探究弹性势能的表达式教学设计-宁夏六盘山高级中学.DOC

《探究弹性势能的表达式》教学设计 六盘山高级中学 赵保利 【教学目标】 一、知识与技能 1．知道探究弹性势能表达式的思路。 2．理解弹性势能的概念，会分析决定弹性势能大小的相关因素。 3．理解弹力做功与弹簧弹性势能变化的关系。 二、过程与方法 1．体会探究过程中的猜想、分析和转化的方法 2．掌握用微元法求解变力做功的思想。 三、情感、态度与价值观 培养运用类比思想进行知识迁移的能力。 重点： 1．利用微元法和图像法计算变力做功的问题。 2．运用逻辑推理得出弹力做功与弹性势能的关系。 难点： 1．理解微元法把变力做功转化为恒力做功。 2．理解利用力－位移的图象计算变力做功的依据。 【课程流程】（结合课件） 一、多媒体展示图片（撑杆跳高），这类图片的共同特征是什么？ 学生观察归纳：杆、弓和弹簧都发生形变，产生了弹力，存储了一些能量，在恢复形变的过程中将能量释放出来了。 给出弹性势能定义（多媒体展示）。 二、科学探究得分类及实施步骤 探究活动的步骤： 观察一提出问题—猜测、假设一实验验证一得出结论重力势能变化 弹力做功弹性势能变化 学生回忆重力势能与重力作功的关系，通过类比来得出弹力做功与弹性势能的关系。 七、计算弹力（变力）的功（多媒体适时控制展示） 问题：弹簧弹性势能大小等于克服弹力所做的功，这样我们如果求出了弹力的功，也就可以量度弹簧的弹性势能了，但问题是弹力是个变力，怎样求这个变力的功呢？ 多媒体展示变力做功处理过程 类比V—t图微分求位移的方法，利用F—l图微分求弹力做功。 归纳:通过上述类比，我们能否得出求变力功的方法呢？是多少？ 八、得出探究结论（多媒体展示）： 1、弹性势能的表达式： 。其中，k是弹簧的劲度系数， l是弹簧的伸长量或压缩量。 2、弹性势能也具有相对性，一般指相对于弹簧原长时的弹性势能。 九、拓展研究 1、【试一试】 在弹性限度内，弹簧弹力满足胡克定律：F＝kl，能否根据弹簧弹力为线性变力的特点，推导出弹簧弹性势能的表达式？ 2、【想一想】根据已学知识，你能否设计一个实验方案，通过实验验证弹性势能的表达式是正确的？ 方案一：利用重力势能和弹性势能的转化，测出重力势能的变化，间接测出弹性势能的变化。 时间允许可演示完成该实验探究，得出结论 方案二：弹簧弹出小球，利用平抛知识测出小球初速度，根据弹性势能转化为动能，间接测出弹性势能。 3、【实践应用】 小球从离弹簧高为h处自由下落，到A点速度为0，试分析这一过程中 （1）重力做功情况。 （2）弹力做功情况。 （3）重力势能的变化。（4）弹性势能的变化。 （5）什么位置，动能最大？ （6）什么位置，弹性势能最大？ 十、课堂小结： 本节课重点弄清下面两方面的问题 1．探究过程（在学生讨论出结论后用多媒体展示） ①提出问题：弹簧的弹性势能的表达式是怎样的？ ②猜想：弹性势能可能与哪些因素有关? ③弹簧的弹性势能与拉力做功有什么关系？ ④怎样计算拉力的功？ ⑤得出探究结果。 2．探究方法（在学生讨论出结论后用多媒体展示） 这节课同学们通过猜想，假设，类比，微元，控制变量等方法，探究了弹簧的弹性势能的表达式，基本掌握了科学探究的一般研究方法。 十一、布置作业 尝试完成方案二的实验设计 3