高中物理：探究弹性势能的表达式学案 人教版必修2.doc

“四学”教学模式之物理科教学设计探究弹性势能的表达式课尾导学【学习目标】1、理解弹性势能的概念，会分析决定弹簧弹性势能大小的相关因素。2、知道探究弹性势能表达式的思路。3、体会探究过程中的猜想、类比、迁移、分析、和转化的方法。4、领悟求弹力做功时通过细分过程化变力为恒力的思想方法。学习方法指导：a）类比方法确定弹力做功课前自学【基础知识自学】弹性势能1.弹性形变：，试举出常见的弹性形变的例子：。2.势能的概念：。3.弹性势能：。二．探究弹性势能的表达式1.有关因素⑴在弹簧的弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量之间的关系为：F=。⑵类比重力势能，重力势能大小与物体的重力和高度有关，那么弹性势能就有可能与和有关。⑶事实验证对同一根弹簧，压缩不同的长度，将木块弹出的距离，说明弹簧弹性势能与有关。对不同的弹簧，压缩相同的长度，将木块弹出的距离，说明弹簧弹性势能与有关。2.弹性势能与拉力做功的关系⑴方法类比重力做功与重力势能变化的关系⑵弹力做正功，弹性势能⑶弹力做负功，弹性势能⑷弹力做功多少与弹性势能变化量的关系。3.怎样计算拉力做的功？重力是恒力，重力做功等于重力与物体在竖直方向移动距离的乘积。那么，拉伸弹簧时，拉力做功该怎样计算？4.怎样计算求和式？⑴方法：类比速度——时间图像中求位移的方法⑵怎样计算拉力做功的求和式？是否可以用F-l图象下一个梯形的面积来代表功？⑶拉力做功的表达式。【基本规律自学】弹性势能表达式的得出和弹性势能与其他能量的转化1．弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关（）A．弹簧的长度B．弹簧的劲度系数C．弹簧的形变量D．弹簧的原长2．讨论弹性势能，要从下述哪个问题的分析入手（）A．重力做功B．弹力做功C．弹簧的劲度系数D．弹簧的形变量3．弹簧的一端固定，处于自然长度．现对弹簧的另一端施加一个拉力，如图2示，关于拉力做功（或弹簧克服拉力做功）与弹性势能变化的关系，以下说法中正确的是（）图2FA．拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性势能增加B．拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性势能减少C．弹簧克服拉力做功，弹簧的弹性势能增加D．弹簧克服拉力做功，弹簧的弹性势能减少4．在一次“蹦极”运动中，人由高空落下，到最低点的整个过程中，下列说法中正确的是（）A．重力对人做正功B．人的重力势能减小了C．橡皮绳对人做负功D．橡皮绳的弹性势能增加了5．两弹簧的劲度系数之比为1:2，在弹性限度内的形变量之比为2:1，则它们的弹性势能之比为（）A．1:2B．2:1C．1:4D．4:16．一根弹簧的劲度系数为k＝1000N/m，在弹性限度内，它压缩5cm，则贮存的弹性势能为，若拉伸5cm，贮存的弹性势能为．【自学质疑感悟】课上助学【自学学情反馈】小组合作检查学案完成情况。【能力提升助学】1.在猜想弹性势能可能与哪几个物体量有关的时候，有人猜想弹性势能与弹簧的劲度系数k与弹簧的伸长量x有关，但究竟是与x的一次方，还是x但二次方，还是x的三次方有关呢？请完成下面练习以助思考．（1J＝1N·m）（1）若弹性势能Ep∝kx，由于劲度系数k的单位是N/m，弹簧伸长量x的单位是m，则kx的单位是．（2）若弹性势能Ep∝kx2，由于劲度系数k的单位是N/m，弹簧伸长量x的单位是m，则kx2的单位是．（3）若弹性势能Ep∝kx3，由于劲度系数k的单位是N/m，弹簧伸长量x的单位是m，则kx3的单位是．从以上对单位的计算，你可以得到什么启示？2.一竖直弹簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端，如图所示，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处，则（）A．h愈大，弹簧在A点的压缩量愈大B．弹簧在A点的压缩量与h无关C．h愈大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大D．小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大3.如图所示，表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况。【能力强化助学】自己举一些有关弹性势能转化的例子课后补学【能力拓展补学】１、在一次演示实验中，一个压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小物体，测得弹簧压缩的距离d和小球在粗糙水平面滑动的距离x如下表所示．由此表可以归纳出小物体滑动的距离x跟弹簧压缩的距离d之间的关系，并猜测弹簧的弹性势能Ep跟弹簧压缩的距离d之间的关系分别是(选项中k1、k2是常量)（）实验次数1234d/cm0.501.002.004.00x/m4.9820.0280.10319.5A．x=k1d，Ep=k2dB．x=k1d，Ep=k2d2C．x=k2d2，Ep=k1dD．x=k1d2，Ep=k2d22.通过探究得到弹性势能的表达式为Ep＝kx2/2．式中K为弹簧的劲度系数，x为弹簧伸长（或缩短）的长度．请利用弹性势能的表达式计算下列问题