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2019-2020年《帶電粒子在電場中的運(yùn)動2》教案WORD版.doc

  • 資源ID:6201871       資源大?。?span id="5h0urow" class="font-tahoma">149KB        全文頁數(shù):7頁
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2019-2020年《帶電粒子在電場中的運(yùn)動2》教案WORD版.doc

第九節(jié) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(一)知識與技能1、理解帶電粒子在電場中的運(yùn)動規(guī)律,并能分析解決加速和偏轉(zhuǎn)方向的問題2、知道示波管的構(gòu)造和基本原理(二)過程與方法通過帶電粒子在電場中加速、偏轉(zhuǎn)過程分析,培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力(三)情感、態(tài)度與價值觀通過知識的應(yīng)用,培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)的精神重點(diǎn)帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動規(guī)律難點(diǎn)運(yùn)用電學(xué)知識和力學(xué)知識綜合處理偏轉(zhuǎn)問題教學(xué)方法講授法、歸納法、互動探究法教具多媒體課件教學(xué)過程(一)引入新課帶電粒子在電場中受到電場力的作用會產(chǎn)生加速度,使其原有速度發(fā)生變化在現(xiàn)代科學(xué)實驗和技術(shù)設(shè)備中,常常利用電場來控制或改變帶電粒子的運(yùn)動。具體應(yīng)用有哪些呢?本節(jié)課我們來研究這個問題以勻強(qiáng)電場為例。(二)進(jìn)行新課教師活動:引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)回顧相關(guān)知識點(diǎn)(1)牛頓第二定律的內(nèi)容是什么?(2)動能定理的表達(dá)式是什么?(3)平拋運(yùn)動的相關(guān)知識點(diǎn)。(4)靜電力做功的計算方法。學(xué)生活動:結(jié)合自己的實際情況回顧復(fù)習(xí)。師生互動強(qiáng)化認(rèn)識:(1)a=F合/m(注意是F合)(2)W合=Ek=(注意是合力做的功)(3)平拋運(yùn)動的相關(guān)知識(4)W=Fscos(恒力勻強(qiáng)電場) W=qU(任何電場)1、帶電粒子的加速教師活動:提出問題要使帶電粒子在電場中只被加速而不改變運(yùn)動方向該怎么辦?(相關(guān)知識鏈接:合外力與初速度在一條直線上,改變速度的大?。缓贤饬εc初速度成90,僅改變速度的方向;合外力與初速度成一定角度,既改變速度的大小又改變速度的方向)學(xué)生探究活動:結(jié)合相關(guān)知識提出設(shè)計方案并互相討論其可行性。學(xué)生介紹自己的設(shè)計方案。師生互動歸納:(教師要對學(xué)生進(jìn)行激勵評價)方案1:v0=0,僅受電場力就會做加速運(yùn)動,可達(dá)到目的。方案2:v00,僅受電場力,電場力的方向應(yīng)同v0同向才能達(dá)到加速的目的。教師投影:加速示意圖學(xué)生探究活動:上面示意圖中兩電荷電性換一下能否達(dá)到加速的目的?(提示:從實際角度考慮,注意兩邊是金屬板)學(xué)生匯報探究結(jié)果:不可行,直接打在板上。學(xué)生活動:結(jié)合圖示動手推導(dǎo),當(dāng)v0=0時,帶電粒子到達(dá)另一板的速度大小。(教師抽查學(xué)生的結(jié)果展示、激勵評價)教師點(diǎn)撥拓展:方法一:先求出帶電粒子的加速度:2019-2020年帶電粒子在電場中的運(yùn)動2教案WORD版再根據(jù)vt2-v02=2ad可求得當(dāng)帶電粒子從靜止開始被加速時獲得的速度為: vt=方法二:由W=qU及動能定理:W=Ek=mv2-0得:qU=mv2到達(dá)另一板時的速度為:v=.深入探究:(1)結(jié)合牛頓第二定律及動能定理中做功條件(W=Fscos恒力 W=Uq 任何電場)討論各方法的實用性。(2)若初速度為v0(不等于零),推導(dǎo)最終的速度表達(dá)式。學(xué)生活動:思考討論,列式推導(dǎo)(教師抽查學(xué)生探究結(jié)果并展示)教師點(diǎn)撥拓展:(1)推導(dǎo):設(shè)初速為v0,末速為v,則據(jù)動能定理得qU=mv2-mv02所以 v=(v0=0時,v=)方法滲透:理解運(yùn)動規(guī)律,學(xué)會求解方法,不去死記結(jié)論。(2)方法一:必須在勻強(qiáng)電場中使用(F=qE,F(xiàn)為恒力,E恒定)方法二:由于非勻強(qiáng)電場中,公式W=qU同樣適用,故后一種可行性更高,應(yīng)用程度更高。實例探究:課本例題1第一步:學(xué)生獨(dú)立推導(dǎo)。第二步:對照課本解析歸納方法。第三步:教師強(qiáng)調(diào)注意事項。(計算先推導(dǎo)最終表達(dá)式,再統(tǒng)一代入數(shù)值運(yùn)算,統(tǒng)一單位后不用每個量都寫,只在最終結(jié)果標(biāo)出即可)過渡:如果帶電粒子在電場中的加速度方向不在同一條直線上,帶電粒子的運(yùn)動情況又如何呢?下面我們通過一種較特殊的情況來研究。2、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)教師投影:如圖所示,電子以初速度v0垂直于電場線射入勻強(qiáng)電場中問題討論:(1)分析帶電粒子的受力情況。(2)你認(rèn)為這種情況同哪種運(yùn)動類似,這種運(yùn)動的研究方法是什么?(3)你能類比得到帶電粒子在電場中運(yùn)動的研究方法嗎?學(xué)生活動:討論并回答上述問題: (1)關(guān)于帶電粒子的受力,學(xué)生的爭論焦點(diǎn)可能在是否考慮重力上。教師應(yīng)及時引導(dǎo):對于基本粒子,如電子、質(zhì)子、粒子等,由于質(zhì)量m很小,所以重力比電場力小得多,重力可忽略不計。對于帶電的塵埃、液滴、小球等,m較大,重力一般不能忽略。(2)帶電粒子以初速度v0垂直于電場線方向飛入勻強(qiáng)電場時,受到恒定的與初速度方向成90角的作用而做勻變速曲線運(yùn)動,類似于力學(xué)中的平拋運(yùn)動,平拋運(yùn)動的研究方法是運(yùn)動的合成和分解。(3)帶電粒子垂直進(jìn)入電場中的運(yùn)動也可采用運(yùn)動的合成和分解的方法進(jìn)行。CAI課件分解展示:(1)帶電粒子在垂直于電場線方向上不受任何力,做勻速直線運(yùn)動。(2)在平行于電場線方向上,受到電場力的作用做初速為零的勻加速直線運(yùn)動。深入探究:如右圖所示,設(shè)電荷帶電荷量為q,平行板長為L,兩板間距為d,電勢差為U,初速為v0試求:(1)帶電粒子在電場中運(yùn)動的時問t。(2)粒子運(yùn)動的加速度。(3)粒子受力情況分析。(4)粒子在射出電場時豎直方向上的偏轉(zhuǎn)距離。(5)粒子在離開電場時豎直方向的分速度。(6)粒子在離開電場時的速度大小。(7)粒子在離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度。學(xué)生活動:結(jié)合所學(xué)知識,自主分析推導(dǎo)。(教師抽查學(xué)生活動結(jié)果并展示,教師激勵評價)投影示范解析:解:由于帶電粒子在電場中運(yùn)動受力僅有電場力(與初速度垂直且恒定),不考慮重力,故帶電粒子做類平拋運(yùn)動。粒子在電場中的運(yùn)動時間 t=加速度 a=qU/md豎直方向的偏轉(zhuǎn)距離:y=at2=粒子離開電場時豎直方向的速度為v1=at=速度為: v=粒子離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度為:tan=拓展:若帶電粒子的初速v0是在電場的電勢差U1下加速而來的(從零開始),那么上面的結(jié)果又如何呢?(y,)學(xué)生探究活動:動手推導(dǎo)、互動檢查。(教師抽查學(xué)生推導(dǎo)結(jié)果并展示:結(jié)論:y=arctan與q、m無關(guān)。3、示波管的原理出示示波器,教師演示操作光屏上的亮斑及變化。掃描及變化。豎直方向的偏移并調(diào)節(jié)使之變化。機(jī)內(nèi)提供的正弦電壓觀察及變化的觀察。學(xué)生活動:觀察示波器的現(xiàn)象。閱讀課本相關(guān)內(nèi)容探究原因。教師點(diǎn)撥拓展,師生互動探究:多媒體展示:示波器的核心部分是示波管,由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。投影:示波管原理圖: 電子槍中的燈絲K發(fā)射電子,經(jīng)加速電場加速后,得到的速度為:v0=如果在偏轉(zhuǎn)電極上加電壓電子在偏轉(zhuǎn)電極的電場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)離開偏轉(zhuǎn)電極后沿直線前進(jìn),打在熒光屏上的亮斑在豎直方向發(fā)生偏移其偏移量為=y+Ltan因為y= tan所以=U+L =U=(L+)tan如果U=Umaxsint則=maxsint學(xué)生活動:結(jié)合推導(dǎo)分析教師演示現(xiàn)象。(三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評1帶電粒子的加速 (1)動力學(xué)分析:帶電粒子沿與電場線平行方向進(jìn)入電場,受到的電場力與運(yùn)動方向在同一直線上,做加(減)速直線運(yùn)動,如果是勻強(qiáng)電場,則做勻加(減)速運(yùn)動 (2)功能關(guān)系分析:粒子只受電場力作用,動能變化量等于電勢能的變化量 (初速度為零); 此式適用于一切電場 2帶電粒子的偏轉(zhuǎn) (1)動力學(xué)分析:帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場中,受到恒定的與初速度方向成900角的電場力作用而做勻變速曲線運(yùn)動 (類平拋運(yùn)動) (2)運(yùn)動的分析方法(看成類平拋運(yùn)動): 沿初速度方向做速度為v0的勻速直線運(yùn)動 沿電場力方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(四)布置作業(yè)1、書面完成 “問題與練習(xí)”第3、4、5題;思考并回答第1、2題。2、課下閱讀課本“科學(xué)足跡”和“科學(xué)漫步”中的兩篇文章。

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