第一篇:1.9 帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) 教案 (人教版選修3-1)
第九節(jié) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
三維目標(biāo)
知識(shí)與技能
1.讓學(xué)生掌握帶電粒子在電場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)一類問題的解題技巧; 2.讓學(xué)生掌握帶電粒子在電場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)的基本規(guī)律;
3.讓學(xué)生掌握帶電粒子在電場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)一類問題的基本解題技巧; 4.讓學(xué)生掌握示波管的基本原理。過程與方法
1.由一般的勻變速直線運(yùn)動(dòng)過渡到帶電粒子在電場(chǎng)中的勻變速直線運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生學(xué)會(huì)知識(shí)的遷移;
2.由一般的平拋運(yùn)動(dòng)過渡到一般的類平拋運(yùn)動(dòng),再過渡到帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng),讓學(xué)生掌握知識(shí)遷移的方法。情感、態(tài)度和價(jià)值觀
通過一般勻變速直線運(yùn)動(dòng)與帶電粒子在電場(chǎng)中的勻變速直線運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系,以及一般平拋運(yùn)動(dòng)與一般類平拋運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)的聯(lián)系,揭示世界是普遍聯(lián)系在一起的唯物主義哲學(xué)觀點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)
1.帶電粒子在電場(chǎng)中的勻變速直線運(yùn)動(dòng); 2.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)——類平拋運(yùn)動(dòng)。教學(xué)難點(diǎn)
帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)——類平拋運(yùn)動(dòng) 教學(xué)方法
講解、提問、類比、練習(xí)課時(shí)安排
1課時(shí) 教學(xué)過程 【新課導(dǎo)入】
師:高一時(shí),我們學(xué)習(xí)了勻變速直線運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)。勻變速直線運(yùn)動(dòng)是受到一個(gè)方向與速度方向在一條直線上的恒力,但不確定恒力是什么力;平拋運(yùn)動(dòng)是受到一個(gè)方向與速度方向垂直的重力,這個(gè)重力也是恒力。那么,今天,我想問一下大家,勻變速直線運(yùn)動(dòng)中的恒力,能不能是什么具體的力,比如說勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力;平拋運(yùn)動(dòng)中重力,能不能改成其他的力,比如說改成勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力? 生:(思考)
師:這就是我們今天要講的《帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》?!景鍟?/p>
第九節(jié)
帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 【新課教學(xué)】
師:首先,告訴大家一個(gè)常識(shí),就是基本帶電粒子在一般情況下所受的重力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于它所受的靜電力,所以,對(duì)于基本帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的問題,一般忽略其重力,只考慮它所受的電場(chǎng)力。下面大家看下面幾個(gè)問題:
例
1、一個(gè)質(zhì)量為m的小球,在光滑的水平桌面上,受一恒力F作用,從靜止開始運(yùn)動(dòng),前進(jìn)距離d,求其末速度為多大?
例
2、如圖所示,在真空中有一對(duì)平行金屬板,兩板間加以電壓U,兩板間距d,兩板間有一個(gè)帶正電荷q的帶電粒子,質(zhì)量為m,它在電場(chǎng)力的作用下,由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng),到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度有多大?(不考慮帶電粒子的重力)
師:大家看這兩個(gè)問題,首先分析一下,這兩個(gè)問題中質(zhì)點(diǎn)所受到的力是否具有相同的特征? 如果具有相同的特征,他們相同的特征是什么?
生甲:具有相同的特征,他們相同的特征是都受到大小方向都不變的恒力。
師:再分析一下,這兩個(gè)問題中質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特征是否相同?如果相同,那么他們都屬于哪一類型的運(yùn)動(dòng)?
生乙:運(yùn)動(dòng)特征相同,他們都是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。師:既然如此,那么,這兩個(gè)問題能不能用同一種方法解決呢? 生丙:可以用同一種方法解決。
師:請(qǐng)用同一種方法——?jiǎng)幽芏ɡ淼姆椒ń鉀Q。生?。嚎偣=Fd,動(dòng)能增量為Δ
=
1m2-0,依據(jù)動(dòng)能定理,有w=Δ,所以Fd=
1m2-0,所以v=.對(duì)于第二個(gè)問題,F(xiàn)=Eq,且E=,所以F=,代入v的結(jié)果中,最終v=.師:所以這兩個(gè)問題是相通的,同時(shí)可以看出,具有相同特征的問題可以用相同或相類似的方法解決。當(dāng)然,第二個(gè)問題也有自己的特點(diǎn),那就是這個(gè)問題中的功也可以直接求出為w=qU,再利用w=Δ和Δ=
1m2-0可得qU=
1m2,所以v=.師:所以,帶電粒子在電場(chǎng)中的做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的問題,完全可以用常規(guī)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題的解決方法來解決,只要注意:(1)F=Eq;(2)E=;(3)w=qU.【板書】
一. 帶電粒子在電場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
1.用常規(guī)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題的解決方法來解決,注意:
(1)F=Eq;(2)E=;(3)w=qU.2.v=.師:下面,我們?cè)倏催@三個(gè)問題: 例3.一物塊,質(zhì)量為m,以初速(1)下落高度h為多少?(2)落地時(shí)豎直分速度
為多大?
平拋,落地時(shí),水平射程為L(zhǎng),求:
(3)末速度方向與初速度方向間的速度偏轉(zhuǎn)角的正切為什么? 例4.一物塊,質(zhì)量為m,在光滑水平面上以初速運(yùn)動(dòng)到桌邊時(shí),向東前進(jìn)了L,求:(1)向南前進(jìn)的距離h為多少?(2)到桌邊時(shí)向南的分速度
為多大?
向東前進(jìn),與此同時(shí)受一向南的恒力F,(3)末速度方向與初速度方向間的速度偏轉(zhuǎn)角的正切為什么? 例5.一質(zhì)子,質(zhì)量為m,電量為q以初速
從平行板電容器中央水平射入,平行板長(zhǎng)為L(zhǎng),兩板間電壓為U,板間距為d.求:
(1)質(zhì)子射出兩板間時(shí),沿電場(chǎng)方向的偏移量h為多少?(2)射出時(shí)質(zhì)子沿電場(chǎng)方向的分速度
為多大?
(3)射出時(shí)末速度方向與初速度方向間的速度偏轉(zhuǎn)角的正切為什么? 師:大家看這三個(gè)問題,首先分析一下,這三個(gè)問題中質(zhì)點(diǎn)所受到的力是否具有相同的特征?如果具有相同的特征,他們相同的特征是什么?
生甲:具有相同的特征,他們相同的特征是都受到大小方向都不變的恒力,且恒力方向都與初速度方向相垂直。
師:再分析一下,這三個(gè)問題中質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)特征是否相同?如果相同,那么他們都屬于哪一類型的運(yùn)動(dòng)?
生乙:運(yùn)動(dòng)特征相同,他們都是平拋運(yùn)動(dòng)或與平拋運(yùn)動(dòng)具有相同特征的運(yùn)動(dòng)。
師:這種運(yùn)動(dòng)特征與平拋運(yùn)動(dòng)相同的運(yùn)動(dòng)我們一般稱為類平拋運(yùn)動(dòng),所以,帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的一種是類平拋運(yùn)動(dòng)。
師:那么,根據(jù)前面的結(jié)論,這三題的解法應(yīng)是相同的或相似的。師:根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí),他們相同或相似的解法是什么?
生甲:在第一題中,t=,h=
1g,所以h=2;=gt,所以=g;=,所以,;對(duì)于第二題,加速度不再是特殊的g,而是普通的a,且a=,所以只需要將上一題中的g全部換成就行了。即:h=,=,=;第三題中,與第代入第二題的結(jié)果中二題不同的是力F為電場(chǎng)力Eq,而E=,所以力F=,只需將F=就可以了,即:h=,=,=.師:下面我們總結(jié)一下這里可以得出的結(jié)論:
(1)帶電粒子以垂直與勻強(qiáng)電場(chǎng)的初速度
射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是類平拋運(yùn)動(dòng),可以用與平拋運(yùn)動(dòng)相似的規(guī)律和方法解題。注意,相當(dāng)于平拋運(yùn)動(dòng)中重力的是勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力,相當(dāng)于重力加速度g的加速度是由勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力產(chǎn)生的加速度a=
=
=
;
quL2(2)在電場(chǎng)力方向的偏移量為h= 22mdv(3)末速度在電場(chǎng)力方向的分量為=;
(4)末速度與初速度方向的夾角的正切為【板書】
二. 帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) 1.帶電粒子以垂直與勻強(qiáng)電場(chǎng)的初速度
=.射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是類平拋運(yùn)動(dòng),可以用與平拋運(yùn)動(dòng)相似的規(guī)律和方法解題,注意,相當(dāng)于平拋運(yùn)動(dòng)中重力的是勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力,相當(dāng)于重力加速度g的加速度是由勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力產(chǎn)生的加速度a=
=
=
;
quL22.在電場(chǎng)力方向的偏移量為h= 22mdv3.末速度在電場(chǎng)力方向的分量為=;
4.末速度與初速度方向的夾角的正切為=.師:從前面這兩大類問題的解題規(guī)律和技巧的得到過程,可以看出:這個(gè)世界有很多東西是普遍聯(lián)系在一起的。那么剛才這些規(guī)律有什么運(yùn)用呢? 師:建立在帶電粒子在電場(chǎng)中的勻變速直線運(yùn)動(dòng)和帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)這兩類問題為基礎(chǔ)的原理上的一種實(shí)驗(yàn)儀器是示波管或稱示波器。這是這些規(guī)律的一種運(yùn)用。下面我們來看看它。
師:如圖甲,是示波器的原理圖。
師:在電子槍中,是一個(gè)加速電場(chǎng),即讓電子以為零的初速做勻加速直線運(yùn)動(dòng),從而進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極之間時(shí)有一個(gè)初速.而X-和Y-兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電極中,實(shí)際上是水平方向和豎直方向兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),可以讓電子在其中發(fā)生水平方向和豎直方向的偏轉(zhuǎn),也就是做水平方向和豎直方向的類平拋運(yùn)動(dòng)。如果,沒有兩個(gè)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng),則電子將沿直線打到熒光屏上的中心O點(diǎn)。當(dāng)有X-方向的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí),且X-電極接正向電壓,由于X高電勢(shì),電子將向X方
電極接負(fù)向電壓,由于方向偏移。當(dāng)有Y-高電向偏移,打在熒光屏上的位置就會(huì)向X方向偏移;如果X-勢(shì),電子將向電場(chǎng)時(shí),且Y-方向偏移,打在熒光屏上的位置就會(huì)向
方向的偏轉(zhuǎn)電極接正向電壓,由于Y高電勢(shì),電子將向Y方向偏移,打在熒光屏上的電極接負(fù)向電壓,由于
高電勢(shì),電子將向
方向偏移,位置就會(huì)向Y方向偏移;如果Y-打在熒光屏上的位置就會(huì)向
方向偏移。電子打在哪個(gè)地方,那個(gè)地方就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)亮斑。所以電子打在熒光屏上的位置發(fā)生移動(dòng),亮斑就會(huì)相應(yīng)的移動(dòng),從而形成相應(yīng)的圖像。師:示波器上一般有兩個(gè)信號(hào)輸入端口,一個(gè)X-如上圖中的丙所示;另一個(gè)是Y-輸入,一般接儀器自身鋸齒狀掃描電壓,輸入,一般外接要顯示波形的信號(hào)源電壓,比如要顯示正弦交流電的波形,就接正弦交流電壓,如上圖中的乙所示。
師:下面我們用描點(diǎn)作圖法解說一下正弦交流電壓波形是如何顯示出來的。師:(用描點(diǎn)作圖法,在黑板上描點(diǎn)作圖,解釋示波器如何顯示正弦交流電壓波形。)【板書】
三. 示波器的原理 師:(帶領(lǐng)學(xué)生回顧本節(jié)重點(diǎn))布置作業(yè)
課本問題與練習(xí)第1、2、3、4題 板書設(shè)計(jì)
第九節(jié)
帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
一.帶電粒子在電場(chǎng)中做勻變速直線運(yùn)動(dòng)
1.用常規(guī)的勻變速直線運(yùn)動(dòng)問題的解決方法來解決,注意:
(1)F=Eq;(2)E=;(3)w=qU.2.v=.二.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn) 1.帶電粒子以垂直與勻強(qiáng)電場(chǎng)的初速度
射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是類平拋運(yùn)動(dòng),可以用與平拋運(yùn)動(dòng)相似的規(guī)律和方法解題,注意,相當(dāng)于平拋運(yùn)動(dòng)中重力的是勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力,相當(dāng)于重力加速度g的加速度是由勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)力產(chǎn)生的加速度a=
=
=
;
quL22.在電場(chǎng)力方向的偏移量為h=
2mdv23.末速度在電場(chǎng)力方向的分量為=;
4.末速度與初速度方向的夾角的正切為三.示波器的原理
=.
第二篇:《帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》教案1
《帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》教案
(一)知識(shí)與技能
1、理解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并能分析解決加速和偏轉(zhuǎn)方向的問題.
2、知道示波管的構(gòu)造和基本原理.(二)過程與方法
通過帶電粒子在電場(chǎng)中加速、偏轉(zhuǎn)過程分析,培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過知識(shí)的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的精神 重點(diǎn)
帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 難點(diǎn)
運(yùn)用電學(xué)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)綜合處理偏轉(zhuǎn)問題 教學(xué)方法
講授法、歸納法、互動(dòng)探究法 教具 多媒體課件
教學(xué)過程(一)引入新課
帶電粒子在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力的作用會(huì)產(chǎn)生加速度,使其原有速度發(fā)生變化.在現(xiàn)代科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)設(shè)備中,常常利用電場(chǎng)來控制或改變帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。
具體應(yīng)用有哪些呢?本節(jié)課我們來研究這個(gè)問題.以勻強(qiáng)電場(chǎng)為例。(二)進(jìn)行新課
教師活動(dòng):引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧相關(guān)知識(shí)點(diǎn)(1)牛頓第二定律的內(nèi)容是什么?(2)動(dòng)能定理的表達(dá)式是什么?(3)平拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。(4)靜電力做功的計(jì)算方法。
學(xué)生活動(dòng):結(jié)合自己的實(shí)際情況回顧復(fù)習(xí)。師生互動(dòng)強(qiáng)化認(rèn)識(shí):(1)a=F合/m(注意是F合)(2)W合=△Ek=Ek2?Ek1(注意是合力做的功)(3)平拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)
(4)W=F·scosθ(恒力→勻強(qiáng)電場(chǎng))
W=qU(任何電場(chǎng))
1、帶電粒子的加速 教師活動(dòng):提出問題
要使帶電粒子在電場(chǎng)中只被加速而不改變運(yùn)動(dòng)方向該怎么辦?
(相關(guān)知識(shí)鏈接:合外力與初速度在一條直線上,改變速度的大?。缓贤饬εc初速度成90°,僅改變速度的方向;合外力與初速度成一定角度θ,既改變速度的大小又改變速度的方向)學(xué)生探究活動(dòng):結(jié)合相關(guān)知識(shí)提出設(shè)計(jì)方案并互相討論其可行性。學(xué)生介紹自己的設(shè)計(jì)方案。
師生互動(dòng)歸納:(教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行激勵(lì)評(píng)價(jià))方案1:v0=0,僅受電場(chǎng)力就會(huì)做加速運(yùn)動(dòng),可達(dá)到目的。
方案2:v0≠0,僅受電場(chǎng)力,電場(chǎng)力的方向應(yīng)同v0同向才能達(dá)到加速的目的。教師投影:加速示意圖.
學(xué)生探究活動(dòng):上面示意圖中兩電荷電性換一下能否達(dá)到加速的目的?(提示:從實(shí)際角度考慮,注意兩邊是金屬板)學(xué)生匯報(bào)探究結(jié)果:不可行,直接打在板上。
學(xué)生活動(dòng):結(jié)合圖示動(dòng)手推導(dǎo),當(dāng)v0=0時(shí),帶電粒子到達(dá)另一板的速度大小。(教師抽查學(xué)生的結(jié)果展示、激勵(lì)評(píng)價(jià))教師點(diǎn)撥拓展:
方法一:先求出帶電粒子的加速度:
a=qU
md再根據(jù)
vt2-v02=2ad
可求得當(dāng)帶電粒子從靜止開始被加速時(shí)獲得的速度為:
vt=
qU2??d?md2qUm
方法二:由W=qU及動(dòng)能定理:
W=△Ek=1mv2-0
2得:
qU=1mv2
2到達(dá)另一板時(shí)的速度為:
v=
.2qUm深入探究:
(1)結(jié)合牛頓第二定律及動(dòng)能定理中做功條件(W=Fscosθ恒力
W=Uq 任何電場(chǎng))討論各方法的實(shí)用性。
(2)若初速度為v0(不等于零),推導(dǎo)最終的速度表達(dá)式。學(xué)生活動(dòng):思考討論,列式推導(dǎo)(教師抽查學(xué)生探究結(jié)果并展示)教師點(diǎn)撥拓展:
(1)推導(dǎo):設(shè)初速為v0,末速為v,則據(jù)動(dòng)能定理得
qU=1mv2-1mv02
2所以
v=
2022qUv?m
(v0=0時(shí),v=2Uqm)方法滲透:理解運(yùn)動(dòng)規(guī)律,學(xué)會(huì)求解方法,不去死記結(jié)論。(2)方法一:必須在勻強(qiáng)電場(chǎng)中使用(F=qE,F(xiàn)為恒力,E恒定)方法二:由于非勻強(qiáng)電場(chǎng)中,公式W=qU同樣適用,故后一種可行性更高,應(yīng)用程度更高。
實(shí)例探究:課本例題1 第一步:學(xué)生獨(dú)立推導(dǎo)。第二步:對(duì)照課本解析歸納方法。
第三步:教師強(qiáng)調(diào)注意事項(xiàng)。(計(jì)算先推導(dǎo)最終表達(dá)式,再統(tǒng)一代入數(shù)值運(yùn)算,統(tǒng)一單
位后不用每個(gè)量都寫,只在最終結(jié)果標(biāo)出即可)過渡:如果帶電粒子在電場(chǎng)中的加速度方向不在同一條直線上,帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況又如何呢?下面我們通過一種較特殊的情況來研究。
2、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)
教師投影:如圖所示,電子以初速度v0垂直于電場(chǎng)線射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中. 問題討論:
(1)分析帶電粒子的受力情況。
(2)你認(rèn)為這種情況同哪種運(yùn)動(dòng)類似,這種運(yùn)動(dòng)的研究方法是什么?(3)你能類比得到帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的研究方法嗎? 學(xué)生活動(dòng):討論并回答上述問題:
(1)關(guān)于帶電粒子的受力,學(xué)生的爭(zhēng)論焦點(diǎn)可能在是否考慮重力上。
教師應(yīng)及時(shí)引導(dǎo):對(duì)于基本粒子,如電子、質(zhì)子、α粒子等,由于質(zhì)量m很小,所以重力比電場(chǎng)力小得多,重力可忽略不計(jì)。
對(duì)于帶電的塵埃、液滴、小球等,m較大,重力一般不能忽略。
(2)帶電粒子以初速度v0垂直于電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí),受到恒定的與初速度方向成90°角的作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng),類似于力學(xué)中的平拋運(yùn)動(dòng),平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法是運(yùn)動(dòng)的合成和分解。
(3)帶電粒子垂直進(jìn)入電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)也可采用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法進(jìn)行。CAI課件分解展示:
(1)帶電粒子在垂直于電場(chǎng)線方向上不受任何力,做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
(2)在平行于電場(chǎng)線方向上,受到電場(chǎng)力的作用做初速為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。深入探究:如右圖所示,設(shè)電荷帶電荷量為q,平行板長(zhǎng)為L(zhǎng),兩板間距為d,電勢(shì)差為U,初速為v0.試求:
(1)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)問t。(2)粒子運(yùn)動(dòng)的加速度。(3)粒子受力情況分析。
(4)粒子在射出電場(chǎng)時(shí)豎直方向上的偏轉(zhuǎn)距離。(5)粒子在離開電場(chǎng)時(shí)豎直方向的分速度。(6)粒子在離開電場(chǎng)時(shí)的速度大小。(7)粒子在離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度θ。[學(xué)生活動(dòng):結(jié)合所學(xué)知識(shí),自主分析推導(dǎo)。(教師抽查學(xué)生活動(dòng)結(jié)果并展示,教師激勵(lì)評(píng)價(jià))投影示范解析:
解:由于帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受力僅有電場(chǎng)力(與初速度垂直且恒定),不考慮重力,故帶電粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)。
粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
t=
L v0加速度
a=Eq=qU/md
m豎直方向的偏轉(zhuǎn)距離:
y=1at2=
21UqL2qL2?()?U.22mdv02mv0dv1=at=粒子離開電場(chǎng)時(shí)豎直方向的速度為
UqL
mdv0 速度為:
v=
UqL222v12?v0?()?v0mdv0粒子離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度θ為:
tanθ=
v1qLqL?U???arctanU.22v0mv0dmv0d
拓展:若帶電粒子的初速v0是在電場(chǎng)的電勢(shì)差U1下加速而來的(從零開始),那么上面的結(jié)果又如何呢?(y,θ)學(xué)生探究活動(dòng):動(dòng)手推導(dǎo)、互動(dòng)檢查。(教師抽查學(xué)生推導(dǎo)結(jié)果并展示: 結(jié)論:
y=
UL24U1d
θ=arctan
UL 2U1d與q、m無關(guān)。
3、示波管的原理
出示示波器,教師演示操作 ①光屏上的亮斑及變化。②掃描及變化。
③豎直方向的偏移并調(diào)節(jié)使之變化。④機(jī)內(nèi)提供的正弦電壓觀察及變化的觀察。
學(xué)生活動(dòng):觀察示波器的現(xiàn)象。閱讀課本相關(guān)內(nèi)容探究原因。教師點(diǎn)撥拓展,師生互動(dòng)探究:
多媒體展示:示波器的核心部分是示波管,由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。投影:示波管原理圖:
電子槍中的燈絲K發(fā)射電加速電場(chǎng)加速后,得到的速度v0=
子,經(jīng)為:
2qU1m如果在偏轉(zhuǎn)電極yy?上加電壓電子在偏轉(zhuǎn)電極離開偏轉(zhuǎn)電極yy?后沿直線前yy?的電場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn).進(jìn),打在熒光屏上的亮斑在豎直方向發(fā)生偏移.其偏移量y?為y?=y+Ltanθ
因?yàn)閥=
θ
qL2U22mv0dqL222mv0d
tan
qL??U2mv0d
qLU2mv0d所以y?=·U+L·
=qLL·U=(L+L)tanθ
(L?)222mv0d如果U=Umax·sinωt則y?=y?max·sinωt 學(xué)生活動(dòng):結(jié)合推導(dǎo)分析教師演示現(xiàn)象。(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng) 1.帶電粒子的加速
(1)動(dòng)力學(xué)分析:帶電粒子沿與電場(chǎng)線平行方向進(jìn)入電場(chǎng),受到的電場(chǎng)力與運(yùn)動(dòng)方向在同一直線上,做加(減)速直線運(yùn)動(dòng),如果是勻強(qiáng)電場(chǎng),則做勻加(減)速運(yùn)動(dòng).
(2)功能關(guān)系分析:粒子只受電場(chǎng)力作用,動(dòng)能變化量等于電勢(shì)能的變化量.
(初速度為零);11212 此式適用于一切電場(chǎng). 2qU?mvqU?mv?mv022
22.帶電粒子的偏轉(zhuǎn)
(1)動(dòng)力學(xué)分析:帶電粒子以速度v0垂直于電場(chǎng)線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場(chǎng)
0中,受到恒定的與初速度方向成90角的電場(chǎng)力作用而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng)).
(2)運(yùn)動(dòng)的分析方法(看成類平拋運(yùn)動(dòng)):
①沿初速度方向做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng).
②沿電場(chǎng)力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng).
(四)布置作業(yè)
1、書面完成 “問題與練習(xí)”第3、4、5題;思考并回答第1、2題。
2、課下閱讀課本“科學(xué)足跡”和“科學(xué)漫步”中的兩篇文章。
第三篇:帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)說課稿
《帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》說課稿
各位領(lǐng)導(dǎo)、各位評(píng)委老師大家好!
我說課的題目是《帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》,下面我從教材分析、學(xué)情分析、教學(xué)目標(biāo)、教法與學(xué)法分析、教學(xué)過程設(shè)計(jì)和教學(xué)效果評(píng)價(jià)六個(gè)部分對(duì)本節(jié)課進(jìn)行說明。
一、教材分析
1、教材的地位和作用
本節(jié)是高中物理選修3-1第一章的第9節(jié)。本節(jié)內(nèi)容是電場(chǎng)知識(shí)的重要應(yīng)用之一,是力學(xué)知識(shí)與電學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用,通過對(duì)本節(jié)課的學(xué)習(xí),學(xué)生能夠把電場(chǎng)知識(shí)和牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、運(yùn)動(dòng)的合成與分解等力學(xué)知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來,加深對(duì)力學(xué)、電學(xué)知識(shí)的理解,有利于培養(yǎng)學(xué)生用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
2、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
根據(jù)高中新課標(biāo),在理解教材的基礎(chǔ)上,確定本節(jié)的: 重點(diǎn):帶電粒子在電場(chǎng)中加速和偏轉(zhuǎn)的原理 難點(diǎn):帶電粒子的偏轉(zhuǎn)
二、學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了力學(xué)和電學(xué)的基本知識(shí),初步具備了應(yīng)用力學(xué)知識(shí)分析電場(chǎng)問題的能力??紤]學(xué)生的實(shí)際情況,教學(xué)時(shí)密切聯(lián)系舊有知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生親自動(dòng)手推導(dǎo),把突破難點(diǎn)的過程當(dāng)成鞏固和加深對(duì)舊有知識(shí)的理解應(yīng)用過程,從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。
三、教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)教學(xué)大綱和考試說明的要求,結(jié)合新課標(biāo)理念和學(xué)生實(shí)際制定如下三維目標(biāo):
1、知識(shí)與技能目標(biāo):
(1)理解并掌握帶電粒子在電場(chǎng)中加速和偏轉(zhuǎn)的原理。
(2)培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、推理及應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
2、過程與方法目標(biāo):采用師生互動(dòng)、學(xué)生口、腦、手并動(dòng),發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),展示學(xué)生個(gè)性,深化學(xué)生科學(xué)思維的方法。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo):通過學(xué)生由舊有知識(shí)探究新知識(shí)的過程,體驗(yàn)物理知識(shí)的前掛后聯(lián),感受物理知識(shí)與實(shí)際問題的和諧統(tǒng)一。
四、教法與學(xué)法分析
1、教學(xué)方法和手段
本節(jié)主要采用啟發(fā)引導(dǎo)、誘思探究的教學(xué)方法,運(yùn)用多媒體課件演示電子的運(yùn)動(dòng),使微觀粒子運(yùn)動(dòng)的過程宏觀化,從而創(chuàng)設(shè)物理情景,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。通過恰當(dāng)?shù)膯栴}設(shè)置和類比方法的應(yīng)用,點(diǎn)撥分析問題的方法思路,引導(dǎo)學(xué)生親自參與獲取知識(shí),提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。充分體現(xiàn)“教師主導(dǎo),學(xué)生主體”的教學(xué)原則。應(yīng)用多媒體教學(xué)手段,提高教學(xué)效率。
2、學(xué)法指導(dǎo)
學(xué)法在教與學(xué)的雙邊活動(dòng)中占據(jù)極其重要的地位,學(xué)而得法是教學(xué)的最終目的,“授之以魚不如授之以漁”,引導(dǎo)學(xué)生采用互動(dòng)探究法、討論
學(xué)習(xí)法、歸納總結(jié)法,培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、推理、總結(jié)、理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)能力,使學(xué)生在聯(lián)系舊有知識(shí)的基礎(chǔ)上歸納總結(jié)出新的規(guī)律,在此基礎(chǔ)上完成學(xué)習(xí)任務(wù)。
五、教學(xué)程序設(shè)計(jì)
為了切實(shí)完成教學(xué)目標(biāo),對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)采取如下設(shè)想:
(一)導(dǎo)入新課(約3分鐘)
運(yùn)用多媒體課件模擬電子束的運(yùn)動(dòng)徑跡,學(xué)生會(huì)對(duì)電子如何獲得速度和怎樣控制電子束的偏轉(zhuǎn)方向產(chǎn)生疑問?從而創(chuàng)設(shè)物理情景,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣引入新課。
(二)新課教學(xué)(約30分鐘)
用多媒體課件演示與問題探討相結(jié)合進(jìn)行理論分析,使學(xué)生由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。
1、帶電粒子的加速
(1)用課件演示電子束在加速電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生思考如何求電子射出電場(chǎng)時(shí)的速度V?讓學(xué)生動(dòng)手推導(dǎo)。
(2)引導(dǎo)學(xué)生分組討論:速度V的求解方法?
(3)小組派代表展示討論結(jié)果。老師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)兩種方法求解,得出運(yùn)用能量的觀點(diǎn)較簡(jiǎn)單、且動(dòng)能定理也適用于非勻強(qiáng)電場(chǎng)。根據(jù)速度V的表達(dá)式引出電子槍的原理及應(yīng)用(即例題1),從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,進(jìn)一步養(yǎng)成科學(xué)思維的方法。
2、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)
(1)用課件演示電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),引導(dǎo)學(xué)生觀察、思考兩個(gè)問題:①電子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)有什么相同點(diǎn)和不同點(diǎn)?②如何類比平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法來分析帶電粒子的偏轉(zhuǎn)?這樣的引導(dǎo)之后學(xué)生自然會(huì)找到解決問題的方法,從而突破了難點(diǎn)。
(2)結(jié)合例題2引導(dǎo)學(xué)生類比平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法,動(dòng)手推導(dǎo)偏轉(zhuǎn)位移Y及偏轉(zhuǎn)角θ正切值的表達(dá)式。培養(yǎng)學(xué)生用已學(xué)知識(shí)探究新規(guī)律的能力。(3)用投影展示學(xué)生推導(dǎo)的兩個(gè)表達(dá)式:Y=
(4)引導(dǎo)學(xué)生分組討論兩個(gè)問題:①如何改變側(cè)向位移Y及偏轉(zhuǎn)角θ的正切值?(Y、θ與偏轉(zhuǎn)電壓有關(guān))
②偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的作用是什么?(可以分離比荷不同的粒子)(5)小組派代表展示討論結(jié)果
3、帶電粒子先加速再偏轉(zhuǎn)
若電子先加速再偏轉(zhuǎn),電子射出電場(chǎng)時(shí)偏轉(zhuǎn)位移Y及偏轉(zhuǎn)角θ的正切值表達(dá)式又是怎樣?讓學(xué)生推導(dǎo)
(1)小組派代表展示討論結(jié)果,用投影展示兩個(gè)表達(dá)式:(2)根據(jù)學(xué)生的推導(dǎo)和討論結(jié)果引出示波管的原理,培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)際問題的能力。最后,用微機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證理論分析的正確性,使學(xué)生由理性認(rèn)識(shí)回到實(shí)踐中來。
(三)鞏固練習(xí)(約8分鐘):
(課件展示三個(gè)練習(xí)題)通過練習(xí),目的使學(xué)生在理解新知識(shí)的基礎(chǔ)上,能夠正確熟練地應(yīng)用,并使知識(shí)順利遷移,更好的完成知識(shí)目標(biāo)。
(四)課堂小結(jié)(約2分鐘)
小結(jié)中充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,引導(dǎo)學(xué)生自己從知識(shí)、方法兩方面總結(jié),既強(qiáng)化了知識(shí),又培養(yǎng)了學(xué)生的歸納、概括能力。
(五)布置作業(yè)
以鞏固知識(shí)、豐富學(xué)生知識(shí)面為目的,作業(yè)為課后3、5題,并要求學(xué)生課后查閱有關(guān)帶電粒子加速和偏轉(zhuǎn)的科普文章。
(六)板書設(shè)計(jì)
采用綱要式板書,力求條理清晰,體現(xiàn)中心內(nèi)容,突出重點(diǎn)。
1、帶電粒子的加速(1)速度V的求法 法一:動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn) 法二:能量觀點(diǎn)(2)應(yīng)用:電子槍
2、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)(1)側(cè)向位移和偏轉(zhuǎn)角(2)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的作用
3、帶電粒子先加速再偏轉(zhuǎn)(1)側(cè)向位移和偏轉(zhuǎn)角(2)應(yīng)用:示波管
六、教學(xué)效果評(píng)價(jià)
以上是我對(duì)“帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)”這節(jié)課的認(rèn)識(shí)和教學(xué)過程設(shè)計(jì),本節(jié)課以微機(jī)模擬——師生互動(dòng)——得出規(guī)律——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——鞏固練習(xí)的思路進(jìn)行教學(xué),符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。運(yùn)用多媒體教學(xué),把傳授知識(shí)、培養(yǎng)能力和滲透方法有機(jī)地結(jié)合在一起,目的在于全方位地培養(yǎng)學(xué)生,達(dá)到教學(xué)預(yù)期的效果。
我的說課到此結(jié)束,謝謝大家!
第四篇:《帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》說課稿-
《帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)》說課稿
胡鵬林
一、教材的分析與處理
1、地位和作用:
本節(jié)內(nèi)容是高中物理新教材選修 3-1 第一章第九節(jié),大綱要求學(xué)生理解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,并能分析解決加速和偏轉(zhuǎn)方向的問題。帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題是物理電學(xué)中的重點(diǎn)、難點(diǎn),它涉及到帶電粒子在電場(chǎng)中的受力分析,能量轉(zhuǎn)化,運(yùn)動(dòng)合成與分解等諸多知識(shí)點(diǎn),要求學(xué)生具有運(yùn)用電學(xué)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)處理力電綜合問題的分析、推理能力,以該問題為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)出的力電綜合問題歷來是高考中的熱點(diǎn)。
2、教材的安排與編寫意圖:
這節(jié)教材先從能量角度入手研究了帶電粒子在電場(chǎng)中的加速,然后,又從分析粒子受力情況入手,類比重力場(chǎng)中的平拋運(yùn)動(dòng),研究了帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題。編者安排這一節(jié),一方面是加深對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的理解,另一方面是借助分析帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn),使學(xué)生進(jìn)一步掌握運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
3、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
① 重點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn) ② 難點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
二、教學(xué)目標(biāo)
根據(jù)教學(xué)大綱和考試說明的要求,結(jié)合學(xué)生的特點(diǎn)制定如下目標(biāo):
1、知識(shí)與技能:
①掌握帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況的分析方法 ②掌握帶電粒子在電場(chǎng)中加速和偏轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
2、過程與方法:
①運(yùn)用猜想、類比等方法對(duì)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行理論探究
②運(yùn)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn),體會(huì)帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的一般分析方法
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀:
①了解帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)在技術(shù)上的應(yīng)用,體會(huì)物理與科技、生活的聯(lián)系激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
②嚴(yán)密的演繹推理,感悟理論研究須具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和科學(xué)精神
三、教學(xué)設(shè)想
1、教學(xué)的方法和手段:
本節(jié)以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,以思維訓(xùn)練為主線。通過回顧物體的勻加速直線運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng),使微觀粒子運(yùn)動(dòng)的過程宏觀化;通過恰當(dāng)?shù)膯栴}設(shè)置和類比方法的應(yīng)用,點(diǎn)撥了學(xué)生分析問題的方法思路;引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析、討論、歸納、總結(jié),使學(xué)生動(dòng)口、動(dòng)腦、動(dòng)手,親身參與獲取知識(shí),提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
四、學(xué)情分析
帶電粒子在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(重力場(chǎng)、電場(chǎng)、磁場(chǎng))問題,由于涉及的知識(shí)點(diǎn)眾多,要求的綜合能力較高,因而是歷年來高考的熱點(diǎn)內(nèi)容,這里需要將幾個(gè)基本的運(yùn)動(dòng),即直線運(yùn)動(dòng)中的加速、減速、往返運(yùn)動(dòng),曲線運(yùn)動(dòng)中的平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)進(jìn)行綜合鞏固和加深,同時(shí)需要將力學(xué)基本定律,即牛頓第二定律、動(dòng)量定理、動(dòng)量守恒定律、動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒定律、能量守恒定律等進(jìn)行綜合運(yùn)用。
五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)
為了切實(shí)完成所定教學(xué)目標(biāo),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用,對(duì)一些主要的教學(xué)環(huán)節(jié)采取了如下設(shè)想: 引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧相關(guān)知識(shí)點(diǎn)(1)牛頓第二定律的內(nèi)容是什么?(2)動(dòng)能定理的表達(dá)式是什么?(3)靜電力做功公式?
一、帶電粒子在電場(chǎng)中加速的處理
正確研究運(yùn)動(dòng)的前提是正確進(jìn)行受力分析。對(duì)于微觀粒子來講重力不計(jì),學(xué)生第一次接觸。當(dāng)然忽略重力,這是微觀粒子在電場(chǎng)中的公共條件,也是研究這一類問題的前提條件。教師延伸拓展
對(duì)于常見的微觀粒子:質(zhì)子、電子、α粒子、正負(fù)離子等,其重力遠(yuǎn)小于電場(chǎng)力,在沒有特別說明或暗示的情況下,一般不計(jì)重力。
對(duì)于帶電實(shí)體:帶電的小球、液滴、塵埃等,其重力與電場(chǎng)力接近,在沒有特別說明或暗示的情況下,一般要考慮重力。為了更好的學(xué)習(xí)新知識(shí),我們先通過習(xí)題回顧一下解題的方法
2、[習(xí)題]:一個(gè)質(zhì)量為m=2kg的物體靜止在光滑的水平面上,在外力F=4N作用下,使物體向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)的位移為s=100m時(shí),物體的速度是多大?
學(xué)生思考后讓學(xué)生在黑板寫出解題過程 解法一:用牛頓運(yùn)動(dòng)定律來解 由F=ma變形可求a=F/m=4/2=2(m/s2)再由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式2as=vt2-v02代入數(shù)得 vt2=2as=400,解得vt=20(m/s)
解法二:用動(dòng)能定理來解
外力做的功w=Fs=4×100=400(J)物體增加的動(dòng)能Ek=mvt2/2 有動(dòng)能定理可得:w=Ek 400= 2vt2/2 解得 vt=20(m/s)類比討論:帶電粒子在電場(chǎng)中的加速
若一個(gè)質(zhì)量為m帶正電荷q的粒子,在靜電力作用下由靜止從開始從正極向負(fù)極運(yùn)動(dòng)。
1、粒子做什么運(yùn)動(dòng)?
2、到負(fù)極時(shí)靜電力做的功?
3、到負(fù)極時(shí)的速度?
解:
1、粒子做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
2、Wab=quab
3、WAB=1/2mv2 即quab=1/2mv2 得
二、課堂練習(xí)
U +-
A.只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,v0=0的帶電粒子被加速
B.只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,粒子運(yùn)動(dòng)方向與場(chǎng)強(qiáng)方向平行的情況
C.只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,粒子運(yùn)動(dòng)方向與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的情況
D.適用于任何電場(chǎng)中,v0=0的帶電粒子被加速
2.如圖1,P和Q為兩平行金屬板,板間電壓為U,在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng).關(guān)于電子到達(dá)Q板時(shí)的速率,下列說法正確的是 [ ]
A.兩板間距離越大,加速時(shí)間越長(zhǎng),獲得的速率就越大
B.兩板間距離越小,加速度越大,獲得的速率就越大
C.與兩板間距離無關(guān),僅與加速電壓U有關(guān)
D.以上說法都不正確
三、課堂總結(jié)
四、作業(yè)布置
六、板書設(shè)計(jì):
帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
(一)、帶電粒子的加速 由W=qU及動(dòng)能定理:
W=△Ek=得:
2mv-0 2qU=到達(dá)另一板時(shí)的速度為:
mv 2 v=2qU m
七、課堂評(píng)價(jià)
本節(jié)課評(píng)價(jià)總體上以鼓勵(lì)為主,尋找學(xué)生的閃光點(diǎn),激發(fā)學(xué)生的自信心,讓學(xué)生保持健康向上的心態(tài),積極參與學(xué)習(xí)活動(dòng)。為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造良好環(huán)境,促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。本著這一原則,這堂課主要從以下方面進(jìn)行評(píng)價(jià):
1、觀察學(xué)生在探究學(xué)習(xí)中表現(xiàn)的興趣、投入程度以及合作態(tài)度。
2、評(píng)價(jià)學(xué)生觀點(diǎn)的準(zhǔn)確性,邏輯性,拓展性。
3、評(píng)價(jià)是否善于發(fā)現(xiàn)問題,提出的問題是否合理,是否新穎,廣度與深度如何。
4、通過討論和課堂練習(xí),評(píng)價(jià)學(xué)生知識(shí)遷移和舉例論證能力。
第五篇:1.9 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)教案范文
馬洪旭新課標(biāo)精品教案系列-選修3-1
1.8 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)
教學(xué)三維目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1.了解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)——只受電場(chǎng)力,帶電粒子做勻變速運(yùn)動(dòng)。2.重點(diǎn)掌握初速度與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(類平拋運(yùn)動(dòng))。3.知道示波管的主要構(gòu)造和工作原理。
(二)過程與方法
培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用力學(xué)和電學(xué)的知識(shí)分析解決帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.滲透物理學(xué)方法的教育:運(yùn)用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素,不計(jì)粒子重力。
2.培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力,體會(huì)物理知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用。重點(diǎn):帶電粒子在電場(chǎng)中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律
難點(diǎn):帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題及應(yīng)用。教學(xué)過程:
(一)復(fù)習(xí)力學(xué)及本章前面相關(guān)知識(shí)
要點(diǎn):動(dòng)能定理、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、牛頓定律、場(chǎng)強(qiáng)等。
(二)新課教學(xué)
1.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況(平衡、加速和減速)
⑴.若帶電粒子在電場(chǎng)中所受合力為零時(shí),即∑F=0時(shí),粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
例 :帶電粒子在電場(chǎng)中處于靜止?fàn)顟B(tài),該粒子帶正電還是負(fù)電? 分析:帶電粒子處于靜止?fàn)顟B(tài),∑F=0,qE?mg,因?yàn)樗苤亓ωQ直向下,所以所受電場(chǎng)力必為豎直向上。又因?yàn)閳?chǎng)強(qiáng)方向豎直向下,所以帶電體帶負(fù)電。
⑵.若∑F≠0(只受電場(chǎng)力)且與初速度方向在同一直線上,帶電粒子將做加速或減速直線運(yùn)動(dòng)。(變速直線運(yùn)動(dòng))◎打入正電荷(右圖),將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。
設(shè)電荷所帶的電量為q,板間場(chǎng)強(qiáng)為E 電勢(shì)差為U,板距為d, 電荷到達(dá)另一極板的速度為v,則
電場(chǎng)力所做的功為:W?qU?qEL
2粒子到達(dá)另一極板的動(dòng)能為:Ek?1 2mv221由動(dòng)能定理有:qU?1(或 對(duì)恒力)mvqEL?mv22第1頁(yè)(共3頁(yè))馬洪旭新課標(biāo)精品教案系列-選修3-1
※若初速為v0,則上列各式又應(yīng)怎么樣?讓學(xué)生討論并列出?!蛉舸蛉氲氖秦?fù)電荷(初速為v0),將做勻減速直線運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)情況可能如何,請(qǐng)學(xué)生討論,并得出結(jié)論。
請(qǐng)學(xué)生思考和討論課本P33問題 分析講解例題1。(詳見課本P33)
【思考與討論】若帶電粒子在電場(chǎng)中所受合力∑F≠0,且與初速度方向有夾角(不等于0°,180°),則帶電粒子將做什么運(yùn)動(dòng)?(曲線運(yùn)動(dòng))---引出
2.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(不計(jì)重力,且初速度v0⊥E,則帶電粒子將在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng))
復(fù)習(xí):物體在只受重力的作用下,被水平拋出,在水平方向上不受力,將做勻速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上只受重力,做初速度為零的自由落體運(yùn)動(dòng)。物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)為這兩種運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)。
詳細(xì)分析講解例題2。
解:粒子v0在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)
沿電場(chǎng)方向勻速運(yùn)動(dòng)所以有:L?v0t
①
2電子射出電場(chǎng)時(shí),在垂直于電場(chǎng)方向偏移的距離為: y?
1② at2粒子在垂直于電場(chǎng)方向的加速度:a?FeEeU??
③ mmmd1eU?L??由①②③得:y??2md??v0代入數(shù)據(jù)得:y?0.36m
???
④ ?2即電子射出時(shí)沿垂直于板面方向偏離0.36m 電子射出電場(chǎng)時(shí)沿電場(chǎng)方向的速度不變?nèi)詾関0,而垂直于電場(chǎng)方向的速度:
v??at?eUL?
⑤ mdv0故電子離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角?為:tan??代入數(shù)據(jù)得:?=6.8° 【討論】:若這里的粒子不是電子,而是一般的帶電粒子,則需考慮重力,上列各式又需怎樣列?指導(dǎo)學(xué)生列出。
3.示波管的原理
(1)示波器:用來觀察電信號(hào)隨
v?eUL
⑥ ?2v0mdv0第2頁(yè)(共3頁(yè))馬洪旭新課標(biāo)精品教案系列-選修3-1
時(shí)間變化的電子儀器。其核心部分是示波管
(2)示波管的構(gòu)造:由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成(如圖)。
(3)原理:利用了電子的慣性小、熒光物質(zhì)的熒光特性和人的視覺暫留等,靈敏、直觀地顯示出電信號(hào)隨間變化的圖線。
◎讓學(xué)生對(duì)P35的【思考與討論】進(jìn)行討論。
(三)小結(jié):
1、研究帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的兩條主要線索
帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),是一個(gè)綜合電場(chǎng)力、電勢(shì)能的力學(xué)問題,研究的方法與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)相同,它同樣遵循運(yùn)動(dòng)的合成與分解、力的獨(dú)立作用原理、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理、功能原理等力學(xué)規(guī)律.研究時(shí),主要可以按以下兩條線索展開.
(1)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系——牛頓第二定律
根據(jù)帶電粒子受到的電場(chǎng)力,用牛頓第二定律找出加速度,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電粒子的速度、位移等.這條線索通常適用于恒力作用下做勻變速運(yùn)動(dòng)的情況.
(2)功和能的關(guān)系——?jiǎng)幽芏ɡ?/p>
根據(jù)電場(chǎng)力對(duì)帶電粒子所做的功,引起帶電粒子的能量發(fā)生變化,利用動(dòng)能定理或從全過程中能量的轉(zhuǎn)化,研究帶電粒子的速度變化,經(jīng)歷的位移等.這條線索同樣也適用于不均勻的電場(chǎng).
2、研究帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的兩類重要的思維技巧(1)類比與等效
電場(chǎng)力和重力都是恒力,在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)可與重力作用下的運(yùn)動(dòng)類比.例如,垂直射入平行板電場(chǎng)中的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)可類比于平拋,帶電單擺在豎直方向勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)可等效于重力場(chǎng)強(qiáng)度g值的變化等.
(2)整體法(全過程法)電荷間的相互作用是成對(duì)出現(xiàn)的,把電荷系統(tǒng)的整體作為研究對(duì)象,就可以不必考慮其間的相互作用.
電場(chǎng)力的功與重力的功一樣,都只與始末位置有關(guān),與路徑無關(guān).它們分別引起電荷電勢(shì)能的變化和重力勢(shì)能的變化,從電荷運(yùn)動(dòng)的全過程中功能關(guān)系出發(fā)(尤其從靜止出發(fā)末速度為零的問題)往往能迅速找到解題入口或簡(jiǎn)化計(jì)算.
(四)鞏固新課:
1、引導(dǎo)學(xué)生完成問題與練習(xí)。1、3、4做練習(xí)。作業(yè)紙。
2、閱讀教材內(nèi)容,及P36-37的【科學(xué)足跡】、【科學(xué)漫步】
教后記
1、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是綜合性非常強(qiáng)的知識(shí)點(diǎn),對(duì)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系以及動(dòng)量、能量的觀點(diǎn)要求較高,是高考的熱點(diǎn)之一,所以教學(xué)時(shí)要有一定的高度。
2、學(xué)生對(duì)于帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)的處理局限于記住偏轉(zhuǎn)量和偏轉(zhuǎn)角的公式,不能從力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系角度高層次的分析,這樣的能力可能要到高三一輪復(fù)習(xí)結(jié)束才能具備。
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