高中物理-帶電粒子在電場中的運動教學設計學情分析教材分析課后反思

《帶電粒子在電場中的運動》教學設計教材分析本節(jié)內容選自人教版物理選修3-1第一章第九節(jié)。是對電場知識的重要應用，也是力學知識與電學知識的綜合應用，通過對本節(jié)課的學習，學生能夠把電場知識和牛頓運動定律、動能定理、運動的合成與分解等力學知識有機的結合起來，加深對力學、電學知識的理解，有利于培養(yǎng)學生用物理知識解決實際問題的能力。另外，這節(jié)課與現代科學技術結合緊密，通過這節(jié)課的學習有利于培養(yǎng)學生對科學和技術應有的正確態(tài)度和責任感。根據教材的具體內容以及新課程標準的要求，確定本節(jié)課的教學目標如下：（1）知識與技能①學會運用靜電力、電場強度等概念研究帶電粒子在電場中運動的加速度、速度和位移等物理量的變化。②了解示波管的工作原理。、（2）過程與方法通過對“類平拋運動”的學習，提升學生對知識的遷移能力；在對示波管原理的分析過程中，提高學生獨立觀察、分析、推理及應用物理知識解決實際問題的能力。（3）情感態(tài)度與價值觀通過帶電粒子在電場中的實際應用，提高學生對物理的學習興趣，同時，使學生體會靜電場知識對科學技術的影響，提高學生對科學技術的責任感。本節(jié)課的重點：帶電粒子在勻強電場中的加速和偏轉問題。本節(jié)課的難點：示波管的原理。學情分析通過學生對必修一以及電場基本知識的學習，學生已經具備的知識和能力是：1.平拋運動的條件、性質以及處理方法；2.力學和電場的基本知識，初步具備了應用力學知識分析電場問題的能力。此時學生還欠缺的知識和能力是：1.邏輯思維和抽象思維能力還有待提高；2.公式的熟練應用上存在有問題。三、教學方法設計根據本節(jié)課的教學目標、教學重、難點及學生特點，整節(jié)課采用情景式教學，直觀演示與分析歸納法結合、問題驅動與討論式教學相結合的教學方法。四、教學流程設計教師活動學生活動備注新課引入:播放“電子之舞”的視頻，并讓學生猜想是什么為他們“伴舞”，以此引入新課--示波器。學生饒有興趣的觀看視頻。讓學生體會電子運動的美妙與神奇，順利引入新課，并同時激發(fā)學生的學習興趣。新課講解利用陰極射線管做演示實驗，給電子加25000V的加速電場，讓學生求解電子獲得的速度。一、帶電粒子的加速例1.A、B為兩塊平行金屬板，極板間電壓為U＝25000V，板中央有小孔O和O′，現讓熾熱金屬絲發(fā)射出來的電子源源不斷地從小孔O進入A、B之間（電子的初速度很小，可以忽略。）已知電子質量為m＝9.0×10?31kg，電量為q＝1.6×10?19C。板間距離d＝2.5×10?3m。學生解題前，先分析電子的受力，確定勻強電場的方向，確定粒子的運動情況。鼓勵學生用不同的方法求解電子從小孔O′穿出的速度。通過本個問題的研究，我們可以發(fā)現解決動力學問題可以從兩個角度出發(fā)，既可以從牛頓運動定律角度來解題，也可以從功能關系進行解題，而第二種相對簡單。認真思考,完成探討,找到兩種方法與思路來進行求解。若非勻強電場，情況一樣，因為結果與電場強度無關。演示實驗創(chuàng)設情境，同時提高學生的學習興趣。同時使學生學會利用兩種不同的方法求解帶電粒子在電場加速問題。這樣的高速電子在生產生活中有什么作用呢？展示醫(yī)用電子直線加速器圖片，并做簡單介紹，使學生體會物理在科技進步中的重要性。二、帶電粒子的偏轉利用陰極射線管做演示實驗，給高速電子加偏轉電場，讓學生分析電子軌跡變成曲線的原因。例2.如圖所示，質量為m、帶電量為q的電子（重力不計），以初速度v0沿垂直于電場方向進入長為L、間距為d、電壓為U的兩平行金屬板間，試分析該粒子在穿越電場時發(fā)生的運動情況：讓學生通過分析帶電粒子的受力特點，回想與前邊學習的哪種運動類似,并類比得出解決方法。讓學生分小組討論，解決以下三個問題：1.電子通過電場所用的時間？2.電子離開電場的位置（即豎直方向偏移量y）？3.電子離開電場時速度偏轉角的正切值tanθ？至此，就解決了帶電粒子在電場中的加速與偏轉的問題，然而，示波器中是如何靈活地改變電子打在熒光屏上的位置的呢？示波器接下來利用問題驅動式引導學生主動思考：問題1：如何使帶電子在偏轉電場中的偏移量變大？問題2：如何電子向上偏轉？問題3：怎樣做到使電子向右偏轉？問題4：怎樣做到使電子向左偏轉？問題:5：怎樣做到使電子打到熒光屏的右上方？這樣一個示波器的模型就建立起來了。問題:6：如果在電極XX’之間加如圖所示電壓，在YY’之間不加電壓，在熒光屏上會看到什么圖形？問題:7：如果在電極XX’之間不加電壓，但在YY’之間加如圖所示的正弦式交變電壓，在熒光屏上會看到什么圖形？問題:8：如果在YY’之間和XX’之間分別加上如圖所示電壓，在熒光屏上會看到什么圖形？通常，XX′偏轉電極介入以其自身產生的鋸齒形電壓，叫做掃描電壓。YY′偏轉電極上加待顯示的信號電壓。另外，帶電粒子在電場中應用的實例還很多，展示以下圖片：靜電除塵、噴墨式打印機、靜電噴涂。課后思考噴墨打印機的結構簡圖如圖所示，其中墨盒可以發(fā)出墨汁微滴，此微滴經過帶電室時被帶上負電．帶電后的微滴以一定的初速度進入偏轉電場，帶電微滴經過偏轉電場發(fā)生偏轉后打到紙上，顯示出字體．無信號輸入時，墨汁微滴不帶電，徑直通過偏轉板而注入回流槽流回墨盒．設偏轉板長為L，兩板間的距離為d．若墨汁微滴的質量為m，以v0的初速度垂直于電場方向進入偏轉電場，兩偏轉板間的電壓是U．為了使紙上的字放大10%，請你定量分析并提出一個可行的解決的方法．觀看醫(yī)用電子直線加速器圖片，體會物理在科技進步中的重要性。觀看演示實驗，并思考電子軌跡變成曲線的原因。學生講此運動與平拋運動類比，利用運動的合成與分解的方法小組討論得出結論：增大偏轉電壓改變兩個極板的極性加XX’方向的偏轉電壓改變X與X’兩個極板的極性加X與X’和Y與Y’兩對偏轉電極X方向一條亮線Y方向一條亮線8.正弦函數圖像學生理解示波器的原理。體會帶電粒子在電場中運動的重要應用。體會靜電場知識對科學技術的影響，提高學生對科學技術的責任感。創(chuàng)設帶電粒子在電場中偏轉的情景，提升學生講把物理現象與物理知識相結合的能力。在此環(huán)節(jié)提升學生的類比以及對知識的遷移能力，另外通過小組討論提升學生的團隊合作精神。利用問題驅動式可以提高課堂教學效率，同時激發(fā)學生主動思考。通過陰極射線管與“便利貼”相結合，彌補了學生空間想象能力不足的缺陷，使學生對示波器有了一個比較立體的認識。使學生體會物理對科技進步的影響以及重要性，提高學生對科學技術的責任感。設計課后思考題的目的：對所學知識的鞏固；提升講物理知識應用于生產生活的能力；對所學知識的延伸；為下節(jié)課的學習做好鋪墊。小結完成課后思考題一起總結回顧本節(jié)課所學?！稁щ娏Ｗ釉陔妶鲋械倪\動》學情分析通過學生對必修一以及電場基本知識的學習，學生已經具備的知識和能力是：1.平拋運動的條件、性質以及處理方法；2.力學和電場的基本知識，初步具備了應用力學知識分析電場問題的能力。此時學生還欠缺的知識和能力是：1.邏輯思維和抽象思維能力還有待提高；2.公式的熟練應用上存在有問題?！稁щ娏Ｗ釉陔妶鲋械倪\動》效果分析通過本節(jié)課的學習，學生學會了運用動能定理解決帶電粒子在電場中的直線加速問題以及利用運動的合成與分解解決帶電粒子在電場中的偏轉問題。通過對“類平拋運動”的學習，提升學生對知識的遷移能力；在對示波管原理的分析過程中，提高學生獨立觀察、分析、推理及應用物理知識解決實際問題的能力。并且通過本節(jié)課對醫(yī)用電子直線加速器的分析以及對噴墨式打印機和示波器的分析，使學生體會到靜電場知識對科學技術的影響，提高了學生對科學技術的責任感?！稁щ娏Ｗ釉陔妶鲋械倪\動》教材分析本節(jié)內容選自人教版物理選修3-1第一章第九節(jié)。是對電場知識的重要應用，也是力學知識與電學知識的綜合應用，通過對本節(jié)課的學習，學生能夠把電場知識和牛頓運動定律、動能定理、運動的合成與分解等力學知識有機的結合起來，加深對力學、電學知識的理解，有利于培養(yǎng)學生用物理知識解決實際問題的能力。另外，這節(jié)課與現代科學技術結合緊密，通過這節(jié)課的學習有利于培養(yǎng)學生對科學和技術應有的正確態(tài)度和責任感。根據教材的具體內容以及新課程標準的要求，確定本節(jié)課的教學目標如下：（1）知識與技能①學會運用靜電力、電場強度等概念研究帶電粒子在電場中運動的加速度、速度和位移等物理量的變化。②了解示波管的工作原理。、（2）過程與方法通過對“類平拋運動”的學習，提升學生對知識的遷移能力；在對示波管原理的分析過程中，提高學生獨立觀察、分析、推理及應用物理知識解決實際問題的能力。（3）情感態(tài)度與價值觀通過帶電粒子在電場中的實際應用，提高學生對物理的學習興趣，同時，使學生體會靜電場知識對科學技術的影響，提高學生對科學技術的責任感。本節(jié)課的重點：帶電粒子在勻強電場中的加速和偏轉問題。本節(jié)課的難點：示波管的原理?！稁щ娏Ｗ釉陔妶鲋械倪\動》評測練習1.噴墨打印機的結構簡圖如圖所示，其中墨盒可以發(fā)出墨汁微滴，此微滴經過帶電室時被帶上負電．帶電后的微滴以一定的初速度進入偏轉電場，帶電微滴經過偏轉電場發(fā)生偏轉后打到紙上，顯示出字體．無信號輸入時，墨汁微滴不帶電，徑直通過偏轉板而注入回流槽流回墨盒．設偏轉板長為L，兩板間的距離為d．若墨汁微滴的質量為m，以v0的初速度垂直于電場方向進入偏轉電場，兩偏轉板間的電壓是U．為了使紙上的字放大10%，請你定量分析并提出一個可行的解決的方法．2.通過運算說明：一價氫離子、一價氦離子和二價氦離子的混合物經過同一加速電場由靜止開始加速，然后在同一偏轉電場里偏轉，能否把它們區(qū)分開來？《帶電粒子在電場中的運動》課后反思一、從物理學科特點出發(fā),改進課堂教學方法。實驗是物理學的基礎,也是物理學科的特點,物理教學離不開實驗,因此,物理課堂教學改革首先要加強實驗教學。1、創(chuàng)造條件,讓學生更多地動手實驗,提高學生觀察實驗能力。凡是實驗性較強的教材,教師要采用讓學生動手做實驗的教學方法,同時還要設法把一些演示實驗改為學生實驗,并增加課外小實驗,對于學生分組實驗,不僅要做,而且還要認真做好?？傊?教學中要突出學生的實驗活動,使學生在實驗中動眼看、動手做、動嘴講、動腦想,從而掌握物理知識和技巧,提高實驗能力。2、實驗教學還要著重教給學生觀察的方法,用科學的觀察方法去啟發(fā)、引導、示范,努力提高學生的實驗觀察能力。同時還要加強實驗觀察方法的培養(yǎng),要通過對學生進行實驗思想、實驗方法等科學方法教育(如放大法、對比法、代替法、轉換法、比較法、平衡法和模型法等)幫助學生深刻理解實驗、培養(yǎng)實驗能力,開拓創(chuàng)造性思維。二、從物理教學內容出發(fā),改進課堂教學方法。物理課堂教學方法的選擇,要受到教材內容的制約,教材內容決定課堂教學方法的選擇,也決定著教師與學生的具體雙邊活動的方式和方法。1、必須突出教學方法的優(yōu)化選擇,我們選擇教法應從教材內容實際出發(fā),在眾多教學方法中進行比較,最后得出經過優(yōu)化選擇的教學方法。一堂成功的物理課,通常是幾種教學方法的有機組合,而不是幾種教法的隨意湊合,一定是經過教師的精心設計、靈活地、科學地、創(chuàng)造性地進行優(yōu)化選擇、認真實施的結果。2、還要改革教師在課堂的講解方式。教師在課堂上講解,必須具有強烈的針對性、啟發(fā)性和綜合性,在課堂講解,可隨內容的不同采取相應的不同方式:如對教材內容從知識結構、邏輯關系推理論證方法等作完整、全面的講解;對實驗性較強的物理概念和規(guī)律,在做好實驗的基礎上作啟發(fā)式的講解;對重點、難點、關鍵內容或學生容易發(fā)生差錯的問題,作點撥式講解;在學生獨立閱讀、獨立思考或進行練習之前,作