2019-2020年高中物理《帶電粒子在電場中的運動》教案6 新人教版選修3-1.doc
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2019-2020年高中物理《帶電粒子在電場中的運動》教案6 新人教版選修3-1 一、教學目標: 1、知識與技能: (1)理解帶電粒子在電場中的運動規(guī)律,只受電場力時,帶電粒子做勻變速運動.學會從力和能的轉(zhuǎn)化兩個角度來解決問題。 (2)理解并掌握帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)的原理,掌握初速度與場強方向垂直的帶電粒子在電場中的運動──類平拋運動. (3)知道示波管的構(gòu)造和原理. 2、過程與方法: (1)培養(yǎng)學生觀察、分析、表達及應用物理知識解決實際問題的能力,進一步養(yǎng)成科學思維的方法。 (2)滲透物理學方法的教育,讓學生學習運用理想化方法,突出主要因素,忽略次要因素的科學的研究方法. 3、情感、態(tài)度、價值觀 通過本節(jié)內(nèi)容的學習,培養(yǎng)學生科學研究的意志品質(zhì).為了愛國而努力學習的熱情。 二、重點和難點 帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn),都是本節(jié)學習的重點,也是難點。 三、教學方法 講授式為主的教學方法,通過恰當?shù)膯栴}設置和類比方法的應用,點撥了學生分析問題的方法思路引導學生進行分析、討論、歸納、總結(jié),使學生動口、動腦、動手,親身參與獲取知識,提高學生的綜合素質(zhì)。 四、教學用具和多媒體 課件《帶電粒子在電場中的運動》 五、教學過程 第一課時 1、引入 展示圖片,同時問學生:你知道這三幅圖片是什么圖嗎? “嫦娥一號”發(fā)射成功說明了我國航天事業(yè)的迅猛發(fā)展,也說明了我國科技工作者能很好的控制宇宙飛船的運動。宇宙飛船是宏觀的物體,可以通過火箭等來作動力改變飛船的運動,那么,我們怎么樣控制微觀的粒子的運動呢?引導學生思考引出課題。 [板書]9帶電粒子在電場中的運動 為了更好的學習新知識,我們先通過習題回顧一下解題的方法 2、 [習題]:一個質(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,使物體向右運動,當運動的位移為s=100m時,物體的速度是多大? 學生思考后爬黑板寫出解題過程 解法一:用牛頓運動定律來解 由F=ma變形可求a=F/m=4/2=2(m/s2) 再由運動學公式2as=vt2-v02代入數(shù)得 vt2=2as=400,解得vt=20(m/s) 解法二:用動能定理來解 外力做的功w=Fs=4100=400(J) 物體增加的動能Ek=mvt2/2 有動能定理可得:w=Ek 400= 2vt2/2 解得 vt=20(m/s) 以上分別是從力和能的角度來解題的 3、新授內(nèi)容 (1)[板書]帶電粒子:一般是指電子、質(zhì)子及其某些離子或原子核等微觀的帶電體。所以在處理微觀帶電粒子在勻強電場中運動的問題時,一般都可忽略重力的影響,認為帶電粒子只受重力的作用。 但是要特別注意:有時研究的問題不是微觀帶電粒子,而是宏觀帶電物體,那就不允許忽略重力影響了,如液滴、塵埃、小球一般都不能忽略。 這是物理學常常用到的方法-------理想化方法 (2)帶電粒子的加速 U + - [課件展示]在真空中有一對平行金屬板,由于接上電池組而帶電,兩板間的電勢差為U。若一個質(zhì)量為m,帶正電荷q的粒子,在靜電力的作用下由靜止開始從正極板向負極板運動,計算它到達負極板時的速度。 [分析]:這節(jié)課我們研究帶電粒子在勻強電場中的運動,關(guān)于運動,我們剛剛已經(jīng)研究過了:物體在力的作用下,運動狀態(tài)發(fā)生了改變,同樣,對于電場中的帶電粒子而言,受到電場力的作用,那么它的運動情況又是怎樣的呢? [板書] 解法一:用牛頓運動定律來解 由于帶等量異種電荷的平行金屬板間形成的電場是勻強電場,粒子受到的靜電力是恒力F=Eq,因為E沒給出需要先求出來,我們可以假設兩金屬板間的距離d,則可以用電勢差來表示出兩板間的場強E=U/d代入上式得F=Uq/d 由F=ma變形可求a=F/m= Uq/(dm) 再由運動學公式2ad=vt2-v02 將上式代入整理可得 解法二:用動能定理來解 帶電粒子在電場中運動的過程中,靜電力做的功大小為 帶電粒子到達極板時動能 根據(jù)動能定理可得 如果是非勻強電場仍可用功能關(guān)系推導出這個公式(牛頓運動定律將不再適用),這個公式不僅使用于勻強電場,而且適用于任何其它電場. (3)[例題]:熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在金屬絲和金屬板之間加以電壓U=2500V,發(fā)射出的電子在真空中加速后,從金屬板的小孔穿出。電子穿出時的速度有多大?設電子剛剛離開金屬絲時的速度為零。(電子的質(zhì)量m=0.910-30kg和電子的電荷量e=1.610-19C) 以微機演示電子在加速電場中的運動,讓學生思考如何求電子射出加速電場時的速度?并進行推導。(學生說解題的過程) 解:電荷量為e的電子從金屬絲移動到金屬板,兩處的電勢差為U,電勢能的減少量是eU,減少的電勢能全部轉(zhuǎn)化成為電子的動能,所以 解出速度v并把數(shù)值代入,得 通過以上推導和計算可知:適用于求初速度為零的粒子被加速后的速度,且兩極板間的電壓越大,被加速后粒子的速度越大。 (4)課堂練習 A.只適用于勻強電場中,v0=0的帶電粒子被加速 B.只適用于勻強電場中,粒子運動方向與場強方向平行的情況 C.只適用于勻強電場中,粒子運動方向與場強方向垂直的情況 D.適用于任何電場中,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板運動.關(guān)于電子到達Q板時的速率,下列說法正確的是 [ ] A.兩板間距離越大,加速時間越長,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 (5)課堂小結(jié)及拓展延伸 本節(jié)內(nèi)容是關(guān)于帶電粒子在電場中的加速運動情況,如果帶電粒子的初速度方向與場強方向垂直粒子會做什么運動呢?可能更復雜,我們的科研工作者就是這樣一點一點研究和試驗現(xiàn)在已能很好的控制粒子的運動,制成了示波管,示波管就是帶電粒子在電場中的加速偏轉(zhuǎn)問題的實際應用.我們現(xiàn)在使用的電視機、電腦的顯示器都是通過控制大量電子的運動打到不同熒光物質(zhì)上發(fā)光而顯示圖像的。我們作為一名學生一定要努力學習,將來在各行各業(yè),也許在航天史上就會獻出我們的一份努力。 (6)課后作業(yè) 1、如圖6所示,B板電勢為U,質(zhì)量為m的帶電粒子(重量不計)以初速v0水平射入電場.若粒子帶-q電量,則粒子到達B板時速度大小為______;若粒子帶+q電量,它到達B板時速度大小為______. 2、電子電量為e,質(zhì)量為m,以速度v0沿著電場線射入場強為E的勻強電場中,如圖7所示,電子從A點入射到達B點速度為零,則AB兩點的電勢差為______;AB間的距離為______. 3、課本P39 問題與練習 1 4、閱讀“科學的足跡”密立根實驗——電子電荷量的測定 (7)課后反思- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、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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