《库仑定律》教学设计(通用6篇)
《库仑定律》教学设计 篇一
库仑定律是物理学中重要的定律之一,教学设计需要结合学生的实际情况和学习特点,使其更易于理解和掌握。以下是我对《库仑定律》的教学设计方案。
首先,引入实例。通过展示电荷之间相互作用的实验,让学生直观地感受到库仑定律的存在。可以使用带电体吸引或排斥的实验,让学生观察和记录实验现象,引导他们思考电荷之间的相互作用规律。
其次,概念解释。在引入实例后,对库仑定律的概念进行解释和阐述。通过讲解物体之间电荷的作用力与电荷量、距离的关系,引导学生理解库仑定律的表达式和物理意义。可以借助简单的数学计算,帮助学生掌握库仑定律的具体应用方法。
接着,实验验证。设计简单的实验,让学生通过测量带电体之间的作用力来验证库仑定律。通过实验数据的处理和分析,让学生进一步巩固和理解库仑定律的内容和原理。同时,培养学生的实验操作能力和科学研究精神。
最后,综合应用。在掌握了库仑定律的基本原理和应用方法后,引导学生进行相关问题的综合应用。设计一些综合性的题目,让学生通过运用库仑定律来解决实际问题,提升他们的物理思维和解决问题的能力。
通过以上教学设计方案,我相信学生可以更好地理解和掌握《库仑定律》的内容,提高他们的学习兴趣和学习效果。希望能够在教学实践中不断完善和改进,为学生的学习提供更好的帮助和指导。
《库仑定律》教学设计 篇二
库仑定律是高中物理课程中的重要内容,如何设计一堂生动有趣的《库仑定律》教学课程,激发学生的学习兴趣和提高他们的学习效果,是每位物理老师需要思考和努力的问题。
首先,引入问题。可以通过提出一个生活中的问题,如为什么气球可以被擦皮毛后吸引小纸片等,引起学生的好奇心和疑问,激发他们对《库仑定律》的学习兴趣。通过引入问题,让学生主动参与到学习过程中,提高学习的积极性和主动性。
其次,探究实验。设计一个简单的实验环节,让学生通过实际操作来感受库仑定律的存在和作用。可以设计一些有趣的实验项目,如用塑料薄膜摩擦后的带电棒吸引小纸片等,让学生亲自动手操作,体验库仑定律的实际效果,从而更加深入地理解其原理和规律。
接着,概念解释。在引入问题和实验后,对库仑定律的概念进行详细解释和讲解。通过生动形象的例子和图表,帮助学生理解库仑定律的表达式和物理意义,引导他们建立正确的物理思维和认识。
最后,综合拓展。设计一些拓展性的问题和任务,让学生通过综合运用库仑定律来解决实际问题,培养他们的综合分析和问题解决能力。可以设计小组合作项目,让学生通过团队合作来解决复杂的物理问题,提高他们的团队协作和沟通能力。
通过以上教学设计方案,我相信学生可以在生动有趣的学习氛围中更好地理解和掌握《库仑定律》的内容,提高他们的学习积极性和学习效果。希望通过不断的教学实践和总结,为学生的学习提供更好的指导和帮助。
《库仑定律》教学设计 篇三
【课题】
人教版《普通高中课程标准实验教科书物理(选修3—1)》第一章第二节《库仑定律》
【课时】
1学时
【三维目标】
知识与技能:
1、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;
2、会用库仑定律进行有关的计算;
3、知道库仑扭称的原理。
过程与方法:
1、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;
2、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:
1、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;
2、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】
1、建立库仑定律的过程;
2、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】
<引入新课>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。
<库仑定律的发现>
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。
(问题1)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。
(问题2)带电体间的作用力(静电力)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。
<定性探究>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。
(提示)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。
(问题3)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?(引导学生与万有引力类比)
活动二:设计与验证
<实验方法>
(问题4)研究F与r、q的定量关系应该采用什么方法?
控制变量法——(1)保持q不变,验证F与r2的反比关系;
(2)保持r不变,验证F与q的正比关系。
<实验可行性讨论>、
困难一:F的测量(在这里F是一个很小的力,不能用弹簧测力计直接测量,你有什么办法可以实现对F大小的间接测量吗?)
困难二:q的测量(我们现在并不知道准确测定带电小球所带的电量的方法,要研究F与q的定量关系,你有什么好的想法吗?)
(思维启发)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?(说明球接触后等分了电荷)
(追问)现在,你有什么想法了吗?
<实验具体操作>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。
<得出库仑定律>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。
然而,英国物理史学家丹皮尔也说“自然如不能被目证那就不能被征服!”
启示二:实验的精妙
1785年库仑在前人工作的基础上,用自己设计的扭称精确验证得到了库仑定律。(库仑扭称实验的介绍:这个实验的设计相当巧妙。把微小力放大为力矩,将直接测量转换为间接测量,从而得到静电力的作用规律——库仑定律。)
<讲解库仑定律>
1.内容:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。
2.数学表达式:
(说明),叫做静电力常量。
3.适用条件:(1)真空中(一般情况下,在空气中也近似适用);
(2)静止的;(3)点电荷。
(强调)库仑定律的公式与万有引力的公式在形式上尽管很相似,但仍是性质不同的两种力。我们来看下面的题目:
<达标训练>
例题1:(通过定量计算,让学生明确对于微观带电粒子,因为静电力远远大于万有引力,所以我们往往忽略万有引力。)
(过渡)两个点电荷的静电力我们会求解了,可如果存在三个电荷呢?
(承前启后)两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变。因此,多个点电荷对同一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个点电荷的作用力的矢量和。
例题2:(多个点电荷对同一点电荷作用力的叠加问题。一方面巩固库仑定律,另一方面,也为下一节电场强度的叠加做铺垫。)
(拓展说明)库仑定律是电磁学的基本定律之一。虽然给出的是点电荷间的静电力,但是任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的。所以,如果知道了带电体的电荷分布,就可以根据库仑定律和平行四边形定则求出带电体间静电力的大小和方向了。而这正是库仑定律的普遍意义。
<本堂小结>(略)
<课外拓展>
1、课本第8页的“科学漫步”栏目,介绍的是静电力的应用。你还能了解更多的应用吗?
2、万有引力与库仑定律有相似的数学表达式,这似乎在预示着自然界的和谐统一。课后请同学查阅资料,了解自然界中的“四种基本相互作用”及统一场理论。
《库仑定律》教学设计 篇四
教学目标
(一)知识与技能
1、明白两种电荷及其相互作用、明白点电荷量的概念。
2、了解静电现象及其产生原因;明白原子结构,掌握电荷守恒定律。
3、明白什么是元电荷。
4、掌握库仑定律,要求明白明白点电荷模型,明白静电力常量,会用库仑定律的、公式进行有关的计算。
(二)过程与方法
1、经过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开、但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
2、类比质点理解点电荷,经过实验探究库仑定律并能灵活运用。
(三)情感态度与价值观
经过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质,认识梦想化是研究自然科学常用的方法,培养科学素养,认识类比的方法在现实生活中有广泛的应用。
重点:电荷守恒定律,库仑定律和库仑力。
难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题,库仑定律的理解与应用。
教具:丝绸,玻璃棒,毛皮,硬橡胶棒,绝缘金属球,静电感应导体,通草球,多媒体课件。
教学过程:
第1节电荷库仑定律(第1课时)
(一)引入新课:
多媒体展示:闪电撕裂天空,雷霆震撼着大地。
师:在这惊心动魄的自然现象背后,蕴藏着许多物理原理,吸引了不少科学家进行探究。在科学史上,从最早发现电现象,到认识闪电本质,经历了漫长的岁月,一些人还为此付出过惨痛的代价。下头请同学们认真阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节,了解我们人类对闪电的研究历史,并完成下述填空:
电闪雷鸣是自然界常见的现象,蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”,是天神对罪恶的惩罚,直到1752年,伟大的科学家___________冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验,把天电引了下来,发现天电和摩擦产生的电是一样的,才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。
师强调:以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危险去捕捉闪电,证实了闪电与实验室中的电是相同的。
雷电是怎样构成的?(大气中冷暖气流上下急剧翻滚,相互摩擦,云层就会积聚电荷,当电荷积累到必须程度,瞬间发生大规模的放电,就产生了雷电)物体带电是怎样回事?电荷有哪些特性?电荷间的相互作用遵从什么规律?人类应当怎样利用这些规律?这些问题正是本章要探究并做出解答的。
师:本节课我们重点研究了解几种静电现象及其产生原因,电荷守恒定律。
(二)新课教学
复习初中知识:
师:根据初中自然的学习,用摩擦的方法可使物体带电,请举例说明。
生:用摩擦的方法。如:用丝绸摩擦过的玻璃棒,玻璃棒带正电;用毛皮摩擦过的硬橡胶棒,橡胶棒带负电。
演示实验1:先用玻璃棒、橡胶棒靠近碎纸屑,看有什么现象?然后用绸子摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡胶棒,再靠近碎纸屑看有什么现象?让学生分析两次实验现象的异同;并分析原因。
教师总结:摩擦过的物体性质有了变化,带电了或者说带了电荷。带电后,能吸引轻小物体,并且带电越多,吸引力就越大,能够吸引轻小物体,我们说此时物体带了电。而用摩擦的方法使物体带电就叫做摩擦起电。
人类从很早就认识了摩擦起电的现象,例如公元1世纪,我国学者王充在《论衡》一书中就写下了“顿牟掇芥”一语,指的是用玳琩的壳吸引轻小物体。
之后人们认识到摩擦后的物体所带的电荷有两种:用丝绸摩擦过的玻璃棒的所带的电荷是一种,用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷是另一种。同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
《库仑定律》教学设计 篇五
一、教学目标
1、明确点电荷是梦想实验模型以及带电体视为点电荷的条件;掌握库仑定律资料及表达式;掌握对两电荷间相互作用的探究过程。
2、经过本节课的学习,体会科学研究中的梦想模型法。
3、经过静电力与万有引力定律的比较,体会自然规律的多样性与统一性。
二、教学重难点
【重点】库仑定律的理解与应用。
【难点】库仑定律的探究过程。
三、教学过程
环节一:新课导入
复习导入:万有引力定律
提问:结合之前学习的资料,万有引力的研究对象
学生:两个质点之间的引力作用;
继续提问:两个电荷间作用力大小的影响因素是否与万有引力相似
引出本节课课题——库仑定律。
环节二:新课讲授
(一)库仑力大小的影响因素
(1)猜想——类比推理
教师提问:结合万有引力的资料对电荷间相互作用力的影响因素进行猜想
学生:点电荷之间的作用力有可能与点电荷之间的距离以及电荷的带电量有关。
(2)实验原理——控制变量法
教师追问:如何经过实验的方法进行验证
学生:研究多种变量时借助控制变量法进行实验探究。
(3)演示实验——间接测量法
教师多媒体演示:带电小球靠近悬挂在丝线上的带同种电荷的泡沫小球的实验。并提问学生如何根据所展示的实验仪器确定电荷间作用力的大小。
学生:转换的思想,将作用力的大小转化为小球的偏转角度。
教师提问:实验中要改变的量为
学生:距离或电荷带电量不一样时小球的偏转角度。
教师进行演示实验并请学生总结影响因素。
(二)库伦定律
(1)库仑定律资料
教师结合多媒体展示给学生讲解物理学史中库伦对静电力规律的探索。
并指导学生经过对课本的阅读找出库仑定律的资料进行分享。
(2)库仑定律的条件
教师:结合上述的实验过程推测库伦定律的适用条件。
学生:小球可类比为之前所学的点电荷的概念,并最终参考为静止时小球的偏转角度,猜测条件为静止的点电荷。
教师肯定其发言并补充静止的条件。
(三)扭成实验
(1)库伦扭杆实验
教师:库仑定律所得出的物理量间的定量关系是如何测量的其难点可能是什么并提醒学生能够参照之前所学的卡文迪许扭称实验。
学生:偏转量很小不宜测量,可用放大转换法。
教师经过多媒体介绍库伦扭杆实验,经过动画演示让学生发现探究力与距离的关系。
学生定性分析后让学生阅读课本找到比例系数为静电力常量和其单位。
(四)库仑力与万有引力大小关系
教师:结合导入课题时的问题以及两种力的比例系数,猜测万有引力与库仑力的大小关系。
学生:一般情景下,库仑力远远大于万有引力。
环节三:巩固提高
练习:经过课后练习题的形式让学生进行库仑力和万有引力的计算并进行比较,体会万有引力和库仑力的大小关系。
环节四:小结作业
小结:师生共同总结本节课的相关知识点。
作业:思考库仑力是否能够使用机械力的合成与分解方法。
四、板书设计
(略)
《库仑定律》教学设计 篇六
教学目标
(一)知识与技能
1、了解两种电荷及其相互作用。理解点电荷的概念。
2、了解静电现象及其原因,了解原子结构,掌握电荷守恒定律。
3、了解什么是元电荷。
4、掌握库仑定律,了解点电荷模型,了解静电常数,能够使用库仑定律公式进行相关计算。
(II)过程和方法
1、在学习了原子核结构后,学生们明确指出摩擦带电和感应带电不会产生电荷,而是将物体中的电荷分开。但是,对于没有与外界进行电荷交换的系统,电荷的产生和总和保持不变。
2、通过粒子类比理解点电荷,通过实验探索库仑定律并灵活应用。
(III)情感态度和价值观
通过本节的学习,培训学生从微观角度理解物体的带电性质,理解做梦是学习自然科学的常用方法,培养科学素养,并了解类比法在现实生活中的广泛应用。
重点:电荷守恒定律、库仑定律和库仑力。
难点:利用电荷守恒定律分析和解决摩擦带电和感应带电等相关问题,理解和应用库仑定律。
教具:丝绸、玻璃棒、毛皮、硬橡胶棒、绝缘金属球、静电感应导体、草球、多媒体课件。
教学过程:
第一节库仑电荷定律(一班)
(一)新课程介绍:
多媒体显示:闪电撕裂天空,雷声震撼地球。
老师:在这个令人激动的自然现象背后,有许多物理原理,吸引了许多科学家去探索。在科学史上,从最早发现电现象到理解闪电的本质花了很长时间,有些人为此付出了惨痛的代价。接下来,请仔细阅读《水果书》第2页的“连接闪电到未来九天”一节,了解我们人类对闪电研究的历史,并填写以下空白:
闪电和雷电是自然界中常见的现象。无知时期的人们认为这是“上帝之火”和上帝对邪恶的惩罚,直到1752年,伟大的科学家冒着生命危险,在美国费城进行了一次著名的风筝实验,引入了天空电,发现天空电与摩擦产生的电是一样的,这使人类摆脱了对闪电现象的迷信。
分部强调:以美国科学家富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危险捕捉闪电,并确认闪电与实验室中的电是一样的'。
闪电是如何形成的?(大气中的冷暖气流急剧上下滚动,相互摩擦,云层会积聚电荷。当电荷积聚到一定程度时,会立即发生大规模放电,产生闪电)物体的电荷是什么?收费的特点是什么?电荷之间的相互作用遵循什么规律?人类应该如何利用这些法律?本章将对这些问题进行探讨和讨论。
老师:在这节课中,我们重点了解几种静电现象及其原因,以及电荷守恒定律。
(二)新课程教学
复习初中知识
老师:根据初中对自然的研究,物体可以通过摩擦力充电。请举例说明。
学生:摩擦法。例如,玻璃棒与丝绸摩擦,玻璃棒带正电,硬橡胶棒与毛皮摩擦,橡胶棒带负电。
演示实验1:首先,使用玻璃棒和橡胶棒靠近废纸,看看会发生什么?然后用丝绸摩擦玻璃棒或用毛皮摩擦橡胶棒,然后靠近废纸看看会发生什么?要求学生分析两种实验现象的异同,并分析原因。
老师总结:被摩擦物体的性质已经改变,它是带电的或带电的。通电后,它能吸引光线和小物体,电荷越多,吸引力越大,能吸引光线和小物体。我们说物体此时带电。通过摩擦使物体通电的方法称为摩擦通电。
人类早就知道摩擦带电现象。例如,在公元一世纪,中国学者王充在其著作《论衡》中写下了“邓某多芥末”一词,指的是用格子壳吸引光线和小物体。
此后,人们意识到物体摩擦后携带的电荷有两种:一种是用丝绸摩擦的玻璃棒携带的电荷,另一种是用毛皮摩擦的硬橡胶棒携带的电荷。相同的电荷互相排斥,不同的电荷互相吸引。