高中物理-優(yōu)質(zhì)課庫侖定律教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析教材分析課后反思

《庫侖定律》教學(xué)設(shè)計教學(xué)目標（一）知識與技能1.了解定性實驗探究與理論探究庫倫定律建立的過程。2.庫倫定律的內(nèi)容及公式及適用條件，掌握庫侖定律。（二）過程與方法1.通過定性實驗,培養(yǎng)學(xué)生觀察、總結(jié)的能力,了解庫倫扭秤實驗。2.通過點電荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。（三）情感態(tài)度與價值觀1.培養(yǎng)與他人交流合作的能力，提高理論與實踐相結(jié)合的意識。2.了解人類對電荷間相互作用認識的歷史過程,培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的好奇心,體驗探索自然規(guī)律的艱辛和喜悅。（四）教學(xué)重點難點重點：庫侖定律及其理解與應(yīng)用。難點：庫侖定律的實驗探究教學(xué)資源多媒體課件,毛皮，橡膠棒，玻璃棒，絲綢，泡沫小球，鐵架臺,感應(yīng)起電機，導(dǎo)電小球。教學(xué)過程引入新課演示實驗：讓橡膠棒、玻璃棒摩擦起電，靠近易拉罐，會發(fā)生什么現(xiàn)象？（易拉罐被橡膠棒、玻璃棒吸引滾動起來了。）既然電荷之間存在相互作用，那么電荷之間相互作用力的大小與什么因素有關(guān)呢？新課教學(xué)：一、通過實驗探究電荷間作用力的決定因素（一）定性實驗探究：探究一：影響電荷間相互作用力的因素猜想：電荷間相互作用力可能與距離、電荷量、帶電體的形狀等。如何做實驗定性探究？(1)你認為實驗應(yīng)采取什么方法來研究電荷間相互作用力與可能因素的關(guān)系？學(xué)生：控制變量法。(2)請閱讀教材，如果要比較這種作用力的大小可以通過什么方法直觀的顯示出來？學(xué)生：比較懸線偏角的大小組織學(xué)生根據(jù)現(xiàn)有器材，設(shè)計出可能的實驗方案。(3)你想選取哪些實驗器材？球形導(dǎo)體，兩個自制的帶細線泡沫小球，鐵架臺，橡膠棒，毛皮，氣球。(4)實驗前先思考:可用什么方法改變帶電體的電荷量?(5)實驗探究步驟：引導(dǎo)學(xué)生得出實驗的具體步驟：細線兩個泡沫小球A、B，用摩擦起電的橡膠棒接觸其中一個小球A，然后把A小球與B小球接觸，細線偏離豎直方向一個角度θ。①保持電量q一定，研究相互作用力F與距離r的關(guān)系。將泡沫小球B逐漸遠離A，觀察偏角。②保持距離r一定，研究相互作用力F與電荷量Q的關(guān)系。再把橡膠棒與小球A接觸，增加小球A電量，觀察偏角；（6）學(xué)生實驗、觀察記錄并得出結(jié)論：先畫受力圖，如果B對A的力是水平的，則F電=mgtanθ，如果θ越大，則F電越大，這樣可以通過θ的變化來判斷F電的變化。定性實驗結(jié)論：電量q一定，距離r越小，偏角越大，作用力F越大。距離r一定，電量q增加，偏角變大，作用力F越大；實驗條件：保持實驗環(huán)境的干燥和無流動的空氣（二）定量實驗探究，結(jié)合物理學(xué)史，得出庫侖定律：提出問題：帶電體間的作用力與距離及電荷量有怎樣的定量關(guān)系呢?根據(jù)我們的定性實驗，電荷之間的作用力隨著電荷量的增大而增大，隨著距離的增大而減小。這隱約使我們猜想，電荷之間的作用力是否與萬有引力具有相似的形式呢？事實上，在很早以前，一些學(xué)者也是這樣猜想的，卡文迪許和普利斯特等人都確信“平方反比”規(guī)律適用于電荷間的作用力。但是僅靠一些定性的實驗，不能證明這樣的結(jié)論。而這一猜想被庫倫所證實，庫侖在探究三者之間的定量關(guān)系時，定量實驗在當時遇到的三大困難：①帶電體間作用力小，沒有足夠精密的測量儀器；怎樣確定帶電體間的作用力的數(shù)量關(guān)系？②沒有電量的單位，無法比較電荷的多少；怎樣確定電荷量的數(shù)量關(guān)系？③帶電體上電荷分布不清楚，難測電荷間距離。怎樣測定電荷間的距離？同學(xué)們，如果是你，你能想到怎樣的方法來解決這些困難？引導(dǎo)學(xué)生用類比的方法得出三大困難的對策：卡文迪許扭稱實驗——庫侖扭稱實驗，對稱性——等分電荷法，質(zhì)點——點電荷①、放大思想：力很小，但力的作用效果（使懸絲扭轉(zhuǎn)）可以比較明顯。②、轉(zhuǎn)化思想：力的大小正比于懸絲扭轉(zhuǎn)角，通過測定懸絲扭轉(zhuǎn)角度倍數(shù)關(guān)系即可得到力的倍數(shù)關(guān)系③、均分思想：帶電為Q的金屬小球與完全相同的不帶電金屬小球相碰分開，每小球帶電Q/2，同理可得Q/4、Q/8、Q/16等等電量的倍數(shù)關(guān)系（電荷在兩個相同金屬球之間等量分配）。課件演示電荷在相同的兩個金屬球間的等量分配。④理想化模型思想：把帶電金屬小球看作點電荷（理想化模型）利用刻度尺間接測量距離。點電荷：當帶電體間的距離比它們自身的大小大得多，以致帶電體的形狀大小及電荷分布狀況對它們之間的作用力的影響可以忽略時，這樣的帶電體可以看做帶電的點，叫點電荷。它是一個理想化模型，實際上點電荷不存在。(與“質(zhì)點”進行比較)接下來引導(dǎo)學(xué)生觀看庫侖扭秤的實驗視頻與庫侖當時的數(shù)據(jù)，總結(jié)規(guī)律。（觀看視頻）。庫倫在艱苦的條件下，聯(lián)想到萬有引力定律和卡文地許扭稱實驗，利用巧妙的庫倫扭秤裝置和方法，發(fā)現(xiàn)了庫倫規(guī)律。通過剛才的展示過程讓學(xué)生了解庫侖探究的過程、思路、方法。你能用自己的語言總結(jié)出規(guī)律嗎？電荷間相互作用力與電荷間距離成平方反比關(guān)系，與電荷電量乘積成正比。介紹：庫侖扭稱實驗只能定量測出同種電荷間相互作用力，庫侖還利用電單擺實驗定量測出異種電荷間作用力大小。讓學(xué)生體會庫侖定律的完美。二、庫侖定律：內(nèi)容：真空中兩個點電荷間的作用力大小與兩電荷量的乘積成正比，與電荷間的距離平方成反比；方向在它們的連線上。這個規(guī)律叫做庫侖定律。電荷間這種相互作用的電力叫做靜電力或庫侖力。公式:說明:①k為靜電力常量,k=9.0×109N.m2/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。.②庫侖定律的適用條件：真空中，兩個點電荷之間的相互作用。讓學(xué)生回答實際帶電體可以看成點電荷的條件。思考：當r趨向于0時，F(xiàn)趨向于無窮大嗎？③關(guān)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。④F是Q1與Q2之間的相互作用力，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。⑤庫侖力(靜電力)是與重力，彈力，摩擦力并列的。任意帶電體可以看成是由許多點電荷組成的，所以，知道帶電體上的電荷分布，根據(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的大小和方向。三、庫侖定律與萬有引力定律的比較例題1已知氫核（質(zhì)子）的質(zhì)量m2=1.67×10-27kg，電子的質(zhì)量m1=9.1×10-31kg，電子和質(zhì)子的電荷量都是1.60×10-19C，在氫原子內(nèi)電子與質(zhì)子間的最短距離為5.3×10-11m。試比較氫原子中氫核和電子之間的庫倫力和萬有引力。(課件播放解題過程)小結(jié)：庫侖定律在應(yīng)用時，可以不代入電性符號，直接代入絕對值，最后判定方向；計算說明萬有引力遠遠小于庫侖力，以后在研究微觀帶電粒子的相互作用力時,通?？梢院雎匀f有引力.兩個或兩個以上點電荷對某一個點電荷的作用力，等于各點電荷單獨對這個電荷的作用力的矢量和。例題2真空中有三個點電荷，它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個頂點上，每個點電荷都是+2×10-6C，求他們各自所受的庫侖力。小結(jié)：選擇研究對象，畫出受力圖，由庫倫定律和平行四邊形定則求解。課堂小結(jié)：今天你學(xué)到了什么？讓學(xué)生總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。.作業(yè):課本練習(xí)1—5題.

【板書設(shè)計】庫侖定律實驗定性分析實驗方案分析《庫侖定律》學(xué)情分析通過初中及上一節(jié)電荷知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了兩種電荷及其相互作用、電荷量的概念、起電的知識，牛頓運動定律、萬有引力定律和卡文迪許扭秤實驗這些內(nèi)容學(xué)生都已學(xué)過，本節(jié)重點是做好定性實驗，使學(xué)生清楚知道實驗探究過程?！稁靵龆伞沸Ч治鐾ㄟ^對上一節(jié)知識的復(fù)習(xí)引出這節(jié)課。若直接讓學(xué)生通過該實驗來驗證，缺少了學(xué)生的設(shè)計實驗方案的過程，所以本節(jié)課首先采用學(xué)生討論并自行設(shè)計實驗方案。效果分析如下：一、在課程實施上注重自主學(xué)習(xí)，讓學(xué)生積極參與、樂于探究、勤于思考。首先通過分析引出本節(jié)的主題，讓學(xué)生展開討論并進行實驗設(shè)計，組內(nèi)探討，然后進行課堂展示。學(xué)生能比較積極的進行討論，并且得出相應(yīng)結(jié)論，而且能積極起來展示自己的問題，達到了預(yù)期的目的。二、引出這節(jié)課的內(nèi)容。師生共同學(xué)習(xí)給學(xué)生展示庫侖定律的內(nèi)容，并和師生共同來學(xué)習(xí)理解定律里的具體內(nèi)容。通過教師的講解，學(xué)生能很好的理解其中的說明，并加以應(yīng)用，效果明顯。三、習(xí)題應(yīng)用鞏固拓展在教學(xué)過程中以教材例題為基礎(chǔ)，進行相應(yīng)拓展，做到“來源于教材不拘泥于教材”。在此不僅完成了這節(jié)課的內(nèi)容，同時增強了學(xué)生遷移分析能力。《庫侖定律》教材分析庫侖定律既是電荷間相互作用的基本規(guī)律，又是庫侖定律是學(xué)習(xí)電場強度和電勢差概念的基礎(chǔ)，也是本章重點，不僅要求學(xué)生定性知道，而且還要求定量了解和應(yīng)用。對庫侖定律的講述，教材是從學(xué)生已有認識出發(fā)，采用了一個定性實驗，進而得出結(jié)論。庫侖定律是學(xué)習(xí)電場強度和電勢差概念的基礎(chǔ)，也是本章重點。展示庫侖定律的內(nèi)容和庫侖發(fā)現(xiàn)這一定律的過程，并強調(diào)該定律的條件和意義。一、知識回顧：1、自然界中存在著兩種電荷與。2、起電方法：起電、起電、起電。3、起電的實質(zhì)：電子（電荷）的。4、電荷間作用：同種電荷相互，異種電荷相互。二、應(yīng)用1、關(guān)于點電荷的下列說法中正確的是：（）A.真正的點電荷是不存在的B.點電荷是一種理想模型C.足夠小的電荷就是點電荷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、下列說法中正確的是：()A.點電荷就是體積很小的電荷B.點電荷就是帶電量都很小的帶電體C.根據(jù)可知，當r0時，F(xiàn)∞D(zhuǎn).靜電力常量的數(shù)值是由實驗得到的3、已知氫核的質(zhì)量是1.67×10-27kg，電子的質(zhì)量是9.1×10-31kg，在氫原子內(nèi)它們之間的最短距離為5.3×10-11m。試求氫原子中氫核與電子之間的庫侖力和萬有引力。4、兩個半徑相同的金屬小球其球心間距r遠遠大于球半徑R，帶電荷量之比為1：7，兩者相互接觸后再放回原來位置上，則相互作用力可能為原來的（）A.4/7B.3/7C.9/7D.16/75、真空中有三個點電荷，它們固定在邊長50cm的等邊三角形的三個頂點上，每個點電荷都是+2×10-6C，求它們各自所受的庫侖力。5、若上題中將點電荷q1和q2變成一根均勻帶電直棒，帶電量為（q1+q2），此棒對q3的作用力方向如何？思考？在一條直線上有兩個相距0.4m的點電荷A、B，A帶電荷量為+Q，B帶電荷量為-9Q?，F(xiàn)引入第三個點電荷C，恰好使三個點電荷處于平衡狀態(tài)。則C應(yīng)帶什么性質(zhì)的電荷，電荷量為多少？《庫侖定律》課后反思本節(jié)課為高二電學(xué)部分的知識，在授課中，我認為存在以下幾個優(yōu)點：1、利用電荷間作用的靜電實驗，貼近學(xué)生的科學(xué)體驗，因此能夠激發(fā)學(xué)生求知的欲望；2、在講解感應(yīng)起電的本質(zhì)及電荷守恒定律時，靈活運用多媒體制作，形象地展示抽象的微觀物理現(xiàn)象，使學(xué)生在認識微觀世界電荷的運動上比較容易接受；3、在探究電荷作用力大小決定因素時，引導(dǎo)學(xué)生主動探究，自主發(fā)現(xiàn)問題，無形中培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力，觀察物理現(xiàn)象的能力，以及由現(xiàn)象總結(jié)物理規(guī)律的能力；4、向?qū)W生提出問題時，能夠很好的引導(dǎo)學(xué)生回答，問題比較具有啟發(fā)性。同時，這一堂課中，我認為也存在了許多的不足之處，主要是以下的幾點：1、開課時，沒有讓所有的學(xué)生都安靜的坐好后再開始講課，這樣可能會導(dǎo)致一些學(xué)生沒有能及時的“捕捉”老師的語言信息；2、沒有在黑板上板書本節(jié)課的標題及主要提綱，這樣學(xué)生就不能很好的把握住本節(jié)課的主要思路及重點內(nèi)容；3、在學(xué)生進行實驗探究時，有學(xué)生提出電荷作用力的大小可能與物體的大小有關(guān)系時，我也沒有在課堂上很好的進行解釋，此外，對學(xué)生提出的“為什么手與手的摩擦不能吸引紙屑”時，解釋存在錯誤，沒有及時的引導(dǎo)學(xué)生，摩擦起電主要是兩種材質(zhì)不同的物體進行摩擦；4、課件內(nèi)容也存在一些問題，進行點電荷的教學(xué)時，點電荷是一個理想的物理模型，我沒有在課堂上提出來，但是，課件上卻打出了這個知識點，另外，例題1題目中并沒有給出學(xué)生電荷間距離的大小，而課件里卻代入r=1m進行計算；5、在分析庫侖定律的公式時，提問學(xué)生利用該公式能夠?qū)ふ页瞿男┪锢砹康拇笮r，提問的目的不明確，導(dǎo)致出現(xiàn)了連續(xù)提問兩個學(xué)生都無法回答的現(xiàn)象，應(yīng)該先讓學(xué)生認識除了k之外，公式中存在多少個量，則在應(yīng)用時，只要知道任意的三個量，就能求解出第四個量；6、這節(jié)課設(shè)計例題1的主要目的是，由于庫侖定律的公式和萬有引力的公式在形式上極其相似，因此有必要將它們進行對比，看看它們之間是否存在必然的聯(lián)系，但由于時間上處理不當，也沒能及時的給學(xué)生一個很好的指向；7、整堂課時間安排不夠合理，導(dǎo)致最后的一些隨堂練習(xí)沒能完成。整節(jié)課完成的還比較順利，優(yōu)點以后在教學(xué)中會繼續(xù)保持并創(chuàng)新，對于課堂中存在的不足也正確面對，加以及時的改正，平時多補充業(yè)務(wù)知識量，多研究課堂教學(xué)這門學(xué)問。《庫侖定律》課標分析