
(一)知識與技能
理解彈性勢能的概念及意義,學(xué)習(xí)計算變力做功的思想方法。
(二)過程與方法
1、猜測彈性勢能的表達式與哪些因素有關(guān),培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)預(yù)測的能力。
2、體會計算拉力做功的方法,體會微分思想和積分思想在物理學(xué)上的應(yīng)用。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
通過對彈性勢能公式的探究過程和所用方法,培養(yǎng)學(xué)生探究知識的欲望和學(xué)習(xí)興趣,體味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。
★教學(xué)重點
探究彈性勢能公式的過程和所用方法。
★教學(xué)難點
推導(dǎo)拉伸彈簧時,用微分思想和積分思想求解拉力所做功的表達式。
★教學(xué)方法
實驗觀察法、分析歸納法、遷移法。
★教學(xué)工具
彈簧(兩根,勁度系數(shù)不同),小物塊,多媒體。
★教學(xué)過程
(一)引入新課
教師活動:
1.演示:
裝置如圖所示:
將一木塊靠在彈簧上,壓縮后松手,彈簧將木塊彈出.
分別用一個硬彈簧和一個軟彈簧做上述實驗,分別把它們壓縮后松手,觀察現(xiàn)象.
學(xué)生活動:觀察并敘述實驗現(xiàn)象
現(xiàn)象一:同一根彈簧,壓縮程度越大時,彈簧把木塊推得越遠.
現(xiàn)象二:兩根等長的軟、硬彈簧,壓縮相同程度時,硬彈簧把木塊彈出得遠.
師生共同分析,得出結(jié)論:
上述實驗中,彈簧被壓縮時,要發(fā)生形變,在恢復(fù)原狀時能夠?qū)δ緣K做功,因而具有能量,這種能量叫做彈性勢能.
教師活動:多媒體演示(《撐桿中的彈性勢能》),發(fā)生形變的物體,具有彈性勢能.
請同學(xué)們再舉幾個物體具有彈性勢能的例子:
學(xué)生活動:觀察課件演示,體會發(fā)生形變的物體,具有彈性勢能;思考并舉例:
a.卷緊的發(fā)條
b.被拉伸或壓縮的彈簧
c.擊球的網(wǎng)球拍
d.拉開的弓
[導(dǎo)入] 彈性勢能的大小與哪些因素有關(guān)?彈性勢能的表達式應(yīng)該是怎樣的?這節(jié)課我們就來探究這些問題。
(二)進行新課
教師活動:我們在學(xué)習(xí)重力勢能時,是從哪里開始入手進行分析的?這對我們討論彈性勢能有何啟示?
學(xué)生活動:思考后回答
學(xué)習(xí)重力勢能時,是從重力做功開始入手分析的。討論彈性勢能應(yīng)該從彈力做功的分析入手。
點評:通過知識的遷移,找到探究規(guī)律的思想方法,形成良好的思維習(xí)慣。
教師活動:當(dāng)彈簧的長度為原長時,它的彈性勢能為零,彈簧被拉長或被壓縮后,就具有了彈性勢能,我們只研究彈簧拉長的情況。
在探究的過程中,我們要依次解決那幾個問題呢?請同學(xué)們快速閱讀課本,把這幾個問題找出來。
學(xué)生活動:閱讀教材,找出探究過程中要依次解決的問題,從總體上把握探究的思路。
教師活動:傾聽學(xué)生回答,進一步引導(dǎo)。
(1)重力勢能與高度h成正比,彈性勢能是否也與彈簧的伸長量(或縮短量)成正比?說出你的理由。
(2)在高度h相同的情況下,物體的質(zhì)量越大,重力勢能越大,對于不同的彈簧,其彈性勢能是否也有類似的情形?
(3)對彈性勢能的猜測,并不能告訴我們彈性勢能的表達式,這樣的猜測有沒有實際意義?
學(xué)生活動:思考問題,學(xué)生代表發(fā)言。
教師活動:聽取學(xué)生匯報,點評,解答學(xué)生可能提出的問題。
提出問題:重力做功,重力勢能發(fā)生變化,重力做功在數(shù)值上等于重力勢能的變化量。那么,彈力做功與彈性勢能的變化之間關(guān)系是怎樣的?
學(xué)生活動:思考問題,學(xué)生代表發(fā)言。
教師活動:聽取學(xué)生匯報,點評,解答學(xué)生可能提出的問題。
提出問題:重力是恒力,重力做功等于重力與物體在豎直方向移動距離的乘積。那么,拉伸彈簧時,拉力做功該怎樣計算?閱讀課本,并在練習(xí)本上自己畫圖,寫出拉力在整個過程中做功的表達式。
學(xué)生活動:閱讀教材,思考拉力做功的計算方法。選出代表發(fā)表自己的見解。
點評:通過學(xué)生閱讀,培養(yǎng)學(xué)生的閱讀理解能力;通過學(xué)生探求變力做功的方法,初步形成微分求解變量的物理思想方法。
教師活動:聽取學(xué)生匯報,投影學(xué)生的求解過程,解答學(xué)生可能提出的問題。
提出問題:怎樣計算拉力做功的求和式?是否可以用F-l圖象下一個梯形的面積來代表功?在練習(xí)本上寫出拉力做功的表達式。
學(xué)生活動:在練習(xí)本上作F-l圖象,推導(dǎo)拉力做功的表達式。
教師活動:聽取學(xué)生匯報,投影學(xué)生的推導(dǎo)過程,解答學(xué)生可能提出的問題。
點評:在處理勻變速直線運動的位移時,曾利用v-t圖象下梯形的面積來代表位移;這里利用F-l圖象下的面積來代表功,可以培養(yǎng)學(xué)生知識遷移的能力。但要搞清彈簧長度和伸長量的區(qū)別,l表示伸長量,則F-l圖象下是一個三角形的面積來代表功。
(三)課堂總結(jié)、點評
教師活動:讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學(xué)到黑板上總結(jié),其他同學(xué)在筆記本上總結(jié),然后請同學(xué)評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。
學(xué)生活動:認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié),看誰的更好,好在什么地方。
點評:總結(jié)課堂內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。
教師要放開,讓學(xué)生自己總結(jié)所學(xué)內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構(gòu)建他們自己的知識框架。
(四)實例探究
☆ 對彈性勢能的理解
[例1]一豎直彈簧下端固定于水平地面上,小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上端,如圖所示,經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點A處,則( )
A.h愈大,彈簧在A點的壓縮量愈大
B.彈簧在A點的壓縮量與h無關(guān)
C.h愈大,最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能愈大
D.小球第一次到達A點時彈簧的彈性勢能比最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能大
解析:最終小球靜止在A點時,通過受力分析,小球受自身重力與彈簧的彈力作用,由彈力公式F=kl,即可得出彈簧在A點的壓縮量與h無關(guān),彈簧的彈性勢能與h無關(guān)。
答案B
☆關(guān)于不同能量間的轉(zhuǎn)化
[例2]如圖所示,表示撐桿跳運動的幾個階段:助跑、撐桿起跳、越橫桿。試定性地說明在這幾個階段中能量的轉(zhuǎn)化情況。
分析:運動員的助跑階段,身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人和桿的動能;起跳時,運動員的動能和身體中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為人的重力勢能和撐桿中的彈性勢能,隨著人體的繼續(xù)上升,撐桿中的彈性勢能轉(zhuǎn)化為人的重力勢能,使人體上升至橫桿以上;越過橫桿后,運動員的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能。
★課余作業(yè)
討論課本P16“說一說”中的問題。
★教學(xué)體會
思維方法是解決問題的靈魂,是物理教學(xué)的根本;親自實踐參與知識的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵,離開了思維方法和實踐活動,物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花,水中月。
附:資料袋
人用手將皮球拋出。
在拋球的過程中,球獲得了動能,同時人的化學(xué)能減小,而且球增加的動能和人減少的化學(xué)能在量值上是相等的。
(1)對皮球來說,人對球做的是正功,其能量增加。
(2)對人來講,球?qū)θ俗龅氖秦摴?,所以其能量減少。
(3)對于相互作用的人和球來講,其總能量是守恒的。
可見,做功的過程伴隨著能量的轉(zhuǎn)化過程,做了多少功就有多少能量發(fā)生了轉(zhuǎn)化,概括地說,功是能量轉(zhuǎn)化的標(biāo)志和量度。
這是一份人教版高中物理必修2《5.探究彈性勢能的表達式》教學(xué)設(shè)計2,共3頁。教案主要包含了教學(xué)目標(biāo),教學(xué)重點,教學(xué)難點,教學(xué)課時,探究學(xué)習(xí),課堂訓(xùn)練,課堂小結(jié),作業(yè)布置等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中物理人教版 (新課標(biāo))必修25.探究彈性勢能的表達式教案設(shè)計,共6頁。
這是一份人教版 (新課標(biāo))必修25.探究彈性勢能的表達式教案,共3頁。教案主要包含了教學(xué)目標(biāo),教學(xué)重點,教學(xué)難點,課時安排,教學(xué)過程等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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