高中物理《电场力做功与电势能》教案3 鲁科版选修3-1

用心 爱心 专心1 课课 题题 2 1 2 1 电场力做功与电势能电场力做功与电势能 课课 型型新授课新授课 课时 课时 教教 学学 目目 标标 一 一 知识与技能知识与技能 理解静电力做功的特点 电势能的概念 电势能与电场力做功的关系 二 过程与方法 二 过程与方法 通过与前面知识的结合 理解电势能与静电力做的功的关系 三 情感态度与价值观 三 情感态度与价值观 尝试运用物理原理和研究方法解决一些与生产和生活相关的实际问题 增强科学探究的价值观 教学重点 难点教学重点 难点 重点 重点 理解掌握电势能概念及意义 难点 难点 掌握电势能与做功的关系 并能用此解决相关问题 教教 学学 方方 法法 探究 讲授 讨论 练习 教教 学学 手手 段段 多媒体课件 教教 学学 活活 动动 教学过程 教学过程 一 复习前面相关知识 1 静电力 电场强度概念 指出前面我们从力的性质研究电场 从本节起 将从能量的角度研究电场 2 复习功和能量的关系 从静电力做功使试探电荷获得动能入手 提出问题 是什么能转化为试探电 荷的动能 引入新课 二 进行新课 1 静电力做功的特点 结合课本图 1 4 1 右图 分析试探电荷 q 在场强为 E 的均强电场中沿不 同路径从 A 运动到 B 电场力做功的情况 1 q 沿直线从 A 到 B 学学 生生 活活 动动 用心 爱心 专心3 2 q 沿折线从 A 到 M 再从 M 到 B 3 q 沿任意曲线线 A 到 B 结果都一样即 W qELAM qELABcos 结论 在任何电场中 静电力移动电荷所做 的功 只与始末两点的位置有关 而与电荷的运动路 径无关 与重力做功类比 引出 2 电势能 1 电势能 由于移动电荷时静电力做功与移动的路径无关 电荷在电场 中也具有势能 这种势能叫做电势能 2 静电力做功与电势能变化的关系 静电力做的功等于电势能的变化量 写成式子为 PBPA EEW AB 注意 电场力做正功 电荷的电势能减小 电场力做负功 电荷的电势能增加 电场力力做多少功 电势能就变化多少 在只受电场力作用下 电势能 与动能相互转化 而它们的总量保持不变 在正电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为正 负电荷 在任 一点具有的电势能都为负 在负电荷产生的电场中正电荷在任意一点具有的电势能都为负 负电荷在任 意一点具有的电势能都为正 求电荷在电场中某点具有的电势能 电荷在电场中某一点 A 具有的电势能 EP等于将该点电荷由 A 点移到电势零点 电场力所做的功 W 的 即 EP W 求电荷在电场中 A B 两点具有的电势能高低 将电荷由 A 点移到 B 点根据电场力做功情况判断 电场力做正功 电势能减 小 电荷在 A 点电势能大于在 B 点的电势能 反之电场力做负功 电势能增加 电荷在 B 点的电势能小于在 B 点的电势能 电势能零点的规定 若要确定电荷在电场中的电势能 应先规定电场中电势能的零位置 关于电势能零点的规定 大地或无穷远默认为零 所以 电荷在电场中某点的电势能 等于静电力把它从该点移动到零电势能 位置时电场力所有做的功 如上式若取 B 为电势能零点 则 A 点的电势能为 ABABPA qELWE 例例 如图所示 光滑绝缘细杆竖直放置 细杆右侧距杆 0 3m 处有一固定的点 电荷 Q A B 是细杆上的两点 点 A 与 Q 点 B 与的连线与杆的 夹角均为 37 一中间有小孔的带电小球穿在绝缘细杆上滑下 通过 A 点时加速度为零 速度为 3m s 取 g 10m s2 求小球下落 到 B 点时的加速度和速度的大小 解析解析 求小球至 B 的加速度 从受力分析出发 探求小球在 A B 两点的受力情况 从而确定加速度的关系 在 A 处 小球受力如图所示 由题意可知 用心 爱心 专心3 K 0cos 2 mg r Qq 在 B 处 小球受力如图所示 由题意可知 K mamg r Qq cos 2 由 得 a 2g 20m s2 小球从 A 到 B 受到的合力为变力 故不宜用牛顿定律和运动学公式 求解 抓住 A B 处在等势面上由 A 到 B 电场力做功为零这个特点 用动能定理求解 mghAB 22 2 1 2 1 AB mvmv 解得 vB 5m s 作作 业业 课后作业课后作业 P P29 29 1 3 1 3 板板 书书 设设 计计 一 静电力做功的特点一 静电力做功的特点 与路径无关 只与起点和终点的位置有关 二 电势能二 电势能 电荷在电场中具有的势能 1 静电力做的功等于电势能的减少量 WAB EPA EPB 静