高中物理《探究弹性势能的表达式》的教案

时间：2021-09-04 11:08:52 物理教案我要投稿

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高中物理《探究弹性势能的表达式》的教案

　　一、预习目标

高中物理《探究弹性势能的表达式》的教案

上海龙凤1314 shlf　　预习“探究弹性势能的表达式”，初步了解弹性势能特点及其决定因素，变力功的计算方法。

　　二、预习内容

上海龙凤1314 shlf　　1.弹性势能的定义：________________________

上海龙凤1314 shlf　　2.____________________________________叫重力势能。重力势能的表达式是________，当物体的质量一定时，重力势能与 _________成正比。

　　重力做功的特点_______________________________________________________________

　　3.在弹性限度内，弹簧所受到的弹力跟_________成正比。用公式表示则为F=__________

　　4.弹力与重力的变化规律不同表现在哪方面？______________________

　　5.教材中弹性势能与弹力的功有什么关系？与拉力的功呢？

　　三、提出疑惑

　　同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中

　　疑惑点疑惑内容

　　课内探究学案

　　一、学习目标

上海龙凤1314 shlf　　1．理解弹性势能的概念和物理意义。

　　2．学习计算变力做功的思想方法。

　　3．理解弹力的功与弹性势能变化的关系。

　　4．知道弹性势能具有相对性

　　二、学习重难点：

上海龙凤1314 shlf　　解决弹簧拉力做功时如何想到用过的分割、求和、逼近的微积分方法。

　　三、学习过程

　　探究一：弹性势能与哪些因素有关？

上海龙凤1314 shlf　　1.我们学过的重力势能与哪些因素有关，什么关系？

上海龙凤1314 shlf　　2.重力势能中的高度是如何确定的？

　　3.你能不能给弹性势能下定义？

　　定义：发生_______形变的物体的各部分之间，由于的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。

上海龙凤1314 shlf　　4.弹簧被拉长时的弹性势能的探究：弹性势能可能与哪几个物理量有关？

　　阅读教材、小组商量进行猜测，可能与有关。

上海龙凤1314 shlf　　5.重力势能物体被举起的高度，弹性势能是不是与弹簧被拉伸的长度成正比？

　　答： ____________________

　　探究二：推导弹性势能的表达式

　　1．我们怎样得到了重力势能的表达式？

　　2．我们能否借鉴同样的思路，来分析弹力做功的情况呢？

　　3.弹簧的弹性势能与弹力做功有什么关系？

　　被压缩的弹簧弹出物体，弹簧对物体做功，物体的能增加，弹簧的减少

上海龙凤1314 shlf　　4．怎样计算弹力做功？

　　思路点拨：设计一个缓慢的拉伸过程，整个过程中拉力始终等于弹力，这样，就可以用拉力的功来替代弹力的功（替代法）。

上海龙凤1314 shlf　　问：缓慢拉弹簧过程中，每经相等的位移，拉力做的功都相等吗？，

　　经相等的位移做的功是如何变化的？

上海龙凤1314 shlf　　5．我们如何解决这样一个变力做功的问题呢？

　　6.能不能用图象来表示弹力做的功？（提示：以弹力F为纵坐标，以位移X为横坐标，在图象上标出每一小段拉力做的功）

上海龙凤1314 shlf　　提示：在必修1中，为了导出匀变速直线运动的位移公式，针对变速求位移我们曾经用过一种办法……是什么办法？怎样用的？

　　师问：我们能不能采用与求位移类似的方法处理呢？

　　7.由图象可得出拉力做功是____________，弹性势能的表达式是Ep=___________

　　8.你认为弹簧弹性势能为零的位置在哪里？这个位置可以随意规定吗？

　　四、反思总结

上海龙凤1314 shlf　　1．什么是弹性势能？

上海龙凤1314 shlf　　2．弹簧弹性势能的大小与什么因素有关？

上海龙凤1314 shlf　　3．弹簧弹性势能与拉力做功有什么关系？

　　4．弹簧弹性势能的表达式是怎样的？

　　(四)当堂检测

上海龙凤1314 shlf　　1.关于弹性势能，以以下说法正确的是 ( )

上海龙凤1314 shlf　　A．任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能

上海龙凤1314 shlf　　B．物体只要发生形变，就一定具有弹性势能

上海龙凤1314 shlf　　C．外力对弹性物体做功，物体的弹性势能就发生变化

上海龙凤1314 shlf　　D．弹簧的弹性势能只由弹簧的形变量决定

　　2．关于弹力做功与弹性势能的说法正确的是 ( )

　　A．弹力对物体所做的功等于物体所具有的弹性势能.

上海龙凤1314 shlf　　B．物体克服弹力所做的功等于物体所具有的弹性势能.

　　C. 弹力对物体所做的功等于物体弹性势能的减少.

上海龙凤1314 shlf　　D. 物体克服弹力所做的功等于物体弹性势能的增加.

上海龙凤1314 shlf　　3．别弹性势能的表达式与以下那些量有关 ( )

上海龙凤1314 shlf　　A．弹簧的长度. B．弹簧伸长的长度或缩短的长度.

上海龙凤1314 shlf　　C．弹簧的劲度系数. D．弹簧的质量.

上海龙凤1314 shlf　　4.当弹簧的'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，它的弹性势能一定减小

　　C. 若选弹簧自然长度时的势能为0，则其他长度的势能均为正值

　　D. 若选弹簧自然长度的势能为0，则伸长时弹性势能为正值，压缩时弹性势能为负值

　　课后练习与提高

　　1．下列现象中，物体的动能转化为弹性势能的是（）

上海龙凤1314 shlf　　A．秋千在最高处荡向最低处 B．张开的弓把箭水平射出去

上海龙凤1314 shlf　　C．骑自行车匀速驶上斜坡 D．跳水运动员从跳板上跳起

上海龙凤1314 shlf　　2．一物体在竖直弹簧的上方h米处下落，然后又被弹簧弹回，则物体动能最大时是（）

　　A．物体刚接触弹簧时 B．物体将弹簧压缩至最短时

　　C．物体重力与弹力相等时 D．弹簧等于原长时

上海龙凤1314 shlf　　3．如图所示，一个物体以速度v0冲向竖直墙壁，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中以下说法正确的是（）

上海龙凤1314 shlf　　A．物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比

　　B．物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等

　　C．弹力做正功，弹簧的弹性势能减小

　　D．弹簧的弹力做负功，弹性势能增加

上海龙凤1314 shlf　　4．如图所示，质量不计的弹簧一端固定在地面上，弹簧竖直放置．将一小球从距弹簧自由端高度分别为h1、h2的地方先后由静止释放，h1>h2 ，小球落到弹簧后向下运动压缩弹簧．从开始释放小球到获得最大速度的过程中，小球重力势能的变化量ΔEp1与ΔEp2的关系是ΔEp1 ΔEp2 ，弹簧弹性势能的增加量ΔEp1，与ΔEp2，的关系是ΔEp1， ΔEp2， (填“>”、“<”或“=”)．

　　5．如图所示，一根弹簧一固定在墙上，另一端与物体接触但不连接，物体与地面间的动摩擦因素为μ，物体的质量为m．现用力推物体m使之压缩弹簧，放手后物体在弹力作用下沿地面运动距离x而停止（物体已与弹簧分离），弹簧被压缩后具有的弹性势能为多大？

　　6．如果取弹簧伸长Δx时的弹性势能为0，则下列说法中正确的

上海龙凤1314 shlf　　是（）

上海龙凤1314 shlf　　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Δx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

　　7．如图所示，在光滑水平面上有A、B两球，中间连一弹簧，A球固定，今用手拿住B球将弹簧压缩一定距离，然后释放B球，在B球向右运动到最大距离的过程中，B球的加速度将，B球的速度将，弹簧的弹性势能将．

　　课后练习答案上海龙凤1314 shlf：1.A 2.C 3.BC 4.C

　　答案：1.BD 2.C 3.BD 4. > = 5. μmgx 6.BC 7.先变小后变大先变大后变小先减小后变大

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