《探究彈性勢能的表達式》教案
《探究彈性勢能的表達式》教案1
一、課前預習,填好提綱,并作出練習。
二、針對預習疑問(wèn),設置相應的知識板塊及講解思路,以供學(xué)生解決時(shí)使用。
三、具體操控如下:
1、出示學(xué)習目標。
2、提問(wèn)重力勢能相關(guān)內容,以利于總結彈性勢能
。1)重力做功與經(jīng)過(guò)的路徑無(wú)關(guān)
。2)重力勢能表達式Ep=mgh,具有相對性,是個(gè)標量。
。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(wú)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、提出本節需解決的問(wèn)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(shuō)明什么是彈性勢能。彈簧具有的能量越多,物體彈出越遠。
。2)根據事實(shí)猜想彈性勢能可能與什么有關(guān)?(由學(xué)生上臺講解)
得出結論:形變量越大,勁度越大,勢能越多。(控制變量)
學(xué)生的問(wèn)題:軟硬彈簧的意思
。3)本節探究的問(wèn)題與重力勢能探究有無(wú)共同之處?是否可以沿用上節的探究思路?談?wù)勀愕南敕ǎǘ际莿菽,本節不要求探究出結果,只需學(xué)會(huì )探究方法,制定探究方案等;可以,以類(lèi)比的方法談?wù)勚亓菽艿奶骄窟^(guò)程,知道彈力做功,彈性勢能會(huì )進(jìn)行轉化,從而確定探究的入手之處--彈力的功)
。4)本節屬于理論上的實(shí)驗探究課程,請提出探究的具體方案。(給出模型,交代相應的量)
說(shuō)出探究過(guò)程中要解決的主要問(wèn)題,你是怎樣解決的?數據如何處理?探究結果如何?用到那些思想方法?
。ɑ?yōu)楹愕乃枷,圖想法,極限,類(lèi)比等)
。5)怎樣進(jìn)行評估?
學(xué)生提出的問(wèn)題:彈性勢能也具有相對性嗎?是標量嗎?彈性勢能也是系統共有的嗎?(否)彈力的功與彈性勢能變化的關(guān)系是什么?彈力功的正負如何判斷?
4、討論后總結本節知識與方法;仡櫮繕
5、交流預習答案,解決錯誤,評講3、4題。
反思:學(xué)生的問(wèn)題很大,主要是提出的幾個(gè)問(wèn)題,還有數據的處理不是很明白,這里最好老師重復一下。
《探究彈性勢能的表達式》教案2
一、預習目標
預習“探究彈性勢能的表達式”,初步了解彈性勢能特點(diǎn)及其決定因素,變力功的計算方法。
二、預習內容
1.彈性勢能的定義:________________________
2.____________________________________叫重力勢能。重力勢能的表達式是________,當物體的質(zhì)量一定時(shí),重力勢能與 _________成正比。
重力做功的特點(diǎn)_______________________________________________________________
3.在彈性限度內,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律不同表現在哪方面?______________________
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(guò)你的自主學(xué)習,你還有哪些疑惑,請把它填在下面的表格中
疑惑點(diǎn) 疑惑內容
課內探究學(xué)案
一、學(xué)習目標
1.理解彈性勢能的概念和物理意義。
2.學(xué)習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)習重難點(diǎn):
解決彈簧拉力做功時(shí)如何想到用過(guò)的分割、求和、逼近的微積分方法。
三、學(xué)習過(guò)程
探究一:彈性勢能與哪些因素有關(guān)?
1.我們學(xué)過(guò)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(cháng)時(shí)的彈性勢能的探究:彈性勢能可能與哪幾個(gè)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(cháng)度 成正比?
答: ____________________
探究二:推導彈性勢能的表達式
1.我們怎樣得到了重力勢能的表達式?
2.我們能否借鑒同樣的思路,來(lái)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(diǎn)撥:設計一個(gè)緩慢的拉伸過(guò)程,整個(gè)過(guò)程中拉力始終等于彈力,這樣,就可以用拉力的功來(lái)替代彈力的功(替代法)。
問(wèn):緩慢拉彈簧過(guò)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.我們如何解決這樣一個(gè)變力做功的問(wèn)題呢?
6.能不能用圖象來(lái)表示彈力做的功?(提示:以彈力F為縱坐標,以位移X為橫坐標,在圖象上標出每一小段拉力做的功)
提示:在必修1中,為了導出勻變速直線(xiàn)運動(dòng)的位移公式,針對變速求位移我們曾經(jīng)用過(guò)一種辦法……是什么辦法?怎樣用的?
師問(wèn):我們能不能采用與求位移類(lèi)似的方法處理呢?
7.由圖象可得出拉力做功是____________,彈性勢能的表達式是Ep=___________
8.你認為彈簧彈性勢能為零的'位置在哪里?這個(gè)位置可以隨意規定嗎?
四、反思總結
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式是怎樣的?
(四)當堂檢測
1.關(guān)于彈性勢能,以以下說(shuō)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(shuō)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.別彈性勢能的表達式與以下那些量有關(guān) ( )
A.彈簧的長(cháng)度. B.彈簧伸長(cháng)的長(cháng)度或縮短的長(cháng)度.
C.彈簧的勁度系數. D.彈簧的質(zhì)量.
4.當彈簧的彈性勢能,下列說(shuō)法中正確的是:( )
A. 當彈簧變長(cháng)時(shí),它的彈性勢能一定增大
B. 當彈簧變短時(shí),它的彈性勢能一定減小
C. 若選彈簧自然長(cháng)度時(shí)的勢能為0,則其他長(cháng)度的勢能均為正值
D. 若選彈簧自然長(cháng)度的勢能為0,則伸長(cháng)時(shí)彈性勢能為正值,壓縮時(shí)彈性勢能為負值
課后練習與提高
1.下列現象中,物體的動(dòng)能轉化為彈性勢能的是 ( )
A.秋千在最高處蕩向最低處 B.張開(kāi)的弓把箭水平射出去
C.騎自行車(chē)勻速駛上斜坡 D.跳水運動(dòng)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(dòng)能最大時(shí)是( )
A.物體剛接觸彈簧時(shí) B.物體將彈簧壓縮至最短時(shí)
C.物體重力與彈力相等時(shí) D.彈簧等于原長(cháng)時(shí)
3.如圖所示,一個(gè)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(guò)程中以下說(shuō)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.物體向墻壁運動(dòng)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動(dòng)壓縮彈簧.從開(kāi)始釋放小球到獲得最大速度的過(guò)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(dòng)摩擦因素為μ,物體的質(zhì)量為m.現用力推物體m使之壓縮彈簧,放手后物體在彈力作用下沿地面運動(dòng)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(cháng)Δx時(shí)的彈性勢能為0,則下列說(shuō)法中正確的
是 ( )
A.彈簧處于原長(cháng)時(shí),彈簧的彈性勢能為正值
B.彈簧處于原長(cháng)時(shí),彈簧的彈性勢能為負值
C.當彈簧的壓縮量為Δx時(shí),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球將彈簧壓縮一定距離,然后釋放B球,在B球向右運動(dòng)到最大距離的過(guò)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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