵瓉淼模海?D ）A、4/9 B、4/27 C、8/27 D、2/272、兩個(gè)完全相同的金屬球，分別帶有-3×10-6C和+1×10-6C的電量，它們相距為0.1m，其相互作用力為 ，若它們相互接觸后分開，并使它們距離用為原來的兩倍，這時(shí)相互作用力為 。3、兩個(gè)點(diǎn)電荷所帶的電量分別為q和2q，相距為S，問第三個(gè)電荷放在何處時(shí)受力平衡？解：設(shè)第三個(gè)電荷距q為x，電量為Q，據(jù)平衡條件和庫侖定律kqQ/x=k2qQ/(s-x)2 即 x2+3sx=s2 (x+s)=2s2x=0.41s精練小結(jié)、布置作業(yè)：小結(jié)：1、 點(diǎn)電荷是理想模型。2、庫侖定律的應(yīng)用：（1）適用條件：真空中的兩個(gè)點(diǎn)電荷（2）用公式計(jì)算庫侖力的大小，再用同種電荷相斥，異種電荷相