探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式

1、-?探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式?教學(xué)設(shè)計(jì)【教 材】人民教育高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書物理必修2第七章第5節(jié)【授課對(duì)象】 高中一年二期學(xué)生【課時(shí)安排】1課時(shí)45分鐘一、教材分析?探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式?是人教版普通高中物理必修2第七章的容，也是本章的根底容之一。前面學(xué)習(xí)了功的概念和計(jì)算方法，本節(jié)是探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式，而勢(shì)能的改變離不開做功，并且前面還學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能，為學(xué)習(xí)探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式提供根底。本節(jié)課通過生活中憤怒的小鳥的模型拉彈弓創(chuàng)設(shè)情景，引出問題。給學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，使學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)。讓學(xué)生對(duì)彈簧彈力做功的影響因素進(jìn)展猜想和假設(shè)，提出合理的推測(cè)，引起學(xué)生的好奇、疑心、困惑和矛盾，從而激發(fā)學(xué)生的探索

2、心理，形成探究問題的情景，促使學(xué)生積極思考，構(gòu)思實(shí)驗(yàn)，為定性探究打下根底。然后，引導(dǎo)學(xué)生通過類比重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系得出彈簧彈性勢(shì)能與彈簧彈力做功的關(guān)系。但彈力做功是變力做功，它不同于重力做功，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鼓勵(lì)學(xué)生大膽的思考，使學(xué)生參與到教與學(xué)的活動(dòng)中去。學(xué)生根據(jù)事實(shí)進(jìn)展討論、爭(zhēng)辯，在教師適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥下，去偽存真，把探究目標(biāo)引向深入。最后，學(xué)生通過類比勻變速直線運(yùn)動(dòng)求位移的方法，運(yùn)用分割和求和的方法得出彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式。學(xué)生從探究中體驗(yàn)探究的過程，體會(huì)微分和積分思想在物理學(xué)中的應(yīng)用，分享探究成功后的快樂。2、 學(xué)情分析1.思維根底高一學(xué)生的認(rèn)知開展過程是由具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)

3、算階段過渡，也是由直觀認(rèn)識(shí)向邏輯推理、實(shí)驗(yàn)推理過渡階段。因此在教學(xué)中，要遵循從感性到理性的認(rèn)識(shí)規(guī)律；滿足與引導(dǎo)學(xué)生的好奇心，讓學(xué)生品味科學(xué)家的好奇心；讓每一個(gè)學(xué)生學(xué)會(huì)科學(xué)的思維方法，像科學(xué)家那樣研究、分析、處理問題，用自己的科學(xué)知識(shí)來區(qū)分是非，不迷信權(quán)威，勇于提出質(zhì)疑，有一定的批判精神，能與偽科學(xué)斗爭(zhēng)。本節(jié)課抓住學(xué)生的心理特點(diǎn)進(jìn)展教學(xué)設(shè)計(jì)。2.知識(shí)根底學(xué)生初中時(shí)期接觸彈性勢(shì)能的概念，并了解與什么因素有關(guān)，在前面學(xué)習(xí)了重力勢(shì)能的概念，并知道功是能量的量度，知道微元的概念，微元的思想在探究勻速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系中有表達(dá)。在此要定量學(xué)習(xí)彈性勢(shì)能及體驗(yàn)過程，并通過彈力做功的計(jì)算來確定彈性勢(shì)能的表

4、達(dá)式。時(shí)所用的類比方法、微分思想、積分思想則需要教師的引導(dǎo)。3、 教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能1理解彈性勢(shì)能的概念，會(huì)分析決定彈性勢(shì)能的相關(guān)因素。2理解彈力做功與彈簧彈性勢(shì)能變化的關(guān)系。3知道探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的方法，了解計(jì)算變力做功的根本方法和思想。4進(jìn)一步掌握功和能的關(guān)系：即，功是能轉(zhuǎn)化的量度。2.過程與方法1利用控制變量法定性確定彈簧彈性勢(shì)能的相關(guān)的因素。2采用邏輯推理和類比的方法探究彈簧彈性勢(shì)能表達(dá)式。3通過探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的過程，讓學(xué)生體會(huì)微分思想和積分思想在物理學(xué)中的應(yīng)用。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀1對(duì)生活中有關(guān)物理現(xiàn)象的觀察，得到物理結(jié)論，激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生探究自然規(guī)律的興趣。2通過討論與交流

5、等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生有將自己的見解與他人交流的愿望，敢于堅(jiān)持正確觀點(diǎn)，勇于修正錯(cuò)誤，發(fā)揚(yáng)與他人合作的精神，分享探究成功后的喜悅。3體會(huì)彈性勢(shì)能在生活中的意義，提高物理知識(shí)在生活中的應(yīng)用意識(shí)，做到理論聯(lián)系實(shí)際。4、 教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：彈性勢(shì)能表達(dá)式的定性探究與定量推導(dǎo)；微分思想和積分思想在物理學(xué)中的應(yīng)用。難點(diǎn)：如何合理的推理與類比；結(jié)合圖像體會(huì)如何用微分和積分思想研究變力做功。5、 教學(xué)方法1實(shí)驗(yàn)演示法本節(jié)教學(xué)注重通過實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題情境，如生活中常見的游戲憤怒的小鳥彈弓模型，嚴(yán)密聯(lián)系生活，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。2啟發(fā)式講授法教學(xué)過程中適時(shí)地穿插教師形象生動(dòng)、富有啟發(fā)的講解，以點(diǎn)撥、啟發(fā)學(xué)生。在講授知識(shí)的過

6、程中滲透探究的思想，而在探究的過程中又講授必要的物理知識(shí)。如對(duì)彈性勢(shì)能影響因素分析，類比重力勢(shì)能功能關(guān)系得到彈性勢(shì)能功能關(guān)系，勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系圖像得到微分與積分思想，并再次運(yùn)用。3探究教學(xué)法探究彈性勢(shì)能影響因素，探究彈性勢(shì)能表達(dá)式得出。6、 教學(xué)流程圖探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式觀看圖片 引入新課定性探究彈性勢(shì)能定量探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式得出彈性勢(shì)能的定義及本節(jié)探究?jī)?nèi)容得出彈性勢(shì)能與什么因素有關(guān)通過類比重力勢(shì)能 得出W彈= - Ep2通過類比勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間 圖像 得出EPkl2/2七、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)與教學(xué)容教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖一、觀看圖片演示，引入新課1. 展示彈弓拉長不同

7、長度，小球飛出距離遠(yuǎn)近2.通過問題的設(shè)置，得到彈性勢(shì)能的概念，并引入新課引導(dǎo)同學(xué)們應(yīng)該都知道憤怒的小鳥這款游戲，而這個(gè)游戲的模型就是一個(gè)彈弓?，F(xiàn)在教師把彈弓拉到不同的兩個(gè)長度，射出小球，很明顯，一個(gè)小球射的遠(yuǎn)，一個(gè)小球射的近，則射的遠(yuǎn)的小球是否所具有的能量就多.分析小球在彈簧伸長的時(shí)候，受彈力的作用，并在彈簧恢復(fù)原長的過程中，受彈力做功，而功是能量轉(zhuǎn)化的量度，這種能量就叫彈性勢(shì)能。學(xué)生觀看圖片演示，積極思考教師所說的話。學(xué)生在教師的引導(dǎo)分析下，理解小球在受彈力的作用過程中，具有彈性勢(shì)能，并得出彈性勢(shì)能的定義。利用圖片演示激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引發(fā)學(xué)生思考，表達(dá)了物理來源于生活的課程理念。通過實(shí)際

8、現(xiàn)象分析，使學(xué)生將彈力做功與彈性勢(shì)能的變化聯(lián)系起來。二、定性探究彈性勢(shì)能的影響因素1.提出問題 彈性勢(shì)能的大小與什么因素有關(guān).有什么關(guān)系.2.猜想與假設(shè) 彈性勢(shì)能與彈簧的形變量和彈簧的材質(zhì)也就是彈簧系數(shù)k有關(guān)。引導(dǎo)提問憤怒的小鳥中如果想要擊中確定的目標(biāo)，那物體就應(yīng)該具有確定的能量，這個(gè)能量也就是彈性勢(shì)能，那我們就先定性研究影響彈性勢(shì)能大小因素.引導(dǎo)提問根據(jù)已有知識(shí)和經(jīng)歷，結(jié)合前面圖片演示，大膽提出自己的猜想與假設(shè)，并且說出猜想的依據(jù)。教師鼓勵(lì)學(xué)生猜想并進(jìn)展即時(shí)評(píng)價(jià)。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生與教師共同提出要研究的問題，問題得到確認(rèn)。討論答復(fù)與彈簧的形變量有關(guān)，形變量越大，彈性勢(shì)能就越大；與彈簧的材質(zhì)

9、有關(guān)，彈簧的彈性系數(shù)越大，彈性勢(shì)能就越大；.將純演示實(shí)驗(yàn)改成師生合作、共同完成的演示性探究實(shí)驗(yàn)，旨在利用一切時(shí)機(jī)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，落實(shí)過程與方法目標(biāo)。讓學(xué)生定性對(duì)彈性勢(shì)能大小影響因素做出判斷。三三、定量探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式s三、定量探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式1.提出問題從定量層面上來說，彈性勢(shì)能與彈簧的伸長量和彈簧的彈性系數(shù)到底有什么關(guān)系.確定的數(shù)學(xué)表達(dá)式是什么.能否通過理論推導(dǎo)探究出來.如何探究.2.猜想與假設(shè)3.類比推理 驗(yàn)證假設(shè)WGmgh1mgh2mgh3 =mgh1h2h3 =mgh = mg h1mg h2 =Ep1Ep2類比3引導(dǎo)提問那彈性勢(shì)能與彈簧的伸長量和彈簧的彈性系數(shù)有什么具

10、體的關(guān)系，或是它們之間的數(shù)學(xué)表達(dá)是怎么樣的.請(qǐng)同學(xué)分組討論，討論后提出自己的猜想與假設(shè)，并說出依據(jù)。教師記錄學(xué)生所說的數(shù)學(xué)表達(dá)式。請(qǐng)猜想的同學(xué)具體說出猜想依據(jù)，教師并進(jìn)一步誘導(dǎo)提問類比1：重力勢(shì)能與重力做功的關(guān)系L2L1彈性勢(shì)能與彈力做功的關(guān)系提出問題：把彈簧從L1拉到L2的過程中.肯定學(xué)生的答復(fù)并鼓勵(lì)表揚(yáng)。引導(dǎo)提問彈力所做的功要怎么計(jì)算。誘導(dǎo)提示勻速直線運(yùn)動(dòng)圖像陰影局部的面積是位移S;重力所做的功是mg-h圖像中陰影局部的面積那彈力所做的是不是也是面積.引導(dǎo)在前面的學(xué)習(xí)中我們研究過勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系，當(dāng)時(shí)我們是怎么樣分析的.引導(dǎo)提問通過以上分析和類比，我們能否也通過圖象法與微元法

11、得出變力的功呢.思考教師的話。分組討論，猜想彈性勢(shì)能與伸長量和彈性系數(shù)的表達(dá)式，,.答復(fù)根據(jù)功是能量轉(zhuǎn)化的量度，設(shè)彈簧在原長的時(shí)候彈性勢(shì)能等于零，所以彈性勢(shì)能等于彈力所做的功，彈簧的彈力為變力，畫出圖像.思考思考重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能之間和做功的聯(lián)系。答復(fù)將彈簧原長處定位零勢(shì)能，成立。思考彈力做功要怎么計(jì)算，彈力是一個(gè)變力，變力應(yīng)該如何計(jì)算功。思考圖像mg-h圖像之間的聯(lián)系，想到彈力所做的功應(yīng)該也可以這種方式表示出來。思考回憶做圖像，用微元的思想得出陰影面積就是位移。答復(fù)可以，把彈簧從A到B的過程分成很多小段l1,l2,l3ln在各個(gè)小段上，彈力可近似認(rèn)為是不變的F1、F2、F3 Fn則從A到B的

12、過程中彈簧彈力做功WF1l1F2l2F3l3+ Fnln承上啟下，提出新的問題。 讓學(xué)生有勇于猜想的意識(shí)。類比推理，聯(lián)系已有知識(shí)。三三、定量探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式4.得出結(jié)論5.課堂小結(jié)教師：我們現(xiàn)在已經(jīng)得出了彈性勢(shì)能的表達(dá)式，回頭看看：1我們的探究過程是怎樣的.2在探究過程中，我們用到了哪些研究方法.引導(dǎo)那這個(gè)陰影局部的面積就是彈力所做的功，所以彈性勢(shì)能引導(dǎo)我們現(xiàn)在已經(jīng)得出了彈性勢(shì)能的表達(dá)式，回頭看看：1我們的探究過程是怎樣的.2在探究過程中，我們用到了哪些研究方法.1探究過程提出問題：彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式是什么.猜想與假設(shè)：1影響彈性勢(shì)能的因數(shù)有哪些? 2彈簧彈力做功的表達(dá)式.彈簧彈性勢(shì)能

13、與彈簧彈力做功的關(guān)系.怎樣計(jì)算彈力變力功.得出探究結(jié)果2探究方法在學(xué)生討論出結(jié)論后用多媒體展示猜想與假設(shè)、類比、遷移、微元、圖象、控制變量、數(shù)學(xué)推理等。得出結(jié)論學(xué)生討論，交流，得出結(jié)論。.假設(shè)，類比，微元，控制變量等方法，探究了彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式，掌握科學(xué)探究的一般研究方法。8、 板書設(shè)計(jì)5、探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式1、彈性勢(shì)能2、定性探究彈簧彈性勢(shì)能的影響因素 1.彈簧的伸長量L 2.勁度系數(shù)k有關(guān) 3、類比： 重力做功彈力做功5、變力做功：微元法 圖像法6、九、教學(xué)反思1物理來源于生活并效勞于生活在教學(xué)中從生活中引入課題，探究問題。物理是來源于生活，課堂的容不能脫離了生活。因?yàn)檎谜n都是以學(xué)生為主的探究性學(xué)習(xí)，創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生提出自己關(guān)心、想要知道的問題、解決問題的時(shí)候又主要是以學(xué)生自評(píng)和互評(píng)以及合作學(xué)習(xí)而得出的結(jié)論，所以在結(jié)論的得出或是結(jié)論的表述上可能會(huì)不嚴(yán)密，難免缺少知識(shí)的系統(tǒng)性，因此如何處理和保持好探究性學(xué)習(xí)中知識(shí)的系統(tǒng)性是探究性學(xué)習(xí)中的值得我們?nèi)パ芯康膯栴}。2. 探究課重在“探究探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式這堂課，重在探究的過程，而