“探究彈性勢能的表達(dá)式”教學(xué)設(shè)計

　　【教學(xué)目標(biāo)】

　　一、知識與技能

　　1.理解彈性勢能的概念和物理意義。

　　2.學(xué)習(xí)計算變力做功的思想方法。

　　3.理解彈力的功與彈性勢能變化的關(guān)系。

　　4.知道彈性勢能具有相對性。

　　二、過程與方法

　　1.仿照重力勢能表達(dá)式的得出方法探究彈性勢能表達(dá)式，讓學(xué)生體會物理學(xué)中這種類比遷移的研究方法。

　　2.猜測彈性勢能表達(dá)式與什么有關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)推斷能力。

　　3.又一次應(yīng)用分割、求和、逼近的方法求變力的功，體會這種微積分思想在物理中的應(yīng)用。

　　4.體會理論探究這種科學(xué)方法。

　　三、情感態(tài)度與價值觀

　　通過探究過程體會物理學(xué)的邏輯之美和方法之美，體會數(shù)理的巧妙結(jié)合，激發(fā)學(xué)生求知欲和學(xué)習(xí)興趣，享受成功的樂趣。

　　【教學(xué)重點】

　　1.再次體會功能關(guān)系。

　　2.探究的實施過程。

　　【教學(xué)難點】

　　1.解決彈簧拉力做功時如何想到用過的分割、求和、逼近的微積分方法。

　　2.如何用圖像最終解決問題。

　　【教學(xué)方法】

　　師生、生生對話討論的方式。

　　【教具準(zhǔn)備】

　　彈簧；自制powerpoint幻燈片。

　　【課時安排】

　　1課時。

　　【教學(xué)過程】

　　一、復(fù)習(xí)并引入新課

　　師提問：什么叫勢能？什么叫重力勢能？

　　學(xué)生回答后，教師指出勢能概念中有兩個關(guān)鍵詞，一是“相互作用”，二是“位置”，在重力勢能概念中體現(xiàn)為重力和高度。

　　師：發(fā)生彈性形變的物體（如彈簧），各部分間有彈力作用，因此它也具有勢能，我們叫它彈性勢能。

　　教師拿出彈簧做壓縮、拉伸演示。

　　二、新課教學(xué)

　　板書：一、彈性勢能：發(fā)生彈性形變的物體各部分之間，由于彈力的相互作用而具有的勢能。

　　師：本節(jié)課我們就探究彈性勢能與哪些因素有關(guān)、是什么關(guān)系。

　　師提問：我們學(xué)過的重力勢能與哪些因素有關(guān)，什么關(guān)系？

　　學(xué)生回答后，教師強(qiáng)調(diào)出其中的高度是相對于參考平面的高度，即重力勢能有相對性。

　　師提問：我們可以肯定，彈性勢能也有相對性。研究重力勢能一般選地面為參考平面，即零重力勢能位置；那么你認(rèn)為研究彈性勢能選哪一位置為參考位置，即零彈性勢能位置最好呢？

　　幾乎所有學(xué)生都會選原長為零位置，教師表示認(rèn)可，可是不點評。但教師應(yīng)該明白，學(xué)生是因為原長時彈力為零，才認(rèn)為勢能為零，即他們認(rèn)為原長時勢能就是零，而不是選定為零的，若時間允許，在本節(jié)課最后討論彈性勢能相對性時，可選取別的位置為參考位置，體會原長時勢能可以不為零。

　　師提問：那么猜一猜彈性勢能與哪些因素有關(guān)（以彈簧為例）

　　學(xué)生可能猜出：長度；伸長量；壓縮量；彈力；勁度系數(shù)；形變量；質(zhì)量；材料；匝數(shù)；半徑；鋼絲粗細(xì)；匝密度等等；教師引導(dǎo)學(xué)生之間討論交流，最后形成一致意見：與勁度系數(shù)k和形變量（伸長量或壓縮量）l有關(guān)。

　　師提問：猜一猜是什么關(guān)系？

　　若學(xué)生猜到ep=kl，會有許多同學(xué)表示反對，引導(dǎo)同學(xué)之間討論得出論斷；若學(xué)生猜出kl再乘以l，即ep=kl2，讓他說出理由，并請其他同學(xué)判斷有無道理，若沒有人反駁，教師可引導(dǎo)，根據(jù)不同層次的學(xué)生水平，可從以下三種引導(dǎo)方式中選擇一種：（1）kl再乘以l，就是力乘以位移，要注意功計算式的使用條件是力為恒力。（2）直接告知彈簧從原長到拉長l的過程中彈力越來越大為變力。（3）不僅告知彈力越來越大為變力，還指明用末態(tài)的彈力kl代替過程中的彈力平均值偏大了。