2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第九章 靜電場及其應(yīng)用 2 庫侖定律（2）教案 新人教版必修3

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第九章靜電場及其應(yīng)用2庫侖定律（2）教案新人教版必修3學(xué)校授課教師課時(shí)授課班級授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來自2024-2025學(xué)年新教材高中物理第九章“靜電場及其應(yīng)用”的第二節(jié)“庫侖定律（2）”，新人教版必修3。本節(jié)課主要內(nèi)容包括：

1.庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其適用條件；

2.靜電力常量的值及其意義；

3.庫侖定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用。

教學(xué)重點(diǎn)：庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其適用條件；靜電力常量的值及其意義。

教學(xué)難點(diǎn)：庫侖定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用。核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)，具體包括：

1.理解能力：使學(xué)生能夠理解庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其適用條件，掌握靜電力常量的值及其意義；

2.應(yīng)用能力：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用庫侖定律解決實(shí)際問題的能力，提高學(xué)生的物理建模和數(shù)學(xué)建模能力；

3.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)思維方法分析、解決物理問題的能力，如通過實(shí)例分析，讓學(xué)生掌握庫侖定律在實(shí)際中的應(yīng)用；

4.科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生對物理學(xué)科的興趣和熱情，樹立正確的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀，認(rèn)識到物理知識在生活中的重要性。學(xué)習(xí)者分析1.學(xué)生已經(jīng)掌握了哪些相關(guān)知識：在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)掌握了靜電場的基本概念、電荷和電荷守恒定律、以及電場強(qiáng)度的定義等相關(guān)知識。此外，學(xué)生還應(yīng)該具備一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)，如代數(shù)運(yùn)算和圖形理解能力。

2.學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、能力和學(xué)習(xí)風(fēng)格：對于物理學(xué)科，大部分學(xué)生通常對實(shí)驗(yàn)和實(shí)際應(yīng)用問題感興趣。在能力方面，學(xué)生可能已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)學(xué)建模和問題解決等方面形成了一定的能力。在學(xué)習(xí)風(fēng)格上，部分學(xué)生可能更偏好通過直觀的實(shí)驗(yàn)和圖像來理解抽象的物理概念，而另一些學(xué)生可能更注重理論分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo)。

3.學(xué)生可能遇到的困難和挑戰(zhàn)：在學(xué)習(xí)庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式和適用條件時(shí)，學(xué)生可能會對公式中的符號和物理意義產(chǎn)生困惑。在應(yīng)用庫侖定律解決實(shí)際問題時(shí)，學(xué)生可能難以將理論知識與實(shí)際情境相結(jié)合，對于復(fù)雜問題的建模和分析可能感到困難。此外，靜電力常量的值及其意義的理解也是學(xué)生可能遇到的難點(diǎn)。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法：

（1）問題驅(qū)動法：通過提出與庫侖定律相關(guān)的問題，激發(fā)學(xué)生的思考和探究欲望，引導(dǎo)學(xué)生主動參與到學(xué)習(xí)過程中。例如，在引入庫侖定律時(shí)，可以提問：“電荷之間是如何相互作用的呢？”

（2）案例分析法：選取與生活實(shí)際相關(guān)的案例，讓學(xué)生運(yùn)用庫侖定律進(jìn)行分析，提高學(xué)生將理論知識應(yīng)用于實(shí)際問題的能力。例如，討論靜電噴漆、靜電除塵等現(xiàn)象背后的物理原理。

（3）小組合作法：將學(xué)生分為小組，進(jìn)行討論和實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和溝通能力。例如，在驗(yàn)證庫侖定律的實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，共同探討實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論的吻合程度。

2.教學(xué)手段：

（1）多媒體演示：利用多媒體課件，生動形象地展示庫侖定律的發(fā)現(xiàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和應(yīng)用實(shí)例，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受。例如，通過動畫演示電荷之間的相互作用過程。

（2）虛擬實(shí)驗(yàn)：運(yùn)用教學(xué)軟件模擬庫侖定律的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能。例如，利用仿真軟件讓學(xué)生在線進(jìn)行庫侖定律的實(shí)驗(yàn)操作。

（3）互動教學(xué)平臺：利用互動教學(xué)平臺，進(jìn)行在線提問、討論和作業(yè)提交，方便教師及時(shí)了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，提高教學(xué)效果。例如，通過平臺發(fā)布思考題，讓學(xué)生在線提交答案和討論。

（4）實(shí)體模型和教具：使用靜電排斥和吸引的實(shí)體模型，讓學(xué)生直觀地感受電荷之間的相互作用，加深對庫侖定律的理解。例如，使用帶電小球展示電荷之間的相互作用。

（5）數(shù)學(xué)軟件輔助教學(xué)：運(yùn)用數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行公式推導(dǎo)和計(jì)算，幫助學(xué)生更好地理解庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其物理意義。例如，利用數(shù)學(xué)軟件展示庫侖定律公式的推導(dǎo)過程。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解“庫侖定律”的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)“庫侖定律”內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確“庫侖定律”教學(xué)目標(biāo)和“庫侖定律”重難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確?！皫靵龆伞苯虒W(xué)過程的順利進(jìn)行。

設(shè)計(jì)課堂互動環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)“庫侖定律”的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入“庫侖定律”學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的“靜電場基本概念”等內(nèi)容，幫助學(xué)生建立知識之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對舊知的掌握情況，為“庫侖定律”新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時(shí)：25分鐘）

知識講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解“庫侖定律”的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其適用條件，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

突出“庫侖定律”重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)靜電力常量的值及其意義，通過對比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞“庫侖定律”應(yīng)用實(shí)例展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

設(shè)計(jì)實(shí)踐活動或?qū)嶒?yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)“庫侖定律”知識的應(yīng)用，提高實(shí)踐能力。

在“庫侖定律”新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對“庫侖定律”知識點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。

強(qiáng)調(diào)“庫侖定律”的重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對“庫侖定律”知識的掌握情況。

鼓勵學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決“庫侖定律”問題。

錯題訂正：

針對學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的“庫侖定律”錯誤，進(jìn)行及時(shí)訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯誤原因，避免類似錯誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

知識拓展：

介紹與“庫侖定律”相關(guān)的拓展知識，拓寬學(xué)生的知識視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。

情感升華：

結(jié)合“庫侖定律”內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

鼓勵學(xué)生分享學(xué)習(xí)“庫侖定律”的心得和體會，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時(shí)：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的“庫侖定律”內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)“庫侖定律”重點(diǎn)和難點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的“庫侖定律”內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時(shí)間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識掌握：學(xué)生能夠準(zhǔn)確地掌握庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其適用條件，理解靜電力常量的值及其意義。通過實(shí)例分析，學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R與實(shí)際問題相結(jié)合，運(yùn)用庫侖定律解決實(shí)際問題。

2.能力培養(yǎng)：學(xué)生在課堂活動中培養(yǎng)了自己的合作精神和溝通能力，能夠主動參與小組討論，提出自己的觀點(diǎn)和疑問。通過實(shí)踐活動和實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生提高了自己的實(shí)踐能力，能夠?qū)⒗碚撝R應(yīng)用于實(shí)際操作中。

3.思維發(fā)展：學(xué)生通過問題驅(qū)動法和案例分析法，培養(yǎng)了科學(xué)思維能力，能夠運(yùn)用科學(xué)方法分析、解決物理問題。學(xué)生能夠從生活實(shí)際出發(fā)，思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)了一定的創(chuàng)新意識和探索精神。

4.情感態(tài)度：學(xué)生對物理學(xué)科的興趣和熱情得到提升，樹立了正確的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。通過學(xué)習(xí)庫侖定律的應(yīng)用，學(xué)生能夠認(rèn)識到物理知識在生活中的重要性，增強(qiáng)了對科學(xué)知識的社會責(zé)任感。

5.學(xué)習(xí)方法：學(xué)生掌握了自主學(xué)習(xí)的方法，能夠主動預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)課程內(nèi)容。通過課堂互動和小組合作，學(xué)生學(xué)會了如何與他人交流和合作，提高了自己的學(xué)習(xí)效果。板書設(shè)計(jì)①庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：F=k\frac{q_1q_2}{r^2}

②庫侖定律的適用條件：真空中點(diǎn)電荷間的相互作用力

③靜電力常量的值：k=9×10^9N·m^2/C^2

④庫侖定律的實(shí)際應(yīng)用：靜電噴漆、靜電除塵等

2.板書設(shè)計(jì)藝術(shù)性和趣味性：

①使用顏色和圖示區(qū)分庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其適用條件，使板書更具直觀性和吸引力。

②以生活實(shí)例圖示展示庫侖定律的實(shí)際應(yīng)用，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)。

③設(shè)計(jì)有趣的互動環(huán)節(jié)，如讓學(xué)生上臺演示庫侖定律的實(shí)驗(yàn)，增加課堂趣味性。

4.板書設(shè)計(jì)簡潔明了：

①避免冗長的文字，使用簡練的語言概括庫侖定律的核心內(nèi)容。

②利用列表、圖示等簡潔的形式呈現(xiàn)庫侖定律的適用條件和實(shí)際應(yīng)用。

③設(shè)計(jì)簡潔的思維導(dǎo)圖，幫助學(xué)生理清庫侖定律的知識結(jié)構(gòu)，便于記憶。重點(diǎn)題型整理1.題型一：庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其適用條件

題目：已知兩個點(diǎn)電荷q1和q2，它們之間的距離為r，求它們之間的靜電力F。

答案：根據(jù)庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=k\frac{q_1q_2}{r^2}，代入已知數(shù)值，即可求出兩個點(diǎn)電荷之間的靜電力F。

2.題型二：靜電力常量的值及其意義

題目：已知庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為F=k\frac{q_1q_2}{r^2}，求靜電力常量k的值。

答案：根據(jù)庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，可以得到靜電力常量k的值為9×10^9N·m^2/C^2。

3.題型三：庫侖定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用

題目：靜電噴漆是一種利用靜電力將涂料噴涂到物體表面的技術(shù)。假設(shè)一個物體表面帶有電荷q，噴涂的涂料粒子也帶有電荷q，求噴涂到物體表面的涂料粒子數(shù)。

答案：根據(jù)庫侖定律，兩個電荷q和q之間的靜電力為F=k\frac{q^2}{r^2}。由于涂料粒子的質(zhì)量遠(yuǎn)大于物體表面的電荷q，可以忽略涂料粒子之間的靜電力，因此噴涂到物體表面的涂料粒子數(shù)為n=F\frac{m}{q}，其中m為涂料粒子的質(zhì)量。

4.題型四：庫侖定律的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

題目：設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證庫侖定律。

答案：可以設(shè)計(jì)一個簡單的實(shí)驗(yàn)，將兩個帶電小球放置在真空中，使用彈簧測力計(jì)測量它們之間的相互作用力F，同時(shí)測量小球的電荷量q1和q2以及它們之間的距離r。根據(jù)庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=k\frac{q_1q_2}{r^2}，可以計(jì)算出靜電力常量k的值，與已知的k值進(jìn)行比較，以驗(yàn)證庫侖定律的正確性。

5.題型五：庫侖定律的數(shù)學(xué)推導(dǎo)

題目：推導(dǎo)庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

答案：根據(jù)牛頓的萬有引力定律，兩個質(zhì)點(diǎn)之間的引力與它們的質(zhì)量成正比，與它們之間的距離的平方成反比。將質(zhì)點(diǎn)替換為電荷，可以得到庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=k\frac{q_1q_2}{r^2}。其中，k為靜電力常量，q1和q2為兩個電荷的電荷量，r為它們之間的距離。教學(xué)反思在本節(jié)課的教學(xué)中，我深刻地感受到了學(xué)生的熱情和對知識的渴望。課程的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，通過展示與庫侖定律相關(guān)的圖片和視頻，成功吸引了學(xué)生的注意力，激發(fā)了他們的好奇心和求知欲。在知識講解部分，我注重突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)難點(diǎn)，并通過實(shí)例分析幫助學(xué)生理解庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及其適用條件。同時(shí)，通過互動探究和技能訓(xùn)練，培養(yǎng)了學(xué)生的合作精神，提高了他們的實(shí)踐能力。

然而，在教學(xué)過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題。在講解庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式時(shí)，部分學(xué)生對于符號和物理意義產(chǎn)生了困惑，這提示我在今后的教學(xué)中需要更加注重基礎(chǔ)知識的講解，確保學(xué)生能夠準(zhǔn)確理解和掌握。此外，在實(shí)踐環(huán)節(jié)，我發(fā)現(xiàn)部分學(xué)生對于實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理不夠熟練，這反映出學(xué)生在實(shí)驗(yàn)技能方面還有待提高。

針對這些問題，我將在今后的教學(xué)中進(jìn)行改進(jìn)。首先，我將更加注重基礎(chǔ)知識的講解，通過詳細(xì)闡述符號和物理意義的來源和意義，幫助學(xué)生更好地理解庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式。其次，我將加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)技能的培訓(xùn)，通過組織專門的實(shí)驗(yàn)技能培訓(xùn)課程，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和數(shù)據(jù)處理能力。最后，我將增加課堂互動環(huán)節(jié)，鼓勵學(xué)生積極參與討論，提出自己的觀點(diǎn)和疑問，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和解決問題的能力。

總體來說，本節(jié)課的教學(xué)取得了較好的效果，學(xué)生對庫侖定律的知識點(diǎn)有了更深入的理解。在今后的教學(xué)中，我將繼續(xù)努力，通過不斷改進(jìn)教學(xué)方法和手段，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，培養(yǎng)學(xué)生的物理學(xué)科核心素養(yǎng)。作業(yè)布置與反饋1.作業(yè)布置：

（1）請學(xué)生根據(jù)庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，計(jì)算兩個電荷之間的靜電力。

（2）請學(xué)生設(shè)計(jì)一個實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證庫侖定律。

（3）請學(xué)生根據(jù)本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)庫侖定律的適用條件和實(shí)際應(yīng)用。

2.作業(yè)反