探究弹性势能的表达式---教学设计.docx

武汉市第四十九中学2016-2017学年度下学期
高一物理 主体间性智慧生成课堂教案
班级： 小组： 姓名： 日期： 20170309编号：
课题
7.5探究弹性势能的表达式
编制人：蔡红斌
教学目标
1、通过自学教材，理解弹性势能的概念及意义
2、猜测弹性势能的表达式与哪些因素有关，培养学生科学预测的能力。
3、学习计算变力做功的思想方法，体会微分思想和积分思想在物理学上的应用。
重点
1、探究弹性势能公式的过程和所用方法．
2、理论探究的方法．
难点
1、推导拉伸弹簧时，用微分思想和积分思想求解拉力所做功的表达式．
2、图象方法解决问题．
问题记录
自学探究教学流程
请同学们将自学中的疑难问题写出来。
阅读教材P67~ P68“在探究的过程中，要依次解决下面几个问题。（1）弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？”和观看视频材料，回答下列问题：

问题导引1、请举例说明发生弹性形变的物体具有弹性势能？为什么有？

问题导引2、弹性势能是怎么产生的？弹性势能储存在哪里？

问题导引3、是不是所有形变的物体都有弹性势能？

问题导引4、教材先回顾了上一节运用重力做功推导重力势能的方法，在探究弹性势能时准备参考对重力势能的讨论，先分析弹力做功的情况，请问这样做采用了什么样的物理方法？

问题导引5、为什么选弹簧原长时的弹性势能为0较好？不选弹簧原长时的弹性势能为0可不可以？为什么？

阅读教材P68“在探究的过程中，要依次解决下面几个问题。（1）弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？”~ P68“（2）弹簧的弹性势能与拼图做的功有什么关系？”回答下列问题。
问题导引6、为什么说重力势能与高度成正比，但是弹簧的弹性势能不一定与形变成正比呢？请比较重力做功与弹簧的弹力做功的不同和相同之处？

问题导引7、轻弹簧与轻橡皮筋具有相似的性质，请做一做以下两个小实验，体会一下弹性势能的大小与哪几个物理量有关，
分别将同一根橡皮筋拉长3cm、6 cm、9 cm,体会一下橡皮筋的形变越大，弹性势能也越大。并猜测弹簧的弹性势能可能与形变量成何种关系？
分别将两根、三根、四根相同的橡皮筋都拉长5cm，体会一下弹性势能与“软硬”即弹簧的劲度系数有关，并猜测弹簧的弹性势能可能与劲度系数成何种关系？

问题导引8、教材中说“如果探究的结果与这些猜测相矛盾，意味着很可能出现了错误，需要慎重地“评估”探究的各个环节“是什么意思？

阅读教材P68“（2）弹簧的弹性势能与拉力做的功有什么关系？我们一贯的思想是：研究做功对某种能量的影响，从而这种能量，在这个问题中则是考虑，怎样由拉力做的功得出弹性势能的表达式。”
问题导引9、拉力对弹簧做的功与弹簧的弹性势能的变化有什么关系？“拉力对弹簧做的功与弹簧的弹性势能之间的关系”跟“重力做功与重力势能之间的关系”是一样的吗？为什么可以用拉力做的功的大小来表示弹簧弹性势能变化的大小呢？

阅读教材P68（3）怎样计算拉力做的功？ ~P69 （4）怎样计算这个求和式？
问题导引10、这部分材料教材（下图左侧）先后运用了哪些物理思想方法？为什么要这么做？
“”

阅读教材P69“（4）怎样计算这个“W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋… ”的求和式？提示：在处理匀变速直线运动的位移时，我们曾经利用v-t图象下一个梯形的面积来代表功？……”回忆一下，是不是下面的图和思维推理过程。

阅读“”，请你想一想、画一画、做一做、推一推，你就能得到弹性势能的表达式。

1、下列因素与弹性势能有关的是（ ）
A、弹簧的长度 B、弹簧的劲度系数 C、弹簧的形变量 D、弹簧的原长
2、关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是(　 　)．
A、弹簧的弹性势能跟拉伸(或压缩)的长度有关
B、弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关
C、同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大
D、弹簧的弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关
3、关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是(　 　)．
A、当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
B、当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小
C、在拉伸长度相同时，k 越大的弹簧，它的弹性势能越大
D、弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能
4．关于弹性势能和重力势能，下列说法正确的是 (　 　)
A、重力势能属于物体和地球这个系统，弹性势能属于发生弹性形变的物体
B、重力势能是相对的，弹性势能是绝对的
C、重力势能和弹性势能都是相对的
D、重力势能和弹性势能都是状态量
5、在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下面的猜想有一定道理的是 (　 　)
A、重力势能与物体离地面的高度有关，弹性势能与弹簧的伸长量有关，重力势能与重力的大小有关，弹性势能可能与弹力的大小有关，而弹力的大小又与弹簧的劲度系数k有关，因此弹性势能可能与弹簧的劲度系数k和弹簧的伸长量的二次方x2有关
B、A选项中的猜想有一定道理，但不应该与x2有关，而应该是与x3有关
C、A选项中的猜想有一定道理，但应该是与弹簧伸长量的一次方，即x有关
D、上面三个猜想都没有可能性
6、在一次“蹦极”运动中，人由高空落下到降至最低点的整个过程中，下列说法中正确的是 (　　)
A、重力对人做正功 B、人的重力势能减少了
C、橡皮绳对人做负功 D、橡皮绳的弹性势能减少了
7、如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是(　　 )
A、重力势能减少，弹性势能增大
B、重力势能增大，弹性势能减少
C、重力势能减少，弹性势能减少
D、重力势能不变，弹性势能增大
8、某同学在桌面上用一个小钢球和一个弹簧来探究弹簧的弹性势能．弹簧一端固定(如图所示)，另一端用钢球压缩弹簧后释放，钢球被弹出后落地．当他发现弹簧压缩得越多，钢球被弹出得越远，由此能得出的结论应是(　　)
A、弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性
势能越大
B、弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性势能越小
C、弹性势能与劲度系数有关，劲度系数越大，弹性势能越大
D、弹性势能与劲度系数有关，劲度系数越大，弹性势能越小
9、如果取弹簧伸长△x时的弹性势能为0，则下列说法中正确的是（ ）
A、弹簧处于原长时，弹簧的弹性势能为正值
B、弹簧处于原长时，弹簧的弹性势能为负值
C、当弹簧的压缩量为△x时，弹性势能的值为0，
D、只要弹簧被压缩，弹性势能的值都为负值
10、关于弹性势能，以下说法正确的是（ ）
A、任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能
B、物体只要发生形变，就一定具有弹性势能
C、外力对弹性物体做功，物体的弹性势能就一定发生变化
D、弹簧的弹性势能只由弹簧的形变量决定

1、BC 2、 ABC 3、C 4、ACD 5、A 6、ABC 7、A 8、A 9、BC 10、A
1、下列因素与弹性势能有关的是（ ）
A、弹簧的长度 B、弹簧的劲度系数 C、弹簧的形变量 D、弹簧的原长
答案：BC
2、关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是(　 　)．
A、弹簧的弹性势能跟拉伸(或压缩)的长度有关
B、弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关
C、同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大
D、弹簧的弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关
答案　ABC
3、关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是(　　)．
A、当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
B、当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小
C、在拉伸长度相同时，k 越大的弹簧，它的弹性势能越大
D、弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能
答案　C
4．关于弹性势能和重力势能，下列说法正确的是 (　　)
A、重力势能属于物体和地球这个系统，弹性势能属于发生弹性形变的物体
B、重力势能是相对的，弹性势能是绝对的
C、重力势能和弹性势能都是相对的
D、重力势能和弹性势能都是状态量
答案　ACD
5、在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下面的猜想有一定道理的是 (　　)
A、重力势能与物体离地面的高度有关，弹性势能与弹簧的伸长量有关，重力势能与重力的大小有关，弹性势能可能与弹力的大小有关，而弹力的大小又与弹簧的劲度系数k有关，因此弹性势能可能与弹簧的劲度系数k和弹簧的伸长量的二次方x2有关
B、A选项中的猜想有一定道理，但不应该与x2有关，而应该是与x3有关
C、A选项中的猜想有一定道理，但应该是与弹簧伸长量的一次方，即x有关
D、上面三个猜想都没有可能性
答案　A

6、在一次“蹦极”运动中，人由高空落下到降至最低点的整个过程中，下列说法中正确的是 (　　)
A、重力对人做正功
B、人的重力势能减少了
C、橡皮绳对人做负功
D、橡皮绳的弹性势能减少了
答案　ABC
7、如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是(　　 )
A、重力势能减少，弹性势能增大
B、重力势能增大，弹性势能减少
C、重力势能减少，弹性势能减少
D、重力势能不变，弹性势能增大
答案　A
8、某同学在桌面上用一个小钢球和一个弹簧来探究弹簧的弹性势能．弹簧一端固定(如图所示)，另一端用钢球压缩弹簧后释放，钢球被弹出后落地．当他发现弹簧压缩得越多，钢球被弹出得越远，由此能得出的结论应是(　　)
A、弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性
势能越大
B、弹性势能与形变量有关，形变量越大，弹性势能越小
C、弹性势能与劲度系数有关，劲度系数越大，弹性势能越大
D、弹性势能与劲度系数有关，劲度系数越大，弹性势能越小
答案　A

9、如果取弹簧伸长△x时的弹性势能为0，则下列说法中正确的是（ ）
A、弹簧处于原长时，弹簧的弹性势能为正值
B、弹簧处于原长时，弹簧的弹性势能为负值
C、当弹簧的压缩量为△x时，弹性势能的值为0，
D、只要弹簧被压缩，弹性势能的值都为负值
答案BC

10、关于弹性势能，以下说法正确的是（ ）
A、任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能
B、物体只要发生形变，就一定具有弹性势能
C、外力对弹性物体做功，物体的弹性势能就一定发生变化
D、弹簧的弹性势能只由弹簧的形变量决定
答案：A