帶電質(zhì)點在電場、磁場和重力場中的運動.doc

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1、個人收集整理勿做商業(yè)用途帶電質(zhì)點在電場、磁場和重力場中的運動　教學(xué)目標(biāo)1．比較帶電質(zhì)點在勻強電場、勻強磁場和重力場中受到的電場力、洛侖茲力和重力的產(chǎn)生條件、三要素和功能方面的特點．2．掌握帶電質(zhì)點在這些場中的力和運動關(guān)系的基本分析方法，會解決力學(xué)和電磁學(xué)的綜合問題．3．注重學(xué)生的推理能力、分析綜合能力和數(shù)學(xué)能力的培養(yǎng)．教學(xué)重點、難點分析1．比較帶電質(zhì)點在勻強電場、勻強磁場和重力場中受力的特點．2．認識帶電質(zhì)點在勻強電場、勻強磁場和重力場中受力和運動關(guān)系的物理情境，并善于運用力學(xué)的基本分析方法處理綜合問題．3．運用坐標(biāo)

2、、幾何圖形和空間想象等教學(xué)方法處理物理問題．教學(xué)過程設(shè)計一、課題的引入我們在力學(xué)中學(xué)會了從牛頓運動定律出發(fā)認識質(zhì)點受力和運動的關(guān)系，也會用動量和動能等量描述質(zhì)點的運動狀態(tài)，認識質(zhì)點的運動狀態(tài)跟力的作用的沖量、功的關(guān)系以及不同運動形式的能量的相互轉(zhuǎn)化．本課要研究,帶電質(zhì)點在勻強電場、勻強磁場和重力場中的力和運動的關(guān)系，這些問題是力學(xué)和電磁學(xué)知識的綜合問題．二、帶電質(zhì)點在勻強電場中的運動出示題卡（投影片）[例1]在光滑的水平面上有一質(zhì)量m=1。0×10-3kg、電量q=1.0×10-10C的帶正電小球，靜止在O點．以O(shè)點

3、為原點,在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Oxy．現(xiàn)突然加一沿x軸正方向的、場強大小E=2。0×106V/m的勻強電場，使小球開始運動．經(jīng)過1.0s，所加電場突然變?yōu)檠貀軸正方向，場強大小仍為E=2.0×106V/m的勻強電場．再經(jīng)過1。0s，所加電場又突然變?yōu)榱硪环较颍剐∏蛟诖穗妶鲎饔孟陆?jīng)過1。0s速度變?yōu)榱悖蟠穗妶龅姆较蚣八俣茸優(yōu)榱銜r小球的位置．＊請學(xué)生自己討論小球在電場中的運動情景．要求：建立直角坐標(biāo)系,表示小球的運動位置；個人收集整理勿做商業(yè)用途說明電場的情景；小球在電場中的受力情況以及由牛頓定律討論小球的運動的

4、情況．引導(dǎo)學(xué)生得出小球的運動情況：第1秒內(nèi)做初速為零的勻加速直線運動，加速度和末速度都沿x軸正方向；第2秒內(nèi)做類平拋運動，初速度沿x軸正方向，加速度沿y軸正方向，末速度沿斜向上方向;第3秒內(nèi)沿第2秒末速度方向做勻減速直線運動，直到速度變?yōu)榱悖⒁?對于學(xué)生得出第3秒內(nèi)小球的運動情況，要有嚴格的推理過程:小球在恒力作用下，加速度的大小和方向是恒定的；要使其速度變?yōu)榱?，加速度只能是和?秒末的速度方向相反．＊＊請學(xué)生在Oxy坐標(biāo)系中畫出小球運動的草圖，圖中要標(biāo)明小球運動的軌跡、加速度和第1、2、3秒末的位置及速度的方向,

5、如圖3—12—1所示．＊＊＊要求學(xué)生自己完成解題過程：小球的運動情況如圖3—12-1所示，第1秒內(nèi)沿x軸正方向做勻加速直線運動．末速度v1=a1t=0.20m/s第2秒內(nèi)做類平拋運動，初速度v1，方向沿x軸正方向：加速度a2=個人收集整理勿做商業(yè)用途第3秒內(nèi)做勻減速運動，直到速度變?yōu)榱?，所加勻強電場的方向跟v2相反，與x軸成225°角，指向第3象限．小球速度變?yōu)榱銜r的位置坐標(biāo):x3=x2+s3cos45°=0.40m；y3=y2+s3sin45°=0。20m小結(jié)：帶電質(zhì)點在電場中運動的問題是力學(xué)和電學(xué)知識的綜合問題．

6、要抓住電場的特性，帶電質(zhì)點在電場中受力的特點,并善于運用力學(xué)的基本方法去分析，確定帶電質(zhì)點的運動情況,如本題中運用牛頓定律討論質(zhì)點受力和運動的關(guān)系，質(zhì)點做什么運動既和受力情況有關(guān),還和開始運動的情況有關(guān)．三、帶電質(zhì)點在勻強磁場中的運動出示題卡(投影片）[例2］如圖3-12-2（1）,在某裝置中有一勻強磁場，磁感應(yīng)強度為B，方向垂直于Oxy所在紙面向外．某時刻在x=l0，y=0處，一個質(zhì)子沿y軸的負方向進入磁場；同一時刻，在x=—l0，y=0處，一個α粒子進入磁場，速度方向與磁場垂直．不考慮質(zhì)子與α粒子的相互作用．設(shè)質(zhì)

7、子的質(zhì)量為m,電量為e．（1）如果質(zhì)子經(jīng)過坐標(biāo)原點O，它的速度為多大？（2）如果α粒子與質(zhì)子在坐標(biāo)原點相遇，α粒子的速度應(yīng)為何值?方向如何？*請學(xué)生討論質(zhì)子在勻強磁場中的運動情況，以及確定它的速度的大?。⒁猓捍_定質(zhì)子在勻強磁場中做勻速圓周運動的圓心及半徑的方法．如圖3-12—2（2）所示，圓心O1是過C點跟速度垂直的直線（即OC）和線段OC的中垂線的交點．由此可求得圓半徑為10/2,進而求得質(zhì)子的速度的大小vp=個人收集整理勿做商業(yè)用途**請學(xué)生討論確定α粒子做圓周運動的圓心和半徑的方法．圓心在OD的中垂線上，但由

8、于α粒子的速度的大小和方向未知，確定α粒子做圓周運動的圓心及半徑是本題的難點．提示:題中給出α粒子和質(zhì)子在O點相遇的條件的意義是什么？α粒子和質(zhì)子分別沿DO圓弧和CO圓弧運動,所用的時間應(yīng)相等，而粒子做圓周運動的時間可以是它通過的圓弧長跟速率之比；也可以與粒子通過的圓弧所對的圓心角及其做圓周運動的周期相聯(lián)系,若確定了圓心角就可由圓中的等腰三角形