《探究彈性勢能的表達式》

設計思想

探究式學習的本質是概念規律的結論是通過學生自己的活動或推理由自己獲得的。高中物理教學中的科學探究不全是實驗探究，這是節不包含實驗探究的探究課，從探究過程看是邏輯推理任務型，教學中先通過事例引出什么是彈性勢能，然后以彈簧為例探究彈性勢能與什么因素有關，彈性勢能與拉力所做的功之間的關系以及如何計算拉力所做的功進而得到彈性勢能的表達式。從整體上看，本節課堂是用啟發性的語言引導學生自己觀察、發現與思考，自己提出問題并尋找問題的答案。“探究彈性勢能的表達式”的主要目的并不是讓學生學習這個關系式，而是讓學生經歷一次探究的過程。

凡是有利于學生“構建知識”、形成“科學觀念”、領悟“科學研究方法”的各種活動都屬于科學探究范疇。因此，在教學中重點放在物理方法的教學及加深學生對科學探究的理解上。本節課的探究是在學生原有認知基礎上，通過猜想與假設，運用已掌握的物理規律、從理論上推導出新的物理規律，它注重理論推導。

教學目標

一、知識與技能

1、理解彈性勢能的概念和物理意義；

2、掌握計算變力做功的思想方法；

3、鞏固做功與能量變化的關系（彈力的功與彈性勢能變化的關系）；

4、知道彈性勢能具有相對性。

二、過程與方法

1、類比重力勢能決定因素、猜測彈性勢能的表達式與哪些因素有關，培養學生科學預測的能力。

2、通過探究彈性勢能表達式的過程，體會微積分思想在物理學中的應用。

三、情感、態度與價值觀

通過探究過程體會數理的巧妙結合，激發學生求知欲和學習興趣，享受成功的樂趣。

教學重點

分析決定彈性勢能大小的因素；探究彈性勢能公式的過程和所用方法。

教學難點

推導拉伸彈簧時，微積分思想求解拉力所做功的表達式。

教學流程

創設物理情景──提出彈性勢能的概念──類比重力勢能與重力做功──演示彈簧彈力做功的實驗──猜測彈性勢能的決定因素──研究拉力做功──遷移微元法求變力功──獲得彈性勢能的表達式。

教學過程

教師活動

學生活動

設計意圖

一、彈性勢能概念引出

多媒體展示圖片（三類：撐桿跳高、張弓射箭、各類彈簧）

提問：從能量角度說明這類圖片的共同特征是什么？

總結：也就是說，變形的桿、弓和彈簧中儲存一定的能量，這種能量就叫做彈性勢能。

請同學們再舉幾個物體具有彈性勢能的例子：卷緊的發條、擊球的網球拍……

問題提出：關于彈性勢能，你想知道什么，想研究什么，就以問題的形式提出來，我們一起解決。大家先考慮兩分鐘。同桌、前后排的同學也可以相互討論下。

二、探究過程

本節課我們以彈簧拉伸為例來探究彈性勢能的決定因素以及彈性勢能的定量表達式。

1、同學們先來猜想一下：彈性勢能的大小與什么有關？（類比重力勢能）

問題1、解決重力是恒力，彈力是變力

ppt顯示圖片并問：在物體升降的過程中，重力是否發生變化？

ppt顯示圖片并問：而彈簧的拉力在拉伸過程中是否發生變化？

教師說明彈力在彈簧變形過程中是變力！與重力是不同的！

問題2：同學們想想，類比重力勢能，彈性勢能可能與哪個量有關？