一、教材分析
本節(jié)課是人教版選修3-5第十六章第二節(jié)內(nèi)容,本節(jié)的內(nèi)容為“動量和動量定理”,本節(jié)分兩課時來完成,這節(jié)課為第一課時。也是本章的重點(diǎn)內(nèi)容,是第一節(jié)“實(shí)驗(yàn):探究碰撞中的守恒量”的繼續(xù),同時又為第三節(jié)“動量守恒定律”奠定了基礎(chǔ),所以“動量定理”有承前啟后的作用。“動量定理”是牛頓第二定律的進(jìn)一步展開。它側(cè)重于力在時間上的累積效果,為解決力學(xué)問題開辟了新途徑,尤其是打擊和碰撞類的問題。動量定理的知識與人們的日常生活,生產(chǎn)技術(shù)和科學(xué)研究有著密切的關(guān)系,因此學(xué)習(xí)這部分知識有著廣泛的現(xiàn)實(shí)意義。
二、學(xué)情分析
學(xué)生已經(jīng)掌握了動量概念,會運(yùn)用牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式等,為本節(jié)課的學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。高中生思維方式逐步由形象思維向抽象思維過渡,因此在教學(xué)中需要以一些感性認(rèn)識為依托,加強(qiáng)直觀性和形象性,以便學(xué)生理解,因此在教學(xué)中多讓學(xué)生參與利用動量定理解釋生活中的有關(guān)現(xiàn)象,加強(qiáng)學(xué)生思維由形象到抽象的過渡。
三、教學(xué)目標(biāo)
知識與技能:
1.理解動量的變化和沖量的定義;
2.理解動量定理的含義和表達(dá)式,理解其矢量性;
3.會用動量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象,并能掌握動量定理的簡單計(jì)算
過程與方法:
通過運(yùn)用牛頓運(yùn)動定律和運(yùn)動學(xué)公式推導(dǎo)出動量定理表達(dá)式,培養(yǎng)學(xué)生邏輯運(yùn)算能力。
情感態(tài)度與價值觀:
1.通過運(yùn)用所學(xué)知識推導(dǎo)新的規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,激發(fā)學(xué)生探索新知識的欲望。
2.通過用動量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象,培養(yǎng)學(xué)生用所學(xué)物理知識應(yīng)用于生活實(shí)踐中去,體現(xiàn)物理學(xué)在生活中的指導(dǎo)作用。
四、教學(xué)重難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):理解動量的變化、沖量、動量定理的表達(dá)式和矢量性
教學(xué)難點(diǎn):用動量定理解釋有關(guān)物理現(xiàn)象,針對動量定理進(jìn)行簡單的計(jì)算
第二問:我打算讓學(xué)生怎樣獲得?
五、教學(xué)策略
依據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論,學(xué)生學(xué)習(xí)過程是在教師創(chuàng)設(shè)的情境下,借助已有的知識和經(jīng)驗(yàn),主動探索,積極交流,從而建立新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的過程。學(xué)習(xí)是學(xué)生主體進(jìn)行意義建構(gòu)的過程。因此要創(chuàng)設(shè)建構(gòu)知識的學(xué)習(xí)環(huán)境,樹立以人為本的教育觀念,發(fā)展不斷建構(gòu)的認(rèn)知過程。我校開展的“四五四”綠色生命教育課堂教學(xué)模式,就是以學(xué)生為中心,突出學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主體地位,通過自主學(xué)習(xí)、多元互動提升學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。
1.本節(jié)從“鳥撞飛機(jī)”的情景引入,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,在課程學(xué)習(xí)中通過練習(xí)題計(jì)算出鳥撞擊飛機(jī)的力,兩者相呼應(yīng)。這種情景導(dǎo)入的目的在于引起學(xué)生的有意注意,激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲望。
2.在課堂上通過學(xué)生的互相討論,把學(xué)生的思維充分地調(diào)動起來,讓他們主動參與學(xué)習(xí),成為學(xué)習(xí)的主人。從而使復(fù)雜性的內(nèi)容演變成簡單易懂的內(nèi)容。并加以多媒體課件,大限度地發(fā)揮學(xué)生的主動性和創(chuàng)造性,提高他們的思維能力和觀察能力,同時教師的適當(dāng)總結(jié),使他們對知識有了更深更全面的認(rèn)識。
3.在反饋拓展環(huán)節(jié),針對鳥撞飛機(jī)事件進(jìn)行相關(guān)計(jì)算,同時拓展到更高空間即太空垃圾問題,結(jié)合科技前沿對學(xué)生進(jìn)行情感教育,開闊學(xué)生視野。
第三問:我打算多長時間讓學(xué)生獲得?
5分鐘創(chuàng)設(shè)情境并復(fù)習(xí)引入新課,10分鐘學(xué)生自主探究,25分鐘與學(xué)生互動交流,5分鐘總結(jié)分享布置作業(yè)。
第四問:我怎么知道教學(xué)達(dá)到了我的要求,有多少學(xué)生達(dá)到我的要求?
通過小組合作,生生、師生、生本互動,了解學(xué)生的掌握、落實(shí)情況;通過問題討論,了解學(xué)生對知識的運(yùn)用。
【教學(xué)目標(biāo)】
。ㄒ唬┲R與技能
1.明確電場強(qiáng)度定義式的含義
2.知道電場的疊加原理,并應(yīng)用這個原理進(jìn)行簡單的計(jì)算.
。ǘ┻^程與方法
通過分析在電場中的不同點(diǎn),電場力F與電荷電量q的比例關(guān)系,使學(xué)生理解比值F/q反映的是電場的強(qiáng)弱,即電場強(qiáng)度的概念;知道電場疊加的一般方法。
。ㄈ┣楦袘B(tài)度與價值觀
培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會分析和處理電場問題的一般方法。
重點(diǎn):電場強(qiáng)度的概念及其定義式
難點(diǎn):對電場概念的理解、應(yīng)用電場的疊加原理進(jìn)行簡單的計(jì)算
【教學(xué)流程】
。ǎ⿵(fù)習(xí)回顧——舊知鋪墊
1.庫侖定律的適用條件:
。╨)真空(無其它介質(zhì));(2)點(diǎn)電荷(其間距r>>帶電體尺寸L)——非接觸力。
2、列舉:
(l)磁體間——磁力;(2)質(zhì)點(diǎn)間一一萬有引力。
經(jīng)類比、推理,得:
電荷間的相互作用是通過電場發(fā)生的。(電荷周圍產(chǎn)生電場,電場反過來又對置于其中的電荷施加力的作用)
引出電場、電場力兩個概念。本節(jié)課,我們主要研究電場問題,以及為描述電場而要引入的另一個嶄新的物理量——電場強(qiáng)度。
(二)新課教學(xué)
1.電場
。╨)電場基本性質(zhì):
電場客觀存在于任何電荷周圍,正是電荷周圍存在的這個電場才對引入的其它電荷施加力的作用。
。2)電場基本屬性:
電場源于物質(zhì)(電荷),又對物質(zhì)(電荷)施力。再根據(jù)“力是物質(zhì)間的相互作用”這一客觀真觀,毫無疑問,電場是一種物質(zhì)。
(3)電場基本特征:
非實(shí)體、特殊態(tài)——看不見、摸不著、聞不到(人體各種感官均無直接感覺)。
電場是一種由非實(shí)體粒子所組成的具有特殊形態(tài)的物質(zhì)。
自然界中的物質(zhì)僅有兩種存在的形態(tài),一種是以固、液、氣等普通形態(tài)存在的實(shí)體物質(zhì);而另一種,就是以特殊形態(tài)存在的非實(shí)體物質(zhì)——場物質(zhì)。
。4)電場的檢驗(yàn)方法(由類比法推理而得):
無論物質(zhì)處于什么形態(tài),我們都可以通過一定手段去感知它的存在,只是感知方式或使用工具不同而已,例如:
、偕飳W(xué)中動植物的體系胞可以通過電子顯微鏡(利用其放大作用)來觀察。
、诨瘜W(xué)中的某些氣體可以通過人體的感官來感知(氯氣——色覺,氨氣——嗅覺)
、凵钪须娨曀l(fā)射的電磁波可以通過電視接收機(jī)(轉(zhuǎn)換為音像信號)來感知。
、芪锢韺W(xué)中磁體周圍的磁場可以通過放入其中的小磁針來檢驗(yàn)(磁場對場內(nèi)小磁針有力作用——磁場的力性)。
、菸锢韺W(xué)中電荷周圍的電場可以通過放入其中的檢驗(yàn)電荷來檢驗(yàn)(電場對場內(nèi)的電荷有力作用——電場的力性)。
2.電場強(qiáng)度
。╨)模擬實(shí)驗(yàn):
下面以點(diǎn)電荷Q(場源電荷)形成的電場為例,探討一下檢驗(yàn)電荷q在到Q距離(用r表示)不同的位置(場點(diǎn))所受電場力F有何不同。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:通過觀察與分析可以得出,同一個檢驗(yàn)電荷在點(diǎn)電荷Q形成的電場中的不同位置所受電場力的大小、方向均不同.因?yàn)檫@個電場力是同一個電場給同一個檢驗(yàn)電荷的,所以,場源電荷周圍不同位置的電場有強(qiáng)弱之分和方向之別;電場中同一位置,不同電荷所受電場力也不同,但是,電場力與檢驗(yàn)電荷的電荷量之比卻是一個不變的常量。前者引出電場強(qiáng)度概念;后者點(diǎn)明場強(qiáng)與檢驗(yàn)電荷無關(guān),而只由電場本身性質(zhì)決定(電場強(qiáng)度的定義方案也由此而得)。
。2)電場強(qiáng)度(簡稱“場強(qiáng)”):
、俣x:放入電場中某一點(diǎn)的電荷受到的電場力和它的電荷量q的比值叫做該點(diǎn)的電場強(qiáng)度,簡稱場強(qiáng),用符號E表示。
、诙x式:E=F/q
③單位:N/C
、茈妶鰪(qiáng)度是矢量
同一檢驗(yàn)電荷在電場中不同的點(diǎn)所受電場力方向不同,因此,場強(qiáng)不僅有大小,而且有方向,是矢量。用檢驗(yàn)電荷所受電場力的方向表征場強(qiáng)方向比較恰當(dāng),但是,正、負(fù)檢驗(yàn)電荷在電場中同一點(diǎn)所受電場力方向不同且截然相反,怎么來定義場強(qiáng)方向呢?
回顧定義磁場方向時,檢驗(yàn)小磁針靜止時N、S極所指方向也是相反的,人為規(guī)定:小磁針N極指向?yàn)榇艌龇较,這是人們的一種習(xí)慣。電場強(qiáng)度方向的定義也是如此。即規(guī)定正的檢驗(yàn)電荷所受的電場力方向?yàn)閳鰪?qiáng)方向。
、荻x模式:比值法
3.比值法定義物理量
(l)原則:被定義量與定義用量無關(guān)。
。2)應(yīng)用舉例(學(xué)生活動):
速度v=s/t。單位時間內(nèi)發(fā)生的位移。v大→運(yùn)動得快。
密度ρ=m/V。單位體積內(nèi)所含的質(zhì)量。ρ大→質(zhì)量密集。
加速度a=△v/t。單位時間內(nèi)速度的變化.a(chǎn)大→速度變化快。
電阻R=U/I。因果倒置,但已習(xí)慣。R大→阻電性強(qiáng)。
場強(qiáng)E=F/q。單位電荷量所受電場力。E大→電場越強(qiáng)。
4.點(diǎn)電荷的電場一—場強(qiáng)定義式的應(yīng)用
。╨)公式推導(dǎo):
。2)場強(qiáng)特征:
①大。航鼜(qiáng)遠(yuǎn)弱,同心球面上名點(diǎn),場強(qiáng)值相等
、诜较颍赫姾芍車膱鰪(qiáng)方向一發(fā)散;
。3)決定因素:
①大。河蓷钤措姾傻碾姾闪縌以及場原電荷到場點(diǎn)之距r“全權(quán)”決定,而與檢驗(yàn)電荷的電荷量q的大小及其存在與否無關(guān)。
、诜较颍河蓤鲈措姾呻娦詻Q定。
例:一點(diǎn)電荷Q=2.0×10-8C,在距此點(diǎn)電荷30cm處,該點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場的場強(qiáng)是多少?
5.電場強(qiáng)度的疊加
電場中某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為各個點(diǎn)電荷單獨(dú)在該點(diǎn)產(chǎn)生的電場強(qiáng)度的矢量和。
例:如圖所示,要真空中有兩個點(diǎn)電荷Q1=3.0×10-8C和Q2=-3.0×10-8C,它們相距0.1m.求電場中A點(diǎn)的場強(qiáng)。A點(diǎn)與兩個點(diǎn)電荷的距離r相等,r=0.1m。
(四)課堂小結(jié)
1.對比法推知電場的存在,比值法定義電場的強(qiáng)度。
2.電荷間相互作用形式與本質(zhì)之區(qū)別
。╨)形式上:電荷對電荷的作用——非接觸力。
(2)本質(zhì)上:電場對電荷的作用——接觸力。(受電場力作用的電荷肯定處于電場中)
3.場強(qiáng)幾種表達(dá)式的對比
。╨)E=F/q——定義式,適用于任意電場。
。2)——決定式,適用于真空中點(diǎn)電荷形成的電場。