2019-2020年高中物理 1.8《帶電粒子在電場中的運(yùn)動》教案 新人教版選修3-1.doc
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2019-2020年高中物理 1.8《帶電粒子在電場中的運(yùn)動》教案 新人教版選修3-1 教學(xué)目標(biāo) (一)知識與技能 1.了解帶電粒子在電場中的運(yùn)動——只受電場力,帶電粒子做勻變速運(yùn)動。 2.重點(diǎn)掌握初速度與場強(qiáng)方向垂直的帶電粒子在電場中的運(yùn)動(類平拋運(yùn)動)。 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)的知識分析解決帶電粒子在電場中的運(yùn)動。 (三)情感態(tài)度與價值觀 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,不計粒子重力。 2.培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題的能力,體會物理知識的實際應(yīng)用。 重點(diǎn):帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律 難點(diǎn):帶電粒子在電場中的偏轉(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 要點(diǎn):動能定理、平拋運(yùn)動規(guī)律、牛頓定律、場強(qiáng)等。 (二)新課教學(xué) 1.帶電粒子在電場中的運(yùn)動情況(平衡、加速和減速) ⑴.若帶電粒子在電場中所受合力為零時,即∑F=0時,粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。 例 :帶電粒子在電場中處于靜止?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,,因為所受重力豎直向下,所以所受電場力必為豎直向上。又因為場強(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。(變速直線運(yùn)動) ◎打入正電荷(右圖),將做勻加速直線運(yùn)動。 設(shè)電荷所帶的電量為q,板間場強(qiáng)為E 電勢差為U,板距為d, 電荷到達(dá)另一極板的速度為v,則 電場力所做的功為: 粒子到達(dá)另一極板的動能為: 由動能定理有:(或 對恒力) ※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。 ◎若打入的是負(fù)電荷(初速為v0),將做勻減速直線運(yùn)動,其運(yùn)動情況可能如何,請學(xué)生討論,并得出結(jié)論。 ◎ 請學(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?(曲線運(yùn)動)---引出 2.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)(不計重力,且初速度v0⊥E,則帶電粒子將在電場中做類平拋運(yùn)動) 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,在豎直方向上只受重力,做初速度為零的自由落體運(yùn)動。物體的實際運(yùn)動為這兩種運(yùn)動的合運(yùn)動。 詳細(xì)分析講解例題2。 解:粒子v0在電場中做類平拋運(yùn)動 沿電場方向勻速運(yùn)動所以有: ① 電子射出電場時,在垂直于電場方向偏移的距離為: ② 粒子在垂直于電場方向的加速度: ③ 由①②③得: ④ 代入數(shù)據(jù)得:m 即電子射出時沿垂直于板面方向偏離0.36m 電子射出電場時沿電場方向的速度不變?nèi)詾関0,而垂直于電場方向的速度: ⑤ 故電子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角為: ⑥ 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:用來觀察電信號隨時間變化的電子儀器。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隨間變化的圖線。 ◎讓學(xué)生對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中運(yùn)動的兩條主要線索 帶電粒子在電場中的運(yùn)動,是一個綜合電場力、電勢能的力學(xué)問題,研究的方法與質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)相同,它同樣遵循運(yùn)動的合成與分解、力的獨(dú)立作用原理、牛頓運(yùn)動定律、動能定理、功能原理等力學(xué)規(guī)律.研究時,主要可以按以下兩條線索展開. (1)力和運(yùn)動的關(guān)系——牛頓第二定律 根據(jù)帶電粒子受到的電場力,用牛頓第二定律找出加速度,結(jié)合運(yùn)動學(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)動的情況. (2)功和能的關(guān)系——動能定理 根據(jù)電場力對帶電粒子所做的功,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. 2、研究帶電粒子在電場中運(yùn)動的兩類重要的思維技巧 (1)類比與等效 電場力和重力都是恒力,在電場力作用下的運(yùn)動可與重力作用下的運(yùn)動類比.例如,垂直射入平行板電場中的帶電粒子的運(yùn)動可類比于平拋,帶電單擺在豎直方向勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動可等效于重力場強(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出現(xiàn)的,把電荷系統(tǒng)的整體作為研究對象,就可以不必考慮其間的相互作用. 電場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能的變化和重力勢能的變化,從電荷運(yùn)動的全過程中功能關(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化計算. (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)2、5。 2、閱讀教材內(nèi)容,及P36-37的【科學(xué)足跡】、【科學(xué)漫步】- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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