高二物理动量守恒定律教案(精选5篇)
在第一节课“探究碰撞中的不变量”的基础上总结出动量守恒定律就变得水到渠成。因此本堂课先是在前堂课的基础上由老师介绍物理前辈就是在追寻不变量的努力中,逐渐明确了动量的概念,并经过几代物理学家的探索与争论,总结出动量守恒定律。接下来学习动量守恒的条件,练习应用动量守恒定律解决简单问题。
二、学情分析
学生由于知道机械能守恒定律,很自然本节的学习可以与机械能守恒定律的学习进行类比,通过类比建立起知识的增长点。具体类比定律的内容、适用条件、公式表示、应用目的。
三、教法分析
通过总结前节学习的内容来提高学生的分析与综合能力,通过类比教学来提高学生理解能力。通过练习来提高学生应用理论解决实际问题的能力。整个教学过程要围绕上述能力的提高来进行。
四、教学目标
4.1知识与技能
(1)知道动量守恒定律的内容、适用条件。
(2)能应用动量守恒定律解决简单的实际问题。
4.2过程与方法
在学习的过程中掌握动量守恒定律,在练习的过程中应用动量守恒定律,并掌握解决问题的方法。
4.3情感态度与价值观
体验理论的应用和理论的价值。
五、教学过程设计
[复习与总结]前一节通过同学们从实验数据的处理中得出:两个物体各自的质量与自己速度的乘积之和在碰撞过程中保持不变。今天我还要告诉大家,科学前辈在追寻“不变量”的过程,逐渐意识到物理学中还需要引入一个新的物理量——动量,并定义这个物理量的矢量。
[阅读与学习]学生阅读课本掌握动量的定义。具体有定义文字表述、公式表示、方向定义、单位。
[例题1]一个质量是0.1kg的钢球,以6 m/s 速度水平向右运动,碰到一个坚硬的障碍物后被弹回,沿着同一直线以6m/s的速度水平向左运动(如图二所示),
求:(1)碰撞前后钢球的动量各是多少?
(2)碰撞前后钢球的动量变化?
分析:动量是矢量,虽然碰撞前后钢球速度的大小没有变化,都是6m/s,但速度的方向变化了,所以动量也发生了变化。为了求得钢球动量的变化量,先要确定碰撞前和碰撞后钢球的动量。碰撞前后钢球是在同一条直线上运动的。选定坐标的方向为矢量正方向。
解:略
[阅读与学习]学生阅读课本掌握系统、内力和外力概念。
师:请一个同学举例说明什么系统?什么叫内力?什么叫外力?
生:两个同学站在冰面上做互推游戏。如果我们要研究互推后两个人的速度大小,可以把两人看成一个系统。两人的相互作用力为内力。两人所受的重力和支持力为外力。
[阅读与学习]学生阅读课本掌握动量守恒定律。
例题2:在列车编组站里,一辆m1=1.8×104kg的货车在平直轨道上以V1=2m/s的速度运动,碰上一辆m2=2.2×104kg的静止的货车,它们碰撞后结合在一起继续运动。求:货车碰撞后运动的速度。
[要求]学生练习后,先做好的学生将解答过程写在黑板上,老师依据学生的解答进行点评。目的让学生学会判断动量守恒定律成立的条件,会利用动量守恒定律列方程,根据计算结果判断运动方向。
例题3:甲、乙两位同学静止在光滑的冰面上,甲推了乙一下,结果两人相反方向滑去。甲推乙前,他们的总动量为零。甲推乙后,他们都有了动量,总动量还等于零吗?已知甲的质量为50kg、乙的质量为45kg,甲的速率与乙的速率之比是多少?
[要求]学生思考后回答问题:因为动量是矢量,正是因为是矢量,两个运动方向相反的人的总动量才能为零。再要求学生列方程求解,并注意矢量的方向。
六、教学反思
有关动量守恒定律在物理前沿研究中的作用不胜枚举:卢瑟福通过粒子散射实验揭示了原子的核式结构模型;康普顿通过康普顿效应进一步证实了光的粒子性;查德威克用粒子轰击铍 (49Be) 原子核, 研究产生的射线发现了中子;费米在核反应堆中用石墨、重水等做慢化剂, 使铀 (92235U) 核裂变的链式反应得以维持……
新课标高中物理3-5编写时编者十分重视再现历史精彩时刻, 体现动量守恒思想, 其意义在于既能深化、活化动量守恒定律的运用, 又能很好地实现三位一体的课程目标.本文将结合实例谈谈教学中如何凸现动量守恒定律在物理前沿研究中的重要作用.
一、为研究核能铺路搭桥
原子核在发生衰变、人工转变、裂变、聚变这些核反应的过程中, 常常会释放出核能, 释放的核能一方面转化为粒子的动能, 另一方面以光子的形式辐射出来.动量守恒和爱因斯坦的质能方程为分析和处理这类问题开辟了通道.
例1科学家研究来自远方的中子星发射的γ射线, 经分析确认, 这些γ光子是由电子—正电子湮灭时放出的, 即e+e+→nγ, 其中n表示光子的数目.已知电子、正电子的静止质量m0=9.1×10-31kg, 湮灭前它们的初动量均为零, 普朗克恒量h为6.63×10-34J·s.
(1) 试说明n≠1的理由.
(2) 若n=2, 求γ光子的频率.
解析 (1) 假设一对正、负电子湮灭时只产生一个光子, 光子的动量不可能为零, 而湮灭前电子、正电子的总动量又等于零, 系统的动量将不守恒, 这与事实矛盾, 故n≠1.
(2) 若n=2, 则由动量守恒可知, 产生的一对光子必频率相等, 运动方向相反.
由质能方程可知湮灭释放的结合能ΔE=2m0c2;
由能量守恒知释放的核能转化为光子的能量2m0c2=2hυ, 解得
二、给光的粒子性提供佐证
爱因斯坦用光量子理论成功地解释了光电效应现象, 揭示了光的本性———光既有波动性, 又有粒子性, 即具有波粒二象性.康普顿的X射线散射实验为光子说提供了有力的佐证, 在光的本性认识的科学史诗上谱写了精彩的篇章.
例2 1922年, 美国科学家康普顿研究了石墨中的电子对X射线的散射, 发现有些散射波的波长λ比入射波的波长λ0略大, 这种现象称为康普顿效应.
(1) 康普顿效应说明了光的一种什么本性?
(2) 设光子的散射角为180°, 即光子与静止的电子碰撞后反向弹回, 则散射后光子的波长是变长了还是缩短了, 求波长差Δλ (已知电子的静质量为m0, 普朗克常量为h, 光速为c, 考虑相对论效应, 电子的运动质量m与速度v之间满足关系:m02c2=m2c2-m2v2) .
解析 (1) 康普顿效应说明了光具有粒子性.
(2) 光子和电子碰撞时遵循动量和能量守恒.
根据动量守恒定律得
根据能量守恒定律得
(2) 式可变形为
(3) 式可变形为
(4) 2- (3) 2得
题中已知
由 (5) (6) 得
故光子的波长变长了, 增加量
三、为中子的发现扫清障碍
早在1920年卢瑟福在用α粒子轰击氮核发现质子后就曾预言中子的存在, 德国的博特和贝克尔、法国的约里奥·居里夫妇在用α粒子轰击铍核时都观测到了一种未知的不带电射线, 由于探究深度不够, 都认为它是γ射线, 而英国的查德威克用这种未知射线轰击氢核, 应用动量守恒定律进行估算, 于1932年成功地发现中子.
例3 1932年查德威克发现, 在真空条件下, 用α射线轰击铍 (49Be) 时, 会产生一种看不见的贯穿能力极强的不知名射线和另一种粒子, 经过研究发现, 这种不知名的射线具有如下特点: (1) 在任意方向的磁场中均不发生偏转; (2) 这种射线的速度小于光速的十分之一; (3) 用它轰击含有氢核的物质, 可以把氢核打出来;用它轰击含有氮核的物质, 可以把氮核打出来, 并且被打出来的氢核的最大速度vH和被打出来的氮核的最大速度vN之比近似等于15∶2, 若该射线中的粒子均具有相同的能量, 与氢核和氮核碰前氢核和氮核可认为静止, 碰撞过程中没有机械能损失.已知氢核的质量mH与氮核的质量mN之比等于1∶14.
(1) 写出α射线轰击铍核的核反应方程式.
(2) 试根据上面所述的各种情况, 通过具体分析说明该射线是不带电的, 但它不是γ射线, 而是由中子组成的.
解析
(2) (1) 射线在任意方向的磁场中不偏转说明它不带电.
(2) 射线的速度小于, 说明不是γ射线.
(3) 用射线轰击原子核, 遵循动量守恒和动能守恒
当原子核为氢核时
当原子核为氮核时
由
故未知射线是质量与质子大致相等的中性粒子, 即卢瑟福预言的中子.
四、帮铀核的链式反应化解难题
1942年, 费米主持建立了世界上第一个“核反应堆”装置, 用可控制的链式反应实现了核能的释放, 开辟了和平利用核能的可靠途径.热中子反应堆中, 一个很重要的技术问题就是使快中子减速, 变为慢中子, 以便铀核能捕获它发生核裂变.根据碰撞中的动量守恒和动能守恒, 科学家常用石墨、重水和普通水来做慢化剂.
例4核电站的核心设备是核反应堆, 如图1所示.在核反应堆中, 用中子轰击铀核而引起裂变, 铀核裂变时要放出更多的中子, 而且这些中子的速度都很大.由于铀核更容易俘获速度小的慢中子, 所以必须设法减小快中子的速度, 以便引起更多的铀核裂变, 即发生链式反应.为此在铀棒的周围放上减速剂, 使快中子与减速剂中的原子核碰撞后能量减小而变成慢中子.试利用所学知识做出解释:为什么用氢作为减速剂效果最好? (氢核的质量mp=1.6726×10-27kg, 中子的质量mn=1.6749×10-27kg, 讨论时可以认为快中子所碰撞的减速剂中的原子核是静止的)
解析设中子的质量为m1, 与减速剂中的原子核碰撞前的速度为u1, 碰撞后的速度为v1;减速剂中的原子核质量为m2, 碰撞前的速度为0, 碰撞后的速度为v2.
把快中子与减速剂中的原子核碰撞视为对心的弹性碰撞, 则由动量守恒和动能守恒得:
解得
讨论: (1) 若m2>>m1, 则v1≈-u1, v2≈0, 即减速剂中的原子核质量远大于快中子的质量, 则快中子将等速反弹;
(2) 若m1≈m2, 则v1≈0, v2≈u1, 即快中子的质量和减速剂中的原子核的质量相差不大时, 则碰撞后交换速度, 中子几乎停止运动.
所以, 氢是最有效的减速剂.
五、为未知领域的探究构建模型
随着近代物理研究的深入, 人们认识到“基本粒子”不基本, 就是质子、中子等粒子本身还有其复杂的结构.在科学探究过程中, 物理学家常构建简单的物理模型来研究复杂的问题.如在纳米技术中需要移动或修补原子, 华裔诺贝尔奖获得者朱棣文等发明了“激光致冷”技术, 其物理模型可把原子和入射光子类比为小球, 当小球相向运动而发生相互作用时动量减少, 这样低速运动的原子因“捕陷”而变得容易俘获.再如2000年全国高考物理卷压轴题就涉及这样一个模型, 在原子核物理中, 研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”模型 (原题略) .下面请看科学家是如何用简单的模型来研究夸克间的相互作用的.
例5介子由两个夸克构成, 而夸克之间的相互作用相当复杂.研究介子可通过用高能电子与之做弹性碰撞来进行.研究表明:电子只和介子的某部分 (比如其中一个夸克) 作弹性碰撞.碰撞后的夸克再经过介子内的相互作用把能量和动量传给整个介子.
该物理过程可用如图2的简化模型来描述:介子中质量为m1的夸克和质量为m2的夸克 (m1≠m2) 以一无质量的弹簧相连, 弹簧处于自然长度, 一个质量为M及动能为E的电子与质量为m1的静止夸克发生弹性碰撞, 所有运动都在同一直线上, 忽略一切相对论效应.求:
(1) 质量为m1的夸克被电子碰撞后的速度.
(2) 碰撞后的运动过程中夸克m2达到的最大动能是多少?
解析 (1) 设M原来的速度为v0, 则
设M与m1弹性碰撞后M速度为v1, m1的速度为v2,
由动量守恒得Mv0=Mv1+m1v2,
由动能守恒得
解得
(2) m1与m2相互作用过程中, 在弹簧第一次恢复原长时m2动能最大.
设此时m1速度为v3, m2速度为v4,
再由动量守恒得m1v2=m1v3+m2v4,
再由动能守恒得
解得
m2的最大动能为
解得
1. 关于牛顿运动定律和动量守恒定律的适用范围,下列说法正确的是()A.牛顿运动定律也适用于解决高速运动的问题 B.牛顿运动定律也适用于解决微观粒子的运动问题 C.动量守恒定律既适用于低速,也适用于高速运动的问题 D.动量守恒定律适用于宏观物体,不适用于微观粒子
2. 在做“碰撞中的动量守恒”实验中,以下操作正确的是。A.在安装斜槽轨道时,必须使斜槽末端的切线保持水平B.入射小球沿斜槽下滑过程中,受到与斜槽的摩擦力会影响实验
C.白纸铺到地面上后,实验时整个过程都不能移动,但复写纸不必固定在白纸上 D.复写纸必须要将整张白纸覆盖
3. 甲、乙两个质量都是M的小车静置在光滑水平地面上.质量为m的人站在甲车上并以速度v(对地)跳上乙车,接着仍以对地的速率v反跳回甲车.对于这一过程,下列说法中正确的是()
A.最后甲、乙两车的速率相等
B.最后甲、乙两车的速率之比v甲:v乙=M:(m+M)C.人从甲车跳到乙车时对甲的冲量I1,从乙车跳回甲车时对乙车的冲量I2,应是I1=I2 D.选择C.中的结论应是I1<I2
4. 在光滑水平面上,动能为E0、动量为p0的小钢球1与静止小钢球2发生碰撞,碰撞前后球1的运动方向相反,将碰撞后球1的动能和动量大小分别记为E1、p1,球2 的动能和动量的大小分别记为E2、p2,则必有()A.E1
5. 甲、乙各站在船的两端,甲在左,乙在右,原来甲、乙和船都静止,为了能使船向右移动,以下情况符合要求的是(不计水的阻力)()A.甲单独向乙走动
B.甲乙相向走动,只要乙的速度大于甲 C.甲乙相向走,只要乙的质量大于甲 D.甲乙相向走动,乙的动量大于甲
6. A、B两球在光滑水平面上相向运动,已知mA>mB,当两球相碰后,其中一球停下来,则可以判定()
A.碰前A球动量大于B球动量 B.碰前A球动量等于B球动量
C.若碰后A球速度为零,则碰前A球动量大于B球动量 D.若碰后B球速度为零,则碰前A球动量大于B球动量
7. 质量分别为60kg和70kg的甲.乙二人,分别同时从原来静止的在光滑水平面上的小车两端,以3m/s的 水平初速度沿相反方向跳到地面上.若小车的质量为20kg,则当二人跳离小车后,小车的运动速度为()
A. 19.5m/s,方向与甲的初速度方向相同 B. 19.5m/s,方向与乙的初速度方向相同 C. 1.5m/s,方向与甲的初速度方向相同 D. 1.5m/s,方向与乙的初速度方向相同
8. 在光滑水平面上,有两个小球A、B沿同一直线同向运动(B在前),已知碰前两球的动量分别为pA=12kg.m/s、pB=13kg.m/s,碰后它们动量的变化分别为△pA、△pB.下列数值可能正确的是()
A.△pA=﹣3kg.m/s、△pB=3kg.m/s C.△pA=﹣24kg.m/s、△pB=24kg.m/s
B.△pA=3kg.m/s、△pB=﹣3kg.m/s D.△pA=24kg.m/s、△pB=﹣24kg.m/s 9. 对同一质点,下面说法中正确的是()
A.匀速圆周运动中,动量是不变的
B.匀速圆周运动中,在相等的时间内,动量的改变量相等
C.平抛运动、竖直上抛运动,在相等的时间内,动量的改变量相等
D.只要质点的速度大小不变,则它的动量就一定不变
10. 三个完全相同的小球a、b、c以相同的速度分别与另外三个不同的都是静止的小球相碰后,小球a被反向弹回,小球b与被碰球粘合在一起仍沿原方向运动,小球c恰好碰后静止。那么,三种情况比较以下说法中正确的是()A.b球损失的动能最多 B.被碰球对a球的冲量最大 C.c球克服阻力做功最多
D.三种碰撞过程,系统的机械能都守恒
参考答案: 1. 答案: C 解析: 牛顿运动定律只适用于低速宏观的物体,动量守恒定律适用于物理学研究的各个领域.
2. 答案: AC 3. 答案: BD 4. 答案: ABD 解析: 两个钢球组成的系统在碰撞过程中动量守恒,设钢球1初动量的方向为正方向,又由动量守恒定律得:p0=p2-p1,可见p2>p0,故选项D正确。单从动量方面分析,p1可以大于p0,若如此必有碰后系统的动能增加,但对于碰撞问题碰撞后系统的动能不可能大于碰前系统的动能,因此E1+E2≤E0,必有E1
A.若甲单独向乙走动,则甲的速度方向向右,根据动量守恒定律得此时船的速度方向与甲的速度方向相反,向左运动,故A错误; B.若甲乙相向走动,乙的速度大于甲,根据动量守恒定律得:m甲v甲+m船v船+m乙v乙=0,因为不知道甲乙质量的关系,不能判断船速度的正负,及不能判断船的运动方向,故B错误; C.同理可以得到,由于不知道甲乙速度的大小,不能判断船速度的正负,及不能判断船的运动方向,故C错误;
D.若甲乙相向走动,根据动量守恒定律得:m甲v甲+m船v船+m乙v乙=0,因为乙的动量大于甲的动量,所以船的速度方向与乙的速度方向相反,向右运动,故D正确; 故选D. 6. 答案: C 7. 答案: C 8. 答案: A 解析: 考点: 动量守恒定律.
分析: 当A球追上B球时发生碰撞,遵守动量守恒.由动量守恒定律和碰撞过程总动能不增加,进行选择.
解答: 解:B、由题,碰撞后,两球的动量方向都与原来方向相同,A的动量不可能沿原方向增大.故碰后它们动量的变化分别为△pA<0,故B、D错误. A.根据碰撞过程动量守恒定律,如果△pA=﹣3kg.m/s、△pB=3kg.m/s,所以碰后两球的动量分别为p′A=9kg.m/s、p′B=16kg.m/s,根据碰撞过程总动能不增加,故A正确.
C.根据碰撞过程动量守恒定律,如果△pA=﹣24kg.m/s、△pB=24kg.m/s,所以碰后两球的动量分别为p′A=﹣12kg.m/s、p′B=37kg.m/s,可以看出,碰撞后A的动能不变,而B的动能增大,违反了能量守恒定律.故C错误. 故选A.
点评: 对于碰撞过程要遵守三大规律:
1、是动量守恒定律;
2、总动能不增加;
3、符合物体的实际运动情况 9. 答案: C 解析: 考点:动量守恒定律.分析:物体质量与速度的乘积是物体的动量,动量是矢量,既有大小又有方向;根据动量的定义式与动量定理分析答题.
解答:解:A、在匀速圆周运动中,速度的大小不变,速度的方向不断变化,物体的动量大小不变,方向时刻改变,物体的动量不断变化,故A错误;
B.在匀速圆周运动中,物体所受合外力提供向心力,向心力始终指向圆心,方向不断改变,在相等时间内,力与时间的乘积,即力的冲量反向不同,冲量不同,由动量定理可知,匀速圆周运动中,在相等的时间内,动量的改变量不同,故B错误;
C.平抛运动、竖直上抛运动,物体受到的合外力是重力mg,在相等的时间t内,合外力的冲量:I=mgt相等,由动量定理可知,动量的该变量相等,故C正确;
D.物体动量p=mv,质点速度大小不变,如果速度方向发生变化,则物体的动量发生变化,故D错误; 故选:C.
【摘要】步入高中,相比初中更为紧张的学习随之而来。在此高二物理栏目的小编为您编辑了此文:高二物理教案:电荷及电荷守恒希望能给您的学习和教学提供帮助。
本文题目:高二物理教案:电荷及电荷守恒
一、教材分析
本节从物质微观结构的角度认识物体带电的本质,使物体带电的方法。给学生渗透看问题要透过现象看本质的思想。摩擦起电、两种电荷的相互作用、电荷量的概念初中已接触,电荷守恒定律对学生而言不难接受,在此从原子结构的基础上做本质上分析,使学生体会对物理螺旋式学习的过程
二、教学目标
(一)知识与技能
1.知道两种电荷及其相互作用.知道电量的概念.2.知道摩擦起电,知道摩擦起电不是创造了电荷,而是使物体中的正负电荷分开.3.知道静电感应现象,知道静电感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.4.知道电荷守恒定律.5.知道什么是元电荷.(二)过程与方法
1、通过对初中知识的复习使学生进一步认识自然界中的两种电荷
2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体
中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。
(三)情感态度与价值观
通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质
三、教学重点难点
重点:电荷守恒定律
难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题。
四、学情分析
本节关键是做好实验,从微观分析产生这种现象的原因。有了使物体带电的理解,电荷守恒定律便水到渠成,进一步巩固高中的守恒思想。培养学生透过现象看本质的科学习惯。通过阅读材料,展示物理学发展中充满睿智和灵气的科学思维,弘扬前辈物理学家探寻真理的坚强意志和科学精神
五、教学方法
使用幻灯片时充分利用它的高效同时,尽量保留黑板的功能始终展示本节课的知识框架。
在条件允许的情况下努力使实验简化,给学生传递这样一个信息──善于从简单中捕捉精
彩瞬间,从日常生活中发现和体验科学(阅读材料)。
练习题设计力求有针对性、导向性、层次性
六、课前准备
毛皮橡胶,玻璃验电器
七、课时安排
1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
(二)情景引入、展示目标
今天开始我们进入物理学另一个丰富多彩,更有趣的殿堂,电和磁的世界。高中的电
学知识大致可分为电场的电路,本章将学习静电学,将从物质的微观的角度认识物体
带电的本质,电荷相互作用的基本规律,以及与静止电荷相联系的静电场的基本性质。
(三)合作探究、精讲点播
1.两种电荷:正电荷和负电荷:把用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷称为正电荷,用正数表示。把用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电荷称为负电荷,用负数表示。
2.电荷及其相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。
3.使物体带电的方法:
摩擦起电──学生自学P2后解释摩擦起电的原因,培养学生理解能力和语言表达
能力。为电荷守恒定律做铺垫。
演示摩擦起电,用验电器检验是否带电,让学生分析使金属箔片张开的原因过渡
到接触起电。
接触起电──电荷从一个物体转移到另一个物体上
仔细观察从靠近到接触过程中还有哪些现象?──靠近未接触时箔片张开
张开意味着箔片带电?看来还有其他方式使物体带电?其带电本质是什么?──
设置悬念。
自学P3第二段后,回答自由电子和离子的概念及各自的运动特点。解释观察到 的现象。
再演示,靠近(不接触)后再远离,箔片又闭合,即不带电,有没有办法远离后
箔片仍带电?
提供器材,鼓励学生到时讲台演示。得出静电感应和感应起电。
静电感应和感应起电──电荷从物体的一部分转移到另一部分。
通过对三种起电方式本质的分析,让学生思考满足共同的规律是什么?得出电
荷守恒定律。
学生自学教材,掌握电荷守恒定律的内容,电荷量、元电荷、比荷的概念。
【板书】
二、电荷守恒定律:
电荷既不能创造,也不能消灭,只能从一个物体转移到另一个物体,或者从物
体的一部分转移到另一部分。
一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和总是保持不变。
【板书】
三、几个基本概念
电荷量──电荷的多少叫做电荷量。符号:Q 或q 单位:库仑 符号:C。
元电荷──电子所带的电荷量,用e表示,e =1.6010-19C。
注意:所有带电体的电荷量或者等于e,或者等于e的整数倍。电荷量是不能连
续变化的物理量。最早由美国物理学家密立根测得
比荷──电荷的电荷量q与其质量m的比值q/m,符号:C/㎏。
静电感应和感应起电──当一个带电体靠近导体时,由于电荷间相互吸引或排
斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体靠近带电体的一端带异
号电荷,远离一端带同号电荷。这种现象叫做静电感应。利用静电感应使金属
导体带电的过程叫做感应起电。
(四)反思总结、当堂检测
(五)发导学案、布置作业
九、板书设计
一、电荷1.两种电荷:
2.电荷及其相互作用
3.使物体带电的方法:
二、电荷守恒定律
电荷量 元电荷 比荷
十、教学反思
本课的设计采用了课前下发预习学案,学生预习容,找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等,最后进行当堂检测,课后进行延伸拓展,以达到提高课堂效率的目的。
高二物理教案:电荷及电荷守恒
课前预习学案
一、预习目标 认识电荷,知道电荷守恒定律,了解点电荷、元电荷
二、预习内容
【问题1】自然界存在几种电荷,它们之间的相互作用如何?
【问题2】摩擦可以产生静电,你能找出一两件通过摩擦带上电的物体吗?说说它们分别带的是正电还是负电?
【问题3】电荷的多少叫做电荷量,用 表示。
在国际单位制中,电荷量的单位是,简称,用符号 表示。
元电荷e=
【问题4】甲、乙两同学各拿一带电小球做实验,不小心两小球接触了一下,结果两小球都没电了!电荷哪里去了呢?消失了?你能帮他们解释一下原因吗?
【问题5】想一想,在什么情况下带电体可以看成点电荷呢?
三、提出疑惑
课内探究学
一、学习目标
1.认识电荷,了解点电荷、元电荷、感应起电。
2.知道电荷守恒定律。
3.探究点电荷的相互作用规律,知道库仑定律
二、学习过程
【问题1】①请你自制一个简易验电器。器材准备:一小段金属丝,两条长约2cm、宽约4mm的金属箔,一个带有塑料瓶盖的透明玻璃瓶。
[来源:高考%资源网 KS%
②摩擦过的物体一定会带电吗?摩擦身边的物体,并用做好的验电器判定它们在摩擦后是否都带上了电。【问题2】①如图所示,两个互相接触的导体A和B不带电,现将带正电的导体C靠近A端放置,三者均有绝缘支架。请
判断A、B带电情况如何?
若先将A、B分开再移走C,则A,B;
若先将C移走再把A、B分开,则A,B。
②讨论交流:接触起电、摩擦起电、感应起电的实质是什么?总的电荷量满足什么样的规律?
③电荷守恒定律的内容?
三、反思总结
四、当堂检测
1、关于物体的带电荷量,以下说法中正确的是()
A.物体所带的电荷量可以为任意实数
B.物体所带的电荷量只能是某些特定值
C.物体带电+1.6010-9C,这是因为该物体失去了1.01010个电子
D.物体带电荷量的最小值为1.610-19C
2如图所示,将带电棒移近两个不带电的导体球,两个导体球开始时互相接触且对地绝缘,下述几种方法中能使两球
都带电的是()
A.先把两球分开,再移走棒
B.先移走棒,再把两球分开
C.先将棒接触一下其中的一个球,再把两球分开
D.棒的带电荷量不变,两导体球不能带电
3.用丝绸摩擦过的玻璃棒和用毛皮摩擦过的硬橡胶棒,都能吸引轻小物体,这是因为()
A.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带上了电荷
B.被摩擦过的玻璃棒和硬橡胶棒一定带有同种电荷
C.被吸引的轻小物体一定是带电体
D.被吸引的轻小物体可能不是带电体
4.一个带正电的验电器如图所示,当一个金属球A靠近验电器上的金属球B时,验电
器中金属箔片的张角减小,则()
A.金属球A可能不带电
B.金属球A一定带正电 C.金属球A可能带负电
D.金属球A一定带负电
课后练习与提高
1.用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近已带电的验电器时,发现它的金属箔片的张角减小,由此可判断()
A.验电器所带电荷量部分被中和
B.验电器所带电荷量部分跑掉了
C.验电器一定带正电
D.验电器一定带负电
2.以下关于摩擦起电和感应起电的说法中正确的是()
A.摩擦起电是因为电荷的转移,感应起电是因为产生电荷
B.摩擦起电是因为产生电荷,感应起电是因为电荷的转移
C.摩擦起电的两摩擦物体必定是绝缘体,而感应起电的物体必定是导体
D.不论是摩擦起电还是感应起电,都是电荷的转移
3.带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的()
A.2.410-19C B.-6.410-19C C.-1.610-18C D.4.010-17C
4有三个相同的绝缘金属小球A、B、C,其中小球A带有2.010-5C的正电荷,小球B、C不带电.现在让小球C先与球A接触后取走,再让小球B与球A接触后分开,最后让小球B与小球C接触后分开,最终三球的带电荷量分别是多少?
高二物理教案:电荷及电荷守恒参考答案
当堂检测
1.BCD 2AC 3AD 4.AC
课后练习与提高
1C 2D 3.A
4.qa=510-6C qb= 7.510-6C qc=7.510-6C
课时:1 课时
教学要求:
1、以热传导和机械能与内能的相互转化为例,让学生知道宏观热学过程是有方向性的;
2、让学生知道第二类永动机是不可能制成的;
3、让学生初步了解热力学第二定律的两种内容 表述,并能用之去解释一些简单的现象;
教学过程:
一、引入新课:
有趣的问题:地球上有大量海水,它的总质量约为1.4×1018 t,只要这些海水的温度0.1℃,就能放出5.8×1023 J的热量,这相当于1800万个核电站一年的发电量。为什么人们不去研究这种“新能源”呢?原来,这样做是不可能的。这涉及物理学的一个基本定律。
二、新课讲授:
(一)热传导的方向性:
大家都有这样的经验:两个温度不同的物体相互接触时,热量会自发地从高温物体传给低温物体,使高温物体的温度降低,低温物体的温度升高。从未有过这样的现象:热量会自发地从低温物体传给高温物体,使低温物体的温度越来越低,高温物体的温度越来越高。(这里所说的“自发地”,指的是没有任何外界的影响或者帮助)也许会产生一个疑问:电冰箱内部的温度比外部低,为什么致冷系统还能不断地把箱内的热量传给外界的空气?这是因为电冰箱消耗了电能,对致冷系统做了功。一旦切断电源,电冰箱就不能把箱内的热量传给外界的空气了。相反,外界的热量会自发地传给电冰箱,使箱内的温度逐渐升高。
在这里,我们看到,热传导的过程是有方向性的,这个过程可以向一个方向自发地进行,但是向相反方向却不能自发地进行。要实现相反方向的过程,必须借助外界的帮助,因而产生其化影响或引起其化变化。
(二)第二类永动机:
一个在水平地面上运动的物体,由于克服磨擦力做功,最后要停下来。在这个过程中,物体的动能转化为内能,使物体和地面的温度升高。但是,人们决不会看到这样的现象:一个放在水平地面上的物体,温度降低,可以把内能自发地转化为动能,使这个物体运动起来!
有人可能提出一种设想:发明一种热机,它可以把物体和地面磨擦所生的热量都吸收过来,对物体做功,将内能全部转化为动能,使物体在地面上重新运动起来,而不引起其他变化。这是一个非常诱人的设想。这个设想并不违反能量守恒定律,若真能制成这种热机,本节开始时提到的,单从海水中吸取热量来做功,就成为可能了,“能源问题”也就解决了。
热机是一种把内能转化为机械能的装置。以内燃机为例:气缸中的气体得到燃料燃烧时产生的热量Q1,推动活塞做功W,然后排出废气,同时把热量Q2。
我们把热机做的功W和它从热源吸收的热量Q1的比值叫做热机的效率,用表示,则有:
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