2019-2020年高中物理 1.4 电势能和电势教学设计 新人教版选修3-1

2019-2020年高中物理 1.4 电势能和电势教学设计 新人教版选修3-1 教学目标 （一） 知识与技能 1、理解静电力做功的特点、电势能的概念、电势能与电场力做功的关系。 2、理解电势的概念，知道电势是描述电场的能的性质的物理量。明确电势能、电势、静电力的功、电势能的关系。了解电势与电场线的关系，了解等势面的意义及与电场线的关系。 （二）过程与方法 通过与前面知识的结合，理解电势能与静电力做的功的关系，从而更好的了解电势能和电势的概念。 （三）情感态度与价值观 尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题，增强科学探究的价值观。 重点：理解掌握电势能、电势、等势面的概念及意义。 难点：掌握电势能与做功的关系，并能用此解决相关问题。 教学过程： （一）复习前面相关知识 1．静电力、电场强度概念，指出前面我们从力的性质研究电场，从本节起将从能量的角度研究电场。 2．复习功和能量的关系。 从静电力做功使试探电荷获得动能入手，提出问题：是什么能转化为试探电荷的动能？引入新课。 （二）进行新课 1．静电力做功的特点 结合课本图1。4-1（右图）分析试探电荷q在场强为E的均强电场中沿不同路径从A运动到B电场力做功的情况。 （1） q沿直线从A到B （2） q沿折线从A到M、再从M到B （3） q沿任意曲线线A到B 结果都一样即：W=qELAM =qELABcos 【结论】：在任何电场中，静电力移动电荷所做的功，只与始末两点的位置有关，而与电荷的运动路径无关。 与重力做功类比，引出： 2．电势能 （1） 电势能：由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关，电荷在电场中也具有势能，这种势能叫做电势能。 （2） 静电力做功与电势能变化的关系： 静电力做的功等于电势能的变化量。写成式子为： 注意： ①．电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增加 ②．电场力力做多少功，电势能就变化多少，在只受电场力作用下，电势能与动能相互转化，而它们的总量保持不变。 ③．在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正，负电荷在任 一点具有的电势能都为负。 在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负，负电荷在任意一点具有的电势能都为正。 ④．求电荷在电场中某点具有的电势能 电荷在电场中某一点A具有的电势能EP等于将该点电荷由A点移到电势零点电场力所做的功W的。即EP=W ⑤．求电荷在电场中A、B两点具有的电势能高低 将电荷由A点移到B点根据电场力做功情况判断，电场力做正功，电势能减小，电荷在A点电势能大于在B点的电势能，反之电场力做负功，电势能增加，电荷在B点的电势能小于在B点的电势能。 ⑥电势能零点的规定 若要确定电荷在电场中的电势能，应先规定电场中电势能的零位置。 关于电势能零点的规定：P19（大地或无穷远默认为零） 所以：电荷在电场中某点的电势能，等于静电力把它从该点移动到零电势能位置时电场力所有做的功。如上式若取B为电势能零点，则A点的电势能为： 举例分析：对图1。4-1中的各量附与一定的数值，后让学生计算。（1课时） 3．电势---表征电场性质的重要物理量度 通过研究电荷在电场中电势能与它的电荷量的比值得出。参阅P20图1。4--3 （1）定义：电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值，叫做这一点的电势。用表示。标量，只有大小，没有方向，但有正负。 （2）公式：（与试探电荷无关） （3）单位：伏特（V） （4）电势与电场线的关系：电势顺线降低。（电场线指向电势降低的方向） （5）零电势位置的规定：电场中某一点的电势的数值与零电势的选择有关，即电势的数值决定于零电势的选择．（大地或无穷远默认为零） ◎让学生思考和讨论P21问题。◎引导学生分析问题与练习3、4 4．等势面 ⑴．定义：电场中电势相等的点构成的面 ⑵．等势面的性质： ①．在同一等势面上各点电势相等，所以在同一等势面上移动电荷，电场力不做功 ②．电场线跟等势面一定垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面。 ③．等势面越密，电场强度越大 ④．等势面不相交，不相切 ⑶．等势面的用途：由等势面描绘电场线。 ⑷．几种电场的电场线及等势面 注意：①等量同种电荷连线和中线上 连线上：中点电势最小 中线上：由中点到无穷远电势逐渐减小，无穷远电势为零。 ②等量异种电荷连线上和中线上 连线上：由正电荷到负电荷电势逐渐减小。 中线上：各点电势相等且都等于零。 ◎引导学生分析问题与练习7。 （三）小结：对本节内容要点进行概括。 （四）巩固新课1。引导学生完成问题与练习其他题目。 2．阅读教材内容 2019-2020年高中物理 1.4 运动快慢与方向的描述 速度（教案）教科版必修1 学习目标: 1.了解坐标与坐标的变化量。 2．理解速度的概念。知道速度是表示运动快慢的物理量，知道它的定义、公式、符号和单位，知道它是矢量。 3. 理解平均速度，知道瞬时速度的概念。 4. 知道速度和速率以及它们的区别。 学习重点: 速度的概念。 学习难点: 速度和速率。 主要内容: 一、坐标与坐标的变化量：

二、速度和速率： （一）速度 1.定义：位移与发生这段位移所用时间的比值。 2.定义式：v=s/t 3.物理意义：描述物体运动快慢程度的物理量。 4.单位： 国际单位：m/s 常用单位：km/h cm/s 5.标矢性：矢量。速度的大小在数值上等于单位时间内物体位移的大小，速度的方向就是物体运动的方向。 （二）速率 1.定义：速度的大小。 2.跟速度的区别：只有大小无方向，是标量。 汽车速度计不能显示车辆运动的方向，它的读数实际是汽车的速率。日常生活和物理学中说到的“速度”有时是指速率。 三、平均速度和瞬时速度： 1．平均速度： ①描述变速直线运动的物体在某段时间（或某段位移S）内的平均快慢与运动方向（运动速度）。 ②不是速度的平均值，它等于位移与发生这段位移所用时间的比值，即v=s/t。 ③对做变速直线运动的物体，不同位移或不同时间段的平均速度一般不同。所以平均速度只有指明了是哪段位移，或哪段时间内的平均速度才有意义。 ④对做匀速直线运动的物体，位移与时间的比值不变，所以做匀速直线运动的物体的平均速度就是物体的速度。 平均速率：v=s/t (s是指路程) 2。瞬时速度： ①描述运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，简称速度。 ②在直线运动中，瞬时速度的方向与物体经过某一位置时运动方向相同。它的大小叫瞬时速率。在技术上通常用速度计来测瞬时速率。 ③在匀速直线运动中，各时刻瞬时速度都相等，且与各段时间内的平均速度都相等。在位移时间图象中，图线的倾斜程度表示速度的大小，斜率越大，速度越大。斜率为正，表示速度方向与所选正方向相同，斜率为负，表示速度方向与所选正方向相反。 ④在以后的叙述中，“速度”一词有时是指平均速度，有时指瞬时速度，要根据上下文判断。 问题：1．同一物体的同一段运动的平均速率的大小一定等于平均速度的大小吗？ 2．同一物体的同一段运动的瞬时速率的大小一定等于瞬时速度的大小吗？ 【例一】下列关于速度和速率的说法中正确的是（ ）

A．速度是矢量，用来描述物体运动的快慢。 B．平均速度是速度的平均值，它只有大小没有方向。 C．汽车以速度v1经过某路标，子弹以速度v2从枪筒射出，两速度均为平均速度。 D．平均速度就是平均速率。 【例二】如图所示为A、B、C三个物体作直线运动的 s-t图。由图可知：________物体作匀速直线运动， _________物体作变速直线运动。三个物体位移大小分 别为________,_______,______。三个物体的平均速度分 别为______m/s,______m/s,______m/s,三个物体运动的 总路程分别是_____,_____,_____,它们的平均速率分别 为________,_______,______。 课堂训练： 1．下列关于速度的说法正确的是（ ） A．速度是描述物体位置变化的物理量。 B．速度是描述物体位置变化大小的物理量。 C．速度是描述物体运动快慢的物理量。 D．速度是描述物体运动路程与时间的关系的物理量。 2．下列关于匀速直线运动的说法中正确的是（ ） A．匀速直线运动是速度不变的运动 。 B．匀速直线运动的速度大小是不变的。 C．任意相等时间内通过的位移都相同的运动一定是匀速直线运动。 D．速度方向不变的运动一定是匀速直线运动。 3．对作变速直线运动的物体，有如下几种叙述：（ ） A．物体在第1s内的速度是3m/s。 B．物体在第1s末的速度是3 m/s。 C．物体在通过其路径上某一点的速度为3 m/s 。 D．物体在通过一段位移s时的速度为3 m/s 4．已知直线AC的中点为B点，物体沿AC做变速直线运动，在AB段的平均速度为6 m/s，在BC段的平均速度为4m/s，那么它在AC段的平均速度是（ ） A．4.8 m/s B．5.0 m/s C．5.2 m/s D． m/s 5．一列火车沿平直轨道运行，先以10米/秒的速度匀速行驶15分，随即改以15