《探究弹性势能的表达式》名师教案2 (1).docVIP

5.5探究弹性势能的表达式

北京市大峪中学杨越

学情分析：

通过上一节《重力势能》的学习，学生已经初步体验到“研究重力势能是从重力做功入手”以及“功是能量转化的量度”，并且学生已具有一定的知识迁移能力了。因此可以让学生通过类比，也从拉力做功入手来研究弹簧的弹性势能。因为重力的功与重力和物体的位置变化有关，弹力做的功与弹力和弹簧的形变量有关，这样的猜想是很容易想到的。关键的问题是如何研究拉力的功，同样让学生回忆并类比于研究匀变速直线运动的位移的方法，将弹簧的形变过程分成很多小段，每一小段中近似认为拉力是不变的，而且上一节课中研究当路径是曲线的时候，研究重力所做的功也是将曲线分成很多近似认为是直线来处理的，这点学生也是容易想到的。

教学目标

1、知识与技能

理解弹性势能的概念及意义，学习计算变力做功的思想方法。

2、过程与方法

（1）猜测弹性势能的表达式与哪些因素有关，培养学生科学预测的能力。

（2）体会计算变力做功的方法，体会微元分割极限思想在物理学上的应用。

（3）领悟数学处理方法在物理中的重要性

3、情感、态度与价值观

通过对弹性势能公式的探究过程和所用方法，培养学生探究知识的欲望和学习兴趣，体味弹性势能在生活中的意义、提高物理在生活中的应用意识。

教学重点

探究弹性势能公式的过程和所用方法。

教学难点

1、推导拉伸弹簧时，用微元分割极限思想求解拉力所做功的表达式。

2、用数学方法解决物理问题

教学方法

分析归纳法、迁移法、讨论法。

教学工具

弹簧，多媒体，铁架台，弹簧秤，若干个质量不同的钩码，刻度尺

板书设计

探究弹性势能的表达式

1、定义

2、弹性势能的表达式

教学过程

教学过程

教学内容

师生活动

设计意图

观看视频并思考

弹性势能的引入

1、播放视频（跳板跳水、射箭、撑杆跳）

2、学生思考讨论回答（形变的物体能对外做功，说明形变的物体具有某种能量）

创设情景，引发学生思考学习的热情并引出课题

引入概念

弹性势能的概念

发生形变的物体能够对外做功，说明形变的物体具有某种能量，我们把这种能量就称为弹性势能

强调弹性势能的概念并能理解

引入新课

进行新课：定性探究弹性势能与形变量和劲度系数的关系

直接引课

提出问题：探究弹性势能的表达式

提出问题：猜测弹性势能的大小与哪些因素有关。

弹性势能的表达式是怎样的？这就是我们今天要探究的问题。

教师：[演示]一根拉伸或压缩的弹簧由于形变具有了势能，此时弹簧相当于一个储能器，那么弹簧所具有的弹性势能的大小与哪些因素有关呢？

学生：分别请一名男同学和一名女同学上来拉动拉力器和轻质弹簧。

学生：猜测弹性势能的大小可能与哪些因素有关。

学生活动：观察并叙述实验现象同时得到结论。

1、劲度系数越大，弹性势能越大；2、形变量越大，弹性势能越大。

过渡：虽然我们已经得到了弹性势能与劲度系数和形变量的定性关系，但还无法确定它们之间的定量关系。能量是一个抽象的概念。因此本章的主线是通过研究做功来研究能量的变化。下面我们类比研究重力势能的方法来研究弹性势能和弹力做功的关系，请同学们阅读课本68—69页内容，并分组讨论弹性势能的表达式。

明确本节课目的

从学生亲身体验出发激发学生学习热情，引导学生利用控制变量法定性探究弹性势能的决定因素。

进行新课（定量研究弹性势能的大小和形变量及劲度系数的关系。

小结

课后思考

寻找量度弹性势能的方法

探究弹力做功

实验验证利用无限分割法得到的弹性势能的表达式

势能的表达式

总结探究方法和过程

学生活动：

展示推导过程

1、图像法

2、平均力法

3、等差数列求和法

4、等差数列求中项法

5、积分法

教师：引导学生类比重力势能和弹性势能，找到分析弹性势能的大小可以从研究弹力做功入手。

学生设计实验，选择其中利用重力势能和弹性势能相互转化思想的实验设计让学生完成。

学生利用计算机软件分析实验所得数据，验证弹性势能的表达式

1、今天的探究经历了哪些过程？2、在探究中使用了哪些方法？

请同学们利用所学知识设计其他的实验方案

让学生理解功是能量转化的量度，明确可以通过弹力做功得到弹性势能的表达式。

通过类比的方法让学生得到弹力做功和弹性势能的关系。

明确弹力是变力，不能用计算功得公式直接算培养学生知识迁移能力。

引导学生分析本节课用到的学科思想方法和探究过程