物理库仑定律表格教案设计

这是一份物理库仑定律表格教案设计，共5页。
课程基本信息
学科
高中物理
年级
高二
学期
秋季
课题
库仑定律
教科书
书 名：物理必修第三册
出版社：人民教育出版社出版社 出版日期：2019年06月
教学目标
1. 经历定性探究静电力影响因素的科学历程；
2. 理解库仑定律的内容及其适用范围；
3.了解库仑扭称实验，体会思想方法；
4.培养学生的探究能力，使学生体会科学发现过程中的曲折性与科学思维的重要地位；
教学内容
教学重点：
1.定性探究实验和库仑扭称实验的理解；
2. 库仑定律的理解与应用，会计算简单情况下的库仑力叠加问题；
教学难点：
1. 点电荷模型的建立过程；
2. 库仑扭称实验的理解；
3.体会使用类比法获得库仑定律的思维过程；
教学准备：多媒体课件、尼龙毛巾和PVC管、金属球、铁架台、重物、绝缘线；
学生准备：课前预习教材、复习上节课已学过的电学知识。
教学过程
任务1：认识静电力的影响因素
问题情境1：如图1观察摩擦后的梳子吸引小纸屑的实验，让学生结合实际经验提出猜想。这个实验学生比较熟悉，有利于学生思维的快速介入，方便后续教学的展开。另外，最后结束阶段要重新回到这个实际问题上来。
图1
问题
问题指向的核心素养
1.请观察生活中的现象，梳子吸引小纸屑的原理是什么？
知道静电力是两个带电体之间的相互作用，相互作用的强弱与作用物体有关，与作用距离有关（物理观念：相互作用观）；
2.聚焦研究对象，提出科学问题，提出猜想；
2.这个现象中，研究物体是什么？
3. 如何吸引更多的小纸屑？可以怎么做？
4. 带电体之间的静电力的大小与哪些因素有关？具体会有什么样的关系呢？
5. 能否设计实验验证你的猜想？
从生活中的实际问题转向一个物理问题（科学探究）
设计意图：（1）以生活中的现象为切口，使得问题的提出更具体，让学生直观感受到带电体间的相互作用，激发学生学习的兴趣和好奇心；
（2）在已有现象的基础上，明确问题，聚焦研究对象，提出研究主题；
（3）提出“吸引更多小纸屑”意图在于引导学生思考静电力大小影响因素；
任务2：探究静电力与带电体电量、距离之间的关系
给出实验方案如图2，观察实验过程。分析电量变化、距离变化对静电力的影响.
图2 图3

图4
问题情境2：通过观察悬挂小球和固定金属球之间的相互作用过程，分析电量、距离变化对静电力的影响。
1. 当两带电体相互靠近、金属小球电荷量减少静电力大小如何变化？
相互作用的强弱与相互作用物体的属性有关、与相互作用的距离有关。（物理观念）
2.你的判断证据是什么？
如图3通过具体受力分析，将具体的问题抽象为物理问题，寻找相关性、论证科学性。（科学思维）
通过实验现象分析得到定量结论，培养实事求是、尊重客观事实的态度，激发研究问题的兴趣。（科学态度）
3. 你能得到什么定性的结论吗？
4.实验的结论与之前学过的什么问题相似？定量表达式也会相似吗？如图4.
在相互作用的特点的基础上，通过引力与万有引力的特点进行对比、类比分析，让学生找到“类比”的抓手，深刻领会相互作用的内在统一性。（物理观念：相互作用观）
设计意图：（1）通过实验演示给学生客观的、真实的感性材料用以激发学生的思考。同时本实验比较直观，对学生理解静电力的影响因素起到关键性作用，所以实验必须展示；
实验中采用悬挂件构成重锤线，起到直观、真实的对比作用。另外，实验中采取了感应带电的方法、用不带电金属球接触带电金属球的方法改变电荷量都是对上一节内容的应用，起到了课程的连续性。
（3）将库仑力与万有引力进行类比，可以让学生比较两者的共性，深刻的理解相互作用的内在统一性，进而提出定量表达式是否也具有相似性，将陌生的问题转化为熟悉的问题，体现了物理问题解决的策略性。
任务3.认识库仑扭称实验得出库仑定律
问题情境3：阅读课本中库仑扭称实验，了解库仑扭称实验的装置、原理和结论；库仑扭称实验体现出了哪些精巧之处？具体体现出了哪些思想方法？你在之前的学习中有没有接触过这些方法？
问题
问题指向的核心素养
1.库仑在做实验初期遇到了哪些困难？
通过实验的介绍，让学生体会到库仑实验的精妙之处，让学生认识到科学方法的魅力（科学思维），让学生树立勇于开拓创新的魄力，实事求是的态度。（科学态度）
2.库仑是怎样解决这些困难的？
3.为什么库仑在改变距离以及电量时选择成倍变化？
4.库仑的实验体现出了哪些科学方法？这对你有什么启示？
设计意图：（1）通过库仑扭称实验的介绍，让学生了解科学发现的曲折性，同时也让学生体会到科学思维在科学家在解决问题过程中的重要作用。
通过库仑实验数据的呈现，让学生体会到科学的美与思维的魅力。
任务4：认识库仑定律的适用条件和拓展应用
问题情境7：阅读课本内容，了解库仑定律，能分析库仑定律的适用条件，通过习题感受库仑定律解决一般带电体的处理方法。
问题
问题指向的核心素养
1.库仑定律的适用条件是什么？
通过具体情境抽象出点电荷的概念如图（科学思维）
通过拓展习题，了解客观带电体类问题可以处理为点电荷的集合问题，将复杂的客观问题转化为简单的基本问题。（物质观）
2. 什么是点电荷？点电荷血药满足什么条件？
3. 如何计算开头梳子吸引纸屑的静电力？如图1；
4.你认为库仑定律在电学中有什么样的地位？
设计意图：通过阅读思考，设置拔高问题，将简单的理论问题应用到实际的客观问题中，将开篇的梳子吸引小纸屑的问题落地，让学生体会到一个实际问题到理论问题再回到实际问题的思维闭合过程。对学生问题解决的思维培养起到促进作用。
教学反思：
本节课的重点在于能够定量得到电量、距离对静电力的影响，通过库仑实验的理解获得库仑定律。所以，定量实验必须演示到位，其次，库仑实验要充分的讲解，让学生能体会到其中的思想方法，这个实验对学生的思维培养具有重要的价值。本节课是起源于实际问题，落脚于实际问题，在教学上有两条线。明线：实际问题--实验问题--实际问题，这是学生能够看到的；暗线：带电体--点电荷--带电体，这是学生不易看到的，是嵌套在科学探究的整个过程中的概念发展问题。因此，教学过程中要注意带着学生体会这其中的逻辑关系，助推学生的思维发展。