Решение задач на закон "Кулона"

Разделы: Физика


Урок-пара (2 по 45 минут).

Цели:

  • Повторить и проанализировать закономерности электрических взаимодействий, развивать умения и навыки использования и применения полученных знаний для решения задач.
  • Формировать такие составляющие комплекса  «ключевых компетенций»  как информационную, коммуникативную и оценочную, способность обучаться   самостоятельно и контролировать свою деятельность.
  • 3.Закреплять умение пользоваться учебником; развивать и формировать умения и навыки использования, применения полученных знания для решения поставленных  задач, развивать универсальные умения анализировать, обобщать, систематизировать, делать выводы, углублять межпредметные связи.

Тип урока: урок формирования практических умений и навыков, закрепления и обобщения пройденного материала, учета и контроля знаний.

Метод и организационная форма: репродуктивный,  фронтальный и индивидуальный опрос, решение задач.

Проблемные вопросы:

1. Как вычисляется сила взаимодействия  двух точечных зарядов?
2. Как наличие среды влияет на  эту силу?
3. Как принцип суперпозиции сил применяется для решения задач, если взаимодействуют 3 и более зарядов?
4.  Как закон сохранения зарядов позволяет найти  новые заряды  тел после их соприкосновения?
5. Анализ полученных результатов в ходе урока. Самооценка.

Оборудование:

1. Компьютер.
2. Мультимедийный проектор.
3. Раздаточные фишки для регистрации количества полученных за ответы   баллов. 
4. Дидактические материалы 10 класс А.Е.Марон, Е.А. Марон.

ХОД УРОКА

Организационный момент (10-15 минут)

Учитель.  Сегодняшний урок мы начнем с проверки теоретической части вашего домашнего задания. Сделаем это в виде фронтального опроса. Напомню, что вы должны были дома  самостоятельно подготовить по 5 вопросов  по теме «Электростатика». За каждый вопрос и ответ, если они правильные и не повторяются, вы получаете по 1 фишке, и по окончанию урока за 6-7 фишек вы получаете оценку «5» , за 4-5 фишек – «4». Для того чтобы у всех был шанс набрать нужное количество баллов, некоторым из вас, я предлагаю тесты (Дидактические материалы  10 класс А.Е. Марон, Е.А. Марон, ТС-25). Те из вас, которые получили персональное домашнее задание, уже  автоматически имеют по 5 фишек, поэтому, активно работая на уроке, каждый из вас может получить хорошую оценку.

Вопросы:

  • Какие типы взаимодействий существуют в природе?
  • Что изучает электростатика?
  • Что такое электрического заряд?
  • Как можно получить заряженное тело?
  • Какие заряды перемещаются при электризации?
  • Какой заряд считается элементарным?
  • Может ли существовать электрич. заряд в 3,5 раза больше заряда электрона?
  • Сформулируйте закон сохранения заряда.
  • Сформулируйте закон Кулона.
  •  Каков физический смысл коэффициента в законе Кулона?
  • Какой заряд можно считать точечным?
  • Какие силы называются центральными?
  • Что принято за единицу измерения заряда?
  • Что называют диэлектрической проницаемостью среды?
  • В чем заключается принцип суперпозиции сил?

(10 минут)

Мы с вами перечислили основные термины, понятия и законы, характеризующие электростатику, и некоторые из вас уже получили оценки. Пока я буду проверять тесты, посмотрите презентацию об истории открытия закона Кулона, вам предстоит ее оценить.
И так, Ньютон открыл закон Всемирного тяготения:

А Кулон – закон взаимодействия зарядов:

Эти законы поражают своим внешним сходством, давайте разберемся с природами этих сил. Для этого вам нужно  будет ответить на следующие вопросы:

1. Какая природа у сил всемирного тяготения? (Гравитационная).
2. Приведите примеры гравитационных сил, с которыми мы сталкиваемся на    Земле? (Сила тяжести).
3. Какая природа у кулоновских сил? (Электромагнитная).
4. Приведите примеры сил, имеющих такую же природу? (N,T, P, Fупр, Fтр, FАpx).
5. Почему же в реальной жизни мы не замечаем, чтобы окружающие нас тела притягивались друг к другу под действием гравитационных сил, в то время как с проявлением электромагнитных сил сталкиваемся на каждом шагу? (Все дело в разной интенсивности этих сил, которую отражают постоянные, входящие в эти законы).
6. Какие силы  самые сильные в природе? (Ядерные)
Если интенсивность ядерных сил взять за 1, то

Fяд  =  102Fэлмаг
Fяд  =  1040Fгравит

7. Где и почему реально проявляются гравит. силы? (В космосе, где m >>0 )?
Во Вселенной даже есть такие объекты, где Fгравит  > Fэлмаг
8. Что это за тела? («Черные дыры»)
9. Что вы знаете о  «черных дырах»? Из-за того, что их m >>0 Fгравит  > Fэлмаг. Даже свет, имеющий электромагнитную природу, не может вырваться из гравитационного поля такой звезды, поэтому мы воспринимаем ее как всепоглощающий объект, т.е. «черную дыру».

Итак, эти законы удивительны не только своим внешним сходством,

но и тем, что отражают единство закономерностей в окружающем нас мире.

(20 мин.-25мин.)

Вы немного отдохнули, давайте теперь постараемся применить наши знания для решения следующих задач. Чертежи  делать четко, приводить подробное решение, так как  все ваши записи вам пригодятся для решения сегодняшней самостоятельной работы, которая будет у вас на следующем уроке. Если вы решаете задачи  раньше тех, кто это делает у доски, то тоже получаете баллы.

1. В трех вершинах квадрата со стороной 10 см находятся одинаковые точечные положительные заряды, равные по 3 . 10–8 Кл. С какой силой будут действовать эти заряды на положительный точечный заряд 2 . 10–8 Кл, расположенный в четвертой вершине квадрата?

2. На каком расстоянии от шарика  А, погруженного в керосин, должна быть расположена стальная пылинка В объемом 9мм3, чтобы она находилась в равновесии? Заряд шарика равен 7 нКл, а заряд пылинки равен – 2,1 нКл.

(10-15 мин.)

3. Два одинаковых маленьких заряженных шарика, подвешенных на нитях одинаковой длины, опускают в керосин. Какова должна быть плотность материала шариков, чтобы угол расхождения нитей в воздухе и керосине был один и тот же?

(5 мин.)

 Анализ полученных результатов в ходе урока:

  • Что нового вы узнали на уроке?
  • Что нового научились делать?
  • Что вызвало трудности?
  • Самооценка.

Домашнее задание: п/п 85-90, Упр.16. учебник «Физика 10» Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев, Н.Н. Соцкий.

(20мин.-25 мин.)

А теперь до конца урока самостоятельная работа, в которой я предлагаю вам решить по две задачи, используя ваши конспекты и  те знания, которые вы приобрели (Дидактические материалы. А.Е.Марон, Е.А. Марон. Физика 10 класс, СР-26).   

Приложение 1