Урок по физике в 10 классе по теме «Практическая работа. Задачи на использование закона Кулона»

Урок по физике в 10 классе по теме «Практическая работа.

Задачи на использование закона Кулона»

Учитель: Умралина М.Д.

Цели:

• Образовательная. Сформировать знания обучающихся о точечном заряде, о силе взаимодействия между зарядами, разъяснить физический смысл закона Кулона, указать границы его применения, научить решать разноуровневые задачи на применение закона Кулона, сформировать умения работать с компьютерной моделью.

• Развивающая. Показать роль практики как источника развития знаний и критерия истины. Сформировать мировоззренческие качества, в том числе, понимание общности явлений и процессов, их описывающих, место физики в жизни.

• Воспитательная. Воспитание мотивов учения, положительного отношения к знаниям. Воспитание эстетических взглядов в процессе творческой деятельности учащихся, в том числе самостоятельно применять знания по теме в повседневной жизни.

Оборудование: компьютеры, мультимедийный проектор, компьютерная презентация по данной теме, компьютерный тест, раздаточный материал (карточки с заданиями).

Ход урока

Подготовка к уроку: Класс предварительно делится на 3 группы, примерно равные по силам. В каждой группе выбирается консультант. (См. приложение №3).

I. Организационный момент (1-1,5 минуты). Проверка отсутствующих, внешнее состояние кабинета, рабочих мест, наличие дежурных.

II. Повторение изученного материала (до 8 минут)

Физический диктант: “Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда”. (См. приложение №4)

Диктант выполняется на отдельных листочках (на каждый вопрос полминуты времени). После выполнения листочки собираются, и учитель зачитывает правильные ответы.

Напоминает, что за 8 правильных ответов отметка “5”, за 7,6 – “4”, за 5 – “3”, за 4 и меньше – “2”

О качестве усвоения материала учитель судит по количеству рук, поднятых вверх при ответе на вопрос “Кто ответил на 5 и более вопросов?”

Какой вопрос вызвал затруднения? Трудный вопрос обязательно разбирается.

III. повторение нового материала (до 5 минут)

Возвращаемся к первому вопросу физического диктанта: “Какое взаимодействие существует между заряженными телами, частицами?”

Ставлю учебную проблему, решение которой возможно лишь на основе изучения темы “Закон Кулона”.

По аналогии с законом всемирного тяготения отвечаем на вопрос: “От чего зависит величина силы взаимодействия между заряженными телами?”

Далее учитель зачитывает вопросы на доске (с 1 по 7), поясняет, что работая в группах над содержанием §8.1, им необходимо дать положительную оценку силы взаимодействия зарядов, т. е. раскрыть физический смысл основного закона электростатики, закон Кулона, указать границы его применимости, научиться решать несложные задачи на применение формулы закона Кулона.

Напоминаю учащимся состав групп, консультантов.

Консультант организует деятельность группы – каждый работает самостоятельно над содержанием параграфа, а затем готовит один конкретный вопрос, какой именно, определяет консультант и расскажет о нем всей группе.

Цель работы в группе: за 10 минут все члены группы должны узнать ответы на все вопросы.

Ответы на вопросы:

1. Основной закон электростатики был установлен экспериментально французским ученым Ш. Кулоном в 1785 г. В опытах Кулона измерялись силы взаимодействия заряженных шаров.

Для измерения этой силы Кулон использовал крутильные весы (подробно рассмотреть рисунок в учебнике).

Маленькая тонкая незаряженная сфера на одном конце коромысла уравновешивалась бумажным диском на другом конце. Поворотом коромысла она приводилась в контакт с такой же неподвижной заряженной сферой, в результате чего ее заряд делился поровну между сферами.

Диаметр сфер выбирался много меньше, чем расстояние между сферами, чтобы исключить влияние размеров и формы заряда на результаты измерения (очень важно!).

Сферы начинают отталкиваться, как одноименно заряженные тела, закручивают нить. Максимальный угол поворота коромысла фиксируется по наружной шкале, был пропорционален силе, действующей на сферу.

Кулон определил силу взаимодействия заряженных сфер по углу поворота коромысла.

2. Закон Кулона устанавливает связь между силой взаимодействия 2-х точечных неподвижных зарядов, находящихся в вакууме, величинами их зарядов и расстоянием между ними.

Что нужно знать про любой закон физики?

1. К какому типу законов относится данный закон.

Есть два типа законов: 1) Закон как следствие теории. Отвечает на вопрос: «почему это происходит?». 2) Эмпирический закон. Отвечает на вопрос: «Как это происходит?» (эмпирио – с латинского опыт).

Закон Кулона отвечает на вопрос: Как взаимодействуют точечные электрически заряженные тела?

2. Словесная формулировка.

3. Тест (См. приложение №3).

Решение задач:

Уровень 1:

Задача СЗ-10 № 3.19

Уровень 2:

Задача СЗ-10 № 3.21, 3.38

В вершинах квадрата расположены одинаковые заряды q. Определить силу, действующую на каждый заряд. Сторона квадрата а. Какой заряд надо поместить в центре квадрата, чтобы вся система была в равновесии?

а) Т.к. каждый заряд находится в поле остальных зарядов, то со стороны этих зарядов на него действуют кулоновские силы отталкивания. сила, действующая на каждый заряд, может быть определена как векторная сумма всех сил: . Скалярная величина силы определяется по закону Кулона: ; ;

; .

б) Чтобы система находилась в равновесии, все силы должны компенсировать

друг друга, т.е. F = F54; ; ; .

Ответ: а)  б) 

Два маленьких одинаковых металлических шарика несут разноименные заряды +q и – 5q. Шарики привели в соприкосновение и раздвинули на прежнее расстояние. Как изменился модуль силы взаимодействия шариков?

1) Увеличился в 1.8 раза. 2) Уменьшился в 1.8 раза 3) Не изменится

4) Уменьшится в 1.25 раза. 5) Увеличится в 1.25 раза

Дано:

q1 = +q

q2 = – 5q

эти шарики одинаковые, то заряды у них выравниваются:

 И тогда ; ;.

Уровень 3:

Задача Рымкевич 2007, № 685 (680):

Одинаковые шарики массой по 0,2 г, подвешены на нити так, как показано на рис. Расстояние между шариками ВС=3 см. Найти силу натяжения нити на участках АВ и ВС, если шарикам сообщили одинаковые по модулю заряды по 10 нКл. Рассмотрим случай: а) заряды одноименные; случай: в) заряды разноименные – на дом.

Дано: