基本信息 人教版普通高中课程标准实验教科书《物理》（必课题 修2） 第七章机械能守恒定律第五节探究弹性势能的表达式 作者作者： 梁有华 及工作工作单位： 江西省南康中学 单位 教材分析 中学课程中的科学探究，是通过学生自己的探索性活动，变未知为已知的一类学习过程，其中是否包含实验，并不是它的本质特征。本节是先引出什么是弹性势能，然后以弹簧为例探究弹性势能与什么因素有关，弹性势能与拉力所做的功之间的关系以及如何计算拉力所做的功进而得到弹性势能的表达式。既然功是能量变化的量度，既然重力势能的表达式是通过重力做功的分析得来的，很自然地会想到通过弹力做功可以得到弹性势能的表达式。研究一件事物总是先从表面的、定性的考察开始。因此，我们先考虑弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关。从整体上看，内容的安排完全符合人们认识事物的思维过程。 学情分析 试题试卷 参考学习
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学生已经初步有了探究事物的一般方法，即“是什么？──怎么样？──为什么？”的思维方法。因此，本设计中就通过创设问题情景，激励学生自己提出想要研究的问题。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，这里用到了微分和积分的思想方法。 教学目标 试题试卷 参考学习
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一、知识与技能 1、理解弹性势能的概念和物理意义。 2、学习计算变力做功的思想方法。 3、理解弹力的功与弹性势能变化的关系。 4、知道弹性势能具有相对性。 二、过程与方法 1、类比重力势能表达式的得出方法探究弹性势能表达式，让学生体会物理学中这种类比迁移的研究方法。 2、猜测弹性势能表达式与什么有关，培养学生科学推断能力。 3、又一次应用分割、求和、逼近的方法求变力的功，体会这种微积分思想在物理中的应用。 4、体会理论探究这种科学方法。 三、情感态度与价值观 通过探究过程体会物理学的逻辑之美和方法之美，体会数理的巧妙结合，激发学生求知欲和学习兴趣，享受成功的乐趣。 教学重点和难点 试题试卷 参考学习
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一、重点：1、探究弹性势能公式的过程和所用方法。 2、理论探究的方法。 二、难点：1、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。 2、图象方法解决问题 教学过程 教学环节 教师活动 预设学生行为 设计意图 试题试卷 参考学习
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引入新课 观察并叙述实验现象 演示： 现象一：同一根师生共同分装置如图所示： 弹簧，压缩程度析，得出结将一木块靠在弹簧越大时，弹簧把论： 上，压缩后松手，弹木块推得越远． 上述实验中，簧将木块弹出.分别现象二：两根等弹簧被压缩用一个硬弹簧和一长的软、硬弹时，要发生形个软弹簧做上述实簧，压缩相同程变，在恢复原验，分别把它们压缩度时，硬弹簧把状时能够对后松手，观察现象. 木块弹出得远． 木块做功，因 而具有能量， 这种能量叫 做弹性势能． 多媒体演示（《撑杆中的弹性势能》），发观察课件演示， 生形变的物体，具有体会发生形变 弹性势能． 的物体，具有弹 性势能；思考并 导入弹请同学们再举几个举例： 性势能的大物体具有弹性势能小与哪些因的例子 a.卷紧的发条 b.被拉伸或压素有关；弹性 试题试卷 参考学习 缩的弹簧 势能的表达式应该是怎c.击球的网球样的。 word资料可编辑
进 行 新我们在学习重力势能时，是从哪里开始入手进行分析的？这对我们讨论弹性势能有何启示？ 当弹簧的长度为原长时，它的弹性势能思考后回答 为零，弹簧被拉长或学习重力势能被压缩后，就具有了时，是从重力做弹性势能，我们只研功开始入手分究弹簧拉长的情况。析的。讨论弹性在探究的过程中，我势能应该从弹们要依次解决那几力做功的分析个问题呢？请同学入手。 们快速阅读课本，把 这几个问题找出来。 阅读教材，找出倾听学生回答，探究过程中要进一步引导。（1）重依次解决的问力势能与高度h成题，从总体上把正比，弹性势能是否握探究的思路。 通过知识 也与弹簧的伸长量 试题试卷 参考学习 的迁移，找到（或缩短量）成正 探究规律的 word资料可编辑
进行新课 通过学生阅读，培养学生的阅读理听取学生汇报，解能力；通过点评，解答学生可能学生探求变提出的问题。 力做功的方提出问题：重力法，初步形成是恒力，重力做功等微分求解变于重力与物体在竖量的物理思直方向移动距离的阅读教材，思想方法。 乘积。那么，拉伸弹考拉力做功的 簧时，拉力做功该怎计算方法。选出 样计算？阅读课本，代表发表自己 并在练习本上自己的见解。 画图，写出拉力在整 在处理个过程中做功的表 匀变速直线达式。 运动的位移 听取学生汇报，投时，曾利用 影学生的求解过程，v-t图象下梯 解答学生可能提出形的面积来 的问题。 代表位移；这 提出问题：怎样计里利用F-l 算拉力做功的求和图象下的面 试题试卷 参考学习 在练习本上 式？是否可以用F-l积来代表功，作F-l图象，推 word资料可编辑
总结课堂内容，培养认真总结概让学生概括总括本节内容，并进 行 新 课 结本节的内容。请一把自己这节课个同学到黑板上总的体会写下来、结，其他同学在笔记比较黑板上的本上总结，然后请同小结和自己的学评价黑板上的小小结，看谁的更结内容。 好，好在什么地方。 教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。 板书设计 5．5探究弹性势能的表达式 一、弹性势能 定义：发生弹性形变的物体各部分之间，由于弹力的相互作用而具有的势能． 二、弹性势能的探究 1、有关因素：K、L 2、与重力势能类比 3、求弹力的功 4、弹性势能表达式Ep=kL 试题试卷 参考学习
2学生概括总结能力。 word资料可编辑
学生学习活动评价设计 在以上探究中我们规定，弹簧处于自然状态下的势能为零势能．能不能规定弹簧任意某一长度时的势能为零?说说你的想法． 参考答案： 如果我们规定弹簧任意长度时的势能为零，则弹簧从某一位置拉至零势能位置的过程中，弹簧弹力所做的功不同。显然，弹簧的弹性势能是与势能零位置的规定有关的。 [课堂小结] 问：我们现在已经得出了弹性势能的表达式，回头看看： 1．我们的探究过程是怎样的？ ①提出问题：弹簧的弹性势能的表达式是怎样的？ ②假设猜想：弹性势能可能与哪些因素有关? ③类比迁移：弹簧的弹性势能与重力势能做类比。怎样计算拉力的功？ ④得出探究结果 2．在探究过程中，我们用到了哪些研究方法？ 通过猜想、假设，类比迁移，微元分割等方法，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方法. 教学反思 试题试卷 参考学习
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这节课的难点是弹力做功公式的推导方法．所以知识的迁移就显得非常重要，知识迁移的好坏直接影响到这节课是否能够成功，所以可以建议学生在学这节课之前先复习第一册中有关匀变速直线运动位移的推导公式，以便为这节课作好方法方面的准备，在讲解过程中学生可能一时不能把知识迁移到这上面去，教师要注意引导学生向这个方向考虑．对于弹簧压缩状态时弹性势能的表达式．可以放在课下作为作业，如果有时间的话，可以让学生推导出来．对于同一个弹簧，如果弹簧的压缩量和伸长量相等的话，弹簧的弹性势能应该相等，这一个可以作为一个结论性的知识点直接应用．
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