《粒子运动.ppt

带电粒子在磁场中的运动 质谱仪——说课稿（2课时） 教材的地位 本节是高中物理人教版第十五章《磁场》第四节内容。这章是高二电磁学部分的重点章节之一，而本节课则是重点中的重点，在历届高考命题中特别是综合计算题部分屡次出现，在教学大纲中“带电粒子在磁场中的运动”为B级要求。在会考中洛伦兹力为A级要求. 学情分析 本节课的理论基础是力学部分匀速圆周运动和前一节洛仑兹力。因此这一节是将这两部分进行有机的整合。通过本节学习，学生一方面加强了对洛仑兹力认识和对匀速圆周运动的理解，另一方面将两者结合最终得出带电粒子在磁场中的运动规律，学生能够充分体会到物理知识的联系性和规律性，能为今后进一步更好地掌握学习方法打下基础。 教学目标： 知识目标①带电粒子垂直进入匀强磁场做匀速圆周运动②推导匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解决有关问题 能力目标： ①通过从不同角度采用不同方法来研究带电粒子在磁场中运动，可以培养学生认识新事物的能力 ②通过学生自主推出半径、周期公式培养学生逻辑推理能力 情感目标 ①通过演示和模拟微观世界，让学生理解高科技的巨大力量 ②通过洛伦兹力的演示仪,提高学生对物理学图象的审美观   教学重点：①带电粒子垂直进入匀强磁场为什么在这平面内且做匀速圆周运动②半径与周期公式推导及应用 教学难点：①带电粒子垂直进入匀强磁场为什么只能在磁场平面上做匀速圆周运动， ②半径公式与周期公式和粒子动量、能量等结合应用。 教法与学法设计1、本节课从研究带电粒子在电场中运动情况与磁场中运动情况对比入手，引导学生自己一步步得出带电粒子在磁场中的运动轨迹情况，并辅以直观演示法进行探究与分析归纳法等综合教学方法，使学生建立:猜想——验证——分析——归纳. 2、半径和周期公式从定性（实验探究） ——定量（理论自主探究） ——应用。 提出问题，引入新课 请同学们确定黑板上画的正负电荷所受洛伦兹力的大小和方向 通过作图，使学生再一次认识到，洛伦兹力总是与粒子的运动方向垂直，这样一来粒子还能做直线运动吗？ 这对地球上生命来说意义重大。 那么粒子做什么运动？有怎样的规律？ 研究运动、规律应从哪儿入手呢？ 教师要启发学生让他们知道，物体的运动规律取决于两个因素：一是物体的受力情况；二是物体的运动情况(即为初速度)，因此，力与运动就是我们研究带电粒子在磁场中运动的出发点和基本点。 学生认清做什么运动前的知识准备 1、速度V垂直于磁场B(研究规律从简单的入手) 理解： 第一、洛伦兹力和速度都与磁场垂直，洛伦兹力和速度均在垂直于磁场的平面内，没有任何作用使粒子离开这个平面。因此，粒子只能在洛伦兹力与速度组成的平面内运动，即垂直于磁场的平面内运动。 第二、洛伦兹力始终与速度方向垂直，对粒子不做功,即粒子的速度大小不变，但速度方向改变 猜想：带电粒子做匀速圆周运动 实验来验证。 教师介绍洛伦兹力演示仪的构造、原理，然后操作演示不加磁场和加磁场两种情况下，电子射线的径迹。 演示速度和磁场不垂直时的运动规律(初始条件决定运动的性质.) 一定要让学生用语言表述所看到的现象 (模拟实验) 下一重点的过渡 确认是匀速圆周运动，如果你去描述这种运动，你认为哪些物理量是需要描述清楚的? (是否可以体现新课改的教学理念:是让学生发现问题并提出问题?) 既然粒子是做匀速圆周运动 1、谁充当了向心力？圆心在哪里又如何确定？ 2、半径有多大？周期是多少？ 轨道半径和运动周期 根据牛顿第二定律得： 运动周期T 凭经验我们知道，跑步比赛时，跑得越快经历的时间就越短。为什么带电粒子在磁场中运动的时间与 ｖ、ｒ无关呢？它与跑步比赛有何不同呢？ 跑步比赛时，跑的是大小相等的圈，速度越大，时间就越短。而粒子在磁场中运动的圆大小是随速率的增大而增大的。从半径公式可知：速度增大一倍，半径也增大一倍，圆周长也增大一倍，所以周期不变因此带电粒子在磁场中的运动周期与 ｖ、ｒ无关。（ ） 例：已知氢核与氦核的质量之比 ｍ１∶ｍ２＝１∶４，电量之比 ｑ１∶ｑ2＝１∶２，当氢核与氦核以相同的速度，垂直于磁场方向射入磁场后，分别做匀速圆周运动，则氢核与氦核半径之比 ｒ１∶ｒ2＝ ，周期之比 Ｔ１∶Ｔ２＝ 。 那么粒子的运动速度又是怎样获得的呢？ 小结： 带电粒子（不计重力）垂直进入匀强磁场后，做匀速圆周运动，洛伦兹