高中物理《库仑定律》教学设计

的生活经验大胆猜想。

<定性探究>电荷间的作用力与影响因素的关系

实验表明：电荷间的作用力F随电荷量q的增大而增大；随距离r的增大而减小。

（提示）我们的研究到这里是否可以结束了？为什么？

这只是定性研究库仑定律教案，应该进一步深入得到更准确的定量关系。

（问题3）静电力F与r，q之间可能存在什么样的定量关系？

你觉得哪种可能更大？为什么？（引导学生与万有引力类比）

活动二:设计与验证

<实验方法>

（问题4）研究F与r、q的定量关系应该采用什么方法？

控制变量法——（1）保持q不变，验证F与r2的反比关系；

（2）保持r不变，验证F与q的正比关系。

<实验可行性讨论>.

困难一：F的测量（在这里F是一个很小的力，不能用弹簧测力计直接测量，你有什么办法可以实现对F大小的间接测量吗？）

困难二:q的测量（我们现在并不知道准确测定带电小球所带的电量的方法，要研究F与q的定量关系，你有什么好的想法吗？）

（思维启发）有这样一个事实：两个相同的金属小球，一个带电、一个不带电，互相接触后，它们对相隔同样距离的第三个带电小球的作用力相等。

——这说明了什么？（说明球接触后等分了电荷）

（追问）现在库仑定律教案，你有什么想法了吗？

<实验具体操作>定量验证

实验结论：两个点电荷间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们距离的二次方成反比。

怎样观察,引导学生在进行“科学抽象”中自然地得出牛顿第一定律.因此重视物理实验.具体说.不能在头脑中形成物理图象和重现物理过程。牛顿把伽利略、笛卡尔的正确结论总结成为牛顿第一定律，它是牛顿物理学的基石。1661年，波义耳（物理定律“一定量的气体在一定的温度下，气体的体积和压力成反比”即以他的名字命名）的名著《怀疑化学家》问世，在化学史上树起了一块里程碑。

启示一:类比猜想的价值

(6)在建立数学概念、获得数学结论、发展数学规律和解决实际问题的过程中，充分开展观察、猜想、实验、类比、归纳等活动，进行有条理的思考，对结论作出合理的、有说服力的说明与解释。另外，本章前两节“平方根”、 “立方根”在内容上基本是平行的，因此，在“立方根”一节，充分利用了类比的方法，例如类比平方根的概念的引入方式给出立方根的概念，类比开平方运算给出开立方运算，类比平方与开平方运算的互逆关系研究立方与开立方运算的互逆关系等。1861年英国j.c.麦克斯韦james clerk maxwell）引入位移电流概念，提出电磁场理论1864年j.c.麦克斯韦提出电磁场基本方程式──麦克斯韦方程组，并预言电磁波的存在和电磁波与光波的同一性1885年汤姆孙制成静电电压表1888年德国人h.r.赫兹heinrich hertz）发表关于电磁波的发生和接收的实验论文从电磁波的传播规律，证明电磁波的存在在电磁学的体系发展过程中可以看出, 电磁理论是电磁学的终点, 它是在库仑定律、安培定律、安培环路定理、高斯定理、法拉弟电磁感应定律等基本内容的基础上归纳而成的普遍结论。

然而，英国物理史学家丹皮尔也说“自然如不能被目证那就不能被征服！”

启示二：实验的精妙

1785年库仑在前人工作的基础上，用自己设计的扭称精确验证得到了库仑定律。库仑扭称实验，对称性&mdash。3.知道库仑扭称的原理。

<讲解库仑定律>

1．内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。

2．数学表达式：

（说明），叫做静电力常量。

3．适用条件：（1）真空中(一般情况下，在空气中也近似适用)；

（2）静止的；（3）点电荷。

（强调）库仑定律的公式与万有引力的公式在形式上尽管很相似，但仍是性质不同的两种力。我们来看下面的题目：

<达标训练>

时相对平衡,小于平衡位置时表现为斥力,大于平衡位置时表现为引力.但无论何时,引力与斥力都是同时存在的.归类是内能的重要组成部分所以分子势能与分子间的相互作用力的大小和相对位置有关.分子之间存在引力和斥力,但分子间距大于平衡位置的间距r010倍以上的时候,他们之间的作用力就变得十分微弱,可以忽略不计,而碎玻璃之间的距离对于分子来说是巨大的,所以他们之间可认为没有作用力.分子势能与分子距离的关系1.分子距离在平衡距离处分子势能最小2.分子距离在大于平衡距离和小于平衡距离时其分子势能将增大3.分子距离在小于平衡距离时,斥力大于引力,分子势能表现为斥力,最大值在零距离处.4.分子距离在大于平衡距离时,引力大于斥力,分子势能表现为引力,最大值在无穷远处.5.分子距离在无穷远处引力和斥力都为零,引力引起的势能最大.6.分子距离在无穷近处引力和斥力最大,斥力引起的势能最大。 结论：分子之间存在着相互作用的引力和斥力 分子之间有相互作用的引力和斥力 当两个分子处于平衡位置时, 引力等于斥力. 当两个分子间的距离小于平衡位置间距离时,斥力大于引力，对外表现为斥力. 当两个分子间的距离大于平衡位置间距离时,斥力小于引力，对外表现为引力. 当两个分子间的距离大于分子直径十倍以上时,引力和斥力均趋于零. 小结： 分子动理论的基本内容： 1.物质是由分子组成的。那么引力是什么呢，我们知道物体的质量决定引力的大小，而恒星与我们都是原子结构所以对我们产生压力的都是同一种粒子，而随着地表以下这种结构更为密集所以压力会把我们往下压，幸好有大气层缓冲了这种压力，地表与我们的支持力大于它对我们的压力，形成引力。

（过渡）两个点电荷的静电力我们会求解了，可如果存在三个电荷呢？

二、 学情分析学生在上一节的学习中掌握了电荷之间存在相互作用力， 且同性相斥， 异性相吸。知识基础分析：（1）掌握电荷之间存在相互作用力，且同性相斥，异性相吸。根据大数定律，n维接收矢量将以很高概率位于半径等于的超球内，对于较大的n，接收矢量同样以较高概率位于发射星座点周围半径等于的噪声球表面附近。

例题2：(多个点电荷对同一点电荷作用力的叠加问题。一方面巩固库仑定律，另一方面，也为下一节电场强度的叠加做铺垫。)

（拓展说明）库仑定律是电磁学的基本定律之一。虽然给出的是点电荷间的静电力，但是任何一个带电体都可以看成是由许多点电荷组成的。所以，如果知道了带电体的电荷分布，就可以根据库仑定律和平行四边形定则求出带电体间静电力的大小和方向了。而这正是库仑定律的普遍意义。

<本堂小结>（略）

<课外拓展>

1.课本第8页的“科学漫步”栏目，介绍的是静电力的应用。你还能了解更多的应用吗？

这一时期,他致力于推广阿尔伯特·爱因斯坦的引力理论为统一场论,致力于时空结构和宇宙学研究.早在1940年,他就希望在非对称联络基础上建立可综合引力,电磁和核三种相互作用的一种统一场论，1947年，他一度认为已经推广了广义相对论并完成了引力与电磁力的统一，但事实上他与阿尔伯特·爱因斯坦一样没有获得成功.他力图把波动力学应用于宇宙学中,这些方面的研究,集中反映在《时空结构》和《膨胀着的宇宙》两本书中.他从不期望获得场方程的类粒子解，而是一条发现整数性，理解量子力学平面波的道路。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律。长牛顿7岁的胡克当年就宣称他早已知道引力反比于距离平方定律，而且力的强度反比于距离二次方，密度呈球对称的球体对外的引力都可以用同质量的质点放在中心的位置来代替。