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探究彈性勢能的表達(dá)式教案
作為一名教學(xué)工作者，時常要開展教案準(zhǔn)備工作，教案是保證教學(xué)取得成功、提高教學(xué)質(zhì)量的基本條件。那么大家知道正規(guī)的教案是怎么寫的嗎？下面是小編幫大家整理的探究彈性勢能的表達(dá)式教案，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
探究彈性勢能的表達(dá)式教案1
一、課前預(yù)習(xí)，填好提綱，并作出練習(xí)。
二、針對預(yù)習(xí)疑問，設(shè)置相應(yīng)的知識板塊及講解思路，以供學(xué)生解決時使用。
三、具體操控如下：
1、出示學(xué)習(xí)目標(biāo)。
2、提問重力勢能相關(guān)內(nèi)容，以利于總結(jié)彈性勢能
（1）重力做功與經(jīng)過的路徑無關(guān)
�。�2）重力勢能表達(dá)式Ep=mgh,具有相對性，是個標(biāo)量。
（3）重力做功與重力勢能變化的關(guān)系（具體）
�。�4）重力做功與重力勢能的變化與零勢能面的選擇無關(guān)，只與高度差有關(guān)。
（5）重力勢能是由于地球的吸引和與地球相對位置決定的能。
3、提出本節(jié)需解決的問題：
（1）舉出物體發(fā)生彈性形變的例子，分析彈力的產(chǎn)生，說明什么是彈性勢能。彈簧具有的能量越多，物體彈出越遠(yuǎn)。
�。�2）根據(jù)事實猜想彈性勢能可能與什么有關(guān)？（由學(xué)生上臺講解）
得出結(jié)論：形變量越大，勁度越大，勢能越多。（控制變量）
學(xué)生的問題：軟硬彈簧的意思
�。�3）本節(jié)探究的問題與重力勢能探究有無共同之處？是否可以沿用上節(jié)的探究思路？談?wù)勀愕南敕ǎǘ际莿菽�，本�?jié)不要求探究出結(jié)果，只需學(xué)會探究方法，制定探究方案等；可以，以類比的方法談?wù)勚亓菽艿奶骄窟^程，知道彈力做功，彈性勢能會進(jìn)行轉(zhuǎn)化，從而確定探究的.入手之處--彈力的功）
（4）本節(jié)屬于理論上的實驗探究課程，請?zhí)岢鎏骄康木唧w方案。（給出模型，交代相應(yīng)的量）
說出探究過程中要解決的主要問題，你是怎樣解決的？數(shù)據(jù)如何處理？探究結(jié)果如何？用到那些思想方法？
�。ɑ�?yōu)楹愕乃枷耄瑘D想法，極限，類比等）
�。�5）怎樣進(jìn)行評估？
學(xué)生提出的問題：彈性勢能也具有相對性嗎？是標(biāo)量嗎？彈性勢能也是系統(tǒng)共有的嗎？（否）彈力的功與彈性勢能變化的關(guān)系是什么？彈力功的正負(fù)如何判斷？
4、討論后總結(jié)本節(jié)知識與方法�；仡櫮繕�(biāo)
5、交流預(yù)習(xí)答案，解決錯誤，評講3、4題。
反思：學(xué)生的問題很大，主要是提出的幾個問題，還有數(shù)據(jù)的處理不是很明白，這里最好老師重復(fù)一下。
探究彈性勢能的表達(dá)式教案2
教學(xué)目標(biāo)
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(dá)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，體會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(dá)式。
教學(xué)過程
一、引入新課
實驗導(dǎo)入
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，學(xué)生認(rèn)真觀察實驗現(xiàn)象并敘述。
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(yuǎn)。
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(yuǎn)。
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：彈性勢能的大小與哪些因素有關(guān)？彈性勢能的表達(dá)式應(yīng)該是怎樣的？這節(jié)課我們就來探究這些問題。
二、新課教學(xué)
教師：我們在學(xué)習(xí)重力勢能時，是從哪里開始入手進(jìn)行分析的？這對我們討論彈性勢能有何啟示？
學(xué)生思考后回答：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)該從彈力做功入手分析。
教師點評：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：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，我們類比重力勢能猜測一下：彈性勢能與哪些因素有關(guān)？
學(xué)生思考討論，教師點撥歸納：
（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）有關(guān)？若有關(guān)，是否是簡單的正比關(guān)系？
�。�2）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？
（3）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？
教師：請同學(xué)們帶著這些問題設(shè)計實驗，探究彈性勢能的表達(dá)式。
實驗方案：利用教材P69圖7.5-3所示的裝置，彈簧一端固定，根據(jù)控制變量法，由拉力做功數(shù)值上等于彈力做功，也等于彈性勢能變化量，即Ep=W=Ffl，把不能直接測量的彈性勢能轉(zhuǎn)換為測拉力做功。只要我們探究出l與形變量x、勁度系數(shù)k的關(guān)系，就知道Ep與形變量x、勁度系數(shù)k的關(guān)系。
1.保持k一定，研究形變量x與拉力的位移l的關(guān)系。
2.保持x不變，研究勁度系數(shù)k與拉力的位移l的關(guān)系。
多次試驗并記錄數(shù)據(jù)，填入設(shè)計的表格：
（1）保持k一定，研究形變量x與拉力的位移l的關(guān)系。
彈簧的形變量（m）
拉力的位移l（m）
1
x1
2
x2
3
x3
4
x4
�。�2）保持x不變，研究勁度系數(shù)k與拉力的位移l的關(guān)系。
勁度系數(shù)（N/m）
拉力的位移l（m）
1
k1
2
k2
3
k3
指導(dǎo)學(xué)生將數(shù)據(jù)錄入電腦利用Excel進(jìn)行處理，通過圖像法找出各量之間的關(guān)系。
實驗結(jié)論：彈性勢能與形變量的平方x2成正比，Ep∝x2。
彈性勢能與勁度系數(shù)k成正比，Ep∝k。
通過上面的實驗，我們已經(jīng)證實了彈性勢能與形變量和勁度系數(shù)有關(guān)，但是他們之間的具體定量關(guān)系又如何呢？
提出問題：如何求彈性勢能？如何求彈力所做的功？如何把變力轉(zhuǎn)化為不變的力？
思路點撥：設(shè)計一個緩慢的拉伸過程，整個過程中拉力始終等于彈力，用拉力的功來替代彈力的功。由于彈力是一個變力，計算彈力的功不能用W=Fs，設(shè)彈簧的形變量為x，則彈力F=kx.指導(dǎo)學(xué)生回顧研究勻加速直線運(yùn)動位移的方法。
學(xué)生利用微元法求解：可以把變力功問題轉(zhuǎn)化為恒力功問題來解決。把拉伸的過程分為很多小段，它們的長度是Δx1、Δx2、Δx3……在各個小段上，拉力可以近似認(rèn)為是不變的，它們分別是F1、F2、F3……所以，在各個小段上，拉力做的功分別是F1Δx1、F2Δx2、F3Δx3……拉力在整個過程中做的功可以用它在各個小段做功之和來表示W(wǎng)總=F1Δx1+F2Δx2+F3Δx3……
學(xué)生自己畫出F–x圖像，并與v–t圖像比較。由v–t圖像下的面積來代表位移，通過思考、討論和交流，可以得出F–x圖像下的面積能表示彈力所做的功。
多媒體投影學(xué)生的推導(dǎo)過程，回答學(xué)生可能提出的問題：
彈力做功等于陰影部分面積W=
思路總結(jié)：利用“無限分割”法來計算彈簧發(fā)生微小形變時彈力做的功，再利用圖像法來計算各段微小形變彈力做功之和，從而確定彈性勢能。
總結(jié)：表達(dá)式Ep=kl2
式中Ep：彈性勢能k：彈簧勁度系數(shù) l：彈簧形變量
提出問題：上面我們已經(jīng)推導(dǎo)出了彈性勢能的表達(dá)式，彈性勢能跟彈力做功之間有什么關(guān)系？先請學(xué)生回顧復(fù)習(xí)重力勢能跟重力做功的關(guān)系：重力做正功，重力勢能減少，例如做自由落體運(yùn)動的小球；重力做負(fù)功，重力勢能增加，例如豎直上拋的小球。
設(shè)計情景引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)：
如圖所示，滑塊以初速度v沖向固定在豎直墻壁的彈簧，并將彈簧壓縮。在彈簧壓縮的過程中，彈簧給滑塊的'力F與速度的方向相反，滑塊克服彈簧彈力做功，即彈簧彈力做負(fù)功，彈簧被壓縮了，彈性勢能增加了。
在彈簧從最大壓縮量向原長恢復(fù)的過程中，彈簧給滑塊的力F向右，彈簧彈力做正功，彈簧的形變減小，彈性勢能減小。
總結(jié)：彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系：
1.彈力做正功，彈性勢能減少；
2.彈力做負(fù)功，彈性勢能增大。
三、課堂小結(jié)
一、彈性勢能
定義：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。
二、彈性勢能的表達(dá)式Ep=1/2kl2。
四、課堂練習(xí)
1．在探究功與物體速度變化關(guān)系的實驗中，得到如圖所示四條紙帶，應(yīng)選用 （ ）。
2．關(guān)于彈性勢能，下列說法正確的是（ ）。
A.在拉伸長度相同時，k越大的彈簧，它的彈性勢能越大
B.當(dāng)彈簧變長時，它的彈性勢能一定增大
C.當(dāng)彈簧變短時，它的彈性勢能一定變小
D.彈簧的形變量越大，它的勁度系數(shù)k值越大
3．光滑水平面上有一物體，在水平恒力F作用下由靜止開始運(yùn)動。經(jīng)過時間t1速度達(dá)到v。經(jīng)過時間t2，速度由v增大到2v。在t1和t2兩段時間內(nèi)，外力F對物體做功之比為（ ）。
A．1：1B．1：3C．3：1D．1：4
答案：1.C2.A3.B
五、布置作業(yè)
閱讀教材，熟悉本節(jié)課的內(nèi)容及研究方法。
探究彈性勢能的表達(dá)式教案3
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
預(yù)習(xí)“探究彈性勢能的表達(dá)式”，初步了解彈性勢能特點及其決定因素，變力功的計算方法。
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1.彈性勢能的定義：________________________
2.____________________________________叫重力勢能。重力勢能的表達(dá)式是________，當(dāng)物體的質(zhì)量一定時，重力勢能與 _________成正比。
重力做功的特點_______________________________________________________________
3.在彈性限度內(nèi)，彈簧所受到的彈力跟_________成正比。用公式表示則為F=__________
4.彈力與重力的變化規(guī)律不同表現(xiàn)在哪方面？______________________
5.教材中彈性勢能與彈力的功有什么關(guān)系？與拉力的功呢？
三、提出疑惑
同學(xué)們，通過你的自主學(xué)習(xí)，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中
疑惑點 疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
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、學(xué)習(xí)重難點：
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。
三、學(xué)習(xí)過程
探究一：彈性勢能與哪些因素有關(guān)？
1.我們學(xué)過的重力勢能與哪些因素有關(guān)，什么關(guān)系？
2.重力勢能中的高度是如何確定的？
3.你能不能給彈性勢能下定義？
定義：發(fā)生_______形變的物體的各部分之間，由于 的相互作用，也具有勢能，這種勢能叫做彈性勢能。
4.彈簧被拉長時的彈性勢能的探究：彈性勢能可能與哪幾個物理量有關(guān)？
閱讀教材、小組商量進(jìn)行猜測，可能與 有關(guān)。
5.重力勢能 物體被舉起的高度 ，彈性勢能是不是與彈簧被拉伸的長度 成正比？
答： ____________________
探究二：推導(dǎo)彈性勢能的表達(dá)式
1．我們怎樣得到了重力勢能的表達(dá)式？
2．我們能否借鑒同樣的思路，來分析彈力做功的情況呢？
3.彈簧的彈性勢能與彈力做功有什么關(guān)系？
被壓縮的彈簧彈出物體，彈簧對物體做功，物體的 能增加，彈簧的 減少
4．怎樣計算彈力做功？
思路點撥：設(shè)計一個緩慢的拉伸過程，整個過程中拉力始終等于彈力，這樣，就可以用拉力的功來替代彈力的功（替代法）。
問：緩慢拉彈簧過程中，每經(jīng)相等的位移，拉力做的功都相等嗎？ ，
經(jīng)相等的位移做的功是如何變化的？
5．我們?nèi)绾谓鉀Q這樣一個變力做功的問題呢？
6.能不能用圖象來表示彈力做的功？（提示：以彈力F為縱坐標(biāo)，以位移X為橫坐標(biāo)，在圖象上標(biāo)出每一小段拉力做的功）
提示：在必修1中，為了導(dǎo)出勻變速直線運(yùn)動的位移公式，針對變速求位移我們曾經(jīng)用過一種辦法……是什么辦法？怎樣用的？
師問：我們能不能采用與求位移類似的方法處理呢？
7.由圖象可得出拉力做功是____________，彈性勢能的表達(dá)式是Ep=___________
8.你認(rèn)為彈簧彈性勢能為零的位置在哪里？這個位置可以隨意規(guī)定嗎？
四、反思總結(jié)
1．什么是彈性勢能？
2．彈簧彈性勢能的大小與什么因素有關(guān)？
3．彈簧彈性勢能與拉力做功有什么關(guān)系？
4．彈簧彈性勢能的表達(dá)式是怎樣的？
(四)當(dāng)堂檢測
1.關(guān)于彈性勢能，以以下說法正確的是 ( )
A．任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能
B．物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢能
C．外力對彈性物體做功，物體的彈性勢能就發(fā)生變化
D．彈簧的彈性勢能只由彈簧的形變量決定
2．關(guān)于彈力做功與彈性勢能的說法正確的是 ( )
A．彈力對物體所做的功等于物體所具有的彈性勢能.
B．物體克服彈力所做的功等于物體所具有的彈性勢能.
C. 彈力對物體所做的功等于物體彈性勢能的減少.
D. 物體克服彈力所做的功等于物體彈性勢能的增加.
3．別彈性勢能的表達(dá)式與以下那些量有關(guān) ( )
A．彈簧的長度. B．彈簧伸長的長度或縮短的長度.
C．彈簧的勁度系數(shù). D．彈簧的質(zhì)量.
4.當(dāng)彈簧的彈性勢能，下列說法中正確的是：（ ）
A. 當(dāng)彈簧變長時，它的彈性勢能一定增大
B. 當(dāng)彈簧變短時，它的彈性勢能一定減小
C. 若選彈簧自然長度時的勢能為0，則其他長度的勢能均為正值
D. 若選彈簧自然長度的勢能為0，則伸長時彈性勢能為正值，壓縮時彈性勢能為負(fù)值
課后練習(xí)與提高
1．下列現(xiàn)象中，物體的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能的是 （ ）
A．秋千在最高處蕩向最低處 B．張開的弓把箭水平射出去
C．騎自行車勻速駛上斜坡 D．跳水運(yùn)動員從跳板上跳起
2．一物體在豎直彈簧的上方h米處下落，然后又被彈簧彈回，則物體動能最大時是（ ）
A．物體剛接觸彈簧時 B．物體將彈簧壓縮至最短時
C．物體重力與彈力相等時 D．彈簧等于原長時
3．如圖所示，一個物體以速度v0沖向豎直墻壁，墻壁和物體間的.彈簧被物體壓縮，在此過程中以下說法正確的是 （ ）
A．物體對彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比
B．物體向墻壁運(yùn)動相同的位移，彈力做的功不相等
C．彈力做正功，彈簧的彈性勢能減小
D．彈簧的彈力做負(fù)功，彈性勢能增加
4． 如圖所示，質(zhì)量不計的彈簧一端固定在地面上，彈簧豎直放置．將一小球從距彈簧自由端高度分別為h1、h2的地方先后由靜止釋放，h1>h2 ，小球落到彈簧后向下運(yùn)動壓縮彈簧．從開始釋放小球到獲得最大速度的過程中，小球重力勢能的變化量ΔEp1與ΔEp2的關(guān)系是ΔEp1 ΔEp2 ，彈簧彈性勢能的增加量ΔEp1，與ΔEp2，的關(guān)系是ΔEp1， ΔEp2， (填“>”、“<”或“=”)．
5．如圖所示，一根彈簧一固定在墻上，另一端與物體接觸但不連接，物體與地面間的動摩擦因素為μ，物體的質(zhì)量為m．現(xiàn)用力推物體m使之壓縮彈簧，放手后物體在彈力作用下沿地面運(yùn)動距離x而停止（物體已與彈簧分離），彈簧被壓縮后具有的彈性勢能為多大？
6．如果取彈簧伸長Δx時的彈性勢能為0，則下列說法中正確的
是 （ ）
A．彈簧處于原長時，彈簧的彈性勢能為正值
B．彈簧處于原長時，彈簧的彈性勢能為負(fù)值
C．當(dāng)彈簧的壓縮量為Δx時，彈性勢能的值為0
D．只要彈簧被壓縮，彈性勢能的值都為負(fù)值
7．如圖所示，在光滑水平面上有A、B兩球，中間連一彈簧，A球固定，今用手拿住B球?qū)椈蓧嚎s一定距離，然后釋放B球，在B球向右運(yùn)動到最大距離的過程中，B球的加速度將 ，B球的速度將 ，彈簧的彈性勢能將 ．
課后練習(xí)答案：1.A 2.C 3.BC 4.C
答案：1.BD 2.C 3.BD 4. > = 5. μmgx 6.BC 7.先變小后變大 先變大后變小 先減小后變大
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