2019-2020年高中物理《帶電粒子在電場中的運(yùn)動》教案2 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(yùn)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(yùn)動只受電場力,帶電粒子做勻變速運(yùn)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(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: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(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)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(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(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(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(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v0E,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: 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(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)點動力學(xué)相同,它同樣遵循運(yùn)動的合成與分解、力的獨立作用原理、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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