教学目标
知识目标
1、理解电势差是描述电场的能的性质的物理量,理解电势差与零点电势面位置的选取无关,熟练应用其概念及定义式进行相关的计算.
2、理解电势是描述电场的能的物理量,知道电势与电势差的关系,电势与零势面的选取有关,知道在电场中沿着电场线的方向电势的变化.
3、知道电势能,知道电场力做功与电势能改变的关系.
能力目标
利用学生已经掌握的知识进行类比、概括讲述新知识,培养学生对新知识的自学能力,逻辑推理能力,以及抽象思维的能力.
情感目标
通过对原有知识的加工,对新旧知识的类比、概括,培养学生知识自我更新的能力.
教学建议
教学建议
在本节内容中,涉及到电势的讲解,与前面所学的重力势能有相似的规律和原理,因此讲解时可以采取类比、概括这一物理教学中常用的教学方法.教材中首先导出电场力做功的特点,对比重力做功引起势能的变化,得到电势、电势差、电势能的概念,并指出电势能与电场力做功之间的关系:电势能的改变==电场力做的功.
教法建议
在讲解中,知识点上需要明确的是:
(1)除了需要说明电势的单位以及标量性,还需要强调电势公式是定义式,电场中某一点的电势与电荷在电场中的电势能无关,与电荷的多寡无关;而电场中某点的电势与产生电场的源电荷有关,与该点在电场中的位置有关.
(2)关于电势公式的应用时,注意公式中物理量的正负,理解正负只是表示电势的高低而不是方向.
(3)关于电势的讲解:一是需要注意的是零电势的选取(理论上以距离电场无限远处为零电势,实际上以大地的电势为零电势);二是电势沿着电场线的方向逐渐降低.
(4)电荷在电场中两点之间的电势能之差是确定的.
重点难点分析
1、本节重点是电势差的概念以及定义式的应用,电场力做功与电势能改变的关系;
2、本节的难点是电势差的定义以及电势能与电场力做功的关系.
关于讲解——整体思路的建议
电势、电势差、电势能的概念比较抽象,在讲解时可以通过引入重力场的有关概念进行类比,以增强知识的可感知性,这有助于学生的理解.但还需要注意的是,在讲解中不仅要掌握好教学的深度,同时要加强学生从不同的知识角度——能的角度、功能关系的角度学习本节知识,从一个更高的全面的基准点对已学知识进行综合,加强学生自身知识的再更新能力,这也是教师急需要注意的问题.
电势差、电势教学设计示例
一、复习引入
教师讲解(出示图片):
电场对放入其中的电荷有力的作用,对导体内部电荷同样有力的作用,此力可以做功,所以电场也有能的性质.下面我们从能量角度研究电场性质.
首先,我们先复习一下有关功的知识以及重力做功和重力势能的关系(如图)
一、功的量度:
二、重力做功:
1、重力做功只与位置有关、与经过的路径无关;
2、重力做功与势能的关系:
3、重力势能是相对的,有零势能面。(人为选定)
4、重力势能的正负是相对于零势面而言的,不代表方向。数值上等于把物体从该点移到零势能面处时,重力所做的功
同样,我们还研究过其它力做功,如分子力做功使得分子势能发生变化,弹簧的弹力做功引起弹性势能的变化,那么电场力做功的情形又是怎样的呢?我们又是怎样来研究呢?
二、新授课
1、电势差
教师出示上图:在某一点电荷+Q形成的电场中,将同一电荷放入电场的不同位置A、B两点,所受到的电场力是不同的,这是因为A、B两点的电场强度是不同的.为了研究问题的方便,我们以匀强电场为例,匀强电场中,电荷从A点移动到B点,电场力的大小为恒力,则电场力做功大小为:(为Eq与S之间的夹角)
在这里:是一个与电荷本身无关的量,
类似如重力做功也是与物体本身无关的物理量,只与重力场本身性质有关.
因此我们将这一比值叫做A、B两点间的电势差,用来表示电势差,单位伏特,简称伏,符号是V.电势差又叫电压.
(1V=1J/C)
电荷在场强为E的匀强场中,令电荷q由一点A移至另一点B时(如图)电场力所做的功,同样点电荷由A沿着某一曲线移至另一点C(AC在场强E的投影与AB相等)时电场力所做的功,与相等(具体证明可以类比重力做功,采用无限分割法进行证明),也就是说电场力做功与路径无关,仅与电荷运动的起末位置有关.此结论不仅适用于匀强电场而且适用于任何电场(在高中阶段不做具体证明).
这样电场力所做的功可以是正值或负值,所以两点间的电势差也可以是正值或负值.
教师总结:
(1)A、B两点之间的电势差可以是正值,也可以是负值,数值上等于单位正电荷从A点移动到B点时电场力所做的功;
(2)电势差的单位——伏特(V),当q电量为1C时在某两点间做功为1J,则这两点之间的电势差为1V;
(3)不论电场如何分布,电场力是恒力还是变力,电场力做功的大小都可以用计算得到;
2、电势
教师提出问题:物体在重力作用下移动的高度差越大,重力势能的变化也越大.高度差即高度的差值,电势差也就是电势的差值,那么如何定义电场中各点的电势?
分析:,若将B点的电势定义为零电势点,则A点的电势等于单位正电荷由A点移动到B点——零电势点(参考点)时所做的功.
教师强调:电势通常用来表示.电场中某一点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零点电势)时电场力所做的功.
电势差与零点电势的选取无关,但电势是相对零点电势而言的,与零点电势的选取有关.
分析书中图14-24:
提出问题:在电场中沿着场强方向移动电荷,电场力做功,电势将如何变化?
分析:沿着电场线的方向将单位正电荷由A点移动到B点,电场力做正功,电势差大于零,即,.
总结:沿着电场线的方向,电势越来越低.
3、电势能
物体在重力场中具有重力势能,而电荷在电场中也具有能——电势能.
重力做功使物体重力势能减少,重力做多少功,重力势能就减少多少,减少的重力势能转化为动能或其它形式的能,那么电场力做功与电势能的变化有什么关系呢?
类似的:
(1)电场力做功使电荷的电势能减少;
(2)电场力做多少功,电势能就减少多少;
(3)减少的电势能转化为电荷的动能或其它形式的能.
教师指导学生阅读104页例题2归纳总结判断做功为正或负的方法.
方法(1)可以在计算时将q、U的正负关系直接代入;
方法(2)在代入数值时以绝对值代入,再判断电场力做功的正负.
4、总结:
(1)电场中两点间电势差,类同重力场中两点的高度差.
电势差:(1V=1J/C)
U与W、q无关
(2)设定零电势点,由电势差定义各个点的电势:电场中某一点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零点电势)时电场力所做的功.
注意:电势的大小与参考点的选取无关;
电势差的大小与参考点的选取无关.
(3),沿着电场线的方向,电势越来越低.
(4)电势能是电荷在电场中具有的能:
电场力做功,电势能减少;做多少功,电势能就减少多少.
教学目标
知识目标
1、理解电势差是描述电场的能的性质的物理量,理解电势差与零点电势面位置的选取无关,熟练应用其概念及定义式进行相关的计算.
2、理解电势是描述电场的能的物理量,知道电势与电势差的关系,电势与零势面的选取有关,知道在电场中沿着电场线的方向电势的变化.
3、知道电势能,知道电场力做功与电势能改变的关系.
能力目标
利用学生已经掌握的知识进行类比、概括讲述新知识,培养学生对新知识的自学能力,逻辑推理能力,以及抽象思维的能力.
情感目标
通过对原有知识的加工,对新旧知识的类比、概括,培养学生知识自我更新的能力.
教学建议
教学建议
在本节内容中,涉及到电势的讲解,与前面所学的重力势能有相似的规律和原理,因此讲解时可以采取类比、概括这一物理教学中常用的教学方法.教材中首先导出电场力做功的特点,对比重力做功引起势能的变化,得到电势、电势差、电势能的概念,并指出电势能与电场力做功之间的关系:电势能的改变==电场力做的功.
教法建议
在讲解中,知识点上需要明确的是:
(1)除了需要说明电势的单位以及标量性,还需要强调电势公式是定义式,电场中某一点的电势与电荷在电场中的电势能无关,与电荷的多寡无关;而电场中某点的电势与产生电场的源电荷有关,与该点在电场中的位置有关.
(2)关于电势公式的应用时,注意公式中物理量的正负,理解正负只是表示电势的高低而不是方向.
(3)关于电势的讲解:一是需要注意的是零电势的选取(理论上以距离电场无限远处为零电势,实际上以大地的电势为零电势);二是电势沿着电场线的方向逐渐降低.
(4)电荷在电场中两点之间的电势能之差是确定的.
重点难点分析
1、本节重点是电势差的概念以及定义式的应用,电场力做功与电势能改变的关系;
2、本节的难点是电势差的定义以及电势能与电场力做功的关系.
关于讲解——整体思路的建议
电势、电势差、电势能的概念比较抽象,在讲解时可以通过引入重力场的有关概念进行类比,以增强知识的可感知性,这有助于学生的理解.但还需要注意的是,在讲解中不仅要掌握好教学的深度,同时要加强学生从不同的知识角度——能的角度、功能关系的角度学习本节知识,从一个更高的全面的基准点对已学知识进行综合,加强学生自身知识的再更新能力,这也是教师急需要注意的问题.
电势差、电势教学设计示例
一、复习引入
教师讲解(出示图片):
电场对放入其中的电荷有力的作用,对导体内部电荷同样有力的作用,此力可以做功,所以电场也有能的性质.下面我们从能量角度研究电场性质.
首先,我们先复习一下有关功的知识以及重力做功和重力势能的关系(如图)
一、功的量度:
二、重力做功:
1、重力做功只与位置有关、与经过的路径无关;
2、重力做功与势能的关系:
3、重力势能是相对的,有零势能面。(人为选定)
4、重力势能的正负是相对于零势面而言的,不代表方向。数值上等于把物体从该点移到零势能面处时,重力所做的功
同样,我们还研究过其它力做功,如分子力做功使得分子势能发生变化,弹簧的弹力做功引起弹性势能的变化,那么电场力做功的情形又是怎样的呢?我们又是怎样来研究呢?
二、新授课
1、电势差
教师出示上图:在某一点电荷+Q形成的电场中,将同一电荷放入电场的不同位置A、B两点,所受到的电场力是不同的,这是因为A、B两点的电场强度是不同的.为了研究问题的方便,我们以匀强电场为例,匀强电场中,电荷从A点移动到B点,电场力的大小为恒力,则电场力做功大小为:(为Eq与S之间的夹角)
在这里:是一个与电荷本身无关的量,
类似如重力做功也是与物体本身无关的物理量,只与重力场本身性质有关.
因此我们将这一比值叫做A、B两点间的电势差,用来表示电势差,单位伏特,简称伏,符号是V.电势差又叫电压.
(1V=1J/C)
电荷在场强为E的匀强场中,令电荷q由一点A移至另一点B时(如图)电场力所做的功,同样点电荷由A沿着某一曲线移至另一点C(AC在场强E的投影与AB相等)时电场力所做的功,与相等(具体证明可以类比重力做功,采用无限分割法进行证明),也就是说电场力做功与路径无关,仅与电荷运动的起末位置有关.此结论不仅适用于匀强电场而且适用于任何电场(在高中阶段不做具体证明).
这样电场力所做的功可以是正值或负值,所以两点间的电势差也可以是正值或负值.
教师总结:
(1)A、B两点之间的电势差可以是正值,也可以是负值,数值上等于单位正电荷从A点移动到B点时电场力所做的功;
(2)电势差的单位——伏特(V),当q电量为1C时在某两点间做功为1J,则这两点之间的电势差为1V;
(3)不论电场如何分布,电场力是恒力还是变力,电场力做功的大小都可以用计算得到;
2、电势
教师提出问题:物体在重力作用下移动的高度差越大,重力势能的变化也越大.高度差即高度的差值,电势差也就是电势的差值,那么如何定义电场中各点的电势?
分析:,若将B点的电势定义为零电势点,则A点的电势等于单位正电荷由A点移动到B点——零电势点(参考点)时所做的功.
教师强调:电势通常用来表示.电场中某一点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零点电势)时电场力所做的功.
电势差与零点电势的选取无关,但电势是相对零点电势而言的,与零点电势的选取有关.
分析书中图14-24:
提出问题:在电场中沿着场强方向移动电荷,电场力做功,电势将如何变化?
分析:沿着电场线的方向将单位正电荷由A点移动到B点,电场力做正功,电势差大于零,即,.
总结:沿着电场线的方向,电势越来越低.
3、电势能
物体在重力场中具有重力势能,而电荷在电场中也具有能——电势能.
重力做功使物体重力势能减少,重力做多少功,重力势能就减少多少,减少的重力势能转化为动能或其它形式的能,那么电场力做功与电势能的变化有什么关系呢?
类似的:
(1)电场力做功使电荷的电势能减少;
(2)电场力做多少功,电势能就减少多少;
(3)减少的电势能转化为电荷的动能或其它形式的能.
教师指导学生阅读104页例题2归纳总结判断做功为正或负的方法.
方法(1)可以在计算时将q、U的正负关系直接代入;
方法(2)在代入数值时以绝对值代入,再判断电场力做功的正负.
4、总结:
(1)电场中两点间电势差,类同重力场中两点的高度差.
电势差:(1V=1J/C)
U与W、q无关
(2)设定零电势点,由电势差定义各个点的电势:电场中某一点的电势,等于单位正电荷由该点移动到参考点(零点电势)时电场力所做的功.
注意:电势的大小与参考点的选取无关;
电势差的大小与参考点的选取无关.
(3),沿着电场线的方向,电势越来越低.
(4)电势能是电荷在电场中具有的能:
电场力做功,电势能减少;做多少功,电势能就减少多少.
教学目标
知识目标
1、初步理解速度—时间图像.
2、理解什么是匀变速直线运动.
能力目标
进一步训练用图像法表示物理规律的能力.
情感目标
渗透从简单问题入手及理想化的思维方法.
教学建议
教材分析
本节内容是本单元的基础,是进一步学习加速度概念及匀变速运动规律的重要前提.教材主要有两个知识点:速度—时间图像和匀变速直线运动的定义.教材的编排自然顺畅,便于学生接受,先给出匀速直线运动的速度—时间图像,再根据具体的实例(汽车做匀加速运动),进一步突出了“图像通常是根据实验测定的数据作出的”这一重要观点,并很自然地给出匀变速直线运动的定义,最后,阐述了从简单情况入手,及理想化的处理方法,即有些变速运动通常可近似看作匀变速运动来处理.
教法建议
对速度——时间图像的学习,要给出物体实际运动的情况,让学生自己建立图像,体会建立图像的一般步骤,并与位移图像进行对比.对匀变速直线运动的概念的学习,也要通过分析具体的实例,认真体会“在相等的时间内速度变化相等”的特点,教师也可以给出速度变化相同,但是所用时间不等的例子,或时间相同,速度变化不等的例子,让学生判断是否是匀变速直线运动.
教学设计示例
教学重点:速度——时间图像,匀变速直线运动的定义.
教学难点:对图像的处理.
主要设计:
1、展示课件:教材图2—15的动态效果(配合两个做匀速运动的物体)体会速度——时间图像的建立过程.
2、提问:如何从速度——时间图像中求出物体在一段时间内的位移?
3、上述两个运动的位移——时间图像是怎样的?
(让同学自己画出,并和速度——时间图像进行对比)
4、展示课件图2—17的动态效果〔配合做匀加速运动的汽车运行情况(显示速度计)
引导同学:采集实验数据,建立坐标系,描点做图.
5、展示课件图2—18的动态效果(配合做匀减速运动的汽车)
引导同学:画出它的速度——时间图像.
6、提问:上述两个汽车运动过程有什么特点?
引导同学发现“在相等的时间内速度的改变相等”的特点.
7、举例:
①速度改变相等,所用时间不等的情况.
②经过相同时间,速度改变不相等的情况.
8、小结:什么是匀变速直线运动?什么是匀加速直线运动?什么是匀减速直线运动?
探究活动
请你坐上某路公共汽车(假设汽车在一条直线上行驶)观察汽车的速度表和自己的手表,采集数据,即记录汽车在不同时刻的速度,之后把你采集的数据用速度——时间图像表示出来,并将你的结果讲给周围人听。
教学目标
知识目标
知道什么是匀速直线运动,什么是变速直线运动
理解位移—时间图像的含义,初步学会对图像的分析方法.
能力目标
培养自主学习的能力及思维想象能力.
情感目标
培养学生严肃认真的学习态度.
教学建议
教材分析
匀速直线运动是一种最简单的运动,教材通过汽车运行的实例给出定义,且下定义时没有用“在任何相等时间里”这种过于数学化的说法,适合高一同学的学习情况.本节的重点是由匀速直线运动的定义,用图像法研究位移与时间的关系,本节教材没出现任何公式,而是利用图2—6形象地描述了一辆汽车的运动情况,图上还标了位移和时间的测量结果.教材用表格的形式记录下测量数据,取平面直角坐标(横轴表示时间,纵轴表示位移,取单位,定标度),再根据记录数据描点,最后画出表示汽车运动的结果.教材用表格的形式记录下测量数据,取平面直角坐标(横轴表示时间,纵轴表示位移,取单位,定标度),再根据记录数据描点,最后画出表示汽车运动的位移图像为一直线,这个程序体现了我们研究问题的一种方法,要让学生领会.本节的第二个知识点是变速直线运动的定义,教材也是通过生活常识直接给出定义,本节的最后对图像法做了一个简介,能够引起同学们的重视.
教法建议
本节内容不多,但学习了一种新的处理问题的方法:即根据实验数据作出图像,图像反映物理规律,这是我们通过实验探求自然规律的一要重要的基本的途径.应在学生充分预习的基础上,真正让学生自己能画出图像,并练习分析图像所代表的过程或规律.学生容易把位移图像看成物体的运动轨迹,我们要注意强调它们是根本不同的两个东西,如果学生基础较好,我们应该尽量使学生看到物体的位移图像能想象出物体的运动情况,也应该使学生根据物体的运动情况正确地画出物体的位移图像.
教学设计示例
教学重点:匀速直线运动的位移—时间图像的建立.
教学难点:对位移图像的理解.
主要设计:
一、匀速直线运动:
(一)思考与讨论:
1、书中给出的实例,汽车每经过100m的位移所用的时间大致为多少?
2、什么叫匀速直线运动?
3、如何建立位移——时间图像?根据图像如何分析物体的运动规律?
4、如图一个物体运动的位移——时间图像如图所示,分析物体各段的运动情况?
(二)多媒体演示,加强对位移图像的理解
将教材图2—6及图2—7做出动态效果.
(三)练习:给出另一个物体做匀速直线运动的例子,让同学自己画出位移图像.
(四)教师小结位移——时间图像的有关知识
1、图像是描述物理规律的一种常用方法.
2、建立图像的一般步骤:采集实验数据,建立表格记录数据,建立坐标系,标明坐标轴代表的物理量及标度,描点做图.
3、分析图像中的信息:(轴的含义,一个点的含义,一段线的含义等)
二、变速直线运动
(一)提问:
什么是变速直线运动?请举例说明.
(二)展示多媒体资料:
汽车启动及进站时的情况.
探究活动
请你坐上某路公共汽车(假设汽车在一条直线上行驶)观察汽车的里程计和自己的手表,采集数据,即记录汽车在不同时刻发生的位移(实际为路程),包括进站停车时的情况,之后把你采集的数据,用位移—时间图像表示出来,并把你的结果讲给周围人听.
教学目标
知识目标
1、初步理解速度—时间图像.
2、理解什么是匀变速直线运动.
能力目标
进一步训练用图像法表示物理规律的能力.
情感目标
渗透从简单问题入手及理想化的思维方法.
教学建议
教材分析
本节内容是本单元的基础,是进一步学习加速度概念及匀变速运动规律的重要前提.教材主要有两个知识点:速度—时间图像和匀变速直线运动的定义.教材的编排自然顺畅,便于学生接受,先给出匀速直线运动的速度—时间图像,再根据具体的实例(汽车做匀加速运动),进一步突出了“图像通常是根据实验测定的数据作出的”这一重要观点,并很自然地给出匀变速直线运动的定义,最后,阐述了从简单情况入手,及理想化的处理方法,即有些变速运动通常可近似看作匀变速运动来处理.
教法建议
对速度——时间图像的学习,要给出物体实际运动的情况,让学生自己建立图像,体会建立图像的一般步骤,并与位移图像进行对比.对匀变速直线运动的概念的学习,也要通过分析具体的实例,认真体会“在相等的时间内速度变化相等”的特点,教师也可以给出速度变化相同,但是所用时间不等的例子,或时间相同,速度变化不等的例子,让学生判断是否是匀变速直线运动.
教学设计示例
教学重点:速度——时间图像,匀变速直线运动的定义.
教学难点:对图像的处理.
主要设计:
1、展示课件:教材图2—15的动态效果(配合两个做匀速运动的物体)体会速度——时间图像的建立过程.
2、提问:如何从速度——时间图像中求出物体在一段时间内的位移?
3、上述两个运动的位移——时间图像是怎样的?
(让同学自己画出,并和速度——时间图像进行对比)
4、展示课件图2—17的动态效果〔配合做匀加速运动的汽车运行情况(显示速度计)
引导同学:采集实验数据,建立坐标系,描点做图.
5、展示课件图2—18的动态效果(配合做匀减速运动的汽车)
引导同学:画出它的速度——时间图像.
6、提问:上述两个汽车运动过程有什么特点?
引导同学发现“在相等的时间内速度的改变相等”的特点.
7、举例:
①速度改变相等,所用时间不等的情况.
②经过相同时间,速度改变不相等的情况.
8、小结:什么是匀变速直线运动?什么是匀加速直线运动?什么是匀减速直线运动?
探究活动
请你坐上某路公共汽车(假设汽车在一条直线上行驶)观察汽车的速度表和自己的手表,采集数据,即记录汽车在不同时刻的速度,之后把你采集的数据用速度——时间图像表示出来,并将你的结果讲给周围人听。
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