探究弹性势能的表达式 教学流程 创设物理情景———提出弹性势能的概念———类比重力势能与重力做功———演示弹簧弹力做功的实验———猜测弹性势能的决定因素———研究拉力做功———迁移微元法求变力功———获得弹性势能的表达式。 教学目标 （一）知识与技能 1.理解弹性势能的概念及意义，知道决定弹性势能大小的因素。 2.学习计算变力做功的思想方法。 （二）过程与方法 1.通过知识与技能的迁移过程，自主探究弹性势能的表达式。 2.让学生经历由猜测到理论探究，再到实验证实的一般的科学发现过程。 3.了解微分思想和积分思想在物理学上的应用。 （三）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推导过程和所用方法。 教学难点 推导拉伸弹簧时，用微分思想和积分思想求解拉力所做功的表达式。 教学方法 实验观察法、分析归纳法、理论探究。 教学工具 铁架台，小木块，弹簧（两根），钩码，米尺，记号笔，弹弓，多媒体设备。 教学过程 一、导入新课 1、如何定义“势能”？ 2、发生弹性形变的物体有能量吗? 3、重力做的功与重力势能的关系? 【学生回答】 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。 有,弹性势能 重力做正功：重力势能减少 重力做负功：重力势能增加 二、定性探究弹性势能的决定因素 1.演示：多媒体视频展示（撑杆跳高、张弓射箭、各类弹簧） 【教师提问】从能量角度说明这类图片的共同特征是什么？ 变形的杆、弓和弹簧中储存一定的能量，这种能量就叫做弹性势能。 【教师提问】重力势能由哪些因素决定？ 【教师提问】那么弹性势能又与哪些因素有关呢？ 【学生猜想】与弹力有关，与弹簧的形变有关，与劲度系数有关。 2.通过实验定性研究判断。 请同学们观看录像 （1）拉弓射箭，弓越硬，射出去越远形变越大，射出去越远。 （2）做实验 硬弹簧，形变相同，需要拉力大 软弹簧，形变相同，需要拉力大 同一弹簧，形变越大，需要拉力越大，做功越多； 【学生结论】弹性势能与形变有关，与劲度系数有关。 三、定量探究 本节课我们以弹簧拉伸为例来探究弹性势能的定量表达式。 【教师提问】 (1)弹簧的拉力在拉伸过程中是否发生变化？ 说明弹力在弹簧变形过程中是变力！与重力是不同的！ 请同学们回忆一下我们研究过的重力势能与重力作功的关系。 (2)能否通过类比来得出弹力做功与弹性势能的关系呢？ (3)回顾一下，我们怎样得到了重力势能的表达式？ (4)我们能否借鉴同样的思路，来分析弹力做功的情况呢？ 同学们做不下去，困难在变力做功。 (5)那我们能不能想办法把这个变力近似的变成不变的力呢？ 学生思考,讨论,交流 [教师讲解]求变力做功,用微分思想，把位移分成无穷小段，每一小段，弹力可以认为是恒力。 请学生写出由课本上建立的模型,利用刚才介绍的微分思想写出相应的表达式 W2=F2ΔL2 W3=F3ΔL3 ——— W=W1+W2+W3+… = F1ΔL1+ F2ΔL2+ F3ΔL3+… 【教师提问】 这样的式子很正确,但却不能明确简单的计算弹力做的功,我们曾经用图像简单明确地计算过匀变速直线运动的位移,能不能借助图像来计算变力做的功呢?如果能,应该建立什么图像呢？以哪一个为横轴，哪一个为纵轴？ 请学生讨论，并画出图像．并类比位移图像． 老师引导学生将弹簧伸长过程细分为小段，化变力做功为恒力做功… 老师引导学生将弹簧伸长过程细分为小段，化变力做功为恒力做功．当划分越来越细时，拉力功对应图象中的“三角形面积”．学生交流，讨论，请学生代表总结． 教师再用多媒体演示全过程，使学生更形象生动地体会和掌握． 【教师提问】 如何仿照求匀变速直线运动位移的求法，利用图像 ... ...
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