探究彈性勢能的表達式

1、5.5 探究彈性勢能的表達式新課標要求（一）知識與技能理解彈性勢能的概念及意義，學習計算變力做功的思想方法。（二）過程與方法1、猜測彈性勢能的表達式與哪些因素有關(guān)，培養(yǎng)學生科學預測的能力。2、體會計算拉力做功的方法，體會微分思想和積分思想在物理學上的應用。（三）情感、態(tài)度與價值觀通過對彈性勢能公式的探究過程和所用方法，培養(yǎng)學生探究知識的欲望和學習興趣，體味彈性勢能在生活中的意義、提高物理在生活中的應用意識。教學重點探究彈性勢能公式的過程和所用方法。教學難點推導拉伸彈簧時，用微分思想和積分思想求解拉力所做功的表達式。教學方法實驗觀察法、分析歸納法、遷移法。教學工具彈簧（兩根，勁度系數(shù)不同），小物

2、塊，多媒體。教學過程（一）引入新課教師活動：1.演示：裝置如圖所示：將一木塊靠在彈簧上，壓縮后松手，彈簧將木塊彈出.分別用一個硬彈簧和一個軟彈簧做上述實驗，分別把它們壓縮后松手，觀察現(xiàn)象.學生活動：觀察并敘述實驗現(xiàn)象現(xiàn)象一：同一根彈簧，壓縮程度越大時，彈簧把木塊推得越遠現(xiàn)象二：兩根等長的軟、硬彈簧，壓縮相同程度時，硬彈簧把木塊彈出得遠師生共同分析，得出結(jié)論：上述實驗中，彈簧被壓縮時，要發(fā)生形變，在恢復原狀時能夠?qū)δ緣K做功，因而具有能量，這種能量叫做彈性勢能教師活動：多媒體演示（撐桿中的彈性勢能），發(fā)生形變的物體，具有彈性勢能請同學們再舉幾個物體具有彈性勢能的例子：學生活動：觀察課件演示，體會發(fā)

3、生形變的物體，具有彈性勢能；思考并舉例：a.卷緊的發(fā)條b.被拉伸或壓縮的彈簧c.擊球的網(wǎng)球拍d.拉開的弓導入 彈性勢能的大小與哪些因素有關(guān)？彈性勢能的表達式應該是怎樣的？這節(jié)課我們就來探究這些問題。（二）進行新課教師活動：我們在學習重力勢能時，是從哪里開始入手進行分析的？這對我們討論彈性勢能有何啟示？學生活動：思考后回答學習重力勢能時，是從重力做功開始入手分析的。討論彈性勢能應該從彈力做功的分析入手。點評：通過知識的遷移，找到探究規(guī)律的思想方法，形成良好的思維習慣。教師活動：當彈簧的長度為原長時，它的彈性勢能為零，彈簧被拉長或被壓縮后，就具有了彈性勢能，我們只研究彈簧拉長的情況。在探究的過程中

4、，我們要依次解決那幾個問題呢？請同學們快速閱讀課本，把這幾個問題找出來。學生活動：閱讀教材，找出探究過程中要依次解決的問題，從總體上把握探究的思路。教師活動：傾聽學生回答，進一步引導。（1）重力勢能與高度h成正比，彈性勢能是否也與彈簧的伸長量（或縮短量）成正比？說出你的理由。（2）在高度h相同的情況下，物體的質(zhì)量越大，重力勢能越大，對于不同的彈簧，其彈性勢能是否也有類似的情形？（3）對彈性勢能的猜測，并不能告訴我們彈性勢能的表達式，這樣的猜測有沒有實際意義？學生活動：思考問題，學生代表發(fā)言。教師活動：聽取學生匯報，點評，解答學生可能提出的問題。 提出問題：重力做功，重力勢能發(fā)生變化，重力做功在

5、數(shù)值上等于重力勢能的變化量。那么，彈力做功與彈性勢能的變化之間關(guān)系是怎樣的？學生活動：思考問題，學生代表發(fā)言。教師活動：聽取學生匯報，點評，解答學生可能提出的問題。提出問題：重力是恒力，重力做功等于重力與物體在豎直方向移動距離的乘積。那么，拉伸彈簧時，拉力做功該怎樣計算？閱讀課本，并在練習本上自己畫圖，寫出拉力在整個過程中做功的表達式。學生活動：閱讀教材，思考拉力做功的計算方法。選出代表發(fā)表自己的見解。點評：通過學生閱讀，培養(yǎng)學生的閱讀理解能力；通過學生探求變力做功的方法，初步形成微分求解變量的物理思想方法。教師活動：聽取學生匯報，投影學生的求解過程，解答學生可能提出的問題。提出問題：怎樣計算

6、拉力做功的求和式？是否可以用F-l圖象下一個梯形的面積來代表功？在練習本上寫出拉力做功的表達式。學生活動：在練習本上作F-l圖象，推導拉力做功的表達式。教師活動：聽取學生匯報，投影學生的推導過程，解答學生可能提出的問題。點評：在處理勻變速直線運動的位移時，曾利用v-t圖象下梯形的面積來代表位移；這里利用F-l圖象下的面積來代表功，可以培養(yǎng)學生知識遷移的能力。但要搞清彈簧長度和伸長量的區(qū)別，l表示伸長量，則F-l圖象下是一個三角形的面積來代表功。（三）課堂總結(jié)、點評教師活動：讓學生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學到黑板上總結(jié)，其他同學在筆記本上總結(jié)，然后請同學評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。學生活動：認真總

7、結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學生概括總結(jié)能力。教師要放開，讓學生自己總結(jié)所學內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。（四）實例探究 對彈性勢能的理解例1一豎直彈簧下端固定于水平地面上，小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上端，如圖所示，經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點A處，則（ ）Ah愈大，彈簧在A點的壓縮量愈大B彈簧在A點的壓縮量與h無關(guān)Ch愈大，最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能愈大D小球第一次到達A點時彈簧的彈性勢能比最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能大解析：最

8、終小球靜止在A點時，通過受力分析，小球受自身重力與彈簧的彈力作用，由彈力公式F=kl，即可得出彈簧在A點的壓縮量與h無關(guān)，彈簧的彈性勢能與h無關(guān)。答案B關(guān)于不同能量間的轉(zhuǎn)化例2如圖所示，表示撐桿跳運動的幾個階段：助跑、撐桿起跳、越橫桿。試定性地說明在這幾個階段中能量的轉(zhuǎn)化情況。分析：運動員的助跑階段，身體中的化學能轉(zhuǎn)化為人和桿的動能；起跳時，運動員的動能和身體中的化學能轉(zhuǎn)化為人的重力勢能和撐桿中的彈性勢能，隨著人體的繼續(xù)上升，撐桿中的彈性勢能轉(zhuǎn)化為人的重力勢能，使人體上升至橫桿以上；越過橫桿后，運動員的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。課余作業(yè)討論課本P16“說一說”中的問題。教學體會思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學生能力的關(guān)鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花，水中月。資料袋人用手將皮球拋出。在拋球的過程中，球獲得了動能，同時人的化學能減小，而且球增加的動能和人減少的化學能在量值上