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“探究弹性势能的表达式”教学设计

物理教案 时间:2022-04-03

【www.rzshzz.com--物理教案】

  【教学目标

  一、知识与技能

  1.理解弹性势能的概念和物理意义。

  2.学习计算变力做功的思想方法。

  3.理解弹力的功与弹性势能变化的关系。

  4.知道弹性势能具有相对性。

  二、过程与方法

  1.仿照重力势能表达式的得出方法探究弹性势能表达式,让学生体会物理学中这种类比迁移的研究方法。

  2.猜测弹性势能表达式与什么有关,培养学生科学推断能力。

  3.又一次应用分割、求和、逼近的方法求变力的功,体会这种微积分思想在物理中的应用。

  4.体会理论探究这种科学方法。

  三、情感态度与价值观

  通过探究过程体会物理学的逻辑之美和方法之美,体会数理的巧妙结合,激发学生求知欲和学习兴趣,享受成功的乐趣。

  【教学重点

  1.再次体会功能关系。

  2.探究的实施过程。

  【教学难点

  1.解决弹簧拉力做功时如何想到用过的分割、求和、逼近的微积分方法。

  2.如何用图像最终解决问题。

  【教学方法

  师生、生生对话讨论的方式。

  【教具准备

  弹簧;自制powerpoint幻灯片。

  【课时安排

  1课时。

  【教学过程

  一、复习并引入新课

  师提问:什么叫势能?什么叫重力势能?

  学生回答后,教师指出势能概念中有两个关键词,一是“相互作用”,二是“位置”,在重力势能概念中体现为重力和高度。

  师:发生弹性形变的物体(如弹簧),各部分间有弹力作用,因此它也具有势能,我们叫它弹性势能。

  教师拿出弹簧做压缩、拉伸演示。

  二、新课教学

  板书:一、弹性势能:发生弹性形变的物体各部分之间,由于弹力的相互作用而具有的势能。

  师:本节课我们就探究弹性势能与哪些因素有关、是什么关系。

  师提问:我们学过的重力势能与哪些因素有关,什么关系?

  学生回答后,教师强调出其中的高度是相对于参考平面的高度,即重力势能有相对性。

  师提问:我们可以肯定,弹性势能也有相对性。研究重力势能一般选地面为参考平面,即零重力势能位置;那么你认为研究弹性势能选哪一位置为参考位置,即零弹性势能位置最好呢?

  几乎所有学生都会选原长为零位置,教师表示认可,可是不点评。但教师应该明白,学生是因为原长时弹力为零,才认为势能为零,即他们认为原长时势能就是零,而不是选定为零的,若时间允许,在本节课最后讨论弹性势能相对性时,可选取别的位置为参考位置,体会原长时势能可以不为零。

  师提问:那么猜一猜弹性势能与哪些因素有关(以弹簧为例)

  学生可能猜出:长度;伸长量;压缩量;弹力;劲度系数;形变量;质量;材料;匝数;半径;钢丝粗细;匝密度等等;教师引导学生之间讨论交流,最后形成一致意见:与劲度系数k和形变量(伸长量或压缩量)l有关。

  师提问:猜一猜是什么关系?

  若学生猜到ep=kl,会有许多同学表示反对,引导同学之间讨论得出论断;若学生猜出kl再乘以l,即ep=kl2,让他说出理由,并请其他同学判断有无道理,若没有人反驳,教师可引导,根据不同层次的学生水平,可从以下三种引导方式中选择一种:(1)kl再乘以l,就是力乘以位移,要注意功计算式的使用条件是力为恒力。(2)直接告知弹簧从原长到拉长l的过程中弹力越来越大为变力。(3)不仅告知弹力越来越大为变力,还指明用末态的弹力kl代替过程中的弹力平均值偏大了。共3页,当前第1页123

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