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

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)內容的學習，培養(yǎng)學生科學研究的意志品質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，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，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。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、新授內容（1）板書帶電粒子：一般是指電子、質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，關于運動，我們剛剛已經研究過了：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 根據動能定理可得 如果是非勻強電場仍可用功能關系推導出這個公式（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，v00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，v00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，僅與加速電壓U有關D以上說法都不正確（5）課堂小結及拓展延伸本節(jié)內容是關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 14、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