文档介绍：带电质点在电场、磁场和重力场中的运动教学目标 、匀强磁场和重力场中受到的电场力、洛仑兹力和重力的产生条件、三要素和功能方面的特点. ,会解决力学和电磁学的综合问题. 、分析综合能力和数学能力的培养. 教学重点、难点分析 、匀强磁场和重力场中受力的特点. 、匀强磁场和重力场中受力和运动关系的物理情境, 并善于运用力学的基本分析方法处理综合问题. 、几何图形和空间想象等教学方法处理物理问题. 教学过程设计一、课题的引入我们在力学中学会了从牛顿运动定律出发认识质点受力和运动的关系, 也会用动量和动能等量描述质点的运动状态,认识质点的运动状态跟力的作用的冲量、,带电质点在匀强电场、匀强磁场和重力场中的力和运动的关系,这些问题是力学和电磁学知识的综合问题. 二、带电质点在匀强电场中的运动出示题卡(投影片) [例1]在光滑的水平面上有一质量 m= ×10 -3kg、电量 q= ×10 -10 C的带正电小球,静止在 O点为原点,在该水平面内建立直角坐标系 Oxy .现突然加一沿 x轴正方向的、场强大小 E= ×10 6V/m 的匀强电场, ,所加电场突然变为沿 y轴正方向,场强大小仍为 E= ×10 6V/m , 所加电场又突然变为另一方向,使小球在此电场作用下经过 . *请学生自己讨论小球在电场中的运动情景. 要求:建立直角坐标系,表示小球的运动位置; 说明电场的情景; 小球在电场中的受力情况以及由牛顿定律讨论小球的运动的情况. 引导学生得出小球的运动情况: 第1秒内做初速为零的匀加速直线运动,加速度和末速度都沿 x轴正方向; 第2秒内做类平抛运动,初速度沿 x轴正方向,加速度沿 y轴正方向,末速度沿斜向上方向; 第3秒内沿第 2秒末速度方向做匀减速直线运动,直到速度变为零. 注意:对于学生得出第 3秒内小球的运动情况,要有严格的推理过程:小球在恒力作用下,加速度的大小和方向是恒定的;要使其速度变为零,加速度只能是和第 2秒末的速度方向相反. **请学生在 Oxy 坐标系中画出小球运动的草图,图中要标明小球运动的轨迹、加速度和第 1、2、3秒末的位置及速度的方向,如图 3-12-1 所示. *** 要求学生自己完成解题过程: 小球的运动情况如图 3-12-1 所示,第 1秒内沿 x轴正方向做匀加速直线运动. 末速度 v 1=a 1t= 第2秒内做类平抛运动,初速度 v 1,方向沿 x轴正方向:加速度 a 2= 第3秒内做匀减速运动,直到速度变为零,所加匀强电场的方向跟 v 2相反,与 x 轴成 225 °角,指向第 3象限. 小球速度变为零时的位置坐标: x 3=x 2+s 3cos45 °= ;y 3=y 2+s 3sin45 °= 小结: 带电质点在电场中运动的问题是力学和电学知识的综合问题. 要抓住电场的特性, 带电质点在电场中受力的特点,并善于运用力学的基本方法去分析,确定带电质点的运动情况,如本题中运用牛顿定律讨论质点受力和运动的关系,质点做什么运动既和受力情况有关,还和开始运动的情况有关. 三、带电质点在匀强磁场中的运动出示题卡(投影片) [例2]如图 3-12-2 (1),在某装置中有一匀强磁场,磁感应强度为 B,方向垂直于Oxy x=l 0,y=0 处,一个质子沿 y轴的负方向进入磁场;同一时刻,在 x=-l 0,y=0 处,一个α粒子进入磁场, m,电量为 e. (1)如果质子经过坐标原点 O,它的速度为多大? (2)如果α粒子与质子在坐标原点相遇, α粒子的速度应为何值?方向如何? *请学生讨论质子在匀强磁场中的运动情况,以及确定它的速度的大小. 注意:确定质子在匀强磁场中做匀速圆周运动的圆心及半径的方法. 如图 3-12-2 (2)所示,圆心 O 1是过 C点跟速度垂直的直线(即 OC)和线段 OC的中垂线的交点. 由此可求得圆半径为 1 0/2,进而求得质子的速度的大小 v p= **请学生讨论确定α粒子做圆周运动的圆心和半径的方法. 圆心在 OD的中垂线上,但由于α粒子的速度的大小和方向未知,确定α粒子做圆周运动的圆心及半径是本题的难点. 提示:题中给出α