2019-2020年高中物理《帶電粒子在電場中的運動》教案2 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2 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動只受電場力，帶電粒子做勻變速運動。2重點掌握初速度與場強(qiáng)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動。（三）情感態(tài)度與價值觀1滲透物理學(xué)方法的教育：運用理想化方法，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：帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律 難點：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：動能定理、平拋運動規(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動情況（平衡、加速和減速）若帶電粒子在電場中所受合力為零時，即F0時，粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運動狀態(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(xiàn)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。若F0（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動。(變速直線運動)打入正電荷（右圖），將做勻加速直線運動。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），將做勻減速直線運動，其運動情況可能如何，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F0，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動？（曲線運動）-引出2帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)（不計重力，且初速度v0E，則帶電粒子將在電場中做類平拋運動）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，將做勻速直線運動，在豎直方向上只受重力，做初速度為零的自由落體運動。物體的實際運動為這兩種運動的合運動。詳細(xì)分析講解例題2。解：粒子v0在電場中做類平拋運動沿電場方向勻速運動所以有： 電子射出電場時，在垂直于電場方向偏移的距離為： 粒子在垂直于電場方向的加速度： 由得： 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： 故電子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角為： 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動的兩條主要線索帶電粒子在電場中的運動，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)點動力學(xué)相同，它同樣遵循運動的合成與分解、力的獨立作用原理、牛頓運動定律、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動可與重力作用下的運動類比例如，垂直射入平行板電場中的帶電粒子的運動可類比于平拋，帶電單擺在豎直方向勻強(qiáng)電場中的運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】