高中物理必修2探究弹性势能的表达式(2).doc

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探究弹性势能的表达式(2)
学习目标：
一、知识和技能充分全面了解弹性势能的概念和定义
二、过程和方法会分析弹性势能表达式的意义及与其相关的物理量
三、情感、态度与价值观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
重难点：探究方法如何计算总功和弹性势能
四、教学思路
探究出结果
功能关系
间接探究
猜想可能的因素
提出问题
探究的问题
（目标）

微元法求功

过程：
一、复习提问：
1、设弹簧的劲度系数为k，伸长量为l，则弹力大小是多少？
2、在将弹簧拉长的过程中，拉力大小恒定吗？
3、请一位同学作出弹力——伸长量的图像。
讲：在将弹簧拉长的过程中，拉力做了功，同时弹簧某一种能在增大，这是什么能量呢？这种能量的表达是什么呢？这是本节课的内容。
二、进行新课
（一）弹性势能的概念教学
师：在将弹簧拉长的过程中，拉力做了功，同时弹簧某一种能在增大，这是弹性势能。（请学生看书，说出什么是弹性势能）
问：什么情况下弹性势能为0，在什么情况下弹簧就有了弹性势能？
学生：在无形变时，弹性势能为0，弹簧在被拉长或压缩时，弹簧就有了弹性势能。
下面，研究弹簧在被拉长的情况下，弹性势能的表达式。
（二）探究弹性势能的表达式
1、猜想：弹性势能的大小可能与什么因素有关
组织学生讨论，猜想，教师并给出小结。
弹性势能的大小可能拉长量和不同弹簧的“软硬”有关，弹簧的“软硬”实际上就是弹簧的劲度系数为k。
教师：猜想的结果并不能准确得出弹性势能的表达式，仍需继续探讨。
2、通过功能关系探讨
问：在某一次拉伸弹簧的过程中，拉力做的功是100J,求此时弹簧的弹性势能。
学生：100J
问：为什么？
学生：拉力做了多少功，弹性势能就增大多少？
这样：我们又如何间接探究弹性势能的大小（表达式）呢？
学生：求出在拉伸弹簧的过程中，拉罗做的功。
写出表达式：Ep=w
3、计算拉力的功
通过举高物理来分析：在将一物理匀速举高的过程中，做的功如何求？
学生：w=Gh
教师：很好，因为什么呢？（G是恒定的力）
在将弹簧拉长的过程中，拉力做的功又如何求呢？
学生：W=Fl
教师：式中，l是什么量？
学生：位移，也就是弹簧的位长量。
教师：F大小恒定吗？
学生：是变力
教师：在功的公式w=Fl中，只有F是恒力才能用此公式求功，而在拉伸弹簧的过程中，拉力F=kl，拉力随着l的变大而变大，F是变力，那怎么办呢？
让学生思考或讨论2~3分钟，也可以让学生看课本中提到的方法。
问：如何求匀变速直线运动的位移的呢？
教师：将总时间划分为很多段时间，在每一段短时间内，可看成是匀速运动，最后将s=v1t1+v2t2+v3t3+…………，可用v-t图像的面积来表示位移。
在这种情况下，可将弹簧的伸长量划分为很多段位移，在每一段很小的位移中，形变量的变化可不计，在每一小段的位移中，F可看成是恒力，则
w=?（组织学生讨论，分析）
教师提供一定的引导和帮助
可通过F——l的图像求F做的功。
F
t
v
t

教师：推导w=FL/2=kll/2=kl2/2
则：Ep=W=kl2/2
课堂小结：探究思路，探究思想及探究方法。
在本次探究过程中，应用到了微元的思想，在微元的情况下，可次某一变量看成是恒量，有助于解答相关的问题，这一种方法实际是由伟大的物理学家牛顿创立的，而并不是数学家创立的。
课堂作业：模块检测
作业：作业纸
教后记：