人造卫星宇宙速度

新课教 迹。学南航附中物理组教案2004 2005 年上学期“带电粒子在磁场中的运动质谱仪”简案教材：高级中学物理第二册第十五章第五节1、理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时，做匀速圆周运动知识目标2、会推导带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它们解答有关问题3、知道质谱仪的工作原理教学目标通过推理、判断带电粒子在磁场中的运动性质的过程，培能力目标养学生严密的逻辑推理能力通过学习质谱仪的工作原理，让学生认识先进科技的发德育目标展，有助于培养学生对物理的学习兴趣带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式，并会用它教学重点们解答有关问题。教学难点对半径、周期公式的定性理解。教学方法采用网络教学法、学生自由探索、讨论等综合教法进行。教学用具CAI 课件（利用“仿真物理实验室”制作） 。网络平台。课时安排1 课时教学步骤问：什么叫洛伦兹力？其大小和方向怎样确定？导今天，我们要进一步探讨带电粒子在磁场中的运动规律。这些规入律在高科技中有广泛的应用：高能粒子的加速；电子显微镜中的磁聚新焦；微观粒子荷质比的测定等。课（一）、运动轨迹演示：用洛伦兹力演示仪演示电子在有、无磁场环境中的运动轨教师：是不是带电粒子在任何磁场中运动轨迹都是圆？粒子到底在做怎样的运动？为什么会做这样的运动？请同学们通过课件探索后回答。学生进行操作。师生共同总结：第一次电子做匀速直线运动。第二次电子做匀速圆周运动的原因。教法解释复习本节课前提知识，激发学生学习积极性。从实验引入，用课件进一步研究。学生利用课件探究后总结。- 1 -南航附中物理组教案2004 2005 年上学期问：带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的条件是什么？学生： 1、匀强磁场。 2、v 垂直 B。问：此时带电粒子的受力有什么特点？学生：粒子只受洛伦兹力作用，且洛伦兹力提供向心力。（二）、轨道半径和周期公式1、既然带电粒子垂直进入匀强磁场中是做匀速圆周运动， 那么圆周的轨道半径和周期与哪些因素有关呢？请同学们通过课件进行探索，并把你探索的结果发表在公开讨论版上。学生进行操作。2、师生共同总结与轨道半径 r 有关的因素： r 与 m、 v 成正比，与 q 成反比。师生共同总结与周期 T 有关的因素： T 与 m 成正比，与 q 成反比，与 v 无关。3、师生共同总结半径、周期公式：根据洛伦兹力提供向心力得方程：qvB=mv 2/r由此解得轨道半径为：将半径公式代入匀速圆周运动的周期公式，解得轨道周期为：（三）、质谱仪1、例题问：（1）粒子在 S1 区做什么运动？电场力做功如何计算？（2）粒子在 S2 区做何种运动，在S2 区做何种运动？（3）粒子进入磁场时的速率？（4）粒子在磁场中运动的轨道半径？请同学们根据得出的半径公式判断一下三个粒子的轨道半径比。运行课件验证你的判断。并说明哪种颜色的粒子质量最大？2、质谱仪问：如果测得粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径，能不能测得粒子的质量？学生：可以。我们据此可以制作出测量微小粒子质量的仪器质谱仪。请同学们阅读学习内容中的“质谱仪”部分，回答问题。通过本节课的学习，我们知道了：1、当带电粒子垂直进入匀强磁场中时， 粒子在洛伦磁力的作用下小 做匀速圆周运动。结2、带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径周期3、利用质谱仪可以测定带电粒子的质量。为下面推出周期、半径公式做准备。学生探索，公开讨论。将问题分步给出，降低学生思维的台阶。先让学生计算再用课件验证，培养学生的推理能力。培养学生自学能力。- 2 -