教案1第一節(jié)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能教案

1、2013學(xué)年物理教學(xué)中滲透德育教學(xué)案例趙艷梅第一章電勢(shì)能與電勢(shì)差第1節(jié)、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能【教材分析】本節(jié)內(nèi)容為選修31中第2章靜電場(chǎng)中第1節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，它是在學(xué)生學(xué)完電場(chǎng)力的性質(zhì)之 后認(rèn)識(shí)電場(chǎng)能的性質(zhì)引入的，它處在電場(chǎng)強(qiáng)度之后，位于電勢(shì)差之前，起到承上啟下的作用。它是 課程教學(xué)中利用物理思維方法較多的一堂課，尤其是用類比的方法達(dá)到對(duì)新知識(shí)的探究，同時(shí)讓學(xué)生就具體的物理知識(shí)遷移埋下思維鋪墊。教材從電場(chǎng)對(duì)電荷做功的角度出發(fā)，推知在勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功與移動(dòng)電荷的路徑無(wú)關(guān)。進(jìn)而指出這個(gè)結(jié)論對(duì)非勻強(qiáng)電場(chǎng)也是適用的，并與重力勢(shì)能類比，說(shuō)明電荷在電場(chǎng)中也是具有電勢(shì)能。電場(chǎng)力做功的過(guò)程就是電勢(shì)能的變化過(guò)程

2、，而不能決定電荷在電場(chǎng)中某點(diǎn)的電勢(shì)能的數(shù)值，因此有必要規(guī)定電勢(shì)能零點(diǎn)。對(duì)學(xué)生能力的提高和對(duì)知識(shí)的遷移、靈活運(yùn)用給予了思維上的指導(dǎo)作用?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1 .知識(shí)與技能(1)理解靜電力做功的特點(diǎn)、電勢(shì)能的概念。(2)明確電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系。2 .過(guò)程與方法(1)理解電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系，從而更好的了解電勢(shì)能概念。(2)培養(yǎng)對(duì)知識(shí)的類比能力，以及對(duì)問(wèn)題的分析、推理能力。(3)通過(guò)學(xué)生的理論探究，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。培養(yǎng)學(xué)生利用物理語(yǔ)言分析、 思考、描述概念和規(guī)律的能力。3 .情感、態(tài)度與價(jià)值觀：嘗試運(yùn)用物理原理和研究方法解決一些與生產(chǎn)、生活相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題，增強(qiáng)科學(xué)探究的價(jià)值觀。

3、利用知識(shí)類比和遷移激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識(shí)和對(duì)科學(xué)的求知欲?！窘虒W(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】1 .重點(diǎn)：掌握電勢(shì)能與電場(chǎng)力做功的關(guān)系，并能用此解決相關(guān)問(wèn)題。2 .難點(diǎn)：理解掌握電勢(shì)能的概念及意義?！緦W(xué)情分析】1、 對(duì)學(xué)生原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)的分析：學(xué)生在必修課中已比較熟練地掌握了受力分析、功的計(jì)算、重力做功的特點(diǎn)，重力勢(shì)能等知識(shí)。在第1章的前幾節(jié)剛學(xué)過(guò)電場(chǎng)力、電場(chǎng)強(qiáng)度等知識(shí)，已具備學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的能力。2、學(xué)生可能存在的問(wèn)題：電勢(shì)能較為抽象，學(xué)生不容易理解；學(xué)生對(duì)利用力學(xué)知識(shí)處理電學(xué)問(wèn)題 不適應(yīng)；學(xué)生不容易把重力做功的特點(diǎn)的知識(shí)遷移到電場(chǎng)力做功中。3、學(xué)法指導(dǎo)：根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)和學(xué)生的實(shí)際接受能力

4、及心理特點(diǎn)，本節(jié)課采用以下幾種 方法進(jìn)行指導(dǎo)：給予學(xué)生思考的時(shí)間和機(jī)會(huì)，讓學(xué)生參與解決問(wèn)題，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力 讓學(xué)生進(jìn)行分組討論，共同解決問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神.讓學(xué)生用已有的知識(shí)演繹推理，歸納總結(jié)出新的規(guī)律，提高學(xué)生的劃規(guī)意識(shí)(由力學(xué)到電學(xué)) 實(shí)現(xiàn)知識(shí)的正遷移。【設(shè)計(jì)思路】類比是人類研究、理解未知事物的一種有效而常用的方法。學(xué)生對(duì)重力場(chǎng)中重力的概念、重力做功跟始末位置的“高度差”有關(guān)的規(guī)律有直觀的印象。所以從重力做功概念出發(fā)，通過(guò)類比建立電場(chǎng)力做功概念，提出電勢(shì)能的概念，是一種易于理解而直觀的方法。教材中把電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能編排在同一節(jié)，旨在通過(guò)類比，把重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系和電

5、場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的 關(guān)系聯(lián)系起來(lái)，把重力勢(shì)能和電勢(shì)能聯(lián)系起來(lái)，從而突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)【教學(xué)課時(shí)】 1課時(shí)【實(shí)驗(yàn)器材準(zhǔn)備】多媒體、課件【教學(xué)方法】 理論、類比探究、分析歸納、討論分析、應(yīng)用舉例【教學(xué)過(guò)程】【復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識(shí)】1 .電場(chǎng)力，電場(chǎng)強(qiáng)度概念，指出前面我們從力的性質(zhì)研究電場(chǎng)，從本節(jié)起將從能量的角度研究電 場(chǎng)。2 .復(fù)習(xí)功和能量的關(guān)系：功是能量轉(zhuǎn)化的量度！3、功的計(jì)算： W=Fscos 04、重力做功的特點(diǎn)：(1)與路徑無(wú)關(guān)，由初末位置的高度差來(lái)決定 .(2)重力做功 Wg與重力勢(shì)能變化的關(guān)系：重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加W重=EP1-EP2(3)重力勢(shì)能是相對(duì)的

6、，須選定零勢(shì)能參考面提出問(wèn)題：是什么能轉(zhuǎn)化【引入新課】 如圖所示從靜電場(chǎng)中電場(chǎng)力做功使試探電荷獲得動(dòng)能入手, 為試探電荷的動(dòng)能？【新課】一、電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)讓試探電荷q在電場(chǎng)弓II度為 E的勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿幾條不同路徑從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，我們來(lái)計(jì)算這幾種情況下電場(chǎng)力對(duì)電荷所做的功。直線楨斜直線曲線W = F|AB| =qE|AB| W=F|AB|cos 4 qE|AB|W=W+W2+W3+其中 F = qE|AM|分析三種情況下做功的數(shù)據(jù)結(jié)果，結(jié)合具體的問(wèn)題情景，從中找到共同點(diǎn)和不同點(diǎn)，聯(lián)系前面所學(xué)的知識(shí)，歸納得出相關(guān)的物理知識(shí)。從中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和知識(shí)結(jié)論。結(jié)論：電場(chǎng)力做功只與電荷的起始位置和終點(diǎn)位置有

7、關(guān)，與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)。拓展：該特點(diǎn)對(duì)于非勻強(qiáng)電場(chǎng)中也是成立的。二、電勢(shì)能尋找類比點(diǎn)：力做功只與物體位置有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)路徑無(wú)關(guān)的事例在物理中有哪些呢？屬于什么 能？(移動(dòng)物體時(shí)重力做的功與路徑無(wú)關(guān)同一物體在地面附近的同一位置才具有確定的重力勢(shì)能。思考：電場(chǎng)力做功也與路徑無(wú)關(guān)，是否隸屬勢(shì)能？我們可以給它一個(gè)物理名稱嗎？1 .電勢(shì)能：由于移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能我們叫做電勢(shì)能。電勢(shì)能用Ep表示。【思考與討論】如果做功與路徑有關(guān)，那能否建立電勢(shì)能的概念呢？?jī)烧哌M(jìn)行卷比，查 我相同和不同之處?kù)o電力破正功*電卻能漏少 坪電力融負(fù)跖電廢旺增加2 .討論：電場(chǎng)

8、力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系物蟀在地面陽(yáng)逅下陣時(shí).垂力刃物體融正功 量力藥定渡二,重力跳我功,堇力狎能噌力口*通過(guò)知識(shí)的類比，讓學(xué)生能從中感受到新知識(shí)的得出也可以通過(guò)已有獲取。 電場(chǎng)力做的功等于電勢(shì)能的變化。功是能量變化的量度。電場(chǎng)力做多少功，電勢(shì)能就變化多少，在只受電場(chǎng)力作用下，電勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，而他們總量 保持不變。Wab = ( Ep b Ep a) = Ep a Epb【思考討論】正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中E 無(wú)限遠(yuǎn)正電荷在電場(chǎng)中其Ep始隆為正兔電荷在電場(chǎng)中，其Ep始終為黃倒點(diǎn)電荷的電壇中E確遠(yuǎn)正電荷在電場(chǎng)中，其E成&終為負(fù)貢電荷在電場(chǎng)中1具Ep飴終如正對(duì)不同的電荷從 A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中

9、，電勢(shì)能的變化情況:正電荷從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力做正功，即有 Wab>0,則EpA>EpB,電勢(shì)能減少。正電荷順著電場(chǎng)線的方向其電勢(shì)能逐漸減少。負(fù)電荷從A運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力做正功，即有 Wab<0,則EpA>EpB,電勢(shì)能增加。負(fù)電荷順著電場(chǎng)線的方向其電勢(shì)能逐漸降低。對(duì)此分析得出：電勢(shì)能為系統(tǒng)所有，與重力勢(shì)能相類似。3 .求電荷在某點(diǎn)處具有的電勢(shì)能問(wèn)題討論：在上面討論的問(wèn)題中，請(qǐng)分析求出A點(diǎn)的電勢(shì)能為多少？學(xué)生思考后無(wú)法直接求出，不妨就此激勵(lì)學(xué)生，并提出類比方法。類比分析：如何求出 A點(diǎn)的重力勢(shì)能呢？進(jìn)而聯(lián)系到電勢(shì)能的求法。則Epa=Wab (以B為電勢(shì)能零點(diǎn))電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)

10、能，等于電場(chǎng)力把它從該點(diǎn)移動(dòng)到零勢(shì)能位置時(shí)所做的功。4 .零勢(shì)能面的選擇通常把電荷離場(chǎng)源電荷無(wú)限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能規(guī)定為零，或把電荷在大地表面上的電勢(shì)能規(guī)定為零。c自A下苒至ls廠一小弋、 Wo-EwE 距“Ep戶 W>E帶1£»自,推廣 二選E為參考點(diǎn)選B為小考點(diǎn)"即反強(qiáng)三"Era=Wa6氏E陽(yáng)=口，印函拓展：求電荷在電場(chǎng)中 A、B兩點(diǎn)具有的電勢(shì)能高低。將電荷由A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)，根據(jù)電場(chǎng)力做功情況判斷。弄清正、負(fù)電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)能的不同特點(diǎn)，判斷其做功特點(diǎn)再進(jìn)行判斷。三、重力勢(shì)能和電勢(shì)能類比重力場(chǎng)中重力：地球和物體之間存在的吸引力電場(chǎng)中，電場(chǎng)力：電荷之間

11、的作用力后重力就后重力勢(shì)能 Ep= mgh有電場(chǎng)力就有相應(yīng)的能，叫電勢(shì)能EpEp由物體和地面間的相對(duì)位置決定Ep由電荷間的相對(duì)位置決定重力做功，重力勢(shì)能改變 重力做正功，重力勢(shì)能就減少 重力做負(fù)功，重力勢(shì)能就增加電場(chǎng)力作功，電勢(shì)能改變 電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能就減少 電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能就增加W 重=EP1-EP2W 電=Epa-Epb四、課堂典型例題：課本 P30 （2、3、4）,非常學(xué)案例 2 （遷移應(yīng)用1、2）五、課堂達(dá)標(biāo)訓(xùn)練（見(jiàn)非常學(xué)案15頁(yè)【板書設(shè)計(jì)】第1節(jié)、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能一、電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)：電場(chǎng)力做的功只與電荷的起始位置和終點(diǎn)位置有關(guān)，與電荷經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)。二、電勢(shì)能1 .電勢(shì)能：由于移動(dòng)電荷時(shí)電場(chǎng)力做功與移動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，電荷在電場(chǎng)中也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能 我們叫做電勢(shì)能。電勢(shì)能用Ep表示。2 .討論：電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系Wab= （EpBEpA） =EpA Epb3 .求電荷在某點(diǎn)處具有的電勢(shì)能：Epa=Wab （以B為電勢(shì)能零點(diǎn)）4 .零勢(shì)能面的選擇【教學(xué)反