2019-2020年高中物理《帶電粒子在電場中的運(yùn)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(yùn)動教案6 新人教版選修3-1一、教學(xué)目標(biāo)：1、知識與技能：（1）理解帶電粒子在電場中的運(yùn)動規(guī)律，只受電場力時，帶電粒子做勻變速運(yùn)動學(xué)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(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）知道示波管的構(gòu)造和原理2、過程與方法：（1）培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、表達(dá)及應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的能力，進(jìn)一步養(yǎng)成科學(xué)思維的方法。（2）滲透物理學(xué)方法的教育，讓學(xué)生學(xué)習(xí)運(yùn)用理想化方法，突出主要因素，忽略次要因素的科學(xué)的研究方法3、情感、態(tài)度、價值觀通過本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的意志品質(zhì)為了愛國而努力學(xué)習(xí)的熱情。二、重點(diǎn)和難點(diǎn)帶電粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)，都是本節(jié)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。 三、教學(xué)方法講授式為主的教學(xué)方法，通過恰當(dāng)?shù)膯栴}設(shè)置和類比方法的應(yīng)用，點(diǎn)撥了學(xué)生分析問題的方法思路引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析、討論、歸納、總結(jié)，使學(xué)生動口、動腦、動手，親身參與獲取知識，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。四、教學(xué)用具和多媒體課件帶電粒子在電場中的運(yùn)動五、教學(xué)過程第一課時1、引入展示圖片，同時問學(xué)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(yùn)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(yùn)動，那么，我們怎么樣控制微觀的粒子的運(yùn)動呢？引導(dǎo)學(xué)生思考引出課題。板書9帶電粒子在電場中的運(yùn)動為了更好的學(xué)習(xí)新知識，我們先通過習(xí)題回顧一下解題的方法2、 習(xí)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(yùn)動，當(dāng)運(yùn)動的位移為s=100m時，物體的速度是多大？學(xué)生思考后爬黑板寫出解題過程解法一：用牛頓運(yùn)動定律來解由F=ma變形可求a=F/m=4/2=2(m/s2)再由運(yùn)動學(xué)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(qiáng)電場中運(yùn)動的問題時，一般都可忽略重力的影響，認(rèn)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(xué)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(fù)極板運(yùn)動，計算它到達(dá)負(fù)極板時的速度。分析：這節(jié)課我們研究帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動，關(guān)于運(yùn)動，我們剛剛已經(jīng)研究過了：物體在力的作用下，運(yùn)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(yùn)動情況又是怎樣的呢？板書解法一：用牛頓運(yùn)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(qiáng)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(shè)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(qiáng)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(yùn)動學(xué)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(yùn)動的過程中，靜電力做的功大小為 帶電粒子到達(dá)極板時動能 根據(jù)動能定理可得 如果是非勻強(qiáng)電場仍可用功能關(guān)系推導(dǎo)出這個公式（牛頓運(yùn)動定律將不再適用），這個公式不僅使用于勻強(qiáng)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(shè)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(jī)演示電子在加速電場中的運(yùn)動，讓學(xué)生思考如何求電子射出加速電場時的速度？并進(jìn)行推導(dǎo)。（學(xué)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(dǎo)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(xí) A只適用于勻強(qiáng)電場中，v00的帶電粒子被加速B只適用于勻強(qiáng)電場中，粒子運(yùn)動方向與場強(qiáng)方向平行的情況C只適用于勻強(qiáng)電場中，粒子運(yùn)動方向與場強(qiáng)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(yùn)動關(guān)于電子到達(dá)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(yùn)動情況，如果帶電粒子的初速度方向與場強(qiáng)方向垂直粒子會做什么運(yùn)動呢？可能更復(fù)雜，我們的科研工作者就是這樣一點(diǎn)一點(diǎn)研究和試驗現(xiàn)在已能很好的控制粒子的運(yùn)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(shí)際應(yīng)用我們現(xiàn)在使用的電視機(jī)、電腦的顯示器都是通過控制大量電子的運(yùn)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(xué)生一定要努力學(xué)習(xí)，將來在各行各業(yè)，也許在航天史上就會獻(xiàn)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(dá)B板時速度大小為_；若粒子帶q電量，它到達(dá)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(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場中，如圖7所示，電子從A點(diǎn)入射到達(dá)B點(diǎn)速度為零，則AB兩點(diǎn)的電勢差為_；AB間的距離為_3、課本P39 問題與練習(xí) 14、閱讀“科學(xué)的足跡”密立根實(shí)驗電子電荷量的測定（7）課后反思