高二物理《第二節(jié) 庫侖定律》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、第二節(jié)、庫侖定律 教學(xué)設(shè)計(jì)一、【內(nèi)容與解析】本節(jié)課要學(xué)的內(nèi)容庫侖定律指的是真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力與所帶電荷量的乘積成正比，與電荷間的距離成反比，其核心是點(diǎn)電荷間的相互作用力,理解它關(guān)鍵就是要理解點(diǎn)電荷。學(xué)生已經(jīng)學(xué)過引力和斥力，本節(jié)課的內(nèi)容庫侖力就是在此基礎(chǔ)上的發(fā)展。由于它還與力的平衡有密切的聯(lián)系,所以在本學(xué)科有重要的地位，并有一定的作用,是本學(xué)科的核心內(nèi)容。教學(xué)的重點(diǎn)是相互作用力，解決重點(diǎn)的關(guān)鍵是理解點(diǎn)電荷。二、【教學(xué)目標(biāo)與解析】1教學(xué)目標(biāo)（1）記住庫侖定律的計(jì)算公式；（2）知道點(diǎn)電荷；（3）會(huì)用庫侖定律解題。2目標(biāo)解析了解電荷守恒，電荷不能創(chuàng)造，不能消滅，只能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)

2、物體，或從物體的一部分轉(zhuǎn)移到另一部分。理解等量異種電荷相互抵消的現(xiàn)象。知道F是Q1與Q2之間的相互作用力，F(xiàn)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。不能理解為Q1Q2，受的力也不等。三、【問題診斷分析】在本節(jié)課的教學(xué)中，學(xué)生可能遇到的問題是庫侖定律的適用條件，產(chǎn)生這一問題的原因是對點(diǎn)電荷陌生。要解決這一問題，就要從質(zhì)點(diǎn)入手，其中關(guān)鍵是可以忽略其形狀和大小。四、【教學(xué)支持條件分析】五、【教學(xué)過程】問題：自然界中存在幾種電荷？電荷守恒怎么理解？ 同性電荷互相推斥，異性電荷互相吸引。 中和：等量異種電荷相互抵消的現(xiàn)象。 物體帶電：使物體中的正負(fù)

3、電荷分開過程。（不帶電物體，正負(fù)電荷等量）帶正電：物體失去一些電子帶正電。 帶負(fù)電：物體得到一些電子帶負(fù)電。 電荷守恒：電荷不能創(chuàng)造，不能消滅，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。二、庫侖定律 實(shí)驗(yàn)：學(xué)生動(dòng)手做摩擦起電實(shí)驗(yàn)；演示實(shí)驗(yàn)：同性電荷相推斥，異性電荷相吸引。（注意學(xué)生的感性知識） (1) (1)庫侖定律的適用條件：真空中，兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用。點(diǎn)電荷：帶電體大小和它們之間的距離相比可以忽略。理解為帶電體只為一點(diǎn)，電荷集中于該點(diǎn)，r即為兩個(gè)帶電體之間距離。當(dāng)帶電體大小與它們距離相比不可忽略時(shí)，電荷不能視為集中一點(diǎn)，r不能確定，不適用庫侖定律。(2)K：靜電

4、力恒量。重要的物理常數(shù)K=9.0109Nm2/C2，其大小是用實(shí)驗(yàn)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(jì)算時(shí)，各物理量的單位必須是：F：N、Q：C、r：m。(3)關(guān)于點(diǎn)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(jì)算時(shí)，點(diǎn)電荷電量用絕對值代入公式進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)同性電荷相斥、異性電荷相吸判斷方向即可。(4)庫侖力也稱為靜電力，它具有力的共性。它與高一時(shí)學(xué)過的重力，彈力，摩擦力是并列的。它具有力的一切性質(zhì)，它是矢量，合成分解時(shí)遵從平行四邊形法則，與其它的力平衡，使物體發(fā)生形變，產(chǎn)生加速度。(5) ,F是Q1與Q2之間的相互作用力，F(xiàn)是Q1對Q2的作用力，也是

5、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。不能理解為Q1Q2，受的力也不等。六、目標(biāo)檢測： 1：真空中有甲、乙兩個(gè)點(diǎn)電荷，相距為r，它們間的靜電力為F。若甲的電量變?yōu)樵瓉淼?倍，乙的電量變?yōu)樵瓉淼?/3，距離變?yōu)?r，則它們之間的靜電力變?yōu)椋?）A. A.3F/8B.F/6C.8F/3D.2F/3解析：根據(jù)題目給出條件，真空中，點(diǎn)電荷，符合庫侖定律條件。 當(dāng)時(shí)答案應(yīng)選：B圖1應(yīng)注意，點(diǎn)電荷之間的相互作用力是與兩個(gè)點(diǎn)電荷電量乘積成正比，與兩個(gè)點(diǎn)荷距離的平方成反比。解答問題時(shí)，要考慮三個(gè)量的變化。2：如圖1所示，等邊三角形ABC，邊長為L，在頂點(diǎn)A、B處有等量異性點(diǎn)電荷

6、QA,QB,QA=+Q,QB=-Q，求在頂點(diǎn)C處的點(diǎn)電荷QC所受的靜電力。解析：分析QC受幾個(gè)力，確定各力大小和方向。因QB的存在QA對QC的作用力，還遵守庫侖定律嗎？圖2QC題目中沒有交待電性，解答時(shí)就需考慮兩種情況，即QC為正電，QC為負(fù)電。當(dāng)QC為正電時(shí)，受力情況如圖2所示，QA、QB對QC的作用力大小和方向都不因其它電荷的存在而改變，仍然遵守庫侖定律的規(guī)律。QA對QC作用力：，同性電荷相斥。QB對QC作用力：，異性電荷相吸。QA=QB=QFA=FB圖3根據(jù)平行四邊形法則，QC受的力F1即為FA、FB的合力，根據(jù)幾何知識可知，QC受力的大小，F(xiàn)1=FA=FB=，方向?yàn)槠叫蠥B連線向右。當(dāng)

7、QC為負(fù)電時(shí)，如圖3所示。方向平行AB連線向左。從本題解答可知：(1)靜電力合成分解時(shí)遵守平行四邊形法則。(2)題中不交待電性時(shí)，需根據(jù)題給的條件判斷其電性，若不能判斷電性，應(yīng)按兩種情況處理。(3)求靜電力時(shí)要計(jì)算其大小還要回答力的方向。圖43：如圖4所示，把質(zhì)量為0.2克的帶電小球A用絲線吊起，若將帶電量為410-8C的小球B靠近它，當(dāng)兩小球在同一高度時(shí)且相距3cm，絲線與堅(jiān)直方向夾角為45,此時(shí)小球B受到庫侖力F=_。小球A帶的電量qA=_。圖5解析：絲線為什么能與豎直方向成45角，此時(shí)小球處于什么狀態(tài)，根據(jù)題給的條件，可知小球A處于平衡狀態(tài)，分析小球A受力情況如圖5所示。mg:小球A的重

8、力。T:絲線的張力。F:小球B對小球A的靜電力。三個(gè)力的合力為零。F=mgtg45=0.210-3101=210-3N。題中小球A，B都視為點(diǎn)電荷，它們之間相互吸引，其作用力大小小球B受到庫侖力與小球A受到庫侖力為作用力和反作用力，所以小球B受到的庫侖力大小為210-3N。小球A與小球B相互吸引，B帶正電，小球A帶負(fù)電，所以qA=-0.510-8C本題在解答過程中，物體的平衡條件成為關(guān)鍵內(nèi)容，因此分析物體的受力，對力進(jìn)行分解合成就成了必須的步驟。其次，小球A帶電量為qA=-0.510-8C中的負(fù)號在答案中不是可缺少的內(nèi)容，必須重視。七、配餐練習(xí)：A組： 真空中保持一定距離的兩個(gè)點(diǎn)電荷，若其中一

9、個(gè)點(diǎn)電荷增加了1/2，但仍然保持它們之間的相互作用力不變，則另一點(diǎn)電荷的電量一定減少了（ ） A.1/5B.1/4C.1/3D.1/2 已知點(diǎn)電荷A的電量是B點(diǎn)電荷的2倍，則A對B作用力大小跟B對A作用力大小的比值為（ ）圖7 A.2:1B.1:2C.1:1D.不一定B組： 如圖7所示，用兩根絕緣細(xì)線掛著兩個(gè)質(zhì)量相同的不帶電的小球A和B，此時(shí)，上、下細(xì)線受的力分別為TA、TB，如果使A帶正電，B帶負(fù)電，上、下細(xì)線受力分別為TA，TB，則（ ） A.TA TBC.TA=TA D. TBTB 真空中有兩個(gè)大小相等的帶電球體，帶電量分別為410-8C和-810-8C，相距為r(r遠(yuǎn)大于球半徑)時(shí)，它們之間的靜電引力為F，若將兩個(gè)帶電體接觸后再分開，仍相距r，它們之間的靜電力為_力（吸引或排斥），靜電力大小為F=_F。C組： 兩個(gè)質(zhì)量都是m的小球，都用細(xì)線拴在同一點(diǎn)，兩細(xì)線長度相等，兩球都帶上正電荷，但甲球電量比乙球多，平衡時(shí)兩細(xì)線分