2019-2020年《帶電粒子在電場中的運動1》教案WORD版.doc

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2019-2020年《帶電粒子在電場中的運動1》教案WORD版 三維教學(xué)目標 1、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。 2、過程與方法：培養(yǎng)學(xué)生綜合運用力學(xué)和電學(xué)知識分析、解決帶電粒子在電場中的運動。 3、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。 教學(xué)重點：帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)規(guī)律。 教學(xué)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： 第九節(jié) 帶電粒子在電場中的運動 （一）復(fù) 習(xí) 要點：動能定理、平拋運動規(guī)律、牛頓定律、場強等。 （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） （1）若帶電粒子在電場中所受合力為零時，即∑F＝0時，粒子將保持靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)。 如圖：帶電粒子在電場中處于靜止狀態(tài)，該粒子帶正電還是負電? 分析：帶電粒子處于靜止狀態(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。又因為場強方向豎直向下，所以帶電體帶負電。 （2）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動(變速直線運動)。 假如：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，板間場強為E，電勢差為U，板距為d，電荷到達另一極板的速度為v，則 電場力所做的功為： 粒子到達另一極板的動能為： 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（）。 假如：打入的是負電荷（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。 分析講解，詳見課本P33 （3）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v0⊥E，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： ① 電子射出電場時，在垂直于電場方向偏移的距離為： ② 電子在電場方向的加速度： 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，而沿電場方向的速度： 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 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P36的【思考與討論】進行討論。 4、解題指導(dǎo) （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： 線索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。 線索1、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 思維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電場中的運動可等效于重力場強度g值的變化等。 思維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。 5、作業(yè)：1、閱讀教材內(nèi)容 2、完成 練習(xí)P39 1、3、4 教后記： 1、帶電粒子在電場中的運動是綜合性非常強的知識點，對力和運動的關(guān)系以及動量、能量的觀點要求較高，是高考的熱點之一，所以教學(xué)時要有一定的高度。 2、學(xué)生對于帶電粒子在電場中的運動的處理局限于記住偏轉(zhuǎn)量和偏轉(zhuǎn)角的公式，不能從力和運動的關(guān)系角度高層次的分析，這樣的能力可能要到高三一輪復(fù)習(xí)結(jié)束才能具備。