《探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式》

1、探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式ARGIN-TP: 0px; ARGIN-BTT: 0px /*-SN-: -apgin: 0，-bttargin0,p-tp:” : a電in ,-bttargin0,” td ” :-tprgin: ” 0 ” ，-bttargin 0 ” , ” div-tp ： :“ aEin,-bttafgin” 0” , ” li ” ：-tp“”rg” 0” ,-bttargin 0”-*/設(shè)計(jì)思想 探究式學(xué)習(xí)的本質(zhì)是概念規(guī)律的結(jié)論是通過(guò)學(xué)生自己的活動(dòng)或推理 由自己獲得的。高中物理教學(xué)中的科學(xué)探究不全是實(shí)驗(yàn)探究， 這是節(jié) 不包含實(shí)驗(yàn)探究的探究，從探究過(guò)程看是邏輯推理任務(wù)型，教

2、學(xué)中先 通過(guò)事例引出什么是彈性勢(shì)能，然后以彈簧為例探究彈性勢(shì)能與什么 因素有關(guān)，彈性勢(shì)能與拉力所做的功之間的關(guān)系以及如何計(jì)算拉力所 做的功進(jìn)而得到彈性勢(shì)能的表達(dá)式。 從整體上看，本節(jié)堂是用啟發(fā)性 的語(yǔ)言引導(dǎo)學(xué)生自己觀察、發(fā)現(xiàn)與思考，自己提出問(wèn)題并尋找問(wèn)題的 答案。探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式”的主要目的并不是讓學(xué)生學(xué)習(xí)這個(gè)關(guān) 系式，而是讓學(xué)生經(jīng)歷一次探究的過(guò)程。凡是有利于學(xué)生 構(gòu)建知識(shí)”、形成 科學(xué)觀念”、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法 的各種活動(dòng)都屬于科學(xué)探究范疇。因此，在教學(xué)中重點(diǎn)放在物理方法 的教學(xué)及加深學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的理解上。 本節(jié)的探究是在學(xué)生原有認(rèn) 知基礎(chǔ)上，通過(guò)猜想與假設(shè)，運(yùn)用已掌握的物理規(guī)律、從理論

3、上推導(dǎo) 出新的物理規(guī)律，它注重理論推導(dǎo)。教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)與技能1、理解彈性勢(shì)能的概念和物理意義;2、掌握計(jì)算變力做功的思想方法;3、鞏固做功與能量變化的關(guān)系（彈力的功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系）；4、知道彈性勢(shì)能具有相對(duì)性。二、過(guò)程與方法1、類比重力勢(shì)能決定因素、猜測(cè)彈性勢(shì)能的表達(dá)式與哪些因素有關(guān)， 培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)預(yù)測(cè)的能力。2、通過(guò)探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的過(guò)程，體會(huì)微積分思想在物理學(xué)中的 應(yīng)用。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過(guò)探究過(guò)程體會(huì)數(shù)理的巧妙結(jié)合， 激發(fā)學(xué)生求知欲和學(xué)習(xí)興趣，享受成功的樂(lè)趣。教學(xué)重點(diǎn)分析決定彈性勢(shì)能大小的因素；探究彈性勢(shì)能公式的過(guò)程和所用方 法。教學(xué)難點(diǎn)推導(dǎo)拉伸彈簧時(shí)，微積分思想求解拉力

4、所做功的表達(dá)式教學(xué)流程創(chuàng)設(shè)物理情景一-出彈性勢(shì)能的概念 一-比重力勢(shì)能與重力做功演示彈簧彈力做功的實(shí)驗(yàn)一-測(cè)彈性勢(shì)能的決定因素一究拉力做功一-移微元法求變力功一-得彈性勢(shì)能的表達(dá)式教學(xué)過(guò)程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖、彈性勢(shì)能概念引出多媒體展示圖片（三類：撐桿跳高、張弓射箭、各類彈簧）提問(wèn)：從能量角度說(shuō)明這類圖片的共同特征是什么?總結(jié)：也就是說(shuō)，變形的桿、弓和彈簧中儲(chǔ)存一定的能量，這種能量 就叫做彈性勢(shì)能。請(qǐng)同學(xué)們?cè)倥e幾個(gè)物體具有彈性勢(shì)能的例子： 卷緊的發(fā)條、擊球的網(wǎng)球拍問(wèn)題提出：關(guān)于彈性勢(shì)能，你想知道什么，想研究什么，就以問(wèn)題的 形式提出，我們一起解決。大家先考慮兩分鐘。同桌、前后排的同學(xué)也可以

5、相互討論下二、探究過(guò)程本節(jié)我們以彈簧拉伸為例探究彈性勢(shì)能的決定因素以及彈性勢(shì)能的1、同學(xué)們先猜想一下：彈性勢(shì)能的大小與什么有關(guān)？（類比重力勢(shì)能）問(wèn)題1、解決重力是恒力，彈力是變力PPT顯示圖片并問(wèn)：在物體升降的過(guò)程中，重力是否發(fā)生變化?PPT顯示圖片并問(wèn)：而彈簧的拉力在拉伸過(guò)程中是否發(fā)生變化?教師說(shuō)明彈力在彈簧變形過(guò)程中是變力！與重力是不同的!問(wèn)題2:同學(xué)們想想，類比重力勢(shì)能，彈性勢(shì)能可能與哪個(gè)量有關(guān)?實(shí)驗(yàn)方案：兩根勁度系數(shù)不同的彈簧，兩塊小木塊。驗(yàn)證彈性勢(shì)能與 形變量有關(guān)一 一水平面上，同一彈簧，不同的形變量，壓同一木 塊，釋放后木塊被彈出去的距離不同；驗(yàn)證彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)有關(guān) 勁度系數(shù)不

6、同的彈簧，同樣的形變量，壓兩形狀質(zhì)量相同的木 塊。勁度系數(shù)大的彈簧彈出的木塊距離大。2、請(qǐng)同學(xué)們回憶一下我們研究過(guò)的重力勢(shì)能與重力作功的關(guān)系，能否通過(guò)類比得出彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系呢？重力勢(shì)能彈性勢(shì)能物理情景小球上升過(guò)程拉力拉動(dòng)一端固定的彈簧存在前提重力做功彈簧彈力做功受力特征地球附近重力加速度恒定，重力是恒力彈簧彈力隨形變量的增加而增大，是變力勢(shì)能改變重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加彈簧彈力做負(fù)功，彈簧形變量增加，彈性勢(shì)能增加功能關(guān)系3、我們猜到了彈性勢(shì)能可能與勁度系數(shù)和彈簧的伸長(zhǎng)量有關(guān)，下面的任務(wù)是：如何確定彈性勢(shì)能的表達(dá)式。問(wèn)：回顧一下，我們?cè)鯓拥玫搅酥亓?shì)能的表達(dá)式?問(wèn)：我們能否借鑒同樣的思

7、路，分析彈力做功的情況呢？（同學(xué)們經(jīng)嘗試覺(jué)得無(wú)從下手）問(wèn)：同學(xué)們做不下去，困難在何處？那我們能不能想辦法把這個(gè)變力近似的變成不變的力呢？彈力隨形變量均勻增大，所以可以這樣求平均4、我們?nèi)绾谓鉀Q一個(gè)變力做功的問(wèn)題呢？請(qǐng)同學(xué)們發(fā)表看法提示：在必修1中，為了求勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移，或說(shuō)成為了導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式，針對(duì)變速求位移我們?cè)?jīng)用過(guò)一種辦法是什么辦法？怎樣用的？問(wèn)：彈力和伸長(zhǎng)量的關(guān)系圖象如何?老師跟進(jìn)：仔細(xì)觀察兩個(gè)圖象，想一想該如何求彈簧彈力所做的功?問(wèn)：我們能不能采用與求位移類似的方法處理呢?老師引導(dǎo)學(xué)生將彈簧伸長(zhǎng)過(guò)程細(xì)分為小段，化變力做功為恒力做功問(wèn)：當(dāng)劃分越越細(xì)時(shí)，彈力功對(duì)應(yīng)圖象

8、中的哪一部分?這個(gè)三角形的面積的表達(dá)式?提問(wèn)：剛才我們研究的是彈簧拉伸的情形，壓縮的情形會(huì)是怎樣的?老師：同學(xué)們看看我們自己的成果吧！那樣一個(gè)看似紛繁復(fù)雜的問(wèn)題,其物理規(guī)律如此簡(jiǎn)單明了，這就是物理學(xué)中的美！、同學(xué)們討論一下，能否規(guī)定彈簧某一任意長(zhǎng)度時(shí)的勢(shì)能為零？（類比重力勢(shì)能的相對(duì)性，引出彈性勢(shì)能的大小具有相對(duì)性的結(jié)論）小結(jié)：通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，你收獲了什么?答：桿、弓和彈簧都發(fā)生形變，產(chǎn)生了彈力，存儲(chǔ)了一些能量，在恢 復(fù)形變的過(guò)程中將能量釋放出了。思考一分鐘，找出個(gè)學(xué)生回答需要知道：如彈性勢(shì)能是怎么產(chǎn)生的? 彈性勢(shì)能與做功有什么關(guān)系？彈性勢(shì)能有什么用？彈性勢(shì)能的大小 與什么有關(guān)？歸納學(xué)生提出的問(wèn)

9、題。答：舉重杠鈴所受重力與位置無(wú)關(guān)答：彈簧對(duì)人的拉力隨著拉伸位置的不同而變化答：可能與彈簧的伸長(zhǎng)量有關(guān)?？赡芘c彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)答：先分析重力做功，之后得出了重力勢(shì)能的表達(dá)式。如:答：求重力功時(shí)，重力是不變的；而求彈力功時(shí)，彈力是隨著彈簧伸長(zhǎng)量的變化而變化的：學(xué)生可能猜到EP=L;可能猜出L再乘以L,即EP=L2;學(xué)生提出可 用平均力L/2乘以L ；答：不能直接用公式求拉力所做的功，因?yàn)槔κ亲兞W(xué)生回憶過(guò)程答：由F和I圍成的三角形的面積。答：類似于速度和時(shí)間的關(guān)系圖象。 可以把變力功問(wèn)題轉(zhuǎn)化為恒力 功問(wèn)題解決。把拉伸的過(guò)程分為很多小段，拉力在整個(gè)過(guò)程中做的功可以用它在各個(gè)小段做功之和表示 F1 I1+F2 I2+F3 I3，”根據(jù)學(xué)生理解程度適當(dāng)講解學(xué)生回答通過(guò)實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)接基于前面學(xué)生對(duì)于重力勢(shì)能概念的認(rèn)識(shí)和理解,受彈性勢(shì)能的概念。培養(yǎng)學(xué)生類比猜想提出的思維方式通過(guò)知識(shí)遷移，使學(xué)生體驗(yàn)微積分思想處理變化