1、高三物理備課組主題式公開課說課稿課題：應用力學規律解決電場相關的運動與能量問題1 .教材分析1 .教材的地位和作用這是一節高三第一輪復習課。本節內容在教材上沒有單獨一節，而是滲透于電場整章的所有知識的學習中。 把它專門列出來，是出于理清力電聯系、明確電場問題的處理方法、最終構建完整的物理結構和提高物理思維能力的考慮。本節內容既是力學的延伸，也是電場的總結；既是知識的融合，更是方法的提升。2 .教學重點與難點重點：一是電學知識的基本概念、基本性質；二是正確應用力學的基本規律；難點：力學知識中靈活多變的方法在電場問題中遷移。3 .教學目標知識與技能：力、能兩角度電場中的基本概念、基本性質；力的三種

2、作用所對應的力學 規律和不同運動形式的特點。過程與方法：正確完整的受力分析；運動的三條處理途徑情感態度與價值觀：物理知識結構的嚴謹；方法技巧的統一。2 .學生現狀分析：經過高一、二學習和高三第一輪力學、電場復習，知識已經到位，力學三途徑已經初步掌握，存在主要問題是：一不能靈活恰當選用三途徑，二是沒有充分認識到力、電處理方法 的統一性。3 .教學方法：現代教育目標對中學物理教學提出了明確要求：中學物理教學必須以學生發展為本，以物理學知識體系為載體， 以學生創新精神和實踐能力的培養為重點，以提高學生的科學素質為目標，逐步培養學生的學習能力和研究能力，最終達到全面提高素質，發展個性，形成特 長的目的

3、。作為復習習題課，一要體現“教為主導，學為主體”的思想，引導學生主動探究； 二要以題講法，“題”“法”為用，知識、思維為體。4 .教學過程：5 一）新課引入（10分鐘）:在物理學科內，電學與力學結合最緊密，電學知識又是與實際問題及現代科技聯系最多 的內容。在高考中，最復雜的題目往往是力電綜合題。 今天我們研究以帶電粒子在電場中為 模型的電學與力學的綜合問題，運用的基本規律主要是力學部分的。解決好力電綜合題目的關鍵：一是明確電學知識的基本概念、基本性質；二是正確應用力學的基本規律；三是遷移力學知識中靈活多變的方法。一.電場中的基本概念、基本性質1 .力的角度：電場力：F= Eq F= kQiQ2

4、 / r2電場強度：E= F/q E= kQ/ r 2 E=U/d2 .能的角度：電勢差：Uab= WAB/qUab a - ；：B U=Ed電場力做功： Wab= qUAB W= Fscos 0電勢能：Eq,=：qD功能關系：WAB = -；：E =Ea-Eb二.應用的主要力學規律1 .力的瞬時作用：對物體（質點），牛頓第二定律F合二ma2 .力的空間積累作用：對物體（質點），動能定理W總=八Ek =E k2 -E ki；只有重力或系統內彈力做功時，機械能守恒定律E2=Ei即Ek2+Ep2=Eki+E pi3 .力的時間積累作用：對物體（質點）,動量定理I合=Ap= p' -p；對系

5、統所受外力的合力為零時，動量守恒定律 mivi +m2V2' =mivi+m2V2（二）新課教學：1 .基本解題思路1 .認真審題，弄清題意。（前提）2 .確定研究對象，受力分析、運動分析、做功分析、過程分析（不變量、變量、關聯 量）。（關鍵）3 .明確解題途徑，正確運用規律。（核心）4 .回顧解題過程，分析解題結果。（保證）2 .解題的三條基本途徑和優選策略（30分鐘）1 .力與運動的觀點：受力分析、牛頓運動定律與運動學規律運動學規律：靜止，勻速直線規律，勻變速直線運動規律， 勻變速曲線運動規律 （運 動的合成與分解、平拋運動），圓周運動規律（以點電荷為圓心運動或受裝置約束運動） ，

6、 帶電粒子在交變電場中周期性運動及往復運動。2 .能量的觀點：動能定理、功能關系、機械能守恒定律、能的轉化和守恒定律 功能關系：（1）Wg AEpg , Wn AE pn , We = &E（p,（2）WGN外=E機，一對滑動摩擦力對系統的總功為負-Ffs相，除重力或彈力以外只有滑動摩擦力做功時，絕對值Ffs相=AE機損=Q能量（機械能、電勢能、內能）守恒的表達式：初態和末態的總能量相等，即E未n=E末；某些形式的能量的減少量等于其他形式的能量的增加量，即AE減=AE增；各種形式的能量的增量的代數和為零，即A Ei+A E2+- A En=0o3 .動量的觀點：動量定理，動量守恒定律。

7、注意矢量性，解題時先選取正方向。4 .選用的一般策略對多個物體組成的系統討論，在具備守恒條件時優先考慮二個守恒定律；出現相對距離（或相對路程）時優先考慮功能關系。對單個物體的討論，宜用兩個定理，涉及時間優先考慮動量定理，涉及位移優先考慮動能定理。研究所受力的瞬時作用與物體運動狀態的關系，涉及過程的細節(加速度)，且受恒力作用時，考慮用牛頓運動定律和運動規律。非勻強電場一般不適用力與運動的觀點這一途徑，除了以點電荷為圓心的圓周運動。兩個定律和兩個定理，只考查一個物理過程的始末兩個狀態， 對中間過程不予以細究， 這是它們的方便之處， 特別是變力問題，充分顯示出其優越性。 有些題目可以用不同方法各

8、自解決，有些題目得同時運用上述幾種方法才能，三種觀點不要絕對化。5 .典型例題：例1.如圖所示，電容器固定在一個絕緣座上，絕緣座放在光滑水平面上，平行板電容器板 間的距離為d,右極板上有一小孔，通過孔有一左端固定在電容器左極板上的水平絕緣光滑細 桿，電容器極板以及底座、絕緣桿總質量為M.給電容器充電后，有一質量為 m的帶正電小環恰套在桿上以某一初速度vo對準小孔向左運動，并從小孔進入電容器，設帶電環不影響電容器距離為板間電場分布.帶電環進入電容器后距左板的最小0.5d,試求：(1)帶電環與左極板相距最近時的速度v(2)此過程中電容器移動的距離s.(3)此過程中能量如何變化？解析:(1)帶電環進

9、入電容器后在電場力的作用下做初速度為 V0的勻減速直線運動，而電容 器則在電場力的作用下做勻加速直線運動， 當它們的速度相等時， 帶電環與電容器的左極板 相距最近，由系統動量守恒定律可得：動量觀點：mv0 =(M +m)v , v =力與運動觀點：設電場力為mv。M m FF Fv0 一 一 t =t =v ,m M(2)能量觀點：mvov 二M m對m：_ 1=- mv22 1 2mvo2所以s匚cc 1 . .2 cEqs= Mv 02匚d 1Eq22m=,M m(m+ M)v mvo2運動學觀點:解得:mds 二2(M m)s s d s s2帶電環與電容器的速度圖象如圖所示d1+1 +

10、二二二 v0t0, s =二 vto,222.由三角形面積可得:mdmd解得：s-2(M m)例2. （02全國理綜）如圖所示有三根長度皆為l=1.00 m的不可伸長的絕緣輕線，其中兩根的一端固定在天花板上的O點，另一端分別掛有質量皆為m=1.00X 10 kg的帶電小球A和B,它們的電量分別為一 q和+q, q=1.00XB之間用第三根線連接起來.空間中存在大小為E =106N/C的勻強電場，場強方向沿水平向右， 平衡時A、 如圖所示.現將 O、B之間的線燒斷，由于有空氣阻 最后會達到新的平衡位置.求最后兩球的機械能與電 與燒斷前相比改變了多少.（不計兩帶電小球間相互 力）10,C. A、1

11、.00 XB球的位置 力，A、B球 勢能的總和 作用的靜電點撥解疑：圖（1）中虛線表示 A、B球原來的平衡位置，實線表示燒斷后重新達到平衡的位置，其中a、P分別表示OA、AB與豎直方向的夾角。 A球受力如圖（2）所示：重力mg,豎直向下；電場力 qE,水平向左；細線 OA對A的拉力方向如圖；細線 AB對A的拉力T2,方向如圖。由平衡條件得T| sin a +T2 sin B = qE T1cos = mg +T2 c o s B球受力如圖（3）所示：重力mg,豎直向下；電場力 qE,水平向右;細線 AB對B的拉力T2,方向如圖。由平衡條件得T2 sin P = qE T2 cosa = mg

12、聯立以上各式并代入數據，得口 =0如圖甲所示，a、b兩帶電小球電荷量分別為 q和-q,質量均為 m兩球用絲線相連，a 球又用絲線掛在 O點.加一個向左的勻強電場，平衡后兩線都拉緊，則兩球所處位置可能是 圖乙中的ABCD由此可知，A、B球重新達到平衡的位置如圖（4）所示。與原來位置相比，A球的重力勢能減少了 Ea =mgl（1 sin 60B球的重力勢能減少了Eb = mgl (1 -sin 60 - + cos45 ')A球的電勢能增加了WA=qElcos 60° B球的電勢能減少了WB =qEl(sin45、sin30)兩種勢能總和減少了W =Wb -WaEa Eb代入數據

13、解得W =6.8 10'J（三）小結（5分鐘）畫草圖，想情景，選對象，建模型，分析狀態和過程；找規律、列方程；檢驗結果行不行。（四）布置作業。1 .質量為m,電量為+q的小球以初速度V0以與水平方向成9角射出，如圖所示，如果 在某方向加上一定大小的勻強電場后，能保證小球仍沿%V0方向做直線運動，試求所加勻強電場的最小值，加了這個電場后，經多長時間速度變為零？»>>> >> F *>>>>>>答案：t=-vgsin12 .已知如圖，水平放置的平行金屬板間有勻強電場。 一根長l的絕緣細繩一端固定在 O 點，另一端系

14、有質量為 m并帶有一定電荷的小球。 小球原來靜止在c點。當給小球一個水平沖量后，它可以在豎直面內繞o /一、=1 - 點做勻速圓周運動。若將兩板間的電壓增大為原來的 3倍，求：要 f 使小球從C點開始在豎直面內繞 。點做圓周運動，至少要給小球多 !1 /1大的水平沖量？在這種情況下， 在小球運動過程中細繩所受的最大+ 拉力是多大?答案：I= m J2gT ; F=12mg五.板書板圖設計：一.電場中的基本概念、基本性質1 .力的角度：電場力：F= Eq F= kQiQ2 / r2電場強度：E= F/q E= kQ/ r 2 E=u/d2 .能的角度：電勢差：Uab= Wab /q Uab =

15、q'：A- ：b U=Ed電場力做功： Wab = qUAB W= Fscos 0電勢能：E =q ；功能關系：WAB - - ： E = E A - E B二.解題的三條基本途徑和優選策略1 .力與運動的觀點：受力分析、牛頓運動定律與運動學規律運動學規律：靜止，勻速直線規律，勻變速直線運動規律， 勻變速曲線運動規律 （運 動的合成與分解、平拋運動），圓周運動規律（以點電荷為圓心運動或受裝置約束運動） ， 帶電粒子在交變電場中周期性運動及往復運動。2 .能量的觀點：動能定理、功能關系、機械能守恒定律、能的轉化和守恒定律 功能關系：（1） Wg = AEpg，Wn = AEpn , We = AE邛,（2） Wgn外=&E機，一對滑動摩擦力對系統的總功為負-Ffs相，除重力或彈力以外只有滑動摩擦力做功時，絕對值Ffs相=AE機損=Q能量（機械能、電勢能、內能）守恒的表達式：初態和末態的總能量相等，即E未n=E末；某些形式的能量的減少量等于其他形式的