探究彈性勢能表達(dá)式

1、探究彈性勢能的表達(dá)式說課稿焦作六中 王紅杰一、說教材A.教材簡介本節(jié)課是高中物理人教版必修2第七章第五節(jié)內(nèi)容。本節(jié)內(nèi)容是學(xué)生在學(xué)習(xí)重力勢能后的進(jìn)一步拓展，讓學(xué)生在變力作用的情景下進(jìn)行功和能關(guān)系的探究。探究是通過學(xué)生自己的探索活動，變未知為已知的學(xué)習(xí)過程。探究的目的是開發(fā)學(xué)生的潛能，啟發(fā)學(xué)生的思維，使學(xué)生參與問題解決活動中去。探究可以是實(shí)驗(yàn)探究，也可以是理論探究。本節(jié)課重在理論探究。 B.教學(xué)目標(biāo)知識與技能：   知道探究彈性勢能表達(dá)式的思路。 能說出彈性勢能的概念。過程與方法：會分析決定彈性勢能大小的相關(guān)因素。體會探究過程中的猜想、分析和轉(zhuǎn)化的方法。領(lǐng)悟

2、求彈力做功是通過細(xì)分過程化變力為恒力的思想方法。情感態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的好奇心與求知欲。   培養(yǎng)學(xué)生與他人進(jìn)行交流與反思的習(xí)慣。   體會彈性勢能在生活中的意義，提高物理在生活中的應(yīng)用意識。C教學(xué)重點(diǎn)：探究彈性勢能表達(dá)式的過程與方法。體會微分思想和積分思想在物理學(xué)中的應(yīng)用。  D教學(xué)難點(diǎn)：如何合理的推理與類比。結(jié)合圖像體會微分和積分思想,研究彈簧彈力做功。 二、說學(xué)生 我校學(xué)生入學(xué)分?jǐn)?shù)低，基礎(chǔ)差，學(xué)習(xí)興趣不高，但學(xué)生的動手能力強(qiáng)，模仿能力強(qiáng)，有強(qiáng)烈好奇心。而本節(jié)內(nèi)容對學(xué)生難度很大，需要精心設(shè)計(jì)，創(chuàng)設(shè)新奇的物理情境

3、，調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，激發(fā)學(xué)生的求知欲望。在知識方面，對于彈性勢能的概念及其產(chǎn)生的條件，通過學(xué)生自己動手小實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生認(rèn)識并體會彈性勢能的存在，由重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系預(yù)測彈性勢能的變化與哪些因素有關(guān)，并通過“控制變量法”自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的猜想。同時，讓學(xué)生通過類比從彈簧彈力做功入手來研究彈簧彈性勢能的變化。問題的關(guān)鍵是如何研究彈力（變力）做功，對于計(jì)算彈力做功時所用的類比方法、微分思想、積分思想需要教師的細(xì)致引導(dǎo)。三、說教法學(xué)法 根據(jù)本節(jié)課的目標(biāo)和我們學(xué)生的特點(diǎn)，突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)，我主要采取以下的教學(xué)方法和學(xué)法。 教法：實(shí)驗(yàn)探究法、分析歸納法、遷移法、類比

4、法、理論探究法。 學(xué)法：動手實(shí)驗(yàn)、合作學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)。 四、說教學(xué)過程設(shè)計(jì) “授之以魚、不如授之以漁”，教是為了不教，根據(jù)本課題的特點(diǎn)和學(xué)生的基本情況我作如下的教學(xué)設(shè)計(jì)。教學(xué)環(huán)節(jié)  教學(xué)內(nèi)容及教師組織活動  設(shè)計(jì)意圖  情景創(chuàng) 設(shè)引入課題創(chuàng)設(shè)情景引出彈性勢能概念做一做A豎直方向用小球壓緊彈簧并突然釋放觀察小球情況；B.水平方向用小車壓緊彈簧并突然釋放觀察小車情況。想一想小球被彈高或小車被彈遠(yuǎn)的能量從何而來？（被壓縮的彈簧）若學(xué)生僅回答“彈簧”可加問：“若彈簧沒被壓縮，小球或小車會被彈開么？” 

5、說一說還有哪些發(fā)生彈性形變的物體具有能量？（卷緊的發(fā)條、拉開的弓，撐桿跳運(yùn)動員手中彎曲的桿等） 學(xué)生歸納彈性勢能的概念：發(fā)生彈性形變的物體各部分之間，由于彈力的相互作用而具有的勢能。完成教學(xué)目標(biāo)的情感態(tài)度與價值觀.讓學(xué)生自己動手做實(shí)驗(yàn)、增加參與意識，激起對科學(xué)的好奇心和求知欲。 完成教學(xué)目標(biāo)的情感態(tài)度與價值觀.讓學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際體會彈性勢能在生活中的意義，提高物理在生活中的應(yīng)用意識。 完成教學(xué)目標(biāo)的知識與技能能說出彈性勢能的概念。設(shè)疑自探定性探究彈性勢能與那些物理量有關(guān)設(shè)疑自探：一個壓縮或拉伸的彈簧就是一個“儲能器”，怎樣衡量形變彈簧蘊(yùn)含能量的多少呢？彈簧的彈性勢

6、能的表達(dá)式可能與那幾個物理量有關(guān)？類比：物體的重力勢能與物體所受的重力和高度有關(guān)。那么彈簧的彈性勢能可能與所受彈力的大小和在彈力方向上的位置變化有關(guān)，而由F=kl知彈簧所受彈力等于彈簧的勁度系數(shù)與形變量的乘積。預(yù)測：彈簧的彈性勢能與彈簧的勁度系數(shù)和形變量有關(guān)。探究器材：兩根彈簧，一個小車，一把刻度尺，利用這些器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究預(yù)測是否正確。任務(wù)一：先檢測彈簧的勁度系數(shù)是否相同，若不同，哪根的勁度系數(shù)大些？學(xué)生討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：分別測出兩根彈簧懸掛小車時的伸長量，因F=kl，彈簧伸長量大的勁度系數(shù)小。任務(wù)二：驗(yàn)證預(yù)測并找出彈簧彈性勢能與彈簧勁度系數(shù)和形變量的大致關(guān)系。學(xué)生討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：、 

7、;       用同一根彈簧在幾次被壓縮量不同時釋放（勁度系數(shù)相同，改變形變量），觀察小車被彈開的情況。、        分別用兩根彈簧在被壓縮量相同時釋放（形變量相同，勁度系數(shù)不同），觀察小車被彈開的情況。交流探究結(jié)果：彈性勢能隨彈簧形變量增大而增大。隨彈簧的勁度系數(shù)的增大而增大。完成教學(xué)目標(biāo)的過程與方法.通過類比使學(xué)生學(xué)以致用，用求重力勢能的方法來分析決定彈性勢能大小的相關(guān)因素。讓學(xué)生學(xué)以致用，簡單利用胡克定律解決實(shí)際問題。  完成教學(xué)目標(biāo)的

8、過程與方法讓學(xué)生利用“控制變量法”研究問題。通過學(xué)生設(shè)計(jì)并操作實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生探究物理規(guī)律的方法和過程，體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。 完成教學(xué)目標(biāo)的情感態(tài)度與價值觀.培養(yǎng)學(xué)生與他人進(jìn)行交流與反思的習(xí)慣。解疑合探定量探究彈性勢能的表達(dá)式 解疑合探：光有定性猜測還不夠，要想得到定量的關(guān)系，還需要進(jìn)行嚴(yán)格的分析和計(jì)算。  在地球附近，重力是恒力，克服重力所做的功可用WG=mgh得出，而在拉伸彈簧的過程中，彈力隨彈簧的形變量的變化而變化，變力的功怎樣求出呢？拋磚引玉：在計(jì)算勻速直線運(yùn)動物體位移時，用x=vt可得出，但計(jì)算勻變速直線的位移時，由于速度在連續(xù)變化，我們是怎樣求

9、出位移的？通過v-t圖像我們把整個運(yùn)動過程分成幾個小段，在每段中認(rèn)為速度是恒定不變的，并用每一小段中的這一速度與這個小段時間間隔相乘近似得到這小段位移，各段位移可以用一個又窄又高的小矩形面積代表。為了精確，可以把運(yùn)動過程劃分為更多的小段，當(dāng)各小段分得非常非常小時，得到的就是勻變速直線運(yùn)動的表達(dá)式了。討論并分析作圖：能否畫出彈簧的彈力與形變量的關(guān)系圖；把形變過程分成幾個小段；在每個小段上，認(rèn)為拉力不變來求功；逐步細(xì)分用 FL圖象下面積來代表功。學(xué)生展示自己探究分析結(jié)果：OLF  那么這個“面積”的大小是多少呢？三角形的面積很容易計(jì)算，當(dāng)物體從原長被拉伸了L長度后，拉力做的功為

10、：W kL2。根據(jù)我們剛才的推論，當(dāng)彈簧處于原長、彈性勢能值為零時，這個彈簧被拉長L時彈力做的功就等于彈簧被拉長L時彈簧彈性勢能的值，所以有Ep kL2。 突破難點(diǎn)完成教學(xué)目標(biāo)的過程與方法.讓學(xué)生結(jié)合圖像體會“化變化為恒定”“無限細(xì)分變近似為直等”的基本思想。       突出重點(diǎn)完成教學(xué)目標(biāo)的過程與方法學(xué)生通過分析、討論、類比、模仿、作圖、分割、再細(xì)分，讓學(xué)生體會探究過程中類比、分析轉(zhuǎn)化的方法，領(lǐng)悟求彈力做功是通過細(xì)分過程化變力為恒力的思想方法。     

11、0;   質(zhì)疑再探 質(zhì)疑再探：這個結(jié)論可靠么，我們可由物理量的單位計(jì)算來大致驗(yàn)算：勁度系數(shù)k的單位是N/m，彈簧形變量L的單位是m，則1/2kL2的單位是N·m而功與能的單位1J=1N·m,說明單位計(jì)算是相符的。 讓學(xué)生熟悉利用物理公式中單位的運(yùn)算去驗(yàn)證物理規(guī)律 總結(jié)反思我的收獲：我們經(jīng)歷定性預(yù)測實(shí)驗(yàn)探究定量分析理論探究得出結(jié)果單位驗(yàn)證等環(huán)節(jié)，使得探究活動步步深入，環(huán)環(huán)相扣，有理有據(jù)。我的困惑：“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”，這次探究活動還缺少了精確地實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)環(huán)節(jié)，我們能進(jìn)一步來驗(yàn)證這個公式么？看Ep  kL2，K與L容易測量，怎么測出Ep呢，能不能由能量轉(zhuǎn)化和功能關(guān)系中去變相測量呢？完成教學(xué)目標(biāo)的知識與技能。前后呼應(yīng)，讓學(xué)生體會探究彈性勢能表達(dá)式的思路。 課堂延伸及作業(yè)1.大