人教版物理必修二7.5《探究弹性势能的表达式》教学设计
文档属性
| 名称 | 人教版物理必修二7.5《探究弹性势能的表达式》教学设计 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 45.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-08-21 21:47:10 | ||
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文档简介
7.5《探究弹性势能的表达式》教学设计
【课程目标】
1．知识与技能：
巩固和应用重力势能的概念；了解弹性势能的概念和特点；会利用提供的器材对弹性势能作实验探究。
2．过程与方法：
用类比的方法了解弹性势能，尝试利用图象和 ( http: / / www.21cnjy.com )实验分别对弹性势能的表达式进行理论和实验两方面的探究，从而认识科学探究的意义，了解物理学的研究方法在物理学发展过程中的作用。
3．情感态度与价值观：
发展对科学的好奇心与求知欲，培养与他人合作的精神，体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
【教学过程】
1．阅读材料一，通过弹性势能和重力势能的比较认识弹性势能
物体因发生弹性形变而具有的势能，这种势能叫 ( http: / / www.21cnjy.com )做弹性势能。物体发生弹性形变的时候，物体的各个部分之间发生弹力的相互作用。正像地球和物体之间由于有重力的相互作用，因而地球和物体组成的系统具有重力势能一样，发生弹性形变的物体的各个部分之间由于有弹力的相互作用，因而由这些部分组成的系统，亦即发生弹性形变的物体本身，就具有弹性势能。
任何发生了弹性形变的物体都具有弹性势能。卷 ( http: / / www.21cnjy.com )紧了的发条，拉长或压缩了的弹簧，拉弯了的弓，正在击球的网球拍或羽毛球拍，正在支撑运动员上跳的撑竿等等，都具有弹性势能。
弹性势能和弹力做功密切相关，它们的关系类似于重力势能和重力做功的关系。
弹簧的弹性势能跟弹簧被压缩 ( http: / / www.21cnjy.com )或拉伸的长度有关系。一个没有被压缩或拉伸的弹簧，弹性势能为零。弹簧被压缩或拉伸的时候，它被压缩或拉伸得越大，克服弹力所做的功越多，弹簧的弹性势能就越大。另外，弹簧的弹性势能还跟弹簧的劲度系数有关系。不同的弹簧被压缩或拉伸相同的长度，劲度系数越大，克服弹力做的功越多，因而弹簧的弹性势能就越大。
重力势能 弹性势能
由于物体被举高 （由于弹簧发生弹性形变）
与重力做功相关 （与弹力做功有关）
Ep =mgh ？
2．阅读材料二（课本第62～63页），设计理论探究方案
弹性势能的表达式可能与哪些物理量有关？（劲度系数k、弹性形变量l）
弹性势能的变化与弹力所做的功有什么关系？（功是能量变化的量度）
复习利用匀变速直线运动的v-t图象求位移，思考怎样利用F-/图象计算弹力这个变力所做的功？
…
由功能关系可知，如果对弹簧做功，弹簧的弹性势能就增加。取弹簧不发生弹性形变时的弹性势能为零势能，则上述③式的结果就是弹簧弹性形变为l时所具有的弹性势能，即
3．阅读材料三，用重力这个恒力对弹簧做功改变弹簧的弹性势能，设计实验探究方案
【器材】弹簧，金属重物，刻度尺，支架。
【操作】把弹簧悬挂在支架上，在弹簧的下端悬挂金属重物，静止时处于位置O，如图所示。
用手慢慢地将重物托起，直至弹簧恢复原长 ( http: / / www.21cnjy.com )（即位置1）为止。然后将重物由静止释放，很快抽开手，让重物无初速落下，重物能够到达最低点（即位置2），以后重物就在1、2两个位置之间来回振动。
设重物质量为m，弹簧劲度系数为k，1-2间距为l，1-0间距为，0-2间距为，探究：
从位置1-位置0重力做功为多少？(mg)
在这个过程中弹簧的弹性势能增加多少？(mg)
从位置1-位置2重力做功为多少？(mgl)
在这个过程中弹簧的弹性势能增加多少？(mgl)
以弹簧原长时为弹性势能的零势能位置，弹簧在位置2时的弹性势能是多少？(Ep=mgl)重力mg和弹力f1是什么关系？)
分组实验，测出、、之间有何关系？(==)
利用实验结果，推导弹簧在弹性形变量为l时，弹性势能的表达式：
将代入，得
【课程目标】
1．知识与技能：
巩固和应用重力势能的概念；了解弹性势能的概念和特点；会利用提供的器材对弹性势能作实验探究。
2．过程与方法：
用类比的方法了解弹性势能，尝试利用图象和 ( http: / / www.21cnjy.com )实验分别对弹性势能的表达式进行理论和实验两方面的探究，从而认识科学探究的意义，了解物理学的研究方法在物理学发展过程中的作用。
3．情感态度与价值观：
发展对科学的好奇心与求知欲，培养与他人合作的精神，体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
【教学过程】
1．阅读材料一，通过弹性势能和重力势能的比较认识弹性势能
物体因发生弹性形变而具有的势能，这种势能叫 ( http: / / www.21cnjy.com )做弹性势能。物体发生弹性形变的时候，物体的各个部分之间发生弹力的相互作用。正像地球和物体之间由于有重力的相互作用，因而地球和物体组成的系统具有重力势能一样，发生弹性形变的物体的各个部分之间由于有弹力的相互作用，因而由这些部分组成的系统，亦即发生弹性形变的物体本身，就具有弹性势能。
任何发生了弹性形变的物体都具有弹性势能。卷 ( http: / / www.21cnjy.com )紧了的发条，拉长或压缩了的弹簧，拉弯了的弓，正在击球的网球拍或羽毛球拍，正在支撑运动员上跳的撑竿等等，都具有弹性势能。
弹性势能和弹力做功密切相关，它们的关系类似于重力势能和重力做功的关系。
弹簧的弹性势能跟弹簧被压缩 ( http: / / www.21cnjy.com )或拉伸的长度有关系。一个没有被压缩或拉伸的弹簧，弹性势能为零。弹簧被压缩或拉伸的时候，它被压缩或拉伸得越大，克服弹力所做的功越多，弹簧的弹性势能就越大。另外，弹簧的弹性势能还跟弹簧的劲度系数有关系。不同的弹簧被压缩或拉伸相同的长度，劲度系数越大，克服弹力做的功越多，因而弹簧的弹性势能就越大。
重力势能 弹性势能
由于物体被举高 （由于弹簧发生弹性形变）
与重力做功相关 （与弹力做功有关）
Ep =mgh ？
2．阅读材料二（课本第62～63页），设计理论探究方案
弹性势能的表达式可能与哪些物理量有关？（劲度系数k、弹性形变量l）
弹性势能的变化与弹力所做的功有什么关系？（功是能量变化的量度）
复习利用匀变速直线运动的v-t图象求位移，思考怎样利用F-/图象计算弹力这个变力所做的功？
…
由功能关系可知，如果对弹簧做功，弹簧的弹性势能就增加。取弹簧不发生弹性形变时的弹性势能为零势能，则上述③式的结果就是弹簧弹性形变为l时所具有的弹性势能，即
3．阅读材料三，用重力这个恒力对弹簧做功改变弹簧的弹性势能，设计实验探究方案
【器材】弹簧，金属重物，刻度尺，支架。
【操作】把弹簧悬挂在支架上，在弹簧的下端悬挂金属重物，静止时处于位置O，如图所示。
用手慢慢地将重物托起，直至弹簧恢复原长 ( http: / / www.21cnjy.com )（即位置1）为止。然后将重物由静止释放，很快抽开手，让重物无初速落下，重物能够到达最低点（即位置2），以后重物就在1、2两个位置之间来回振动。
设重物质量为m，弹簧劲度系数为k，1-2间距为l，1-0间距为，0-2间距为，探究：
从位置1-位置0重力做功为多少？(mg)
在这个过程中弹簧的弹性势能增加多少？(mg)
从位置1-位置2重力做功为多少？(mgl)
在这个过程中弹簧的弹性势能增加多少？(mgl)
以弹簧原长时为弹性势能的零势能位置，弹簧在位置2时的弹性势能是多少？(Ep=mgl)重力mg和弹力f1是什么关系？)
分组实验，测出、、之间有何关系？(==)
利用实验结果，推导弹簧在弹性形变量为l时，弹性势能的表达式：
将代入，得