2024-2025學(xué)年高中物理 第一章 靜電場(chǎng) 2 庫(kù)侖定律教案 教科版選修3-1

2024-2025學(xué)年高中物理第一章靜電場(chǎng)2庫(kù)侖定律教案教科版選修3-1學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級(jí)授課地點(diǎn)教具課程基本信息1.課程名稱：高中物理第一章靜電場(chǎng)2-庫(kù)侖定律

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：高中一年級(jí)，物理選修3-1班

3.授課時(shí)間：2024年10月15日，星期二，第3節(jié)課

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘

本節(jié)課將圍繞教科版選修3-1中庫(kù)侖定律的內(nèi)容展開(kāi)，通過(guò)理論講解和實(shí)驗(yàn)演示，使學(xué)生深入理解庫(kù)侖定律的內(nèi)涵及其在靜電場(chǎng)中的應(yīng)用。教學(xué)過(guò)程中，將結(jié)合實(shí)際生活中的靜電現(xiàn)象，提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣和認(rèn)識(shí)。核心素養(yǎng)目標(biāo)1.科學(xué)探究：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用庫(kù)侖定律進(jìn)行科學(xué)探究的能力，通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)分析，提升解決問(wèn)題的實(shí)踐技能。

2.物理觀念：幫助學(xué)生建立正確的靜電場(chǎng)觀念，理解庫(kù)侖定律在靜電相互作用中的應(yīng)用，形成系統(tǒng)的物理知識(shí)體系。

3.科學(xué)思維：訓(xùn)練學(xué)生運(yùn)用邏輯推理和數(shù)學(xué)方法分析物理問(wèn)題，提高科學(xué)思維能力。

4.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：激發(fā)學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，關(guān)注靜電場(chǎng)在生活中的應(yīng)用和環(huán)境保護(hù)。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了電荷的基本概念、電荷間的相互作用力以及電場(chǎng)的基本知識(shí)。他們?cè)谥暗恼n程中學(xué)習(xí)了靜電現(xiàn)象和庫(kù)侖定律的初步內(nèi)容，為深入學(xué)習(xí)庫(kù)侖定律奠定了基礎(chǔ)。

2.學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣濃厚，具有一定的邏輯思維能力和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，有利于理解庫(kù)侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式和實(shí)驗(yàn)原理。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，學(xué)生偏好通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)例來(lái)理解和掌握知識(shí)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)包括：庫(kù)侖定律數(shù)學(xué)表達(dá)式的理解和應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)操作中的數(shù)據(jù)處理、以及靜電場(chǎng)與日常生活相結(jié)合的問(wèn)題分析。特別是對(duì)于庫(kù)侖定律中的常數(shù)k的理解和運(yùn)用，以及如何將定律應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題中，可能是學(xué)生需要克服的主要難點(diǎn)。教學(xué)資源1.硬件資源：

-庫(kù)侖扭秤實(shí)驗(yàn)裝置

-電荷分布模型

-電子秤

-電腦

-投影儀

2.軟件資源：

-物理學(xué)科教學(xué)軟件

-數(shù)據(jù)分析軟件

-PowerPoint演示文稿

3.課程平臺(tái)：

-學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)

-物理學(xué)科在線學(xué)習(xí)平臺(tái)

4.信息化資源：

-電子教材

-互動(dòng)式教學(xué)課件

-庫(kù)侖定律教學(xué)視頻

5.教學(xué)手段：

-講授法

-實(shí)驗(yàn)演示

-小組討論

-互動(dòng)問(wèn)答

-課后在線拓展學(xué)習(xí)教學(xué)過(guò)程1.導(dǎo)入新課

上課之初，我將首先引導(dǎo)學(xué)生回顧上一節(jié)課的內(nèi)容，提問(wèn)：“上一節(jié)課我們學(xué)習(xí)了靜電場(chǎng)的基本概念，那么誰(shuí)能告訴我，什么是電荷？電荷間有哪些相互作用？”通過(guò)學(xué)生的回答，自然過(guò)渡到今天的新課——庫(kù)侖定律。

2.理論講解

（1）我會(huì)向?qū)W生介紹庫(kù)侖定律的發(fā)現(xiàn)者查爾斯·庫(kù)侖，以及他的貢獻(xiàn)。然后詳細(xì)講解庫(kù)侖定律的表述：真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力，與它們的電荷量的乘積成正比，與它們之間的距離的平方成反比，作用力的方向沿著它們的連線。

（2）接下來(lái)，我會(huì)解釋庫(kù)侖定律中的比例常數(shù)k，即庫(kù)侖常數(shù)。讓學(xué)生理解其物理意義和數(shù)值，以及如何運(yùn)用庫(kù)侖定律進(jìn)行計(jì)算。

3.實(shí)驗(yàn)演示

（1）我會(huì)準(zhǔn)備庫(kù)侖扭秤實(shí)驗(yàn)裝置，向?qū)W生展示如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果與庫(kù)侖定律的關(guān)系。

（2）邀請(qǐng)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作，親身體驗(yàn)庫(kù)侖定律的驗(yàn)證過(guò)程。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，指導(dǎo)學(xué)生如何處理數(shù)據(jù)，如何減小實(shí)驗(yàn)誤差。

4.課堂討論

（1）組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，討論實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決方法，以及如何將庫(kù)侖定律應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題。

（2）針對(duì)學(xué)生的討論，我會(huì)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)和總結(jié)，強(qiáng)調(diào)庫(kù)侖定律在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。

5.知識(shí)拓展

（1）結(jié)合生活中的靜電現(xiàn)象，我會(huì)向?qū)W生講解庫(kù)侖定律在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用，如靜電除塵、靜電復(fù)印等。

（2）介紹庫(kù)侖定律在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的作用，如粒子加速器、靜電噴涂等。

6.課堂小結(jié)

我會(huì)對(duì)本節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)，強(qiáng)調(diào)庫(kù)侖定律的重要性，以及它在靜電場(chǎng)中的應(yīng)用。

7.作業(yè)布置

（1）課后讓學(xué)生完成教材上的課后習(xí)題，鞏固所學(xué)知識(shí)。

（2）鼓勵(lì)學(xué)生查閱相關(guān)資料，了解庫(kù)侖定律在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用，撰寫小論文。

8.教學(xué)反思

課后，我會(huì)認(rèn)真反思本節(jié)課的教學(xué)效果，針對(duì)學(xué)生的掌握情況，調(diào)整教學(xué)策略，以提高教學(xué)效果。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-靜電場(chǎng)與生活：收集各種靜電現(xiàn)象的圖片和實(shí)例，如靜電放電、靜電吸附、靜電涂粉等，讓學(xué)生了解靜電場(chǎng)在生活中的應(yīng)用。

-庫(kù)侖定律的歷史背景：查閱與庫(kù)侖定律發(fā)現(xiàn)過(guò)程相關(guān)的歷史資料，了解科學(xué)家?guī)靵龅难芯糠椒ê涂茖W(xué)精神。

-庫(kù)侖定律的數(shù)學(xué)推導(dǎo)：提供庫(kù)侖定律的數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程，幫助學(xué)生深入理解定律的本質(zhì)。

-現(xiàn)代科技中的庫(kù)侖定律應(yīng)用：介紹庫(kù)侖定律在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用，如粒子加速器、靜電噴涂、靜電植絨等。

-靜電場(chǎng)力的計(jì)算練習(xí)：提供一些典型的靜電場(chǎng)力計(jì)算題目，包括點(diǎn)電荷之間的相互作用力、電荷分布產(chǎn)生的電場(chǎng)等。

2.拓展建議：

-鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)圖書(shū)館或網(wǎng)絡(luò)資源查閱靜電場(chǎng)相關(guān)資料，深入了解靜電場(chǎng)的本質(zhì)和庫(kù)侖定律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。

-組織學(xué)生進(jìn)行小組討論：讓學(xué)生分組研究靜電場(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用，分享各自的發(fā)現(xiàn)和體會(huì)，提高團(tuán)隊(duì)合作能力。

-開(kāi)展課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)：鼓勵(lì)學(xué)生參與課外實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，如制作簡(jiǎn)單的靜電實(shí)驗(yàn)裝置，觀察靜電現(xiàn)象，加深對(duì)庫(kù)侖定律的理解。

-撰寫科普小論文：鼓勵(lì)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中，選擇一個(gè)感興趣的靜電場(chǎng)應(yīng)用，撰寫科普小論文，提高寫作和表達(dá)能力。

-定期進(jìn)行學(xué)習(xí)交流：組織定期的學(xué)習(xí)交流活動(dòng)，讓學(xué)生分享在拓展學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的困難和收獲，共同提高。反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.在教學(xué)過(guò)程中，我注重將理論知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合，通過(guò)引入日常生活中的靜電現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使他們對(duì)庫(kù)侖定律有更直觀的認(rèn)識(shí)。

2.采用實(shí)驗(yàn)演示與小組討論相結(jié)合的方式，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)參與課堂，提高他們的實(shí)踐操作能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

（二）存在主要問(wèn)題

1.在教學(xué)過(guò)程中，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對(duì)庫(kù)侖定律的理解不夠深入，尤其是對(duì)庫(kù)侖常數(shù)k的理解和運(yùn)用。

2.實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，學(xué)生的動(dòng)手能力有待提高，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和誤差分析不夠到位。

3.課堂時(shí)間有限，部分學(xué)生無(wú)法在課堂上充分消化所學(xué)知識(shí)，需要加強(qiáng)課后輔導(dǎo)和拓展。

（三）改進(jìn)措施

1.針對(duì)學(xué)生對(duì)庫(kù)侖定律理解不足的問(wèn)題，我將在今后的教學(xué)中加強(qiáng)對(duì)定律內(nèi)涵的講解，通過(guò)生動(dòng)的實(shí)例和形象的解釋，幫助學(xué)生更好地理解庫(kù)侖定律。

2.提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，增加實(shí)驗(yàn)課的課時(shí)，讓學(xué)生有更多機(jī)會(huì)動(dòng)手實(shí)踐。同時(shí)，加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和誤差分析方法的指導(dǎo)，提高學(xué)生的數(shù)據(jù)分析能力。

3.加強(qiáng)課后輔導(dǎo)和拓展，利用學(xué)校教學(xué)管理系統(tǒng)和在線學(xué)習(xí)平臺(tái)，為學(xué)生提供豐富的學(xué)習(xí)資源，方便他們課后復(fù)習(xí)和鞏固知識(shí)。

4.關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和需求，及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，提高教學(xué)效果。板書(shū)設(shè)計(jì)1.標(biāo)題：庫(kù)侖定律

-靜電場(chǎng)力的計(jì)算

-庫(kù)侖定律的應(yīng)用

2.重點(diǎn)內(nèi)容：

-庫(kù)侖定律公式：F=k*q1*q2/r^2

-k：庫(kù)侖常數(shù)，單位：Nm^2/C^2

-q1、q2：電荷量

-r：兩點(diǎn)電荷間的距離

3.結(jié)構(gòu)：

-靜電場(chǎng)力計(jì)算

-點(diǎn)電荷之間的相互作用

-電荷分布產(chǎn)生的電場(chǎng)

-庫(kù)侖定律應(yīng)用

-生活實(shí)例

-現(xiàn)代科技領(lǐng)域

4.藝術(shù)性與趣味性：

-使用不同顏色粉筆突出重點(diǎn)內(nèi)容，如公式、常數(shù)等。

-畫圖表示電荷之間的相互作用力，直觀展示庫(kù)侖定律。

-在板書(shū)右側(cè)列出與庫(kù)侖定律相關(guān)的趣味實(shí)例，如“為什么衣服上會(huì)有靜電？”等，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

5.概括性：

-在板書(shū)下方總結(jié)本節(jié)課的要點(diǎn)，以簡(jiǎn)明扼要的語(yǔ)言強(qiáng)調(diào)庫(kù)侖定律的重要性。

-提醒學(xué)生注意課后復(fù)習(xí)和拓展學(xué)習(xí)，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的掌握。課后作業(yè)1.計(jì)算題：兩個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量分別為q1=+2C和q2=-3C，它們之間的距離為r=0.5m。求它們之間的靜電作用力大小和方向。

解答：根據(jù)庫(kù)侖定律，F(xiàn)=k*q1*q2/r^2

代入數(shù)據(jù)，得到F=(9×10^9Nm^2/C^2)*(2C)*(-3C)/(0.5m)^2

F=-108N，方向?yàn)閮蓚€(gè)電荷之間的連線，且指向電荷量較大的電荷（即q2）。

2.應(yīng)用題：一個(gè)帶電的氣球（電荷量為+5C）距離地面1m，求地面上一點(diǎn)（電荷量為q）受到的氣球靜電引力大小。

解答：由于地面的電荷分布復(fù)雜，我們可以近似認(rèn)為地面為一個(gè)無(wú)窮大的平面，其電荷密度為σ。則地面上一點(diǎn)受到的靜電引力F=σ*(q*A)/ε0，其中A為氣球與地面接觸的面積，ε0為真空介電常數(shù)。

3.計(jì)算題：一個(gè)點(diǎn)電荷在電場(chǎng)E=200N/C中受到的電場(chǎng)力大小為10N，求該電荷的電荷量。

解答：根據(jù)電場(chǎng)力的定義，F(xiàn)=q*E，解得q=F/E=10N/200N/C=0.05C。

4.分析題：有一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體，電荷量為Q。求球體內(nèi)距離球心r（r<R）處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。

解答：由于球體是均勻帶電的，我們可以將其視為一系列同心球殼的疊加。根據(jù)高斯定律，球殼內(nèi)外