【教案】質(zhì)譜儀與回旋加速器++教學(xué)設(shè)計高二下學(xué)期物理人教版（2019）選擇性必修第二冊

1人在學(xué)習(xí)本節(jié)之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了帶電粒子在磁場和電場中的運動。本節(jié)內(nèi)容是對前教材主要介紹了質(zhì)譜儀與回旋加速器從理論到實際應(yīng)用，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中對理論與實踐相結(jié)合的研究方法有所體會，感受到科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的促進作用。教材從科技生活問題入手，思考如何分開比荷不同的帶電微粒，如何獲得高能粒子，分別設(shè)計出質(zhì)學(xué)生已經(jīng)對帶電粒子在磁場和電場中的運動有了一定的認識，能夠進行基本的分析，學(xué)生雖然對事物的認知已經(jīng)由具體形象思維慢慢過渡到抽象的邏輯思維，但是建立過念能夠通過受力運動分析，再結(jié)合電場中加速與圓周運動模型，分析質(zhì)譜儀與回旋加速器的工作原理，加深學(xué)生對磁場和電場的理解。維通過能夠分開比荷不同的帶電粒子和知道如何獲得高能粒子。經(jīng)歷問題的提出，對問題進行演繹假設(shè)與論證，得出結(jié)論，檢驗論證等步驟，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。究經(jīng)歷質(zhì)譜儀和回旋加速器的設(shè)計過程，培養(yǎng)學(xué)生從真實情景中分析、提取建模信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)電場和磁場相關(guān)知識解釋、探究生活現(xiàn)象和科技原理的科學(xué)探究能力。任了解質(zhì)譜儀與回旋加速器在生活中的應(yīng)用，能夠?qū)茖W(xué)和生活科技的關(guān)系有一個正確的認識，體會物理的科技應(yīng)用價值，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與責(zé)1.理解帶電粒子在電場和磁場中的運動規(guī)律，及其在質(zhì)譜儀中的應(yīng)用。2.理解回旋加速器的工作原理和應(yīng)用，及其在高能物理等領(lǐng)域的重要性。1.知道回旋加速器的結(jié)構(gòu)與加速原理，理解粒子的回旋周期與電場變化周期之間的關(guān)22.通過實例分析，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實際應(yīng)用能力。1.自主探究法——創(chuàng)設(shè)了情境，設(shè)置任務(wù)，研究質(zhì)普儀與回旋加速器工作原理時，以學(xué)生為主體，啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生自主探究。2.小組合作探究法——在完成兩個設(shè)計任務(wù)方案時，設(shè)置小組合作交流環(huán)節(jié)，讓學(xué)生通過解決問題組的問題，達到互幫互助的目的。3.講授法——課中教學(xué)環(huán)節(jié)通過教師的講授，對于重難點問題進行講授和引導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生掌握建構(gòu)物理模型的方法，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出解決思路。4.啟發(fā)式教學(xué)——為學(xué)生創(chuàng)設(shè)合適的物理情境和問題，引導(dǎo)學(xué)生主動思考。課前閱讀教材，復(fù)習(xí)帶電粒子在電場、磁場中的運動，完成學(xué)案上的預(yù)習(xí)任務(wù)；課堂積極主動探究質(zhì)譜儀與回旋加速器的結(jié)構(gòu)與原理，重點探究高能粒子的獲取、深度學(xué)習(xí)設(shè)計、質(zhì)譜儀與和學(xué)加速器、學(xué)以致用；課后思考作業(yè)，完成任務(wù)。動一、（一）環(huán)節(jié)一：科學(xué)探究質(zhì)譜儀1.任務(wù)一：你能設(shè)計一個方案，以便分開電荷量相同質(zhì)量不同的帶電粒子嗎？以通過電場和磁場將帶有正不帶電的粒子的一束粒子流實現(xiàn)按電性分加強電場與磁場對帶電粒子運動的作展示不同觀點學(xué)生的分析過程和結(jié)果，找認識到通過電場加速后再通過磁場偏轉(zhuǎn)才能將電荷量相同、質(zhì)量帶電粒子偏轉(zhuǎn)，從而把它y=U×L2不同的帶電粒子分開22vrBq了解弗朗西斯阿斯頓設(shè)計質(zhì)譜儀證實了同位素③偏轉(zhuǎn)磁場：使不同帶電④照相底片：記錄不同粒課件展示質(zhì)譜儀的結(jié)構(gòu)，各了解質(zhì)譜儀的工作22vr1B2mU2mUq。4qB2r2q2Um=，=2UmB2r2問題①：什么樣的帶電微粒偏轉(zhuǎn)半徑越大呢？問題②：你能否標(biāo)注分別對應(yīng)的軌跡？解陳述加速器的研發(fā)加速（二）環(huán)節(jié)二：科學(xué)探究回旋加速器222.任務(wù)二：了解回旋加速器的結(jié)構(gòu)，理解其工作觀看回旋加速器的工作原理，注意觀察加速特點和回旋過程。提問：如何制造出高能粒子提問：直線加速器有什么限題答認識到利用電場加認識到直線加速器理解回旋加速器的能被加速，那D形盒縫隙間的電場方向應(yīng)該是恒定問題3:粒子被加速后，在D型盒中的運動速率和運加速后，帶電粒子的能量能否無限增大?最大能量和的電場中從靜止開始加速運動，加速n次后速度為vn，在磁感應(yīng)強度為B的磁場中做勻速圓周運動，（三）環(huán)節(jié)三：科技前沿展示質(zhì)譜儀與回旋加速器的應(yīng)用和視頻，強調(diào)科技