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时间:2018-12-08
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1、《等效法在电场问题中的应用》教学设计“过程与方法”是中学物理新课程标准中明确提出的三维教学目标之一。包括思维方法、研究方法、解题方法在内的中学物理方法不仅种类多,而且它的应用分散在各个知识点中,教师必须针对有关教学内容不失时机地进行渗透,才能逐步提高学生掌握物理方法的能力。《电场》一章,无论是概念(电场及其叠加),还是带电粒子在电场中的运动,都与力学中的矢量合成及受力分析密切联系,因而本章中许多问题都可采用“等效”思想来处理。通过本章的复习与讨论,对学生进行“等效思维方法”的教学,提高学生运用该方法解决问题的能力,是本课
2、的设计思想之一。新课改实施多年来,“探究”思想已在教师心中深深扎根,在新课教学中如何用“实验”来探究新知,老师们已经积累了较多经验。但是,是不是“探究”只适用于新课,探究只能用“实验”来进行呢?在复习课中,能不能实施“理论探究”以此来培养和提高学生运用物理思维方法分析和解决问题的能力呢?这是笔者设计本课的思想之二。全课通过一些典型问题来展示知识系统,通过问题的“求变”,探究和学习物理方法,从而达到授之以渔的目的,实现“过程与方法”的教学目标。目标设计:1.知识目标:明确本章的系统知识结构和解题的两个途径:①运动学和动力学
3、规律②功能关系;2.方法目标:通过“等效法”在电场问题中的应用讨论使学生掌握“等效”的思想,并能较准确地学会各类问题中对研究对象、所用模型及解题方法的等效转换;3.过程目标:在求“变”的过程中引导学生进行“探究”,提高创新能力。课堂实施:一.引入:教师:本章我们一起学习了电场,研究了描述电场力学性质的物理量----电场强度,以及描述电场能的性质的物理量----电势、电势差。这样,我们就可以从这两个方面入手找规律,解决一些基本的电场问题。但是如果出现未曾见过的新问题我们怎么应付呢,遇到处理方法繁难的问题我们又怎么办?老师的
4、建议是一个字----“变”!把新问题变成见过的老问题,把繁难的处理方法变成简便的方法!究竟如何变呢?让我们一起来找寻“变”的方法!二.探究并形成“等效”的思维方法:(一)利用研究对象的等效替代,初步形成等效的思维方法。老师:请看例题1.ab是长为L的均匀带电细杆,带正电,p1、p2是位于ab所在直线上的两点,位置如图所示。ab上电荷产生的静电场在p1处的场强大小为E1,在p2处的场强大小为E2,问:它们的场强方向如何?谁大谁小?abP1P2L/4L/4请一位同学来回忆一下场强的概念。学生:场强大小等于电场力与检验电荷电量
5、的比值,方向为正电荷所受电场力的方向。教师:p1处的场强是谁产生的?p2处呢?学生:是ab上均匀分布的电荷一起产生的。教师:我们会处理的是点电荷产生的电场问题,库仑定律也仅仅适用于点电荷。很明显,杆上均匀分布的电荷并非点电荷,这些电荷产生的电场我们如何处理呢?能否把这个新问题改变成我们会处理的问题呢?(给一段思考的时间)学生:将整个导体棒看成三部分组成,分别是左1/4,中间偏左1/4,右边1/2,那么整根棒在p1、p2的场强就是这三个部分分别产生的场强的矢量和。教师:这是个好办法,我们来把它画出来。(演示PPT)P2P1
6、1/4L1/4L1/2L学生:黄、蓝两部分在P1处产生的场强大小相等、方向相反,所以整根棒在P1处的场强E1就等于红色部分在距其端点1/4处单独产生的场强,方向向左。而黄、蓝部分在P2处的场强方向一致,所以整根棒在P2处的场强E2等于黄、蓝、红色三部分在该处分别产生的场强之和,故方向向右。其中红色部分在P2的场强与其在P1的场强大小相等,由此可知E2>E1。教师:回答得很好,很严密。一个未接触过的新问题,现在经过处理就变成了一个简单问题。体会一下,这里用到了怎样的“变”法?RO他把整根棒这个研究对象等效处理成三个研究对象
7、,结果简化了问题:整根棒在P1的场强就与右半根棒在该点的场强等效。物理中将这种思维方法称为“等效”思维方法,就是将一个物体用效果相同的另一个物体来替代,即研究对象的等效,便可使问题变简单。下面,我们再来体会一下这种方法:练习:如图,均匀带电环半径为R,带电量为Q,有一小缺口,长度为D,求环在圆心处产生的场强。RO教师:环形带缺口的带电体是不规则带电体,更不是点电荷,其电场规律未研究过,如何转变为已经学过的知识呢?能否将此对象进行等效替代呢?学生(板演):可以将环分成三份,由于左右对称部分在O处产生的场强为0,因而环产生的
8、场强就等效于与缺口对称的那部分带电体(可以看成点电荷)产生的场强。教师:对!这样的处理,又是对象的等效,实现了将新问题向已有知识的转化,接下来只需求出此处的带电量即可解决问题。(二)利用“模型”的等效,再次加深对等效思维方法的认识。a+Q教师:等效是一种非常有用的办法,除了对象的等效,其他方面也能等效。我们再来看例题
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