新課標人教課件系列《高中物理》必修課2*5.5《探索彈性勢能的表達》 *教學目標 知識與技能 理解彈性勢能的概念和意義，學習計算功的思維方法通過可變力完成。 過程與方法 1、猜測彈性勢能的表達與哪些因素有關，培養學生科學預測能力。 2.了解拉力所做功的計算方法，了解微分思維和積分思維在物理學中的應用。 情感、態度和價值觀通過彈性勢能公式的探索過程和方法，培養學生探索知識的欲望和學習的興趣彈性勢能的表達式，讓學生體會彈性勢能對生活的意義，提高認識物理學在生活中的應用。 [教學重點] 探討彈性勢能公式的使用過程和方法。 【教學難點】推導拉簧時，運用微分和積分的思維求解拉力所做功的表達。 *5.5 探討彈性勢能的表達方式 1. 彈性勢能的概念 2. 探討彈性勢能的表達方式 3. 彈簧力所做的功與彈性勢能變化的關系 相互作用產生的勢能*1、彈簧長度2、剛度系數1、彈性勢能的表達式
該表達式可能與哪些物理量相關？ （類比、猜想） 2、彈簧的彈性勢能與拉力所做的功有什么關系？ （類比，進一步構造函數關系的思想） 2.探索彈性勢能→EBomb*的表達式 3.如何計算拉力所做的功？ F是可變力。 如何找到它所做的工作？ 微量元素法*W1=F1ΔL1W2=F2ΔL2W3=F3ΔL3…W=W1+W2+W3+…=F1ΔL1+F2ΔL2+F3ΔL3+…*回想一下：這個求和公式如何計算？ 聯想* 拉力做功的計算方法 變力做功的計算方法：*4。 彈簧彈性勢能表達式解釋： (1) 一般規定，當彈簧處于原始長度時，彈簧的彈性勢能為零 (2) L 為彈簧的伸長量長度或壓縮量 (3)L, EP 相對 EP=* 3、彈簧彈力做功與彈性勢能變化的關系 1、彈簧彈力做正功，彈性勢能減小，彈性勢能減小。 彈力做負功，彈性勢能增加2.表達式*1。 我們的探索過程是怎樣的？ （1）提問：彈簧的彈性勢能的表達式是什么？ （2）猜想：彈性勢能可能與哪些因素有關？ (3) 靈活性
勢能和功之間有什么關系？ (4) 拉力做功如何計算？ （五）獲得研究成果 2、研究方法：猜想假設、類比、傳遞、微觀元素、圖像、數學推理等，這些是科學探究的一般研究方法 *例1 關于彈性勢能彈性勢能的表達式，哪一種是下列說法正確的是 A.任何發生彈性變形的物體都具有彈性勢能。 B、凡是具有彈性勢能的物體，必然發生彈性變形。 C、物體只要發生變形，就一定具有彈性勢能。 D. 彈簧的彈性勢能僅與彈簧被拉力有關。 關于伸展或壓縮長度的提示：根據彈性勢能的定義和相關因素來判斷。 (AB)*分析：物體發生彈性變形時，各部分之間由于彈力而產生的勢能稱為彈性勢能。 因此，任何發生彈性變形的物體都具有彈性勢能，任何具有彈性勢能的物體必然具有彈性變形。 物體變形。 如果是非彈性變形，沒有彈力，則物體不具有彈性勢能。 彈簧的彈性勢能不僅與彈簧被拉伸或壓縮的長度有關，還與彈簧的剛度系數有關。 正確選項是A、B。 見解： 變形的物體不一定有
存在彈性勢能。 只有發生彈性變形的物體才具有彈性勢能。 對此我們必須有清醒的認識。 *例2 在本課的探究活動中，我們多次使用了類比研究法。 讓我們嘗試用一個例子來說明。 提示在給出答案之前仔細閱讀課本。 分析：在本課的探索活動中，主要用到類比研究方法的地方有：①研究彈性勢能的出發點是比較重力勢能和彈性勢能。 討論重力勢能從分析重力做功開始，討論彈性勢能從分析彈力做功開始。 ②猜測彈性勢能表達式中的相關物理量，將重力勢能與彈性勢能、重力、彈力進行類比。 重力勢能與物體被舉起的高度有關，因此彈性勢能可能與彈簧拉伸的距離有關。 彈力和重力的變化規律不同，彈性勢能和重力勢能的表達方式也可能不同。 *③計算拉力所做的功類似于計算勻速直線運動的位移。 在計算勻變速直線運動的位移時，位移被分成許多小段。 每個小段的速度可以近似認為是相等的。 物體在整個過程中的位移等于各小段位移之和。要計算拉力所做的功，彈簧的形狀可以為
變化過程被分成許多小段，每個小段的拉力可近似認為是恒定的。 整個過程中拉力所做的功等于各小段做功的總和。 ④ 計算各小截面功的求和公式，vt 圖像的位移與 Fl 圖像的功類似。 vt圖像下的相關區域代表位移，FL圖像下的相關區域代表功。 類比就是對同類事物或問題進行比較，找出規律。 類比法是物理學中重要的研究方法。 *例4 彈簧原長度為l0，剛度系數為k。 用力拉，直至伸長量為l，拉力所做的功為W1； 繼續拉動彈簧，直到彈簧在彈性限度內伸長l，繼續伸長過程中拉力所做的功為W2。 求 W1 與 W2 的比率。 使用 Fl 圖像分析的提示。 解析拉力F與彈簧的伸長量l成正比，因此Fl曲線圖是一條傾斜的直線，如圖5-33所示。 直線下方的相關面積代表工作量。 其中，線段OA下方的三角形面積代表第一道工序中拉力所做的功W1，線段AB下方的梯形面積代表拉力所做的功W2第二個過程中的力.show
然而，兩個塊的面積之比為1:3，即W1:W2=1:3。 *啟示 上述求解方法采用了課本上探索彈性勢能表達的研究方法，即利用Fl圖像進行直觀分析。 如果你還記得彈性勢能的表達式，你也可以根據彈性勢能的表達式計算出來。 由于拉力所做的功增加了彈簧的彈性勢能，因此W1與W2的比例為W1:W2=::::=1:3。 -*例5 如圖5-34所示，一根剛度系數為k的輕質彈簧一端固定，另一端綁在木塊上。 該塊被放置在光滑的水平表面上。 現在用外力慢慢拉動物體塊。 若外力所做的功為W，則物體移動了多遠？ F提示外力所做的功等于彈簧彈性勢能的增加。 分析如果用Ep來表示彈簧最終的彈性勢能，那么外力所做的功*啟蒙教材注指出：“學習本節時，要重點理解探究和求導的過程。所用的方法，并不要求掌握探究的結論，更不要求用彈性勢能的表達來解決問題。 這就涉及到彈性勢能表達式的應用。 僅作為“發展水平”要求提出，僅供有學習空間的同學參考。 **