探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式---教學(xué)設(shè)計(jì)

1、高一物理主體間性智慧生成課堂教案課題7.5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式教學(xué)目標(biāo)1、通過(guò)自學(xué)教材，理解彈性勢(shì)能的概念及意義2、猜測(cè)彈性勢(shì)能的表達(dá)式與哪些因素有關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)預(yù)測(cè)的能力。3、學(xué)習(xí)計(jì)算變力做功的思想方法，體會(huì)微分思想和積分思想在物理學(xué)上的應(yīng) 用。重點(diǎn)1、探究彈性勢(shì)能公式的過(guò)程和所用方法.2、理論探究的方法.難點(diǎn)1、推導(dǎo)拉伸彈簧時(shí)，用微分思想和積分思想求解拉力所做功的表達(dá)式.2、圖象方法解決問(wèn)題.問(wèn)題記錄自學(xué)探究教學(xué)流程請(qǐng)同學(xué)們 將自學(xué)中 的疑難問(wèn) 題寫出 來(lái)。閱讀教材P67 P68 “在探究的過(guò)程中，要依次解決下面幾個(gè)問(wèn)題。（1）彈性勢(shì)能的表達(dá)式可能與哪幾個(gè)物理量有關(guān)？ ”和觀看視頻材料，

2、回答下列問(wèn)題：?jiǎn)栴}導(dǎo)引1、請(qǐng)舉例說(shuō)明發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢(shì)能？為什么有？問(wèn)題導(dǎo)引2、彈性勢(shì)能是怎么產(chǎn)生的？彈性勢(shì)能儲(chǔ)存在哪里？問(wèn)題導(dǎo)引3、是不是所有形變的物體都有彈性勢(shì)能？問(wèn)題導(dǎo)引4、教材先回顧了上一節(jié)運(yùn)用重力做功推導(dǎo)重力勢(shì)能的方法，在探究-t* I ti _uut-t r.、/亠 -Uz rr _uu丄、人/r .r.r- -t* r r r 十 r.厶乙 L+、+ 、一t、 r /r /彈性勢(shì)能時(shí)準(zhǔn)備參考對(duì)重力勢(shì)能的討論，先分析彈力做功的情況，請(qǐng)問(wèn)這樣做 采用了什么樣的物理方法？問(wèn)題導(dǎo)引5、為什么選彈簧原長(zhǎng)時(shí)的彈性勢(shì)能為0較好？不選彈簧原長(zhǎng)時(shí)的彈1性勢(shì)能為0 可不可以？為什么？閱讀教

3、材P68 “在探究的過(guò)程中，要依次解決下面幾個(gè)問(wèn)題。（1）彈性勢(shì)能的表達(dá)式可能與哪幾個(gè)物理量有關(guān)？” P68 “ 2）彈簧的彈性勢(shì)能與拼圖做的功有什么關(guān)系？ ”回答下列冋題。問(wèn)題導(dǎo)引6、為什么說(shuō)重力勢(shì)能與高度成正比，但是彈簧的彈性勢(shì)能不一定與 形變成正比呢？請(qǐng)比較重力做功與彈簧的彈力做功的不冋和相冋之處？A - . - J- 十乙jlJLJE_:flIMB亠awwzUTT呻：供F F v日環(huán)Tl.問(wèn)題導(dǎo)引7、輕彈簧與輕橡皮筋具有相似的性質(zhì)，請(qǐng)做一做以下兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)， 體會(huì)一下彈性勢(shì)能的大小與哪幾個(gè)物理量有關(guān)，分別將同一根橡皮筋拉長(zhǎng) 3cm、6 cm、9 cm,體會(huì)一下橡皮筋的形變?cè)酱螅瑥椥?勢(shì)能

4、也越大。并猜測(cè)彈簧的彈性勢(shì)能可能與形變量成何種關(guān)系？分別將兩根、三根、四根相同的橡皮筋都拉長(zhǎng) 5cm，體會(huì)一下彈性勢(shì)能與“軟硬” 即彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，并猜測(cè)彈簧的彈性勢(shì)能可能與勁度系數(shù)成何種關(guān)系？問(wèn)題導(dǎo)引&教材中說(shuō)“如果探究的結(jié)果與這些猜測(cè)相矛盾，意味著很可能出現(xiàn) 了錯(cuò)誤，需要慎重地“評(píng)估”探究的各個(gè)環(huán)節(jié)“是什么意思？ 閱讀教材P68 “ 2）彈簧的彈性勢(shì)能與拉力做的功有什么關(guān)系？我們一貫的思 想是：研究做功對(duì)某種能量的影響，從而這種能量，在這個(gè)問(wèn)題中則是考慮， 怎樣由拉力做的功得出彈性勢(shì)能的表達(dá)式?！眴?wèn)題導(dǎo)引9、拉力對(duì)彈簧做的功與彈簧的彈性勢(shì)能的變化有什么關(guān)系？“拉力對(duì) 彈簧做的功與彈簧的

5、彈性勢(shì)能之間的關(guān)系”跟“重力做功與重力勢(shì)能之間的關(guān)系” 是一樣的嗎？為什么可以用拉力做的功的大小來(lái)表示彈簧彈性勢(shì)能變化的大小 呢？閱讀教材P68（ 3 ）怎樣計(jì)算拉力做的功？P69 （4）怎樣計(jì)算這個(gè)求和式?問(wèn)題導(dǎo)引10、這部分材料教材（下圖左側(cè)）先后運(yùn)用了哪些物理思想方法？為 什么要這么做？j丼從a拉佯的過(guò)mt廿成很霧小段.它1制怏度長(zhǎng)Al|t密thlLt* It力可以認(rèn)為鼻不雙的它S所入.莊備牛小段上.拉力懺的功分劇眉力在整 蝕程申At的功可同用它在碣tit功之和耒憂表閱讀教材 P69 “ 4）怎樣計(jì)算這個(gè)“ W= Fi Ail F2A2I RA31+”的求和式？提 示：在處理勻變速直線運(yùn)

6、動(dòng)的位移時(shí)，我們?cè)?jīng)利用v-t圖象下一個(gè)梯形的面是不是下面的圖和思維推理過(guò)程。積來(lái)代表功？”回憶一下,丄0 r閱讀“拾樣鴿y可剛血已詼晌禪性靜靦舉達(dá)式 ” 請(qǐng)你想一想、畫一畫、做一做、推一推，你就能得到彈性勢(shì)能的表達(dá)式。1、下列因素與彈性勢(shì)能有關(guān)的是()A、彈簧的長(zhǎng)度 B、彈簧的勁度系數(shù)C、彈簧的形變量D、彈簧的原長(zhǎng)2、 關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是 ()A、彈簧的彈性勢(shì)能跟拉伸(或壓縮)的長(zhǎng)度有關(guān)B、彈簧的彈性勢(shì)能跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)C、同一彈簧，在彈性限度內(nèi)，形變量越大，彈性勢(shì)能越大D、彈簧的彈性勢(shì)能的大小跟使彈簧發(fā)生形變的物體有關(guān)3、 關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是 ()

7、A、當(dāng)彈簧變長(zhǎng)時(shí)，它的彈性勢(shì)能一定增大B、當(dāng)彈簧變短時(shí)，它的彈性勢(shì)能一定變小C、在拉伸長(zhǎng)度相同時(shí)，k越大的彈簧，它的彈性勢(shì)能越大D、彈簧在拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能4關(guān)于彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是()A、重力勢(shì)能屬于物體和地球這個(gè)系統(tǒng)，彈性勢(shì)能屬于發(fā)生彈性形變的物體B、重力勢(shì)能是相對(duì)的，彈性勢(shì)能是絕對(duì)的C、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都是相對(duì)的D、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都是狀態(tài)量5、在探究彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式時(shí)， 下面的猜想有一定道理的是 ()A、重力勢(shì)能與物體離地面的高度有關(guān)，彈性勢(shì)能與彈簧的伸長(zhǎng)量有關(guān)，重力勢(shì) 能與重力的大小有關(guān)，彈性勢(shì)能可能與彈力的大小有關(guān)，而彈力的大小又與彈

8、 簧的勁度系數(shù)k有關(guān)，因此彈性勢(shì)能可能與彈簧的勁度系數(shù) k和彈簧的伸長(zhǎng)量 的二次方 x2 有關(guān)B、A選項(xiàng)中的猜想有一定道理，但不應(yīng)該與 x2有關(guān)，而應(yīng)該是與x3有關(guān)C、 A選項(xiàng)中的猜想有一定道理，但應(yīng)該是與彈簧伸長(zhǎng)量的一次方，即x有關(guān)D、上面三個(gè)猜想都沒(méi)有可能性6在一次“蹦極”運(yùn)動(dòng)中，人由高空落下到降至最低點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）A、重力對(duì)人做正功C、橡皮繩對(duì)人做負(fù)功B、人的重力勢(shì)能減少了D、橡皮繩的彈性勢(shì)能減少了7、如圖所示，小明玩蹦蹦桿，在小明將蹦蹦桿中的彈簧向下壓縮的過(guò)程中，小明的重力勢(shì)能、彈簧的彈性勢(shì)能的變化是（）A、重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能增大B、重力勢(shì)能增大，彈性勢(shì)能減

9、少C、重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能減少D、重力勢(shì)能不變，彈性勢(shì)能增大 8、某同學(xué)在桌面上用一個(gè)小鋼球和一個(gè)彈簧來(lái)探究彈簧的彈性勢(shì)能彈簧一端固定（如圖所示），另一端用鋼球壓縮彈簧后釋放，鋼球被彈出后落地當(dāng)他發(fā)現(xiàn)彈簧壓縮得越多，鋼球被彈出得越遠(yuǎn)，由此能得出的結(jié)論應(yīng)是（）A、彈性勢(shì)能與形變量有關(guān)，形變量越大，彈性勢(shì)能越大B、彈性勢(shì)能與形變量有關(guān)，形變量越大，彈性勢(shì)能越小C、彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)越大，彈性勢(shì)能越大D、彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)越大，彈性勢(shì)能越小9、 如果取彈簧伸長(zhǎng)厶x時(shí)的彈性勢(shì)能為0,則下列說(shuō)法中正確的是（）A、彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為正值B、彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，彈簧的

10、彈性勢(shì)能為負(fù)值C、當(dāng)彈簧的壓縮量為 x時(shí)，彈性勢(shì)能的值為0,D、只要彈簧被壓縮，彈性勢(shì)能的值都為負(fù)值10、關(guān)于彈性勢(shì)能，以下說(shuō)法正確的是（）A、任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能B、物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢(shì)能C、外力對(duì)彈性物體做功，物體的彈性勢(shì)能就一定發(fā)生變化D、彈簧的彈性勢(shì)能只由彈簧的形變量決定1、BC 2、 ABC 3、C 4、ACD5、A 6 、ABC 7、A 8、A 9、BC 10、A1、下列因素與彈性勢(shì)能有關(guān)的是()A、彈簧的長(zhǎng)度B、彈簧的勁度系數(shù)C、彈簧的形變量D、彈簧的原長(zhǎng)答案：BC2、 關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是 ()A、彈簧的彈性勢(shì)能跟拉伸(或壓縮)的長(zhǎng)

11、度有關(guān)B、彈簧的彈性勢(shì)能跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)C、同一彈簧，在彈性限度內(nèi)，形變量越大，彈性勢(shì)能越大D、彈簧的彈性勢(shì)能的大小跟使彈簧發(fā)生形變的物體有關(guān)答案 ABC3、關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是 ()A、當(dāng)彈簧變長(zhǎng)時(shí)，它的彈性勢(shì)能一定增大B、當(dāng)彈簧變短時(shí)，它的彈性勢(shì)能一定變小C、在拉伸長(zhǎng)度相同時(shí)，k越大的彈簧，它的彈性勢(shì)能越大D、彈簧在拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能 答案 C4關(guān)于彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是()A、重力勢(shì)能屬于物體和地球這個(gè)系統(tǒng)，彈性勢(shì)能屬于發(fā)生彈性形變的物體B、重力勢(shì)能是相對(duì)的，彈性勢(shì)能是絕對(duì)的C、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都是相對(duì)的D、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都

12、是狀態(tài)量答案 ACD 5、在探究彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式時(shí)，下面的猜想有一定道理的是()A、重力勢(shì)能與物體離地面的高度有關(guān)，彈性勢(shì)能與彈簧的伸長(zhǎng)量有關(guān)，重力勢(shì) 能與重力的大小有關(guān)，彈性勢(shì)能可能與彈力的大小有關(guān)，而彈力的大小又與彈 簧的勁度系數(shù)k有關(guān)，因此彈性勢(shì)能可能與彈簧的勁度系數(shù) k和彈簧的伸長(zhǎng)量 的二次方 x2 有關(guān)B、A選項(xiàng)中的猜想有一定道理，但不應(yīng)該與 x2有關(guān)，而應(yīng)該是與x3有關(guān)C、 A選項(xiàng)中的猜想有一定道理，但應(yīng)該是與彈簧伸長(zhǎng)量的一次方，即x有關(guān)D、上面三個(gè)猜想都沒(méi)有可能性答案 A6在一次“蹦極”運(yùn)動(dòng)中，人由高空落下到降至最低點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）A、重力對(duì)人做正功B

13、、人的重力勢(shì)能減少了C、橡皮繩對(duì)人做負(fù)功D、橡皮繩的彈性勢(shì)能減少了答案 ABC7、如圖所示，小明玩蹦蹦桿，在小明將蹦蹦桿中的彈簧向下壓縮的過(guò)程中，小明的重力勢(shì)能、彈簧的彈性勢(shì)能的變化是（）A、重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能增大B、重力勢(shì)能增大，彈性勢(shì)能減少C、重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能減少D、重力勢(shì)能不變，彈性勢(shì)能增大答案 A8、某同學(xué)在桌面上用一個(gè)小鋼球和一個(gè)彈簧來(lái)探究彈簧的彈性勢(shì)能.彈簧一端固定（如圖所示），另一端用鋼球壓縮彈簧后釋放，鋼球被彈出后落地當(dāng)他發(fā)現(xiàn)彈簧壓縮得越多，鋼球被彈出得越遠(yuǎn)，由此能得出的結(jié)論應(yīng)是（）A、彈性勢(shì)能與形變量有關(guān)，形變量越大，彈性勢(shì)能越大B、彈性勢(shì)能與形變量有關(guān)，形變量越大

14、，彈性勢(shì)能越小C、彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)越大，彈性勢(shì)能越大D、彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)越大，彈性勢(shì)能越小答案 A9、 如果取彈簧伸長(zhǎng)厶x時(shí)的彈性勢(shì)能為0,則下列說(shuō)法中正確的是（）A、彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為正值B、彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為負(fù)值C、當(dāng)彈簧的壓縮量為 x時(shí)，彈性勢(shì)能的值為0,D、只要彈簧被壓縮，彈性勢(shì)能的值都為負(fù)值答案 BC10、關(guān)于彈性勢(shì)能，以下說(shuō)法正確的是（）A、任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能B、物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢(shì)能C、外力對(duì)彈性物體做功，物體的彈性勢(shì)能就一定發(fā)生變化D、彈簧的彈性勢(shì)能只由彈簧的形變量決定答案：A採(cǎi)黑彈性勢(shì)

15、能的農(nóng)達(dá)式？卷緊的發(fā)條.拉長(zhǎng)或壓縮的弾SL拉開的弓、正在擊球的 M球拍、掙桿跳運(yùn)動(dòng)員手中彎曲的桿.等尊.這鄴物體訂發(fā)生 了彈性形變.毎個(gè)物體的各部分之何都有彈力的相互作用.發(fā)生弾性形變的撈體的各都分之間由于有彈力的相互作 用.也具有勢(shì)能.這種芳能叫做彈性勢(shì)能(elastic poteatml energy).6學(xué)習(xí)這節(jié)的.要普體倉(cāng)爬丸時(shí)il程和炊用們方法夏習(xí)用不要采拿彌丸巧結(jié)論見(jiàn)年要求用彈it野 儲(chǔ)的聶達(dá)氏!在討論重力勢(shì)能的時(shí)侯.我們先分析重力做功的情況.由此人手馮出了重力勢(shì)能的表達(dá) 式。在探究禪性勢(shì)能的衷達(dá)式時(shí).可以參?？铃玖?shì)能的討論.先分析神力做功的情況.當(dāng)彈賽的長(zhǎng)度為原長(zhǎng)時(shí).它的神性勢(shì)

16、能為0彈竇敦拉長(zhǎng)或披壓編后就具有了弾性 勢(shì)能.我們以彈音液拉長(zhǎng)的惰況為例.揮究彈性勢(shì)能的表達(dá)式.在探兗的過(guò)程中.奧依次解決下面幾個(gè)問(wèn)題.重力勢(shì)能與物佯酸舉起的髙度h有關(guān).所以彈注勢(shì)能很可能與彈被拉伸的長(zhǎng)度I有 關(guān).有什么樣的關(guān)系？重力勢(shì)能耳與高度成正比僅.對(duì)于彈性勢(shì)能.盡管也會(huì)是拉伸的 長(zhǎng)度越大.彈賽的弾性勢(shì)能也趙大.但會(huì)是正比代關(guān)系嗎？ k一定.因?yàn)閷?duì)于何一個(gè)彈著. 拉得越長(zhǎng).所用的力就越大.而要舉起何一個(gè)邕物.所用的力并不琦高度變化.甲舉時(shí)力烏它的位高任無(wú)矣乙的“力烏它忡妖的參少宵矣B75-2弾力與力町變化叛乩不一樺.力勁観的豪達(dá)莊債可能也不一嶂即使拉伸的長(zhǎng)度f(wàn)相同.不河彈簧的彈性勢(shì)能也K會(huì)一坪.因?yàn)椴缓螐椈傻?軟硬并 不一樣.即勁度系數(shù)上不同.這點(diǎn)也應(yīng)在禪性勢(shì)能的表達(dá)式中反獲出來(lái).而目應(yīng)該是.在 拉伸長(zhǎng)度/相同時(shí)，&培大.萍性勞能越大.這兩卜猜稍并不能準(zhǔn)確地告訴我們禪性窮能的表達(dá)式，但如果探究的結(jié)果與這些猜沌栢 矛盾.總妹著很可能出現(xiàn)了請(qǐng)誤.緬要憫重地“