教学设计9：1.2 库仑定律

1.2 库伦定律

一、课前准备

1、构建本节知识框架结构，提炼在预习过程中困惑较多的问题

二、教学目标

(1)、知识与技能：明确点电荷是个理想化模型，知道带电体简化为点电荷的条件掌握库仑定律的文字表述及其公式表达。通过静电力与万有引力的对比，体会自然规律的多样性和统一性；了解库仑扭秤实验。

(2)、过程与方法：经历对知识框架的完善和实验的探究过程，构建知识结构，体会控制变量法在物理学科中的具体应用。

(3)、情感态度价值观：经历对实验的分析，激发学生的学习兴趣，培养严谨的科学态度。

三、教学重点

对库仑定律的理解与应用。

四、教学难点

对库仑定律的理解与应用。

五、教学过程

1、实验影像探究影响电荷间相互作用力的因素

第一步：教师提出问题：请学生根据日常生活经验猜测一下电荷间的相互作用力的大小与哪些因素有关？为了验证猜测是否正确，在运用实验验证时应该采用什么样的实验方法？学生表述并以此引入到对演示实验的观察与探究

第二步：设置条件，以金属箔片的质量和摆线的偏角表示带电小球对金属箔片的力F

第三步：探究实验现象，得到定性结论：电荷间相互作用力的大小与电荷量和距离的关系

2、库仑实验：

阅读教材，交流后完成以下几个任务：①装置；②实验的条件；③实验原理；

④表达式；⑤K的含义。

3、库仑定律

第一步：叙述内容并快速记忆

第二步：分析定律内容，提炼"静电力"和"点电荷"的概念和定律的适用条件"真空中、静止、点电荷"，对于空气中的点电荷也可适用。

第三步：分析表达式中各个物理量含义和公式具体应用时的注意事项

第四步：习题分析，加深对点电荷的理解，题目内容以大屏幕给出

1、下列关于点电荷的说法，正确的是（）

A、只有体积很小的带电体才能看成点电荷

B、体积很大的带电体一定不能看成点电荷

C、对于任何带电球体，总可以把它看做电荷全部集中在球心的点电荷。

D、当两个带电体的大小及形状对它们之间的相互作用力的影响可以忽略时，这两个带电体才可以看成点电荷

2、对于库仑定律，下面说法中正确的是

A、凡计算两个点电荷的相互作用力，就可以使用公式

B、两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律

C、相互作用的两个点电荷A和B，不论A、B的电荷量是否相同，A对B的库仑力和B对A的库仑力大小一定相等。

D、两个点电荷间的电荷量各减为原来的一半，它们之间的距离保持不变，则它们之间的库仑力减为原来的一半。

学生互动后提出自己的见解，将问题加以拓展完成两个任务

任务一：得到对点电荷的本质的理解：（1）理想化模型、类比质点；（2）物体在什么条件下可看做为点电荷。

任务二：加深对相互作用力关系的理解

4、定律的具体应用

例题中体会

例题1：已知氢核（质子）的质量是1.67×10-27kg，电子的质量是9.1×10-31kg，在氢原子内它们之间的最短距离为5.3×10-11m。试比较氢原子中氢核与电子之间的库仑力和万有引力。

学生表述分析过程：（1）具体求解；（2）数据的对比与分析。（3）结论：对于微观领域中的受力情况的分析可忽略万有引力（重力），为带电粒子在电场中运动的分析做铺垫。

例题2：真空中有三个点电荷，它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上，每个点电荷都是+2×10-6C，求它们各自所受的库仑力。

解：按题意作图。每个点电荷都受到其他两个点电荷的斥力，情况相同，只要求出一个点电荷（例如q3）所受的力即可。

q3共受F1和F2两个力的作用，q1=q2=q3=q，相互距离r都相同，所以

根据平行四边形定则，合力是

合力的方向沿q与q连线的垂直平分线向外。

严谨分析过程：（1）受力分析；（2）具体求解；（3）分析过程与方法说明的问题（为学习电场的叠加做铺垫）。

八、课下作业

1、完成9页1-5

2、分时段完成练习题