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视频标签：库仑定律
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视频课题：高中物理人教版选修3-1第一章第2节《库仑定律》辽宁省 - 大连
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高中物理人教版选修3-1第一章第2节《库仑定律》辽宁省 - 大连
教学目标
1、知识与技能:
(1)了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。
(2)库伦定律的内容及公式及适用条件,掌握库仑定律。
2、过程与方法
(1)通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。
(2)通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。
3、情感态度与价值观
(1)培养与他人交流合作的能力,提高理论与实践相结合的意识。
(2)了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程,培养学生对科学的好奇心,体验探索自然规律的艰辛和喜悦。
2学情分析
两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、起电的知识,万有引力定律和卡文迪许扭秤实验这些内容学生都已学过,本节重点是做好定性实验,使学生清楚知道实验探究过程。
3重点难点
教学重点:库仑定律及其理解与应用
教学难点:库仑定律的实验探究
教学难点的突破措施:定性实验探究与定量实验视频及理论探究相结合。
4教学过程
4.1第一学时
4.1.1教学活动
活动1【导入】引入新课
演示实验:毛皮摩擦塑料条实验
观察实验,为什么会发生这样的现象?
电荷之间存在力的作用。那么电荷之间相互作用力的大小与什么因素有关呢?
活动2【讲授】一、通过实验探究电荷间作用力的决定因素
(一)定性实验探究:
探究一:猜想电荷间相互作用力可能与什么因素有关?(距离,电荷量)
实验验证:
(1) 电荷间相互作用力与几个物理量有关?实验应采取什么方法来研究?
学生:控制变量法。
(2)怎么改变距离的大小?怎么改变带电体电荷量的多少?两带电体之间的相互作用力比较小,如果要比较这种作用力的大小可以通过什么方法直观的显示出来?
学生通过提供的实验仪器可想到:比较悬线偏角的大小
(3)演示实验:
①保持电量q一定,研究相互作用力F与距离r的关系。
②保持距离r一定,研究相互作用力F与电荷量Q的关系。
(4)通过实验、观察记录并得出结论:
电量q一定,距离r越小,作用力F越大。
距离r一定,电量q增加,作用力F越大;
(二) 定量实验探究,结合物理学史,得出库仑定律:
探究二:猜测带电体间的作用力与距离及电荷量有怎样的定量关系呢?
学生类比万有引力定律猜测:与距离的平方成反比,与电荷量的平方成正比
定量测量:
① 带电体间作用力小,没有足够精密的测量仪器;怎样确定带电体间的作用力的数量关系?
② 没有电量的单位,无法比较电荷的多少;怎样确定电荷量的数量关系?
讲解实验仪器,来引导学生观看视频,总结规律。(观看视频)。
讲解库仑扭秤
库仑联想到万有引力定律和卡文地许扭称实验,利用巧妙的库伦扭秤装置和方法,发现了库仑规律。你能用自己的语言总结出规律吗?
活动3【讲授】二、 库仑定律：
内容:真空中两个静止点电荷之间的作用力大小,与它们电荷量的乘积成正比,与它们间的距离平方成反比;作用力的方向在它们的连线上。这个规律叫做库仑定律。
你能否从内容中找到条件?(真空,静止,点电荷)
什么是点电荷?
当带电体间的距离比它们自身的大小大得多,以致带电体的形状大小及电荷分布状况对它们之间的作用力的影响可以忽略时,这样的带电体可以看做带电的点,叫点电荷。它是一个理想化模型,实际上点电荷不存在。 (与“质点”进行比较)
大小:
k为静电力常量, k=9.0×109N.m2/C2,其大小是用实验方法确定的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的。
方向:在它们的连线上,同种电荷沿连线向外,异种电荷沿连线向内。
说明:
两个电荷量为1C的点电荷在真空中相距1m时,相互作用力是9.0×109N,
相当于一百万吨的物体所受的重力!这么近的距离使物体带上1C电荷量不容易!也就说明库伦是一个大单位。
活动4【练习】三、 库仑定律与万有引力定律的比较
例题1已知氢核(质子)的质量m2=1.67×10-27 kg,电子的质量m1=9.1×10-31kg,电子和质子的电荷量都是1.60×10-19C,在氢原子内电子与质子间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核和电子之间的库仑力和万有引力。(课件播放解题过程)
小结:计算说明万有引力远远小于库仑力,以后在研究微观带电粒子的相互作用力时,通常可以忽略万有引力。在刚才的实验中也不需要考虑万有引力的作用。
例题2 真空中有三个点电荷,它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上,每个点电荷都是+2×10-6C,求他们各自所受的库仑力。
讨论:比较库仑定律和万有引力定律(相似点与不同点),你会有什么样的感想?如何认识自然规律的多样性与统一性?
活动5【活动】四、小结
1.知道了库仑力的大小和方向。对比了万有引力与库仑力的关系。
2.经历了库仑定律的研究过程,体会了类比思想、均分思想以及微元思想。
活动6【作业】作业
书后P9.1~5题。
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