《库仑定律》教案分析.docx

《库仑定律》教案分析【三维目标】知识与技能: 知道点电荷的概念,理解并掌握库仑定律的含义及其表达式; 会用库仑定律进行有关的计算; 知道库仑扭称的原理。过程与方法: 通过学习库仑定律得出的过程,体验从猜想到验证、从定性到定量的科学探究过程,学会通过间接手段测量微小力的方法; 通过探究活动培养学生观察现象、分析结果及结合数学知识解决物理问题的研究方法。情感、态度和价值观: 通过对点电荷的研究,让学生感受物理学研究中建立理想模型的重要意义; 通过静电力和万有引力的类比,让学生体会到自然规律有其统一性和多样性。【教学重点】建立库仑定律的过程; 库仑定律的应用。【教学难点】库仑定律的实验验证过程。【教学方法】实验探究法、交流讨论法。【教学过程和内容】同学们,通过前面的学习,我们知道“同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引”,这让我们对电荷间作用力的方向有了一定的认识。我们把电荷间的作用力叫做静电力,那么静电力的大小满足什么规律呢?让我们一起进入本章第二节《库仑定律》的学习。活动一:思考与猜想同学们,电荷间的作用力是通过带电体间的相互作用来表现的, 因此,我们应该研究带电体间的相互作用。可是,生活中带电体的大小和形状是多种多样的,这就给我们寻找静电力的规律带来了麻烦。早在300多年以前,伟大的牛顿在研究万有引力的同时,就曾对带电纸片的运动进行研究,可是由于带电纸片太不规则,牛顿对静电力的研究并未成功。大家对研究对象的选择有什么好的建议吗? 在静电学的研究中,我们经常使用的带电体是球体。带电体间的作用力的大小与哪些因素有关呢? 请学生根据自己的生活经验大胆猜想。电荷间的作用力与影响因素的关系实验表明:电荷间的作用力F随电荷量q的增大而增大;随距离r的增大而减小。我们的研究到这里是否可以结束了?为什么? 这只是定性研究,应该进一步深入得到更准确的定量关系。静电力F与r,q之间可能存在什么样的定量关系? 你觉得哪种可能更大?为什么? 活动二:设计与验证研究F与r、q的定量关系应该采用什么方法? 控制变量法——保持q不变,验证F与r2的反比关系; 保持r不变,验证F与q的正比关系。. 困难一:F的测量困难二:q的测量有这样一个事实:两个相同的金属小球,一个带电、一个不带电,互相接触后,它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等。——这说明了什么? 现在,你有什么想法了吗? 定量验证实验结论:两个点电荷间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们距离的二次方成反比。同学们,我们一起用了大约20分钟得到的这个结论,其实在物理学发展史上,数位伟大的科学家用了近30年的时间得到的并以法国物理学家库仑的名字来命名的库仑定律。启示一:类比猜想的价值读过牛顿著作的人都可能推想到:凡是表现这种特性的相互作用都应服从平方反比定律。这似乎用类比推理的方法就可以得到电荷间作用力的规律。正是这样的类比,让电磁学少走了许多弯路,形成了严密的定量规律。马克·吐温曾说“科学真是迷人,根据零星的事实,增添一点猜想,竟能赢得那么多的收获!”。科学家以广博的知识和深刻的洞察力为基础进行的猜想,才是最具有创造力的思维活动。