《探究弹性势能的表达式》教案.docVIP

探究弹性势能的表达式 教案 三维目标 知识与技能 1.理解拉力做功与弹簧弹性势能变化的关系. 2.进一步了解功和能的关系. 过程与方法 1.用与重力势能类比的方法，猜测决定弹性势能大小的因素. 2.通过知识与技能的迁移过程，自主探究弹性势能的表达式. 3.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. 情感态度与价值观 1.通过讨论与交流等活动，培养学生与他人进行交流与反思的习惯.发扬与他人合作的精神，分享探究成功后的喜悦. 2.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 1.利用微元法和图象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. 教学难点 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. 课时安排 1课时 课前准备 自制课件、橡皮筋、弹簧、滑块等. 教学过程 导入新课 实验导入 装置如图所示： 将一木块靠在弹簧上，压缩后松手，弹簧将木块弹出. 分别用一个硬弹簧和一个软弹簧做上述实验，分别把它们压缩后松手，学生认真观察实验现象并叙述. 现象一：同一根弹簧，压缩程度越大时，弹簧把木块推得越远. 现象二：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同程度时，硬弹簧把木块弹出得远. 师生共同分析，得出结论：上述实验中，弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能够对木块做功，因而具有能量，这种能量叫做弹性势能. 图片导入 大屏幕投影展示撑竿跳、张弓射箭、各类弹簧的图片. 教师提出问题：压缩的弹簧可以把小球弹出很远、拉开的弓可以把箭射出、撑竿跳高运动员可以借助手中的弯曲的杆跳得很高……这些现象说明什么？他们存在哪些共同的地方？学生思考、讨论、回答,引出本课内容. 问题导入 2004年8月20日举行的奥运会女子蹦床比赛，让中国观众认识了这项既好看又惊险的运动.中国选手黄珊汕摘取铜牌后，国家蹦床队总教练卓贤麟表示，尽管中国开展蹦床运动只有6年的时间，但是中国已经确立了在2008年奥运会上冲击男女两块金牌的目标，黄姗汕的铜牌，则成为实现这一目标的第一步.蹦床的核心部件就是一张四周都固定的弹簧网. 1.运动员在网上是怎样跳起来的？ 2.对同一运动员的同一个动作来说，弹簧网下陷的“深度”与哪些因素有关？ 3.运动员能被弹到较高的高度，这说明形变的肌肉和形变的弹簧床具有什么性质？ 推进新课 大屏幕投影展示撑竿跳、张弓射箭、各类弹簧的图片. 学生观察：压缩的弹簧可以把小球弹出很远、拉开的弹弓可以把弹丸射出、撑竿跳高运动员可以借助手中弯曲的杆跳得很高. 师生共同分析，得出结论：上述现象中，弹簧等装置被压缩或拉伸时，发生了弹性形变，由于弹力的作用，弹簧等装置在恢复原状时能够对外做功，因而具有能量，这种能量叫做弹性势能. 问题：通过重力势能一节的学习我们知道了重力势能的表达式mgh和两个影响因素：物体的质量和高度.影响弹性势能的因素有哪些？是怎样影响的？请举出生活中的一些弹性势能的例子来总结分析说明. 参考：1.弓拉得越满，箭射出去得越远. 2.弹弓的橡皮筋拉得越长，弹丸射出得越远. 3.玩蹦床游戏时，把蹦床压得越深，人被反弹的高度越高. 猜想总结：弹性势能跟形变量的大小有关，而且通过以上例子可以猜想，弹性势能随形变量的增大而增大. 4.在拉弓射箭时，弓的“硬度”越大，拉相同的距离，“硬度”大的，箭射出的距离越远. 5.压缩同样长度的弹簧到相同的位置，“粗”弹簧压缩得要困难些. 6.同样长度的橡皮筋制作的弹弓，拉开相同的距离，“粗”橡皮筋的弹弓打出的弹丸远. 猜想总结：在形变量相同的情况下，劲度系数大的，弹性势能大. 猜想归纳：弹簧的弹性势能大小的影响因素是：弹簧的形变量和弹簧的劲度系数. 类比思考：根据重力势能的表达式Ep=mgh,我们知道重力势能跟高度h成正比，弹性势能也跟形变量成正比吗？ 对比说明：不一定，因为要举起同一个重物，所用的力并不随高度变化，但是对于同一个弹簧，拉得越长，所用的力越大，所以我们不能肯定弹性势能跟形变量成正比，只能说明随形变量的增大而增大. 【问题探究】弹性势能与形变量和劲度系数的定量关系是怎样的？如何设计实验来探究呢？ 通过问题的提出，激发学生探究的热情，促使学生设计提出探究实验方案，并说明过程方法. 方法提示：根据前面的探究型课题的学习，探究过程的一般方法： 1.提出探究课题; 2.设计实验方案; 3.进行实验,记录数据; 4.作出速度—时间图象; 5.得出结论. 教师启发：物体具有做功的本领，我们称之为物体具有能.弹簧既然有弹性势能，肯定具有对外做功的本领，根据功能关系，弹簧对外做的功就等于它所具有的弹性势能. 通过教师