高中物理 1.1 电荷 库仑定律同步备课课件 新人教版选

1 第一节 电荷 库仑定律

教学目标

（一）知识与技能

1．知道两种电荷及其相互作用．知道点电荷量的概念．

2．了解静电现象及其产生原因；知道原子结构,掌握电荷守恒定律

3．知道什么是元电荷．

4．掌握库仑定律，要求知道知道点电荷模型，知道静电力常量，会用库仑定律的公式进行有关的计算．

（二）过程与方法

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。

3、类比质点理解点电荷，通过实验探究库仑定律并能灵活运用

（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，认识理想化是研究自然科学常用的方法,培养科学素养，认识类比的方法在现实生活中有广泛的应用

重点：电荷守恒定律，库仑定律和库仑力

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，库仑定律的理解与应用。

教具：丝绸，玻璃棒，毛皮，硬橡胶棒，绝缘金属球，静电感应导体，通草球，多媒体课件

教学过程：

第1节 电荷 库仑定律（第1课时）

（一）引入新课：

多媒体展示：闪电撕裂天空，雷霆震撼着大地。

师：在这惊心动魄的自然现象背后，蕴藏着许多物理原理，吸引了不少科学家进行探究。在科学史上，从最早发现电现象，到认识闪电本质，经历了漫长的岁月，一些人还为此付出过惨痛的代价。下面请同学们认真阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节，了解我们人类对闪电的研究历史，并完成下述填空：

电闪雷鸣是自然界常见的现象，蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”，是天神对罪恶的惩罚，直到1752年，伟大的科学家___________冒着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验，把天电引了下来，发现天电和摩擦产生的电是一样的，才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。

师强调：以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危险去捕捉闪电，证实了闪电与实验室中的电是相同的。

第1节 电荷及其守恒定律

1．下列对物体带电现象的叙述正确的是

A．经过摩擦使某物体带负电，那么该物体在摩擦过程中产生了额外的电子

B．某物体带电荷量有可能为3.3×10–19 C

C．物体所带电荷量是元电荷的整数倍

D．电荷相互中和是电荷完全消失的现象

【答案】C

2．（2020·天津市宝坻区高一联考）把一个带正电的金属球人跟不带电的同样的金属球B相碰。两球都带等量的正电荷，这是因为

A．A球的正电荷移到B球上

B．B球的正电荷移到A球上

C．A球的负电荷移到B球上

D．B球的负电荷移到A球上

【答案】D

【解析】由于A球上正电荷对电子的吸引，电子从B球转移到A球上，原来中性的B球失去电子，就带正电，故D正确。

3．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的

A．3.2×10–19 C B．–6.4×10–19 C

C．–1.6×10–18 C D．4.0×10–19 C

【答案】D

【解析】最小的电荷量是，我们把这个最小的电荷量叫做元电荷，任何物体的带电荷量都是元电荷或是元电荷的整数倍，故选项D正确。

【名师点睛】本题就是对元电荷概念的考查，知道任何物体的带电荷量都是元电荷或是元电荷的整数倍即可解决本题。 4．（2020·浙江省杭州市高考预测卷）某同学在研究电容式充放电实验时。充满电荷量的平行板电容器竖直放置，同时将一个包裹有铝箔纸的乒乓球放入其中，发现乒乓小球能够在电场的作用下运动起来，你觉得小球的运动状态应该是

A．被吸到一侧的极板上不动

B．处于中间位置不动

C．一直在两极板间来回撞击

D．沿绳子方向弹回

【答案】C

【解析】乒乓小球能够在电场的作用下运动起来,以小球向右摆动为例，当小球向右摆动与右板接触带上负电，然后根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引，知小球向左运动当运动到左板后小球上带的负电荷先与左极板正电荷中和后，再带上正电荷，然后再次根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引小球向右摆动，然后周而复始，故C正确。

1 4．6 用牛顿定律解决问题(一)

(10分钟，10分)

1．A、B两物体以相同的初速度滑上同一粗糙水平面，若两物体的质量为mA>mB，两物体与粗糙水平面间的动摩擦因数相同，则两物体能滑行的最大距离xA与xB相比为( )

A．xA＝xB B．xA>xB

C．xA

【答案】A

【解析】通过分析物体在水平面上滑行时的受力情况可以知道，物体滑行时受到的滑动摩擦力μmg为合外力，由牛顿第二定律知：μmg＝ma得：a＝μg，可见：aA＝aB.

物体减速到零时滑行的距离最大，由运动学公式可得：

v2A＝2aAxA，

v2B＝2aBxB，

又因为vA＝vB，aA＝aB.

所以xA＝xB，A正确．

2.

如右图所示，水平地面上的物体质量为1 kg，在水平拉力F＝2 N的作用下从静止开始做匀加速直线运动，前2 s内物体的位移为3 m，则物体运动的加速度大小为( )

A．3 m/s2 B．2 m/s2

C．1.5 m/s2 D．0.75 m/s2

【答案】C

【解析】物体从静止开始做匀加速直线运动，前2 s内位移为3 m，设物体加速度为a，则x＝at2/2，代入数据解得a＝1.5 m/s2，即物体运动的加速度大小为1.5 m/s2，选项C正确．

3．一个静止在水平地面上的物体，质量是2 kg，在10 N的水平拉力作用下沿水平地面向右运动，物体与水平地面间的动摩擦因数是0.2，g取10 m/s2.求：

(1)物体在4 s末的速度；

(2)物体在4 s内发生的位移．

拓展：若4 s末撤去拉力，则物体还能向前滑行多远？再经过多长时间物体停下来？

【解】(1)设物体所受支持力为N，所受摩擦力为f，受力分析如图所示，由牛顿第二定律得

F－f＝ma1 ①

N＝mg ②

又f＝μN ③

联立①②③式得

a1＝F－μmgm ④

a1＝3 m/s2 ⑤

设物体4 s末的速度为v1，则v1＝a1t ⑥

联立⑤⑥式得v1＝12 m/s ⑦

1 4．2 实验：探究加速度与力、质量的关系

(10分钟，10分)

1．对于影响物体加速度的因素，下列说法中正确的是( )

A．物体的运动时间 B．物体速度的变化量

C．物体所受的合外力 D．物体的质量

【答案】CD

【解析】加速度的定义式a＝ΔvΔt并非是加速度的决定式，所以不可理解为加速度决定于物体速度的变化量或物体的运动时间，影响加速度的外因是物体所受的合外力、内因是物体的质量，所以选项AB错误，选项CD正确．

2．为了更直观地反映物体的加速度a与物体质量m的关系，往往用二者的关系图象表示出来，该关系图象应选( )

A．a－m图象 B．m－a图象

C．a－1m图象 D.1m－a图象

【答案】C

【解析】在作用力相同的情况下，质量越大，速度的变化越慢，加速度越小，两者可能成反比，则用a－1m图象更容易判断．

3．如图所示是在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，根据实验数据描绘出的三条a—F图线，下列说法中正确的是( )

A．三条倾斜直线所对应绳的拉力相同

B．三条倾斜直线所对应的小车和砝码的总质量不同

C．直线1对应的小车和砝码的总质量最大

D．直线3对应的小车和砝码的总质量最大

【答案】BD

【解析】由F＝ma得a＝1mF，斜率越大，质量越小，故B、D选项正确．

4．补充探究“加速度与力、质量的关系”的实验中步骤：

A．用天平测出小车的质量m，记录数据．

B．把实验器材安装好，先________(填“要”或“不要”)把沙桶挂在小车上．

C．平衡摩擦力：在长木板________的一端下面垫上一块薄木板，反复移动薄木板的位置，直至小车在斜面上保持________状态，这时小车拖着纸带运动时受到的摩擦力恰好与小车所受的重力在斜面上的分力平衡．

D．把细绳系在小车上并绕过定滑轮悬挂沙桶(含沙)．

E．先接通电源再放开小车，取下纸带，标记号码，在表格中记录沙桶和沙的总质量M，当满足________时，可以认为小车受到的牵引力F＝Mg.