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探究彈性勢能的表達式 教材分析 這是節(jié)不包含實驗探究的探究課，本節(jié)是先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(guān)，彈性勢能與拉力所做的功之間的關(guān)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，內(nèi)容的安排完全符合人們認識事物的思維過程。 學(xué)情分析 （2）心理特點：依據(jù)20世紀最著名的發(fā)展心理學(xué)家皮亞杰的理論可知高一學(xué)生的認知發(fā)展過程是由具體運算階段向形式運算階段過渡，也是由直觀認識向邏輯推理、實驗推理過渡階段，因此在教學(xué)中，要遵循從感性到理性的認識規(guī)律，本節(jié)課抓住學(xué)生的心理特點進行教學(xué)設(shè)計。 （3）已有知識：通過上一節(jié)《重力勢能》的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步體驗到“研究重力勢能是從重力做功入手”以及“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”，并且學(xué)生已具有一定的知識遷移能力了。因此可以讓學(xué)生通過類比，也從拉力做功入手來研究彈簧的彈性勢能。因為重力的功與重力和物體的位置變化有關(guān)，彈力做的功與彈力和彈簧的形變量有關(guān)，這樣的猜想是很容易想到的。關(guān)鍵的問題是如何研究拉力的功，同樣讓學(xué)生回憶并類比于研究勻變速直線運動的位移的方法，將彈簧的形變過程分成很多小段，每一小段中近似認為拉力是不變的，而且上一節(jié)課中研究當路徑是曲線的時候，研究重力所做的功也是將曲線分成很多近似認為是直線來處理的，這點學(xué)生也是容易想到的。 教學(xué)目標 【知識與能力】 1．理解彈性勢能的概念； 2．知道探究彈性勢能表達式的方法，了解計算變力做功的思想與方法； 3．進一步了解功和能的關(guān)系。 【過程與方法】 1．利用邏輯推理和類比的方法探究彈性勢能表達式； 2．通過探究彈性勢能表達式的過程，讓學(xué)生體會微分思想和積分思想在物理學(xué)中的應(yīng)用。 【情感態(tài)度價值觀】 1．培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)的好奇心與求知欲； 2．通過討論與交流等活動，培養(yǎng)學(xué)生與他人進行交流與反思的習(xí)慣。發(fā)揚與他人合作的精神，分享探究成功后的喜悅之情； 3．體味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)重難點 【教學(xué)重點】 探究彈性勢能表達式的過程與方法；體會微分思想和積分思想在物理學(xué)中的應(yīng)用。 【教學(xué)難點】 如何合理的推理與類比；結(jié)合圖像體會微分和積分思想，研究拉力做功。 課前準備 多媒體素材、課件。不同勁度系數(shù)的彈簧、小車等。 教學(xué)過程 ［新課導(dǎo)入］ 壓縮的彈簧可以把小球彈出很遠、拉開的弓可以把箭射出、撐桿跳高運動員可以借助手中的彎曲的桿跳得很高……這些現(xiàn)象說明什么？ 說明發(fā)生彈性形變的物體具有能量，本節(jié)課將定量地研究這種形式的能量。 ［新課教學(xué)］ 一、彈性勢能 發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用，也具有勢能，這種勢能叫做彈性勢能（elastic potentialenergy）。 卷緊的發(fā)條，被拉伸或壓縮的彈簧，拉彎的弓，擊球時的網(wǎng)球拍或羽毛球拍，撐桿跳高時的撐桿等，都具有彈性勢能。 勢能也叫位能，是由相互作用的物體的相對位置決定的。 二、探究彈性勢能的表達式 在討論重力勢能的時候，我們從重力做功的分析入手。討論彈性勢能的時候，則要從彈力做功的分析入手。在探究彈性勢能的表達式時，可以參考對重力勢能的討論。 1．探究彈性勢能表達式的方法 當彈簧的長度為原長時，它的彈性勢能為0，彈簧被拉長或被壓縮后，就具有了彈性勢能。我們研究彈簧被拉長的情況。 在探究的過程中，要依次解決下面幾個問題。 二、探究彈性勢能的表達式 1．探究彈性勢能表達式的方法 （1）彈性勢能的表達式可能與哪幾個物理量有關(guān)？ 彈簧的彈性勢能與彈簧的勁度系數(shù)k、形變量l有關(guān)。勁度系數(shù)k越大、形變量l越大，彈性勢能越大。 （2）彈簧的彈性勢能與拉力所做的功有什么關(guān)系？ W＝EP0－EP EP＝－W＝WF （3）怎樣計算拉力所做的功？ 拉力在整個過程中做的功可以用它在各小段做功之和來代表 F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…… （4）怎樣計算這個求和式？ F－l圖線下方的三角形“面積”值等于拉力F所做的功。 2．彈性勢能的表達式 EP＝－W＝ 三、說明 1．彈性勢能是物體的各部分所共有的 2．彈性勢能的相對性 教學(xué)反思 1．這是堂探究型課，但也不乏教師的傳授式教學(xué)，在類比于研究變速直線運動中的位移來計算拉力所做的功時，學(xué)生顯得有點被動，全是由老師講解，究其原因有：①放開來讓學(xué)生思考，怕時間不夠；②可能是引導(dǎo)還不夠藝術(shù)。 2．因為整堂都是以學(xué)生為主的探究性學(xué)習(xí)，創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生提出自己關(guān)心、想要知道的問題，解決問題的時候又主要是以學(xué)生自評和互評以及合作學(xué)習(xí)而得出結(jié)論的，所以在結(jié)論的得出或是結(jié)論的表述可能會不嚴密，難免缺少知識的系統(tǒng)性，因此如何處理和保持好探究性學(xué)習(xí)中知識的系統(tǒng)性是探究性學(xué)習(xí)中的值得我們?nèi)パ芯康膯栴}。 3．探究型學(xué)習(xí)課給教師提出了很高了要求。在探究的第一個環(huán)節(jié)一定要千方百計的鼓勵學(xué)生提出問題，但由于學(xué)生之間存在差異性，不同的學(xué)生提出的問題層次各有不同，因此一定要因材施教，根據(jù)不同的學(xué)生創(chuàng)設(shè)不同的情景以及要運用不同的引導(dǎo)方法、激勵方法和評價方案；根據(jù)不同的學(xué)生，采用不同的方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動學(xué)生的積極性等等。這就給教師提出了很大的要求。又由于學(xué)生提出的問題的難預(yù)料，給課堂教學(xué)帶來了一定的難度。這就要求教師具有較強的引導(dǎo)和應(yīng)變能力，同時教師必須要非常了解學(xué)生，教師平時多走進學(xué)生，關(guān)愛學(xué)生，了解學(xué)生，懂得學(xué)生的興趣點；尊重每一位學(xué)生，但不放縱學(xué)生等。對于教師本人，必須要有強烈的“以學(xué)生為主體”的意識，課堂應(yīng)該是屬于學(xué)生的課堂，同時一要創(chuàng)設(shè)一個和諧、平等、民主的課堂氛圍。