探究彈性勢能的表達式1費下載

1、“探究彈性勢能的表達式”教學設計陜西省柞水中學張興啟【設計思想】教育以人為本，學生是學習的主體，在課堂教學小讓學生帶著自己的問題去 學習體現(xiàn)學生的主體性?！窘滩姆治觥窟@是節(jié)不包含實驗探究的探究課，本節(jié)是先引岀什么是彈性勢能，然后以彈 簧為例探究彈性勢能與什么因素有關，彈性勢能與拉力所做的功之間的關系以及 如何計算拉力所做的功進而得到彈性勢能的表達式。從整體上看，內(nèi)容的安排完 全符合人們認識事物的思維過程?！緦W情分析】(1) 思維基礎根據(jù)新課程教學理念，從高一第一學期開始，在課堂教學過程屮教師-直重 視“過程與方法”的教學，學生已經(jīng)初步有了探究事物的一般方法，即經(jīng)歷提出 問題、猜想、邏輯推理和設

2、計方案，檢驗推理猜想的正確性。因此，本設計中就 通過創(chuàng)設問題情景，激勵學生自己提出想要研究的問題。(2) 心理特點在教學中，木節(jié)課抓住學生遵循從感性到理性的認識規(guī)律的心理特點進行教 學設計。(3) 已有知識通過上一節(jié)重力勢能的學習，學生已經(jīng)初步體驗到“研究重力勢能是從重 力做功入手”以及“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”，并且學生已具有一定的知識遷移能 力了。因此可以訃學生通過類比，也從拉力做功入手來研究彈簧的彈性勢能。因 為重力的功與重力和物體的位置變化有關，彈力做的功與彈力和彈簧的形變量有 關，這樣的猜想是很容易想到的。關鍵的問題是如何研究拉力的功，同樣讓學生 冋憶并類比于研究勻變速直線運動的位移的方

3、法，將彈簧的形變過程分成很多小 段，每一小段屮近似認為拉力是不變的，而且上一節(jié)課中研究當路徑是莒線的時 候，重力所做的功也是將曲線分成很多近似認為是宜線來處理的，這點學生也是 容易想到的。對于彈性勢能的概念及其產(chǎn)生的條件，通過事例和自己的經(jīng)驗及教師的演 示，學生可以比較容易理解，并猜想的到彈性勢能會與什么因素有關，以及彈性 勢能與拉力之間的關系；但對于計算拉力所做的功時所用的類比方法和微積分思 想則需要教師的引導?！窘虒W目標】(-)知識目標1. 知道彈性勢能的概念及彈性勢能與哪些物理量冇關2. 知道探究彈性勢能表達式的思路(-)過程與方法1. 學會提出問題，善于質(zhì)疑，善于猜想2. 設計方案，檢

4、驗推理猜想的止確性3. 經(jīng)歷提出問題、猜想、邏輯推理和類比的方法探究彈性勢能(三)情感態(tài)度與價值觀1. 通過自己提岀問題，自己解決問題，提高對物理的學習興趣和信心2. 通過口評和互評調(diào)動學習的積極性、增進同學友誼、懂得尊重【重點難點】重點：讓學生體驗探究的過程，體驗知識遷移、類比的推理方法。難點：推導拉仲彈簧時，用微分思想和積分思想求解拉力所做功的表達式?！窘虒W策略與手段】因為是探究型課，所以就安排讓學生自己提岀想要知道的問題，然后大家一 起解決問題，通過口評和互評的形式不斷完善結(jié)論。在探究過程中教師不斷鼓勵 和給予肯定，增強學生的自信心。整堂課的思路是通過播放一短片，讓學生知道 研究的內(nèi)容是

5、彈性勢能，然后鼓勵學生提出問題，大家一起解決問題，重點通過 類比的方法探究彈性勢能的表達式。【課前準備】橡皮筋若干，多媒體及其課件(ppt)【教學過程】師：我們先來看個短片。師：看完了短篇，同學們覺得我們今天要來研究什么？生（異口同聲）：彈性勢能師：展示圖片，上述圖片具有哪些共同的特點？師：通過上述實例我們大家發(fā)現(xiàn)物體在怎樣的情況下才具有彈性勢能？思考并回 答。（1）什么是彈性勢能？引導學生通過圖片自己來冋答發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于彈 力的相互作用而具有的能，叫彈性勢能（板書）師：請同學們回憶我們在學習重力勢能時，我們研究了哪些問題？引導學生通過類比、小組討論提出問題（板書）（2）

6、彈性勢能的大小與什么有關？讓學生先猜想學生實驗；a 根橡皮筋拉仲的長度不同，它的是否彈性勢能相同？b分別用一根、二根、三根相同的橡皮筋拉伸的相同長度，它的是否彈性勢 能相同？學?？偨Y(jié)：橡皮筋的彈性勢能跟它本身的勁度系數(shù)和形變量有關由于彈簧和橡皮筋的形變情況類似，本節(jié)課我們重點研究彈簧的彈性勢能類比得出：彈性勢能跟彈簧本身的勁度系數(shù)和彈簧的形變量有關。采用控制變量法然后給學生一定的時間分組設計一個實驗方案去驗證你的猜想，學生可以把 自己的設計的方案畫在自己的草稿紙上，然后讓學生自評和互評教師對同學的展 示給予鼓勵、評價。多媒體展示實驗并引導學生總結(jié)（3）彈性勢能的表達式是怎樣的？師：既然彈簧的彈

7、性勢能跟彈簧本身的勁度系數(shù)和彈簧的形變量有關，大 家不妨猜想一下，你覺得彈性勢能的表達式會是怎么樣的？學生可能會猜想&廠血、 等等，對于每種猜想給予鼓勵。引導學生類比于我們是如何得到重力勢能的表達式？從重力做功入手 （提問）。得到研究彈性勢能也從拉力對彈簧做功入手。怎么計算拉力所做的功呢？能不能直接用（結(jié)合ppt上的圖片）學生：不能直接用此公式計算，由于拉力的大小是隨彈簧的形變量的變化而 變化的。師：不能直接用公式r =求拉力所做的功，因為拉力是變力，那我們能不能想辦法把這個變力近似的變成不變的力呢？學生a：將拉力細分成很多段的力，然后毎一小段的力可以近似看做是不變的 力。師：為什么這

8、樣做可以？你是從哪里聯(lián)想到的？學生兒前面學的計算做曲線運動的物體重力所做的功時，我們是把曲線細分 成很多段的直線，然后把物體在每個一小段的傾斜直線上所做的功算出來，然后 把這些功全部相加就得到整個過程中重力所做的功。師：（對學生a的冋答給予評價），那同樣的方法我們怎么來計算拉力所做 的功呢？學生：把彈簧從a到b的過程分成很多小段塢嗎嗎在各個小段上，拉力可近似認為是不變的*禹碼在各小段上，拉力做的功分別是超3jw拉力在全過程中所做的功是師：（鼓勵、評價）這種代數(shù)相加方法實際上好操作嗎？在數(shù)學上有沒有更 直接可以操作的方法呢？引導學生回憶起我們物理問題的解決中還冇一種方法利用圖像法解決 問題比如:

9、勻通馥運動x-vt類比助的功wflm妙vr類比于勻加速直線運動的位移計算方法，在位移公式推導出來之前我們是通 過怎樣的方法計算位移的方法？淫生回答（如圖所示）師：我們已經(jīng)學過胡克定律，請同學們畫出拉力f與彈簧形變量2的關系圖。1z1師：引導學生巧妙運用f-l圖像求得變力f所做的功（如圖所示）師：梯形所圍的面積代表什么呢?啓=丄2學生：拉力f所做的功2師：拉力f所做的功求出來了，那么彈性勢能的表達式呢？引導學生根據(jù)重力所做的功等于重力勢能的變化：略=并說明功是能量變化的量度得到拉力所做的功為：2得到彈力所做的功為：w彈二-w進一步得到彈性勢能的表達式:其中，k是彈簧的勁度系數(shù)，少是彈簧的伸長量或

10、壓縮量（4）彈簧彈力做功與彈簧彈性勢能的變化有什么關系？引導學生從力做功和能量變化關系思考。習慣規(guī)定彈簧原長時的彈性勢能為零，類比重力勢能的研究方法彈力做功與彈簧的彈性勢能變化的關系；w彈=-aep學生練習；見ppt1. 以下關于彈性勢能的說法正確的是（）a. 形變的物體都具有彈性勢能b. 形變越大的物休具有的彈性勢能越大c. 形變的物體可能沒有彈性勢能d. 具有彈性勢能的物體可能同時具有重力勢能3.在水平面上豎直放置一輕質(zhì)彈簧，有一物體在它的正上方口由落下，在物體壓 縮彈簧過程中，物體速度減為零時()_a. 物體的重力勢能最大b. 物體的動能最大c. 彈簧的彈性勢能最大d. 彈簧的彈性勢能最小小結(jié)(-)對丁上面的這些問題，通過同學們剛才的解決，其實我們可以歸納成 這么幾個問題：1. 什么是彈性勢能？2. 彈簧彈性勢能的大小與什么因索冇關？3. 彈簧彈性勢能的表達式是怎樣的？4. 彈力做功與彈簧的彈性勢能的關系是什么？(二)科學探究的一般過程：1. 經(jīng)丿力提出問題、猜想、邏輯推理、設計方案檢驗推理與猜想的研究方法。2. 學會聯(lián)想和類比3. 體會微分和積分的思想【板書設計】(1) .什么是彈性勢能？定義：發(fā)生彈性形變的物體