2024-2025學(xué)年新教材高中物理 第九章 靜電場及其應(yīng)用 2 庫侖定律（2）教案 新人教版必修3

2024-2025學(xué)年新教材高中物理第九章靜電場及其應(yīng)用2庫侖定律（2）教案新人教版必修3課題：科目：班級：課時(shí)：計(jì)劃1課時(shí)教師：單位：一、教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來自于2024-2025學(xué)年新教材高中物理第九章“靜電場及其應(yīng)用”的第二節(jié)“庫侖定律（2）”，所使用的是新人教版必修3教材。本節(jié)課主要內(nèi)容包括：

1.庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式以及其適用條件；

2.點(diǎn)電荷間的相互作用力計(jì)算；

3.庫侖定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用。

教學(xué)過程中，將結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，通過實(shí)例分析、小組討論等方式，幫助學(xué)生理解和掌握庫侖定律的相關(guān)知識，提高他們在實(shí)際問題中運(yùn)用物理知識的能力。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)包括：

1.提高學(xué)生的科學(xué)思維能力，通過學(xué)習(xí)庫侖定律，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力；

2.培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)與觀察能力，通過實(shí)例分析，使學(xué)生能夠理解并掌握庫侖定律的適用條件和應(yīng)用范圍；

3.增強(qiáng)學(xué)生的人文素養(yǎng)，通過學(xué)習(xí)庫侖定律的發(fā)現(xiàn)歷程，使學(xué)生了解科學(xué)家的探索精神，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。

在教學(xué)過程中，將注重引導(dǎo)學(xué)生主動探究，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新意識和團(tuán)隊(duì)合作精神，使學(xué)生在掌握知識的同時(shí)，提升自身的核心素養(yǎng)。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)

（1）庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式以及其適用條件：公式F=k*q1*q2/r^2，其中k為庫侖常數(shù)，q1和q2分別為兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量，r為它們之間的距離。庫侖定律適用于真空中兩點(diǎn)電荷之間的相互作用力計(jì)算。

（2）點(diǎn)電荷間的相互作用力計(jì)算：根據(jù)庫侖定律，通過已知的電荷量和距離，可以計(jì)算出兩點(diǎn)電荷之間的相互作用力。

（3）庫侖定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用：通過實(shí)例分析，使學(xué)生能夠理解并掌握庫侖定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用，如靜電力計(jì)算、電場強(qiáng)度計(jì)算等。

2.教學(xué)難點(diǎn)

（1）庫侖定律的適用條件：學(xué)生容易混淆庫侖定律的適用范圍，誤以為它可以用于任何情況下的電荷相互作用力計(jì)算。實(shí)際上，庫侖定律只適用于真空中兩點(diǎn)電荷之間的相互作用力計(jì)算。

（2）點(diǎn)電荷間的相互作用力計(jì)算：學(xué)生對于如何正確運(yùn)用庫侖定律計(jì)算點(diǎn)電荷間的相互作用力存在困惑，特別是對于不同形狀和尺寸的電荷分布情況，如何準(zhǔn)確地將其簡化為點(diǎn)電荷進(jìn)行計(jì)算。

（3）庫侖定律在實(shí)際問題中的應(yīng)用：學(xué)生往往難以將理論知識與實(shí)際問題相結(jié)合，對于如何正確地應(yīng)用庫侖定律解決實(shí)際問題存在困難。

針對以上難點(diǎn)，教師在教學(xué)過程中應(yīng)通過舉例、講解、互動討論等方式，幫助學(xué)生理解和掌握庫侖定律的相關(guān)知識，提高他們在實(shí)際問題中運(yùn)用物理知識的能力。同時(shí)，可通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)和觀察電荷相互作用的現(xiàn)象，加深對庫侖定律的理解和記憶。四、教學(xué)資源1.軟硬件資源：多媒體投影儀、計(jì)算機(jī)、實(shí)驗(yàn)器材（如點(diǎn)電荷模型、電荷發(fā)生器等）、黑板、粉筆。

2.課程平臺：新人教版必修3物理教材、教學(xué)PPT、教學(xué)設(shè)計(jì)文檔。

3.信息化資源：互聯(lián)網(wǎng)上的相關(guān)教學(xué)案例、視頻資料、物理學(xué)科論壇等。

4.教學(xué)手段：講授法、案例分析法、小組討論法、實(shí)驗(yàn)法、問題驅(qū)動法等。五、教學(xué)過程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：引起學(xué)生對庫侖定律的興趣，激發(fā)其探索欲望。

過程：

開場提問：“你們知道庫侖定律是什么嗎？它與我們的生活有什么關(guān)系？”

展示一些關(guān)于靜電場的圖片或視頻片段，讓學(xué)生初步感受庫侖定律的魅力或特點(diǎn)。

簡短介紹庫侖定律的基本概念和重要性，為接下來的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

2.庫侖定律基礎(chǔ)知識講解（10分鐘）

目標(biāo)：讓學(xué)生了解庫侖定律的基本概念、數(shù)學(xué)表達(dá)式和適用條件。

過程：

講解庫侖定律的定義，包括其數(shù)學(xué)表達(dá)式F=k*q1*q2/r^2。

詳細(xì)介紹庫侖定律的適用條件，強(qiáng)調(diào)只適用于真空中兩點(diǎn)電荷之間的相互作用力計(jì)算。

3.庫侖定律案例分析（20分鐘）

目標(biāo)：通過具體案例，讓學(xué)生深入了解庫侖定律的特性和重要性。

過程：

選擇幾個(gè)典型的庫侖定律案例進(jìn)行分析。

詳細(xì)介紹每個(gè)案例的背景、特點(diǎn)和意義，讓學(xué)生全面了解庫侖定律的多樣性或復(fù)雜性。

引導(dǎo)學(xué)生思考這些案例對實(shí)際生活或?qū)W習(xí)的影響，以及如何應(yīng)用庫侖定律解決實(shí)際問題。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力。

過程：

將學(xué)生分成若干小組，每組選擇一個(gè)與庫侖定律相關(guān)的主題進(jìn)行深入討論。

小組內(nèi)討論該主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)以及可能的解決方案。

每組選出一名代表，準(zhǔn)備向全班展示討論成果。

5.課堂展示與點(diǎn)評（15分鐘）

目標(biāo)：鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，同時(shí)加深全班對庫侖定律的認(rèn)識和理解。

過程：

各組代表依次上臺展示討論成果，包括主題的現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)及解決方案。

其他學(xué)生和教師對展示內(nèi)容進(jìn)行提問和點(diǎn)評，促進(jìn)互動交流。

教師總結(jié)各組的亮點(diǎn)和不足，并提出進(jìn)一步的建議和改進(jìn)方向。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)庫侖定律的重要性和意義。

過程：

簡要回顧本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，包括庫侖定律的基本概念、數(shù)學(xué)表達(dá)式、適用條件、案例分析等。

強(qiáng)調(diào)庫侖定律在現(xiàn)實(shí)生活或?qū)W習(xí)中的價(jià)值和作用，鼓勵學(xué)生進(jìn)一步探索和應(yīng)用庫侖定律。

布置課后作業(yè)：讓學(xué)生撰寫一篇關(guān)于庫侖定律的短文或報(bào)告，以鞏固學(xué)習(xí)效果。六、學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.掌握庫侖定律的基本概念和數(shù)學(xué)表達(dá)式，理解其適用條件，并能夠運(yùn)用庫侖定律計(jì)算點(diǎn)電荷間的相互作用力。

2.能夠分析實(shí)際問題中涉及到的庫侖定律的應(yīng)用，例如靜電力計(jì)算、電場強(qiáng)度計(jì)算等，并能夠運(yùn)用庫侖定律解決相關(guān)問題。

3.提高科學(xué)思維能力，通過學(xué)習(xí)庫侖定律的發(fā)現(xiàn)歷程，了解科學(xué)家的探索精神，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。

4.培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)與觀察能力，通過實(shí)例分析和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，使學(xué)生能夠更好地理解庫侖定律的原理和應(yīng)用。

5.增強(qiáng)學(xué)生的人文素養(yǎng)，通過學(xué)習(xí)庫侖定律的相關(guān)知識，使學(xué)生了解物理學(xué)的發(fā)展和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力。

6.培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和解決問題的能力，通過小組討論和課堂展示，提高學(xué)生的溝通表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

7.提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，通過課后作業(yè)的撰寫，鞏固學(xué)生對庫侖定律的理解和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的寫作能力和思考能力。七、重點(diǎn)題型整理1.題型一：庫侖定律數(shù)學(xué)表達(dá)式的理解

題干：請根據(jù)庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式F=k*q1*q2/r^2，解釋庫侖定律的含義以及各個(gè)符號的代表意義。

答案：庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式表示了真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力F與它們的電荷量q1和q2的乘積成正比，與它們之間距離r的平方成反比，比例常數(shù)為k。

2.題型二：點(diǎn)電荷間的相互作用力計(jì)算

題干：已知兩個(gè)點(diǎn)電荷的電荷量分別為3μC和5μC，它們之間的距離為2m，求它們之間的相互作用力。

答案：根據(jù)庫侖定律公式F=k*q1*q2/r^2，其中k=9×10^9N·m^2/C^2，q1=3μC=3×10^-6C，q2=5μC=5×10^-6C，r=2m，代入公式計(jì)算得到F=9×10^9×3×10^-6×5×10^-6/2^2=3×10^-2N。

3.題型三：庫侖定律的應(yīng)用

題干：一個(gè)正點(diǎn)電荷q1=2μC，距離它1m處有一個(gè)負(fù)點(diǎn)電荷q2=3μC，求q1對q2產(chǎn)生的電場強(qiáng)度。

答案：根據(jù)庫侖定律，電場強(qiáng)度E=k*q1/r^2，代入k=9×10^9N·m^2/C^2，q1=2μC=2×10^-6C，r=1m，計(jì)算得到E=9×10^9×2×10^-6/1^2=1.8×10^3N/C。

4.題型四：庫侖定律的適用條件

題干：判斷以下哪個(gè)情況不適用于庫侖定律的計(jì)算？

A.兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力；

B.兩個(gè)帶電體之間的相互作用力；

C.帶電體與帶電體之間的相互作用力；

D.帶電體與非帶電體之間的相互作用力。

答案：D。庫侖定律適用于真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力計(jì)算，不適用于帶電體與非帶電體之間的相互作用力計(jì)算。

5.題型五：庫侖定律與實(shí)際情況的結(jié)合

題干：某電荷量為5μC的正點(diǎn)電荷，距離它2m處有一個(gè)未知電荷量的點(diǎn)電荷，求這兩個(gè)點(diǎn)電荷之間的相互作用力。若已知該電荷量為2μC，求實(shí)際作用力與理論計(jì)算力的比例。

答案：根據(jù)庫侖定律公式F=k*q1*q2/r^2，代入k=9×10^9N·m^2/C^2，q1=5μC=5×10^-6C，q2=2μC=2×10^-6C，r=2m，計(jì)算得到F=9×10^9×5×10^-6×2×10^-6/2^2=9×10^3N。實(shí)際作用力與理論計(jì)算力的比例為9×10^3N/9×10^3N=1:1。八、反思改進(jìn)措施（一）教學(xué)特色創(chuàng)新

1.情境模擬：我在課堂上嘗試了用情境模擬的方式來讓學(xué)生更好地理解庫侖定律的應(yīng)用，比如模擬電荷間的相互作用，讓學(xué)生直觀地感受到庫侖力的作用。

2.小組討論：我采用了小組討論的方式，讓學(xué)生在討論中思考，提高了他們的參與度和積極性，這也使得他們能夠更深入地理解庫侖定律。

3.生活實(shí)例引入：我用生活中的實(shí)例來引入庫侖定律，讓學(xué)生明白物理知識與生活的緊密聯(lián)系，提高他們的學(xué)習(xí)興趣。

（二）存在主要問題

1.學(xué)生理解程度參差不齊：在教學(xué)過程中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生的理解程度存在較大的差異，有些學(xué)生對庫侖定律的理解不夠深入，需要在今后的教學(xué)中進(jìn)行針對性的輔導(dǎo)。

2.實(shí)驗(yàn)操作不夠充分：由于課堂時(shí)間有限，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作上的體驗(yàn)不夠充分，可能會影響他們對庫侖定律的理解和應(yīng)用。

3.教學(xué)方法有待改進(jìn)：我意識到，雖然采用了情境模擬和小組討論等方式，但仍然有改進(jìn)的空間，如何更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思考能力，是我需要進(jìn)一步思考的問題。

（三）改進(jìn)措施

1.針對學(xué)生理解程度參差不齊的問題，我在今后的教學(xué)中會采取分層次教學(xué)的方法，對不同層次的學(xué)生給出不同的學(xué)習(xí)任務(wù)和指導(dǎo)。

2.為了讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作上有更多的體驗(yàn)，我會盡量安排更多的實(shí)驗(yàn)時(shí)間，讓學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)和理解庫侖定律。

3.對于教學(xué)方法的改進(jìn)，我會更多地引入互動式教學(xué)，比如讓學(xué)生參與到課堂講解中來，提問和解答問題，以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣和思考能力。同時(shí)，我也會更多地利用信息化教學(xué)資源，比如在線教學(xué)平臺，讓學(xué)生在課堂之外也能得到學(xué)習(xí)和鍛煉。板書設(shè)計(jì)①庫侖定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：F=k*q1*q2/r^2

②庫侖定律的適用條