《9帶電粒子在電場中的運動》教學(xué)設(shè)計(內(nèi)蒙古市級優(yōu)課)-物理教案

教學(xué)設(shè)計課題名稱帶電粒子在電場中的運動（第一課時）科目物理教學(xué)對象高二課時1課時設(shè)計者王膚斯圖一、教材內(nèi)容分析本節(jié)是高中物理選修3-1第一章第九節(jié)的內(nèi)容。電場是電學(xué)的基本知識，是學(xué)好電磁學(xué)的關(guān)鍵。本節(jié)是力學(xué)知識和電學(xué)知識的綜合。在教學(xué)大綱和考試說明中都把本節(jié)知識列為理解并掌握的內(nèi)容。通過對本節(jié)知識的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠把電場知識和牛頓定律、動能定理、運動的合成與分解等力學(xué)知識有機的結(jié)合起來，加深對力、電知識的理解，有利于培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理規(guī)律解決問題的能力，同時也為學(xué)習(xí)帶電粒子在磁場中的運動打下基礎(chǔ)。二、教學(xué)目標【具體分析教學(xué)目標】知識技能：①學(xué)習(xí)運用電場力、電場強度等概念研究帶電粒子在電場中的運動時的加速度、速度和位移等物理量的變化。②理解帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)的有關(guān)規(guī)律，并能分析和解決加速、偏轉(zhuǎn)的問題。③了解示波管的工作原理（第二課時）。（2）過程方法：①通過由淺入深、層層推進的探究活動，讓學(xué)生逐步了解示波管的基本原理。②通過復(fù)習(xí)自由落體運動規(guī)律，由學(xué)生自己推導(dǎo)出帶電粒子在勻強電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律。③使學(xué)生進一步發(fā)展“猜想－推理－結(jié)論”的科學(xué)探究方法，讓學(xué)生主動思考、主動學(xué)習(xí)。（3）情感、態(tài)度、價值觀：①通過理論分析與實驗驗證相結(jié)合，讓學(xué)生形成科學(xué)世界觀；自然規(guī)律是可以理解的，我們要學(xué)習(xí)科學(xué)，利用科學(xué)知識為人類服務(wù)。②培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴謹?shù)那髮崙B(tài)度及解決實際問題的能力?！窘虒W(xué)重點】帶電粒子在電場中的運功規(guī)律【教學(xué)難點】利用帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)規(guī)律解題三、學(xué)情分析此前學(xué)生已經(jīng)比較熟練地掌握了力學(xué)和電場的基本知識，初步具備了分析有關(guān)電場問題的能力；教學(xué)中可充分調(diào)動學(xué)生積極性，體現(xiàn)教學(xué)中學(xué)生的主體作用，在共同探討中完成知識框架的構(gòu)建。高中學(xué)生思維活躍，關(guān)心生活，對物理規(guī)律和現(xiàn)實生活的聯(lián)系比較感興趣。四、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動教學(xué)資源（預(yù)計時間）學(xué)生活動（預(yù)計時間）設(shè)計意圖環(huán)節(jié)一情境導(dǎo)入[視頻播放]新聞“跑起來”的粒子[問題設(shè)置]1、如何使電子獲得較大的速度？2、如何控制電子的運動軌跡呢？(預(yù)計時間min)引入新課：這節(jié)課我們帶著這兩個問題共同學(xué)習(xí)帶電粒子在電場中的運動。學(xué)生觀察、思考根據(jù)電場相關(guān)知識猜想，回答問題:“是利用電場來實現(xiàn)加速和控制軌跡”利用“跑起來”的粒子視頻導(dǎo)入，在不脫離主題的情況下，更貼近學(xué)生，以此來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。環(huán)節(jié)二帶電粒子在電場的加速環(huán)節(jié)三帶點粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)四課堂鞏固練習(xí)環(huán)節(jié)五課堂小結(jié)利用PPT展示帶電粒子在電場中加速的動畫。若加速電場兩平行板間電壓為U,

板間距離為d，電子的質(zhì)量為m，電量為q,無初速的由負極板附近釋放，則電子在射出電場時的速度為多少？(忽略重力）(預(yù)計時間min)解法一：由動力學(xué)規(guī)律解法二：由動能定律總結(jié)：動力學(xué)觀點（僅適用于勻強電場）能量觀點（勻強、非勻強電場都能使用）那我們又如何控制在電場中的運動呢？若電子帶電荷量為q，質(zhì)量為m，以初速為v0垂直電場沿著中間線射入電場中，平行板長為L，兩板間距為d，電勢差為U。試求

(1)射出電場時垂直于板面方向的偏轉(zhuǎn)位移y(2)射出電場時偏轉(zhuǎn)角度的正切值tan對比平拋講解帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)時做類平拋運動，畫圖講解偏轉(zhuǎn)位移、偏轉(zhuǎn)角的概念。給出求解偏轉(zhuǎn)位移和偏轉(zhuǎn)角正切值的思路，組織學(xué)生求解。情境一：以速度直接進入偏轉(zhuǎn)電場穿過極板所用的時間偏轉(zhuǎn)位移量偏轉(zhuǎn)角的正切值設(shè)計例題2，深入分析穿過極板的時間t、偏轉(zhuǎn)量y、偏轉(zhuǎn)角度的正切值tanθ由偏轉(zhuǎn)電場的特性（E）、粒子自身特性（m、q、v0）、板的特性（L、d）來決定。情境二：先經(jīng)過加速電場再偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)位移量偏轉(zhuǎn)角的正切值情境三：帶電粒子未穿過電場，最終打在極板上在電場中運動的時間由可得預(yù)計時間（min）1、在新課過程中穿插完成學(xué)案“練一練”，老師巡堂。2、利用多媒體展示做的有特點的學(xué)案。1、通過這節(jié)課，我們從知識、方法、方面分析了帶電粒子在電場中的運動。

（1）知識：我們學(xué)習(xí)了帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)。

（2）方法：分析帶電粒子的加速，我們可以用牛頓定律和運動學(xué)公式，也可以用功能關(guān)系。分析帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)，運用了對比平拋的的類比法。2、利用知識網(wǎng)絡(luò)圖展示本節(jié)課的內(nèi)容作業(yè)布置安全提示：注意校園施工期間的安全。學(xué)生觀察思考學(xué)生利用運動學(xué)的觀點、能的觀點來解題。通過對比兩種情況，區(qū)分兩種規(guī)律的適用條件。學(xué)生回憶平拋運動的規(guī)律，并在腦海中建立電偏模型，思考討論回答學(xué)生自己總結(jié)電偏的運動規(guī)律垂直電場方向：做勻速直線運動沿著電場方向：初速度為零的勻加速直線運動與老師共同完成計算：穿過極板所用的時間t、偏轉(zhuǎn)量y、偏轉(zhuǎn)角度正切值tanθ真正理解帶電粒做偏轉(zhuǎn)運動的原因——由于偏轉(zhuǎn)電場的力的作用。在老師的幫助下先加速再偏轉(zhuǎn)的規(guī)律：與帶電粒子的荷質(zhì)比無關(guān)，只與加速電場和偏轉(zhuǎn)電場的參量（U、L、d、U1）有關(guān)。在老師的推理下發(fā)現(xiàn)，帶店粒子打在極板上時，所用的時間與初速度無關(guān)。完成學(xué)案相應(yīng)的習(xí)題?？偨Y(jié)回憶這節(jié)課學(xué)習(xí)的內(nèi)容

由現(xiàn)象分析升級為理論規(guī)律分析加強學(xué)生對電場知識與力學(xué)知識的整合，拓展思維。先由偏轉(zhuǎn)的基本模型開始分析，以直接進入偏轉(zhuǎn)電場，類比平拋規(guī)律講解帶電粒子的偏轉(zhuǎn)——類平拋運動。注重類比法的應(yīng)用，讓學(xué)生參與規(guī)律、公式的建立過程。求出的公式、規(guī)律包含的字母變量太多，一定深入討論得到的結(jié)果，真正提高學(xué)生的解題思維能力。認識先加速再偏轉(zhuǎn)的模型。帶店粒子在電場中的運動的時間進行深入分析。課堂效果檢測總結(jié)提升板書設(shè)計新課：帶電粒子在電場中的運動一、對象二、帶電粒子在電場中的加速動力學(xué)觀點：牛頓運動定律+運動學(xué)公式（勻強電場）功能觀點：動能定理（勻強電場、非勻強電場）三、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)處理方法：運動的合成與分解垂直電場方向，沿著電場方向類平拋：規(guī)律：情境一：以初速度進階進入偏轉(zhuǎn)電