帶電粒子在勻強電場中的直線運動一、新課標要求《普通高中物理課程標準（2017年版2020年修訂）》提出，能多角度、多方法分析帶電粒子在勻強電場中的運動和能量問題，運用該原理解決實際問題。二、教學重點、難點教學目標物理觀念：①會在具體問題中判定帶電粒子的重力是否可忽略；②學會借用平拋運動的分析方法研究帶電粒子在勻強電場中的偏轉；③學會運用動力學法、能量觀點等方法分析解決帶電粒子在電場中的直線、曲線運動?？茖W思維：①引導學生建立帶電粒子垂直進入勻強電場中做類平拋運動，提高學生構建模型的意識和能力；②能運用“類比”思維方法對帶電粒子垂直進入勻強電場進行分析推理，得出偏移量y、偏轉角等規(guī)律?？茖W探究：①在小組討論中具有交流的意愿與能力，能準確表述自己的見解；科學態(tài)度與責任：①學生在積極參與和思考中體驗獲得答案的成就感，激發(fā)學習的信心與熱情。②了解靜電除煙原理中涉及到的帶電粒子在電場中的運動知識，體會物理對科學技術的重要性。重點：運用力學和電學知識綜合處理帶電粒子在勻強電場中的直線運動。難點：方法的提煉和模型的構建。備考策略1、高考考情分析：帶電粒子在勻強電場中的直線運動作為電場模塊與動力學、能量觀點、動量觀點的核心結合點，是近幾年高考物理的高頻考點，在全國卷及各省市自主命題卷中均有穩(wěn)定且靈活的考查。2、學情分析：學生在高二已經(jīng)學習了靜電場知識，但大多數(shù)學生仍感覺靜電場知識很抽象，知識點多而散，學生自主構建知識線索，提煉研究問題的科學方法、意識和能力較為欠缺。3、備考策略：強化基礎知識總結解題方法加強模型構建和訓練注重實際應用教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖課題引入學生認真閱讀高考考情分析認真研讀新課程標準的要求認真閱讀思考通過學生的認真閱讀，進一步了解考點要求。任務一：探究帶電粒子在勻強電場中的直線運動任務二：形成認知模型任務三：遷移應用模型構建模型：如圖所示，AB板間距為d，板間電壓為U（板間可視為勻強電場）。A板內(nèi)側有一個離子源，逸出質量為m，帶電量為+q，初速度幾乎為零的帶電粒子（不計重力，忽略粒子間的相互作用）ABU問題1.求粒子到達B板的速度v的大??？方法一：牛頓運動力學根據(jù)牛頓第二定律F=ma得：qU根據(jù)運動學公式：v2vB聯(lián)立（1）（2）得：v方法二：功能關系根據(jù)動能定理W總qU所以v問題2.求粒子到達B板的時間t？方法一：牛頓運動力學根據(jù)牛頓第二定律F=ma得：q根據(jù)運動學公式：v2t=d方法二：動量定理根據(jù)動能定理W和動量定理：F??t=?qU=qU聯(lián)立（1）（2）得：t=d學生思考：解決物理問題的三大觀點（動力學觀點、能量觀點、動量觀點）問題3.如果B極板換成彎曲的，A、B極板間的電場還能看成勻強電場嗎？又如何去求解速度v的大小呢？ABU如果B極板換成彎曲的，A、B極板間的電場將不能看成勻強電場，而是非勻強電場。牛頓運動力學無法應用。我們只能選擇功能關系。思考：通過以上問題的研究，同學們思考解決此類問題步驟：模型構建——帶電粒子在勻強電場中的運動受力分析運動過程分析選擇合適的解題方法。問題4.如果將剛才逸出的帶電粒子換成帶電小球，求帶電小球到達B極板的速度v和時間t?（設F電AF電θmgU方法一：牛頓運動力學根據(jù)受力分析可知：F合∵F電∴mg與合力方向的夾角θ=37即：位移x=由運動學公式：v得：v又由運動學公式：v=得：t=2方法二：功能關系根據(jù)動能定理W得：qU+mg?∴v又由運動學公式：v=F合得：t=2方法三：動量定理根據(jù)動能定理W和動量定理：F得v思考：同學們還能想到什么方法呢？運動的合成與分解（學生課后去具體計算）問題5.如圖所示，傾斜放置的平行板電容器與水平面夾角為θ，板間距離為d,帶負電的微粒質量為m、電荷量為q，從極板M的左邊緣A處以初速度v0水平射入，沿直線運動并從極板N的右邊緣B處射出，重力加速度為g，則（）MAθBV0N微粒到達B點時的動能為1微粒的加速度大小為g兩極板的電勢差U微粒從A點到B點的過程，電勢能減少mgd思考：重力做功的特點？遷移類比電場力做功的特點？重力做功的特點：（1）與路徑無關，只與初末位置有關；（2）只引起重力勢能的變化；（3）WW學生思考、小組討論，回答解決問題方法，并展示解題過程。學生思考并討論......總結方法：牛頓運動力學適合解決勻變速直線運動的問題（即勻強電場的問題），而功能關系即可以解決勻變速問題，又可以解決非勻變速問題（非勻強電場的問題）。學生思考、歸納總結學生思考電場和重力場疊加，分析問題的思路和方法學生思考討論.學生思考，小組討論通過學生思考、可以培養(yǎng)學生的分析綜合能力以及嚴謹?shù)耐评砟芰?。小組討論，同學課堂展示，培養(yǎng)了學生溝通、合作和表達能力。通過改變極板B，學生思考解決方法，并對不同方法的優(yōu)劣和適應場景進行對比，旨在培養(yǎng)學生嚴謹?shù)乃季S能力。學生思考解決物理問題的方法和步驟，培養(yǎng)了學生總結規(guī)律，形成系統(tǒng)的解題思路能力。體現(xiàn)學生將復雜問題轉換成簡單問題的等效思想。通過設問、學生思考，引導學生從不同物理視角分析問題，同時拓展學生的思維能力。學生展示，目的培養(yǎng)學生規(guī)范的書寫和嚴謹?shù)耐评?、表達能力。從重力做功特點遷移到電場力做功特點，培養(yǎng)學生知識結構化、系統(tǒng)化的能力。任務四：歸納總結解決帶電粒子在勻強電場中直線運動的方法步驟：(1)模型構建——帶電粒子在勻強電場中的運動(2)受力分析(3)運動過程分析(4)根據(jù)要求，結合物理三大觀點——動力學觀點、能量觀點、動量觀點選擇解題方法。學生思考，小組討論通過學生反思，深化對知識內(nèi)在聯(lián)系的理解，形成系統(tǒng)的知識框架，培養(yǎng)學生的知識體系整合能力任務五：拓展提升練習2025年四川卷13題如圖所示，真空中固定放置兩塊較大的平行金屬板，板間距為d，下極板接地，板間勻強電場大小恒為E，現(xiàn)有一質量為m，電荷量為q>0的金屬微粒，從兩極板中央O點由靜止釋放。若微粒與極板碰撞前后瞬間機械能不變，碰撞后電性與極板相同，所帶電荷量的絕對值不變。不計微粒重力。求微粒第一次到