内容正文:
带电粒子在电场中的运动习题课
三门中学 叶美莲
一、设计思路
带电粒子在电场中受到电场力的作用。电场力做功与路径无关,本节内容延续了之前学习的动力学和功能关系的基础上,研究带电粒子在电场中的两个相关问题(动力学问题和能量问题)。本节课着重分析带电粒子在电场中的几种运动(匀变速直线运动,匀变速曲线运动,圆周运动),设计的知识有静电场力和能的性质、牛顿运动定律、动能定理、运动的合成和分解等内容。所学的习题需要典型,同时也要体现一定的层次性,难度由易到难。想通过三个习题对应的三个运动,总结出带电粒子在电场中运动的相关策略,审题过程中朝引的方向,受力分析、运动分析、及其规律的选择。抓住电场力的特点与重力的相似,采取等效的思想,类比在物体在重力场的运动,起到化陌生模型为熟悉的模型,有助于解答。
通过本节内容的学习,加深对力、电知识的理解,有利于培养学生用物理规律解决实际问题的能力,同时也为以后学习带电粒子在磁场中的运动打下基础。
二、前期分析
电场是电学的基本知识,是学好电磁学的关键。带电粒子在电场中的运动是本章知识的重要应用之一,是力学知识和电学知识的综合。在学科教学指导意见和考试说明中都把该内容列为理解并掌握的内容,也是高考必考内容之一。 学生已有的知识框架:
1.力学中的相关处理方法:
(1)采用运动和力的观点:牛顿第二定律和运动学知识求解;
(2)采用功能方法来解答相关问题。
2.了解类比和建模等科学方法的应用。
3.在匀强电场中的电场力是恒力,电场力做功与路径无关,只与初末状态的电势差有关,电场力做功引起粒子电势能的改变,这些性质与重力的特征相似,所以在电场中的运动我们可以采用类比相似的方法来学习。
学生学习一些新的运动,需要有原有的知识为基础,前后知识联系越紧密,越容易为教学提供比较清晰的知识线索,确保学生在学习上的循序渐进。
我们要通过典型题目的训练和讲解,培养学生良好的思维品质,使学生模型明确,思路清晰,合理利用物理规律解决物理问题。
重点:带电粒子在电场中的加速和偏转规律 。
难点:总结出带电粒子在电场中运动的解答策略。
三、教学目标
(一)知识与技能
1.了解带电粒子在电场中的运动——只受电场力,带电粒子做匀变速运动。
2.重点掌握初速度与场强方向垂直的带电粒子在电场中的运动(类平抛运动)。
3. 掌握在电场中做圆周运动的解答策略
(二)过程与方