人教部物理必修二7.5 探究弹性势能的表达式 精品教案
文档属性
| 名称 | 人教部物理必修二7.5 探究弹性势能的表达式 精品教案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 57.3KB | ||
| 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 | 2020-08-25 13:26:29 | ||
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文档简介
7.5+探究弹性势能的表达式
这是节不包含实验探究的探究课，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。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。
（2）心理特点：?依据20世纪最著名的发展心理学家皮亚杰的理论可知高一学生的认知发展过程是由具体运算阶段向形式运算阶段过渡，也是由直观认识向逻辑推理、实验推理过渡阶段，因此在教学中，要
遵循从感性到理性的认识规律，本节课抓住学生的心理特点进行教学设计。
（3）已有知识：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，这点学生也是容易想到的。
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s@tep.co#m]
【知识与能力】
1．理解弹性势能的概念；
2．知道探究弹性势能表达式的方法，了解计算变力做功的思想与方法；
3．进一步了解功和能的关系。
【过程与方法】
1．利用逻辑推理和类比的方法探究弹性势能表达式；
2．通过探究弹性势能表达式的过程，让学生体会微分思想和积分思想在物理学中的应用。
【情感态度价值观】
1．培养学生对科学的好奇心与求知欲；
2．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之情；
3．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】
探究弹性势能表达式的过程与方法；体会微分思想和积分思想在物理学中的应用。
【教学难点】
如何合理的推理与类比；结合图像体会微分和积分思想，研究拉力做功。
多媒体素材、课件。不同劲度系数的弹簧、小车等。
[来%^~&源#:中教网]
［新课导入］
压缩的弹簧可以把小球弹出很远、拉开的弓可以把箭射出、撑杆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？
说明发生弹性形变的物体具有能量，本节课将定量地研究这种形式的能量。
［新课教学］
一、弹性势能
]
发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能（elastic
potentialenergy）。
卷紧的发条，被拉伸或压缩的弹簧，拉弯的弓，击球时的网球拍或羽毛球拍，撑杆跳高时的撑杆等，都具有弹性势能。
势能也叫位能，是由相互作用的物体的相对位置决定的。
二、探究弹性势能的表达式
在讨论重力势能的时候，我们从重力做功的分析入手。讨论弹性势能的时候，则要从弹力做功的分析入手。在探究弹性势能的表达式时，可以参考对重力势能的讨论。
1．探究弹性势能表达式的方法
当弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为0，弹簧被拉长或被压缩后，就具有了弹性势能。我们研究弹簧被拉长的情况。
在探究的过程中，要依次解决下面几个问题。
二、探究弹性势能的表达式
1．探究弹性势能表达式的方法
（1）弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？
弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数k、形变量l有关。劲度系数k越大、形变量l越大，弹性势能越大。
（2）弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么关系？
W＝EP0－EP
EP＝－W＝WF
（3）怎样计算拉力所做的功？
拉力在整个过程中做的功可以用它在各小段做功之和来代表
F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋……
（4）怎样计算这个求和式？
F－l图线下方的三角形“面积”值等于拉力F所做的功。
2．弹性势能的表达式
EP＝－W＝
三、说明
1．弹性势能是物体的各部分所共有的
2．弹性势能的相对性[来
[来源:zzst@e%p.#co
&m]
1．这是堂探究型课，但也不乏教师的传授式教学，在类比于研究变速直线运动中的位移来计算拉力所做的功时，学生显得有点被动，全是由老师讲解，究其原因有：①放开来让学生思考，怕时间不够；②可能是引导还不够艺术。
2．因为整堂都是以学生为主的探究性学习，创设情景让学生提出自己关心、想要知道的问题，解决问题的时候又主要是以学生自评和互评以及合作学习而得出结论的，所以在结论的得出或是结论的表述可能会不严密，难免缺少知识的系统性，因此如何处理和保持好探究性学习中知识的系统性是探究性学习中的值得我们去研究的问题。
3．探究型学习课给教师提出了很高了要求。在探究的第一个环节一定要千方百计的鼓励学生提出问题，但由于学生之间存在差异性，不同的学生提出的问题层次各有不同，因此一定要因材施教，根据不同的学生创设不同的情景以及要运用不同的引导方法、激励方法和评价方案；根据不同的学生，采用不同的方法激发学生的学习兴趣和调动学生的积极性等等。这就给教师提出了很大的要求。又由于学生提出的问题的难预料，给课堂教学带来了一定的难度。这就要求教师具有较强的引导和应变能力，同时教师必须要非常了解学生，教师平时多走进学生，关爱学生，了解学生，懂得学生的兴趣点；尊重每一位学生，但不放纵学生等。对于教师本人，必须要有强烈的“以学生为主体”的意识，课堂应该是属于学生的课堂，同时一要创设一个和谐、平等、民主的课堂氛围。
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这是节不包含实验探究的探究课，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。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。
（2）心理特点：?依据20世纪最著名的发展心理学家皮亚杰的理论可知高一学生的认知发展过程是由具体运算阶段向形式运算阶段过渡，也是由直观认识向逻辑推理、实验推理过渡阶段，因此在教学中，要
遵循从感性到理性的认识规律，本节课抓住学生的心理特点进行教学设计。
（3）已有知识：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，这点学生也是容易想到的。
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【知识与能力】
1．理解弹性势能的概念；
2．知道探究弹性势能表达式的方法，了解计算变力做功的思想与方法；
3．进一步了解功和能的关系。
【过程与方法】
1．利用逻辑推理和类比的方法探究弹性势能表达式；
2．通过探究弹性势能表达式的过程，让学生体会微分思想和积分思想在物理学中的应用。
【情感态度价值观】
1．培养学生对科学的好奇心与求知欲；
2．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之情；
3．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】
探究弹性势能表达式的过程与方法；体会微分思想和积分思想在物理学中的应用。
【教学难点】
如何合理的推理与类比；结合图像体会微分和积分思想，研究拉力做功。
多媒体素材、课件。不同劲度系数的弹簧、小车等。
[来%^~&源#:中教网]
［新课导入］
压缩的弹簧可以把小球弹出很远、拉开的弓可以把箭射出、撑杆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？
说明发生弹性形变的物体具有能量，本节课将定量地研究这种形式的能量。
［新课教学］
一、弹性势能
]
发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能（elastic
potentialenergy）。
卷紧的发条，被拉伸或压缩的弹簧，拉弯的弓，击球时的网球拍或羽毛球拍，撑杆跳高时的撑杆等，都具有弹性势能。
势能也叫位能，是由相互作用的物体的相对位置决定的。
二、探究弹性势能的表达式
在讨论重力势能的时候，我们从重力做功的分析入手。讨论弹性势能的时候，则要从弹力做功的分析入手。在探究弹性势能的表达式时，可以参考对重力势能的讨论。
1．探究弹性势能表达式的方法
当弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为0，弹簧被拉长或被压缩后，就具有了弹性势能。我们研究弹簧被拉长的情况。
在探究的过程中，要依次解决下面几个问题。
二、探究弹性势能的表达式
1．探究弹性势能表达式的方法
（1）弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？
弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数k、形变量l有关。劲度系数k越大、形变量l越大，弹性势能越大。
（2）弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么关系？
W＝EP0－EP
EP＝－W＝WF
（3）怎样计算拉力所做的功？
拉力在整个过程中做的功可以用它在各小段做功之和来代表
F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋……
（4）怎样计算这个求和式？
F－l图线下方的三角形“面积”值等于拉力F所做的功。
2．弹性势能的表达式
EP＝－W＝
三、说明
1．弹性势能是物体的各部分所共有的
2．弹性势能的相对性[来
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1．这是堂探究型课，但也不乏教师的传授式教学，在类比于研究变速直线运动中的位移来计算拉力所做的功时，学生显得有点被动，全是由老师讲解，究其原因有：①放开来让学生思考，怕时间不够；②可能是引导还不够艺术。
2．因为整堂都是以学生为主的探究性学习，创设情景让学生提出自己关心、想要知道的问题，解决问题的时候又主要是以学生自评和互评以及合作学习而得出结论的，所以在结论的得出或是结论的表述可能会不严密，难免缺少知识的系统性，因此如何处理和保持好探究性学习中知识的系统性是探究性学习中的值得我们去研究的问题。
3．探究型学习课给教师提出了很高了要求。在探究的第一个环节一定要千方百计的鼓励学生提出问题，但由于学生之间存在差异性，不同的学生提出的问题层次各有不同，因此一定要因材施教，根据不同的学生创设不同的情景以及要运用不同的引导方法、激励方法和评价方案；根据不同的学生，采用不同的方法激发学生的学习兴趣和调动学生的积极性等等。这就给教师提出了很大的要求。又由于学生提出的问题的难预料，给课堂教学带来了一定的难度。这就要求教师具有较强的引导和应变能力，同时教师必须要非常了解学生，教师平时多走进学生，关爱学生，了解学生，懂得学生的兴趣点；尊重每一位学生，但不放纵学生等。对于教师本人，必须要有强烈的“以学生为主体”的意识，课堂应该是属于学生的课堂，同时一要创设一个和谐、平等、民主的课堂氛围。
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