物理选修-全书全套教案

高二物理选修3-4教案11、1简谐运动一、三维目标知识与技能1、了解什么就是机械振动、简谐运动2、正确理解简谐运动图象得物理含义,知道简谐运动得图象就是一条正弦或余弦曲线过程与方法通过观察演示实验,概括出机械振动得特征,培养学生得观察、概括能力情感态度与价值观让学生体验科学得神奇,实验得乐趣二、教学重点使学生掌握简谐运动得回复力特征及相关物理量得变化规律三、教学难点偏离平衡位置得位移与位移得概念容易混淆;在一次全振动中速度得变化四、教学过程引入:我们学习机械运动得规律,就是从简单到复杂:匀速运动、匀变速直线运动、平抛运动、匀速圆周运动,今天学习一种更复杂得运动——简谐运动1、机械振动振动就是自然界中普遍存在得一种运动形式,请举例说明什么样得运动就就是振动？微风中树枝得颤动、心脏得跳动、钟摆得摆动、声带得振动……这些物体得运动都就是振动。

请同学们观察几个振动得实验,注意边瞧边想:物体振动时有什么特征？[演示实验](1)一端固定得钢板尺[见图1(a)] (2)单摆[见图1(b)](3)弹簧振子[见图1(c)(d)] (4)穿在橡皮绳上得塑料球[见图1(e)]提问:这些物体得运动各不相同:运动轨迹就是直线得、曲线得;运动方向水平得、竖直得;物体各部分运动情况相同得、不同得……它们得运动有什么共同特征？归纳:物体振动时有一中心位置,物体(或物体得一部分)在中心位置两侧做往复运动,振动就是机械振动得简称。

2、简谐运动简谐运动就是一种最简单、最基本得振动,我们以弹簧振子为例学习简谐运动(1)弹簧振子演示实验:气垫弹簧振子得振动讨论:a.滑块得运动就是平动,可以瞧作质点b.弹簧得质量远远小于滑动得质量,可以忽略不计,一个轻质弹簧联接一个质点,弹簧得另一端固定,就构成了一个弹簧振子c.没有气垫时,阻力太大,振子不振动;有了气垫时,阻力很小,振子振动。

我们研究在没有阻力得理想条件下弹簧振子得运动。

(2)弹簧振子为什么会振动？物体做机械振动时,一定受到指向中心位置得力,这个力得作用总能使物体回到中心位置,这个力叫回复力,回复力就是根据力得效果命名得,对于弹簧振子,它就是弹力。

高中物理选修全程讲解教案教学内容：高中物理选修课程教学目标：1.理解物理领域的基本概念和原理；2.掌握物理领域的基本方法和技能；3.培养学生对物理学科的兴趣和热爱；4.提高学生的科学素养和实验能力；5.培养学生的创新思维和解决问题的能力。

教学过程：第一课：运动学基础知识1.引言：介绍运动学的基本概念和研究对象；2.运动的描述：讲解位移、速度、加速度等运动学基本量的定义和意义；3.匀变速直线运动：讲解匀速直线运动和变速直线运动的基本规律；4.应用实例：通过实际案例和习题讲解，提高学生对运动学知识的理解和运用能力。

第二课：动力学基础知识1.牛顿运动定律：介绍牛顿的三大运动定律的内容和适用范围；2.牛顿运动定律的应用：通过案例分析和实验演示，讲解牛顿运动定律在实际生活中的应用；3.摩擦力和牛顿摩擦定律：讲解物体之间的摩擦力产生的原因和性质，引入牛顿摩擦定律的概念和公式；4.动力学计算：通过习题讲解和实验演示，提高学生对动力学知识的掌握和应用能力。

第三课：能量与功的基础知识1.机械能的定义和性质：介绍动能和势能的概念和相互转换的规律；2.功的定义和计算：讲解功的定义和计算方法，引入功率的概念和公式；3.机械能守恒定律：引入机械能守恒定律的概念和应用场景，讲解动能和势能的变化规律；4.能量守恒原理：通过实例分析和实验演示，让学生理解能量守恒原理的重要性和应用价值。

第四课：热学基础知识1.热力学的基本概念和研究对象：介绍热力学的基本概念和研究对象；2.热量和温度的定义：讲解热量和温度的概念及其相互关系；3.热力学第一定律：引入热力学第一定律的概念和公式，讲解热量的传递和热功转化的规律；4.热力学第二定律：介绍热力学第二定律的内容和熵增原理的应用，讲解热力学不可逆过程的特点和特性。

第五课：电磁学基础知识1.电荷、电流和电压的基本概念：介绍电荷、电流和电压的定义和性质；2.欧姆定律：讲解欧姆定律的内容和应用范围，引入电阻、电功率和电导率等概念；3.电路中的串联和并联：介绍电路中的串联和并联规律，讲解电路分析和计算方法；4.磁场的产生和性质：引入磁场的产生原理和电磁感应规律，讲解磁场线和磁场力的特点。

第一章静电场第1节电荷及其守恒定律摩擦起电感应起电接触起电产生及条件两不同绝缘体摩擦时导体靠近带电体时带电导体和导体接触时现象两物体带上等量异种电荷导体两端出现等量异种电荷，且电性与原带电体“近异远同”导体上带上与带电体相同电性的电荷原因不同物质的原子核对核外电子的束缚力不同而发生电子转移导体中的自由电子受到带正(负)电物体吸引(排斥)而靠近(远离)电荷之间的相互排斥实质电荷在物体之间和物体内部的转移接触起电的电荷分配原则两个完全相同的金属球接触后电荷会重新进行分配，如图1－1－2所示．电荷分配的原则是：两个完全相同的金属球带同种电荷接触后平分原来所带电荷量的总和；带异种电荷接触后先中和再平分．图1－1－21.“中性”与“中和”之间有联系吗？“中性”和“中和”是两个完全不同的概念，“中性”是指原子或者物体所带的正电荷和负电荷在数量上相等，对外不显电性，表现为不带电的状态．可见，任何不带电的物体，实际上其中都带有等量的异种电荷；“中和”是指两个带等量异种电荷的物体，相互接触时，由于正负电荷间的吸引作用，电荷发生转移，最后都达到中性状态的一个过程．2．电荷守恒定律的两种表述方式的区别是什么？(1)两种表述：①电荷既不会创生，也不会消灭，它只能从一个物体转移到另一个物体，或者从物体的一部分转移到另一部分；在转移的过程中，电荷的总量保持不变．②一个与外界没有电荷交换的系统，电荷的代数和总是保持不变的．(2)区别：第一种表述是对物体带电现象规律的总结，一个原来不带电的物体通过某种方法可以带电，原来带电的物体也可以使它失去电性(电的中和)，但其实质是电荷的转移，电荷的数量并没有减少．第二种表述则更具有广泛性，涵盖了包括近代物理实验发现的微观粒子在变化中遵守的规律，近代物理实验发现，由一个高能光子可以产生一个正电子和一个负电子，一对正负电子可同时湮灭，转化为光子．在这种情况下，带电粒子总是成对产生或湮灭，电荷的代数和不变，即正负电子的产生和湮灭与电荷守恒定律并不矛盾.一、电荷基本性质的理解【例1】绝缘细线上端固定，图1－1－3下端悬挂一个轻质小球a，a的表面镀有铝膜；在a的近旁有一绝缘金属球b，开始时，a、b都不带电，如图1－1－3所示．现使a、b分别带正、负电，则()A．b将吸引a，吸引后不放开B．b先吸引a，接触后又与a分开C．a、b之间不发生相互作用D．b立即把a排斥开答案 B解析因a带正电，b带负电，异种电荷相互吸引，轻质小球a将向b靠拢并与b接触．若a、b原来所带电荷量不相等，则当a与b接触后，两球先中和一部分原来电荷，然后将净余的电荷重新分配，这样就会带上同种电荷(正电或负电)，由于同种电荷相互排斥，两球将会被排斥开．若a、b原来所带电荷量相等，则a、b接触后完全中和而都不带电，a、b自由分开．二、元电荷的理解【例2】关于元电荷的下列说法中正确的是()A．元电荷实质上是指电子和质子本身B．所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍C．元电荷的数值通常取作e＝1.6×10－19 CD．电荷量e的数值最早是由美国科学家密立根用实验测得的答案BCD解析元电荷实际上是指电荷量，数值为1.6×10－19 C，不要误以为元电荷是指某具体的带电物质，如电子．元电荷是电荷量值，没有正负电性的区别．宏观上所有带电体的电荷量一定是元电荷的整数倍．元电荷的具体数值最早是由密立根用油滴实验测得的，测量精度相当高.1.在图1－1－1中的同学的带电方式属于()A．接触起电B．感应起电C．摩擦起电D．以上说法都不对答案 A解析该演示中采用了接触的方法进行带电，属于接触起电．2．当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去接触验电器的金属球后，金属箔片张开．此时，金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是()A．正电荷B．负电荷C．接触起电D．感应起电答案AC解析金属箔片的带电性质和相接触的玻璃棒带电性质是相同的．金属箔片的起电方式为接触起电．3．当把用丝绸摩擦过的玻璃棒去靠近验电器的金属球后，金属箔片张开．此时，金属箔片所带的电荷的带电性质和起电方式是()A．正电荷B．负电荷C．感应起电D．摩擦起电答案AC解析注意该题目和上题的区别．在该题目中，玻璃棒没有接触到金属球，属于感应起电，和玻璃棒靠近的一端(金属球)带电性质和玻璃棒相反，带负电，和玻璃棒相距较远的一端(金属箔片)带电性质和玻璃棒相同，带正电荷．金属箔片的起电方式为感应起电．4．带电微粒所带的电荷量不可能是下列值中的()A．2.4×10－19 C B．－6.4×10－19 CC．－1.6×10－18 C D．4.0×10－17 C答案 A解析任何带电体的电荷量都只能是元电荷电荷量的整数倍，元电荷电荷量为e＝1.6×10－19 C．选项A中电荷量为3/2倍，B中电荷量为4倍，C中电荷量为10倍．D中电荷量为250倍．也就是说B、C、D选项中的电荷量数值均是元电荷的整数倍．所以只有选项A是不可能的.题型一常见的带电方式如图1所示，图1有一带正电的验电器，当一金属球A靠近验电器的小球B(不接触)时，验电器的金箔张角减小，则()A．金属球A可能不带电B．金属球A可能带负电C．金属球A可能带正电D．金属球A一定带负电思维步步高金属箔片的张角为什么减小？金属箔片上所带电荷的性质和金属球上带电性质有何异同？如果A带正电会怎样？不带电会怎样？带负电会怎样？解析验电器的金箔之所以张开，是因为它们都带有正电荷，而同种电荷相排斥．张开角度的大小决定于它们电荷量的多少．如果A球带负电，靠近验电器的B球时，异种电荷相互吸引，使金箔上的正电荷逐渐“上移”，从而使两金箔夹角减小．如果A球不带电，在靠近B球时，发生静电感应现象使A球电荷发生极性分布，靠近B球的端面出现负的感应电荷，而背向B球的端面出现正的感应电荷．A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用．因距离的不同而表现为吸引作用，从而使金箔张角减小．答案AB拓展探究如果该题中A带负电，和B接触后张角怎么变化？答案 张角变小．题型二 电荷守恒定律有两个完全相同的带电绝缘金属小球A 、B ，分别带有电荷量为Q A ＝6.4×10－9 C ，Q B ＝－3.2×10－9 C ，让两绝缘金属小球接触，在接触过程中，电子如何转移并转移了多少？思维步步高为什么要求两个小球完全相同？当带异种电荷的带电体接触后会产生什么现象？接触后各个小球的带电性质和带电荷量有何特点？转移的电子个数和电荷量有什么关系？解析 在接触过程中，由于B 球带负电，其上多余的电子转移到A 球，这样中和A 球上的一部分电荷直至B 球为中性不带电，同时，由于A 球上有净余正电荷，B 球上的电子会继续转移到A 球，直至两球带上等量的正电荷．在接触过程中，电子由球B 转移到球A .接触后两小球各自的带电荷量：Q A ′＝Q B ′＝Q A ＋Q B 2＝6.4×10－9－3.2×10－92C ＝1.6×10－9 C共转移的电子电荷量为ΔQ ＝－Q B ＋Q B ′＝3.2×10－9 C ＋1.6×10－9 C＝4.8×10－9 C转移的电子数n ＝ΔQ e ＝4.8×10－9 C 1.6×10－19 C＝3.0×1010个 答案 电子由球B 转移到球A 3.0×1010个拓展探究如果该题中两个电荷的带电性质相同，都为正电荷，其他条件不变，其结论应该是什么？答案 电子由球B 转移到球A 1.0×1010个解析 接触后带电荷量平分，每个小球的带电荷量为3.2×10－9 C ＋6.4×10－9 C 2＝4.8×10－9 C ，转移的电荷量为1.6×10－9 C ，转移的电子数为1.0×1010个.一、选择题1．有一个质量很小的小球A ，用绝缘细线悬挂着，当用毛皮摩擦过的硬橡胶棒B 靠近它时，看到它们互相吸引，接触后又互相排斥，则下列说法正确的是( )A ．接触前，A 、B 一定带异种电荷B ．接触前，A 、B 可能带异种电荷C ．接触前，A 球一定不带任何电荷D ．接触后，A 球一定带电荷答案 BD2．如图2所示，图2在真空中，把一个绝缘导体向带负电的球P 慢慢靠近．关于绝缘导体两端的电荷，下列说法中正确的是()A．两端的感应电荷越来越多B．两端的感应电荷是同种电荷C．两端的感应电荷是异种电荷D．两端的感应电荷电荷量相等答案ACD解析由于导体内有大量可以自由移动的电子，当带负电的球P慢慢靠近它时，由于同种电荷相互排斥，导体上靠近P的一端的电子被排斥到远端，从而显出正电荷，远离P 的一端带上了等量的负电荷．导体离P球距离越近，电子被排斥得越多，感应电荷越多．3．下列说法正确的是()A．摩擦起电是创造电荷的过程B．接触起电是电荷转移的过程C．玻璃棒无论和什么物体摩擦都会带正电D．带等量异种电荷的两个导体接触后，电荷会消失，这种现象叫做电荷的湮灭答案 B解析在D选项中，电荷并没有消失或者湮灭，只是正负电荷数目相等，表现为中性．4．为了测定水分子是极性分子还是非极性分子(极性分子就是该分子是不显电中性的，它通过电场会发生偏转，非极性分子不偏转)，可做如下实验：在酸式滴定管中注入适量蒸馏水，打开活塞，让水慢慢如线状流下，将用丝绸摩擦过的玻璃棒接近水流，发现水流向靠近玻璃棒的方向偏转，这证明()A．水分子是非极性分子B．水分子是极性分子C．水分子是极性分子且带正电D．水分子是极性分子且带负电答案BD解析根据偏转，可判断出水分子是极性分子；根据向玻璃棒偏转，可以判断出其带负电．5．在上题中，如果将用毛皮摩擦过的橡胶棒接近水流．则()A．水流将向远离橡胶棒的方向偏离B．水流将向靠近橡胶棒的方向偏离C．水流先靠近再远离橡胶棒D．水流不偏转答案 A解析用毛皮摩擦过的橡胶棒和用丝绸摩擦过的玻璃棒的带电性质相反．6．有甲、乙、丙三个小球，将它们两两靠近，它们都相互吸引，如图3所示．那么，下面的说法正确的是()图3A．三个小球都带电B．只有一个小球带电C．有两个小球带同种电荷D．有两个小球带异种电荷答案 D7．如图4所示，图4a 、b 、c 、d 为四个带电小球，两球之间的作用分别为a 吸引d ，b 排斥c ，c 排斥a ，d 吸引b ，则关于它们的带电情况( )A ．仅有两个小球带同种电荷B ．仅有三个小球带同种电荷C ．c 、d 两小球带同种电荷D ．c 、d 两小球带异种电荷答案 BD解析 根据它们之间的相互吸引和排斥的关系可知a 、b 、c 带同种电荷，d 和其它三个小球带电性质不同．在解决该题时可以先假设其中一个带电小球的带电性质．二、计算论述题8．如图5所示，图5将两个气球充气后挂起来，让它们碰在一起，用毛织品分别摩擦两个气球相互接触的地方．放开气球后，你可能观察到什么现象？你能解释这个现象吗？答案 发现两个气球分开，这是因为两个气球带同种电荷，同种电荷相互排斥，所以会分开．9．有三个完全一样的绝缘金属球，A 球所带电荷量为Q ，B 、C 不带电．现要使B 球带有38Q 的电荷量，应该怎么办？ 答案 见解析解析 由于两个完全相同的金属球接触时，剩余电荷量平均分配，因此，可由以下四种方法：①A 与C 接触分开，再让B 与C 接触分开，然后A 与B 接触分开；②A 与C 接触分开，再让A 与B 接触分开，然后B 与C 接触分开；③A 与B 接触分开，再让B 与C 接触分开，然后A 与B 接触分开；④A 与B 接触分开，再让A 与C 接触分开，然后B 与C 接触分开．10．两块不带电的金属导体A 、B 均配有绝缘支架，现有一个带正电的小球C .(1)要使两块金属导体带上等量异种电荷，则应如何操作？哪一块带正电？(2)要使两块金属导体都带上正电荷，则应如何操作？(3)要使两块金属导体都带上负电荷，则应如何操作？答案 (1)先将两块导体A 、B 紧靠在一起，然后将带电体C 从一端靠近导体，再将两导体分开，最后移走带电体C .远离带电体C 的一块带正电．(2)先将两块导体A 、B 紧靠在一起，然后将带电体C 接触导体A (或B )，再将导体C 移走，再将两导体A 、B 分开，则A 、B 都带上了正电．(3)先将两块导体A 、B 紧靠在一起，然后将带电体C 从一端靠近导体，用手接触一下A (或B )，再将两导体A 、B 分开，最后移走带电体C ，则A 、B 都带上了负电．第2节 库仑定律 .要点一 点电荷点电荷：当带电体间的距离比它们自身的大小大得多，以至带电体的形状、大小及电荷分布状况对它们之间相互作用力的影响可以忽略不计时，这样的带电体就可以看作带电的点，叫做点电荷．(1)点电荷是只有电荷量，没有大小、形状的理想化模型，类似于力学中的质点，实际中并不存在．(2)一个带电体能否看作点电荷，是相对于具体问题而言的，不能单凭其大小和形状确定，例如，一个半径为10 cm 的带电圆盘，如果考虑它和相距10 m 处某个电子的作用力，就完全可以把它看作点电荷，而如果这个电子离带电圆盘只有1 mm ，那么这一带电圆盘又相当于一个无限大的带电平面．要点二 库仑定律的理解1．适用条件：适用于真空中的点电荷．真空中的电荷若不是点电荷，如图1－2－2所示．同种电荷时，实际距离会增大，如图(a)所示；异种电荷时，实际距离会减小，如图(b)所示．图1－2－22.对公式122q q F k r =的理解:有人根据公式122q q F k r=,设想当r →0时,得出F →∞的结论．从数学角度这是必然的结论，但从物理的角度分析，这一结论是错误的，其原因是，当r →0时，两电荷已失去了点电荷的前提条件，何况实际的电荷都有一定的大小和形状，根本不会出现r ＝0的情况，也就是说，在r →0时不能再用库仑定律计算两电荷间的相互作用力．3．计算库仑力的大小与判断库仑力的方向分别进行．即用公式计算库仑力的大小时，不必将电荷q 1、q 2的正、负号代入公式中，而只将电荷量的绝对值代入公式中计算出力的大小，力的方向根据同种电荷相斥、异种电荷相吸加以判断即可．4．式中各量的单位要统一用国际单位，与k ＝9.0×109 N·m 2/C 2统一．5．如果一个点电荷同时受到另外的两个或更多的点电荷的作用力，可由静电力叠加的原理求出合力．6．两个点电荷间的库仑力为相互作用力，同样满足牛顿第三定律.万有引力定律 库仑定律 不同点只有引力既有引力又有斥力 天体间表现明显微观带电粒子 间表现明显 都是场力 万有引力场 电场公式F ＝G m 1m 2r 2 F ＝k q 1q 2r2 条件 两质点之间 两点电荷之间 律的表达那么简捷，却揭示了自然界中深奥的道理，这就是自然界和谐多样的美． 特别提醒 (1)库仑力和万有引力是不同性质的力．(2)万有引力定律适用时，库仑定律不一定适用．2．三个点电荷如何在一条直线上平衡？当三个共线的点电荷在库仑力作用下均处于平衡状态时．(1)三个电荷的位置关系是“同性在两边，异性在中间”．如果三个电荷只在库仑力的作用下且在同一直线上能够处于平衡状态，则这三个电荷一定有两个是同性电荷，一个是异性电荷，且两个同性电荷分居在异性电荷的两边．(2)三个电荷中，中间电荷的电荷量最小，两边同性电荷谁的电荷量小，中间异性电荷就距离谁近一些.一、库仑定律的理解【例1】 对于库仑定律，下面说法正确的是( )A ．库仑定律适用于真空中两个点电荷之间的相互作用力B ．两个带电小球即使相距非常近，也能用库仑定律C ．相互作用的两个点电荷，不论它们的电荷量是否相同，它们之间的库仑力大小一定相等D ．当两个半径为r 的带电金属球中心相距为4r 时，对于它们之间的静电力大小，只取决于它们各自所带的电荷量答案 AC解析 由库仑定律的适用条件知，选项A 正确；两个小球若距离非常近则不能看作点电荷，库仑定律不成立，B 项错误；点电荷之间的库仑力属作用力和反作用力，符合牛顿第三定律，故大小一定相等，C 项正确；D 项中两金属球不能看作点电荷，它们之间的静电力大小不仅与电荷量大小有关，而且与电性有关，若带同种电荷，则在斥力作用下，电荷分布如图(a)所示；若带异种电荷，则在引力作用下电荷分布如图(b)所示，显然带异种电荷时相互作用力大，故D 项错误．综上知，选项A 、C 正确．二、点电荷的理解【例2】 下列关于点电荷的说法中，正确的是( )A ．只有体积很小的带电体才能看成是点电荷B ．体积很大的带电体一定不能看成是点电荷C ．当两个带电体的大小远小于它们之间的距离时，可将这两个带电体看成点电荷D ．一切带电体都可以看成是点电荷答案 C解析 本题考查点电荷这一理想模型．能否把一个带电体看成点电荷，关键在于我们分析时是否考虑它的体积大小和形状．能否把一个带电体看作点电荷，不能以它的体积大小而论，应该根据具体情况而定．若它的体积和形状可不予考虑时，就可以将其看成点电荷．故选C.1.下列关于点电荷的说法正确的是( )A ．点电荷可以是带电荷量很大的带电体B ．带电体体积很大时不能看成点电荷C ．点电荷的所带电荷量可能是2.56×10－20 CD ．大小和形状对作用力影响可以忽略的带电体可以看作点电荷答案 AD2．如图1－2－3所示，图1－2－3两个半径均为r 的金属球放在绝缘支架上，两球面最近距离为r ，带等量异种电荷，电荷量绝对值均为Q ，两球之间的静电力为( )A ．等于k Q 29r 2B ．大于k Q 29r2 C ．小于k Q 29r 2 D ．等于k Q 2r2 答案 B3．(1)通过对氢核和核外电子之间的库仑力和万有引力大小的比较，你能得到什么结论？(2)你怎样确定两个或两个以上的点电荷对某一点电荷的作用力？答案 (1)微观粒子间的万有引力远小于库仑力，因此在研究微观带电粒子的相互作用力时，可忽略万有引力．(2)两个点电荷之间的作用力不因第三个点电荷的存在而有所改变．因此，两个或两个以上的点电荷对某一个点电荷的作用力等于各点电荷单独对这个电荷的作用力的矢量和．4．关于库仑扭秤图1－2－4问题1：1785年，库仑用自己精心设计的扭秤(如图1－2－4所示)研究了两个点电荷之间的排斥力与它们间距离的关系．通过学习库仑巧妙的探究方法，回答下面的问题．(1)库仑力F 与距离r 的关系．(2)库仑力F 与电荷量的关系．问题2：写出库仑定律的数学表达式，并说明静电力常量k 的数值及物理意义．答案 问题1：(1)F ∝1r2 (2)F ∝q 1q 2 问题2：F ＝k q 1q 2r2，k ＝9×109 N·m 2/C 2. 物理意义：两个电荷量为1 C 的点电荷，在真空中相距1 m 时，它们之间的库仑力为1 N.题型一库仑定律的应用如图1所示，两个正电荷q1、q2的电荷量都是3 C，静止于真空中，相距r＝2 m.图1(1)在它们的连线AB的中点O放入正电荷Q，求Q受的静电力．(2)在O点放入负电荷Q，求Q受的静电力．(3)在连线上A点左侧的C点放上负点电荷q3，q3＝1 C且AC＝1 m，求q3所受的静电力．思维步步高库仑定律的表达式是什么？在这个表达式中各个物理量的物理意义是什么？在直线上的各个点如果放入电荷q，它将受到几个库仑力的作用？这几个力的方向如何？如何将受到的力进行合成？解析在A、B连线的中点上，放入正电荷受到两个电荷库仑力的作用，这两个力大小相等，方向相反，所以合力为零．如果在O点放入负电荷，仍然受到两个大小相等，方向相反的力，合力仍然为零．在连线上A的左侧放入负电荷，则受到q1和q2向右的吸引力，大小分别为F1＝kq3q1x2和F2＝kq3q2(r＋x)2，其中x为AC之间的距离．C点受力为二力之和，代入数据为3×1010 N，方向向右．答案(1)0(2)0(3)3×1010 N，方向向右拓展探究在第三问中如果把q3放在B点右侧距离B为1 m处，其他条件不变，求该电荷受到的静电力？答案3×1010 N方向向左解析求解的方法和第三问相同，只不过电荷在该点受到两个电荷的库仑力的方向都向左，所以合力方向向左，大小仍然是3×1010 N.在教学过程中，强调不管在O点放什么性质的电荷，该电荷受到的静电力都为零，为下一节电场强度的叠加做好准备．另外还可以把电荷q3放在AB连线的中垂线上进行研究.题型二库仑定律和电荷守恒定律的结合甲、乙两导体球，甲球带有4.8×10－16 C的正电荷，乙球带有3.2×10－16 C的负电荷，放在真空中相距为10 cm的地方，甲、乙两球的半径远小于10 cm.(1)试求两球之间的静电力，并说明是引力还是斥力？(2)将两个导体球相互接触一会儿，再放回原处，其作用力能求出吗？是斥力还是引力？思维步步高为什么题目中明确两球的直径远小于10 cm？在应用库仑定律时带电体所带电荷的正负号怎样进行处理的？当接触后电荷量是否中和？是否平分？解析(1)因为两球的半径都远小于10 cm，因此可以作为两个点电荷考虑．由库仑定律可求：F＝k q1q2r2＝9.0×109×4.8×10－16×3.2×10－160.12N＝1.38×10－19 N两球带异种电荷，它们之间的作用力是引力．(2)将两个导体球相互接触，首先正负电荷相互中和，还剩余(4.8－3.2)×10－16 C的正电荷，这些正电荷将重新在两导体球间分配，由于题中并没有说明两个导体球是否完全一样，因此我们无法求出力的大小，但可以肯定两球放回原处后，它们之间的作用力变为斥力．答案 (1)1.38×10－19 N 引力 (2)不能 斥力拓展探究如果两个导体球完全相同，接触后放回原处，两球之间的作用力如何？答案 5.76×10－21 N 斥力解析 如果两个导体球完全相同，则电荷中和后平分，每个小球的带电荷量为0.8×10－16 C ，代入数据得两个电荷之间的斥力为F ＝5.76×10－21 N.两个导体相互接触后，电荷如何分配，跟球的形状有关，只有完全相同的两金属球，电荷才平均分配.一、选择题1．下列说法正确的是( )A ．点电荷就是体积很小的带电体B ．点电荷就是体积和所带电荷量很小的带电体C 根据F=k q 1q 2r2 可知,当r →0时,有F →∞D ．静电力常量的数值是由实验得出的 答案 D解析 当r →0时,电荷不能再被看成点电荷,库仑定律不成立.2．两个半径相同的金属小球，带电荷量之比为1∶7，相距r ，两者相互接触后，再放回原来的位置，则相互作用力可能是原来的( )A.47B.37C.97D.167 答案 CD解析 由库仑定律可知，库仑力与电荷量的乘积成正比，设原来两小球分别带电荷量为q 1＝q 、q 2＝7q .若两小球原来带同种电荷，接触后等分电荷量，则q 1′＝4q ，q 2′＝4q ，则D 正确．若两小球原来带异种电荷，接触后到q 1″＝3q ，q 2″＝3q ，则由库仑定律可知，C 正确．3．如图2所示，图2在绝缘的光滑水平面上，相隔一定距离有两个带同种电荷的小球，从静止同时释放，则两个小球的加速度和速度大小随时间变化的情况是( )A ．速度变大，加速度变大B ．速度变小，加速度变小C ．速度变大，加速度变小D ．速度变小，加速度变大 答案 C 解析 根据同种电荷相斥，每个小球在库仑斥力的作用下运动，由于力的方向与运动方向相同，均做加速直线运动，速度变大；再由库仑定律F ＝k q 1q 2r 2知随着距离的增大，库仑斥力减小，加速度减小，所以只有选项C 正确．4．如图3所示，。

人教版高中物理选修一全套教案
引言
本文档旨在提供人教版高中物理选修一全套教案的概述。

以下是各个章节的简要描述和教学内容。

一、第一章：力的初步认识
本章介绍了力的概念和力的作用效果。

教学内容包括：
- 力的定义和计量单位
- 力的合成与分解
- 力的作用效果：平衡和不平衡力
二、第二章：力的作用和受力分析
本章介绍了力的作用和受力分析的基本原理。

教学内容包括：- 力的作用方式：接触力和非接触力
- 牛顿第一定律和第二定律
- 力的合成与分解的应用
三、第三章：力的测量
本章介绍了力的测量方法和力的平衡条件。

教学内容包括：
- 弹簧测力计的使用和读数
- 力的平衡条件和平衡力的计算
- 等效力系统及其应用
四、第四章：运动的描述
本章介绍了运动的描述方法和运动学的基本概念。

教学内容包括：
- 位移、速度和加速度的定义和计算
- 全程图和速度图的绘制
- 加速度与运动状态的关系
五、第五章：运动的规律
本章介绍了直线运动的运动规律和平抛运动的规律。

教学内容包括：
- 牛顿第二定律和匀加速直线运动的规律
- 自由落体和斜抛运动的规律
- 运动规律的实际应用
结论
本文档概述了人教版高中物理选修一全套教案的主要章节和教学内容。

通过学习这些教案，学生可以全面了解力的性质、作用和测量方法，掌握运动的描述和运动规律。

希望本文档能够对教师们进行教学提供一些参考和指导。

人教版物理选修1－1全册教案第一章电场电流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。

高中物理选修1-1全册教案第一章：绪论1.1 物理学的研究对象和内容介绍物理学的基本概念，研究对象和内容解释物理量的概念和测量方法讨论物理实验的方法和技巧1.2 物理学的方法和思维方式介绍物理学的研究方法和思维方式解释理想化模型的概念和作用探讨科学探究的步骤和原则第二章：运动的描述2.1 位置和位移解释位置和位移的概念介绍坐标系和坐标变换探讨位移的计算和图形表示2.2 速度和加速度解释速度和加速度的概念探讨速度和加速度的计算和图形表示讨论匀速直线运动和匀加速直线运动的特点第三章：力和运动3.1 力的概念和测量介绍力的概念和分类解释牛顿第一定律和惯性的概念探讨弹力、摩擦力和重力的特点和计算方法3.2 牛顿运动定律解释牛顿第二定律和第三定律的概念探讨力的合成和分解讨论牛顿运动定律的应用和实例第四章：能量和动能4.1 能量的概念和种类介绍能量的概念和种类解释势能和动能的概念探讨能量守恒定律的应用和实例4.2 动能定理解释动能定理的概念探讨动能的计算和动能变化的原因讨论动能定理的应用和实例第五章：机械能守恒5.1 机械能的概念和守恒定律介绍机械能的概念和守恒定律解释机械能守恒的条件和判断方法探讨机械能守恒定律的应用和实例5.2 动能和势能的转换解释动能和势能的转换原理探讨重力势能和弹性势能的计算和转换方法讨论机械能守恒定律在实际问题中的应用和实例第六章：动量和冲量6.1 动量的概念和计算介绍动量的概念和计算方法解释动量守恒定律的原理探讨动量守恒定律在不同情境下的应用6.2 冲量和动量定理解释冲量的概念和计算方法探讨动量定理的原理和应用讨论冲量和动量变化的关系第七章：波动和振动7.1 波的概念和特性介绍波的基本概念和特性解释波的传播和波动方程探讨机械波和电磁波的异同点7.2 振动和周期性解释振动的概念和周期性的特点探讨简谐振动和阻尼振动的特点和应用讨论波动和振动在现实生活中的实例第八章：光学8.1 光的基本性质和定律介绍光的基本性质和定律解释光的传播和反射、折射现象探讨透镜和光路图的绘制方法8.2 光的波动性和电磁理论解释光的波动性和电磁理论基础探讨光的干涉和衍射现象讨论光学仪器和技术的应用第九章：热学9.1 温度的概念和测量介绍温度的概念和测量方法解释热膨胀和热收缩现象探讨热传导、对流和辐射的传热方式9.2 热力学定律解释热力学第一定律和第二定律的原理探讨热力学能和熵的概念讨论热力学定律在实际问题中的应用第十章：现代物理简介10.1 相对论基础介绍相对论的基本原理和爱因斯坦的相对论解释时间膨胀和长度收缩现象探讨相对论在现代物理学中的应用10.2 量子力学基础介绍量子力学的基本原理和波粒二象性解释量子态和量子纠缠现象讨论量子力学在微观世界中的应用和挑战重点解析本文档涵盖了高中物理选修1-1的全册教案，包括绪论、运动的描述、力和运动、能量和动能、机械能守恒、动量和冲量、波动和振动、光学、热学以及现代物理简介等十个章节。

【精品】2014年人教版高中物理选修1-1全册教案人教版高中物理选修1-1全册教案新人教版高中物理选修1-1教案目录第一章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。

人教版高中物理选修1-1 全册教案目录1.1.1电荷库仑定律1.1.2电荷库仑定律1.2.1电场强度电场线1.2.2电场强度电场线1.2电场1.4生活中的静电现象1.4电容器1.5电流和电源1.6电流的热效应2.2电流的磁场2.3磁场对通电导体的作用2.4磁场对运动电荷的作用2.5磁性材料3.1电磁感应现象3.2法拉第电磁感应定律3.3交变电流3.4变压器3.5高压输电3.6自感现象涡流4.1电磁波的发现4.2电磁波谱4.3电磁波的发射和接收4.4信息化社会教学设计第一节、电荷库仑定律一、接引雷电下九天说明：电闪雷鸣是常见的自然现象，有时甚至表现得神秘恐怖。

蒙昧时期的人们认为雷电是“天神之火”, 在很长的历史时期内对雷电充满畏惧。

欧洲的文艺复兴使得科学精神得到解放，人们开始对雷电现象进行思考。

18 世纪，各种静电现象首先引起了学者们的关注和研究。

问：我们周围有哪些静电现象呢？（①冬天在漆黑的房间里脱毛衣的时候可以看到火星②天气干燥的时候，手摸到铁器的时候会发麻）说明：那么天上的雷电和我们平时接触到的静电有没有联系呢？如果有，会有什么联系呢？1746 年，富兰克林胃着生命危险在美国费城进行了著名的风筝实验。

问：他是如何做这个实验的呢？（他用绸子做了一个大风筝．在风筝顶上安了一根细铁丝，一根麻线的一端连接铁丝，另一端拴一把钥匙并塞在莱顿瓶中。

他和儿子一起把风筝放到天上，牵着风筝的一根丝绳系在遮雨棚内。

当雷电打下来，他看见麻线末端的纤维散开，并且莱顿瓶也带上了电。

问：富兰克林的风筝实验有什么意义吗？（证明了闪电是一种放电现象，与摩擦产生的电没有区别。

该实验统一了天电和地电，使人类摆脱了对雷电现象的迷信）富兰克林的实捆正明闪电是一种放电现象，与摩擦产生的电没有区别。

他统一了天电和地电，使人类摆脱了对雷电现象的迷f 言。

富兰克林为我们揭开了天电的奥秘一一它跟地上的电是·样的富兰克林吞到J ’欧洲人表演的电学实验。

第一章静电场§1.1电荷及其守恒定律、库仑定律、电场强度【学习目标】1、了解元电荷的含义，理解电荷守恒定律的不同表述。

2、掌握库仑定律，能够解决有关的问题。

3、理解电场强度及其矢量性，掌握电场强度的叠加，并进行有关的计算。

4、知道用电场线描述电场的方法。

理解引入电场线的意义。

【自主学习】一、电荷及电荷守恒1、自然界中存在电荷，正电荷和负电荷，同种电荷相互，异种电荷相互。

电荷的多少叫做，单位是库仑，符号是C。

所有带电体的带电量都是电荷量e= 的整数倍，电荷量e称为。

2、（1）点电荷是一种模型，当带电体本身和对研究的问题影响不大时，可以将带电体视为点电荷。

真正的点电荷是不存在的，这个特点类似于力学中质点的概念。

3、使物体带电有方法：摩擦起电、感应起电、接触起电，其实质都是电子的转移。

4、电荷既不能，也不能，只能从一个物体到另一个物体，或从物体的转移到，在转移的过程中，电荷的总量，这就是电荷守恒定律。

二、库仑定律1、真空中两个之间的相互作用力F的大小，跟它们的电荷量Q1、Q2的乘积成，跟它们的距离r的成反比，作用力的方向沿着它们的。

公式F= 其中静电力常量k适用范围：真空中的。

4、库仑定律与万有引力定律的比较如下表：（1）FEq是电场强度的定义式，适用于的静电场。

（2）2QE kr=是点电荷在真空中形成的电场中某点场强的计算式，只适用于 在真空中形成的电场。

（3）UE d=是匀强电场中场强的计算式，只适用于 ，其中，d 必须是沿 的距离。

3、电场的叠加电场需按矢量的运算法则，即按平行四边形定则进行运算。

四、电场线（1）电场线：在电场中画出一些曲线，使曲线上每一点的 方向都跟该点的 方向一致，这样的曲线就叫做电场线。

电场线是人们为了描述 而人为地画出来的，电场中并非真正存在着这样一些曲线。

它可以形象直观地反映电场的 和 。

（2）电场线的性质：电场线起始于 （或无穷远处）；终止于 （或无穷远处）。