新课标人教课件系列《高中物理》必修课2*5.5《探索弹性势能的表达》 *教学目标 知识与技能 理解弹性势能的概念和意义，学习计算功的思维方法通过可变力完成。 过程与方法 1、猜测弹性势能的表达与哪些因素有关，培养学生科学预测能力。 2.了解拉力所做功的计算方法，了解微分思维和积分思维在物理学中的应用。 情感、态度和价值观通过弹性势能公式的探索过程和方法，培养学生探索知识的欲望和学习的兴趣弹性势能的表达式，让学生体会弹性势能对生活的意义，提高认识物理学在生活中的应用。 [教学重点] 探讨弹性势能公式的使用过程和方法。 【教学难点】推导拉簧时，运用微分和积分的思维求解拉力所做功的表达。 *5.5 探讨弹性势能的表达方式 1. 弹性势能的概念 2. 探讨弹性势能的表达方式 3. 弹簧力所做的功与弹性势能变化的关系 相互作用产生的势能*1、弹簧长度2、刚度系数1、弹性势能的表达式
该表达式可能与哪些物理量相关？ （类比、猜想） 2、弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么关系？ （类比，进一步构造函数关系的思想） 2.探索弹性势能→EBomb*的表达式 3.如何计算拉力所做的功？ F是可变力。 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：这个求和公式如何计算？ 联想* 拉力做功的计算方法 变力做功的计算方法：*4。 弹簧弹性势能表达式解释： (1) 一般规定，当弹簧处于原始长度时，弹簧的弹性势能为零 (2) L 为弹簧的伸长量长度或压缩量 (3)L, EP 相对 EP=* 3、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系 1、弹簧弹力做正功，弹性势能减小，弹性势能减小。 弹力做负功，弹性势能增加2.表达式*1。 我们的探索过程是怎样的？ （1）提问：弹簧的弹性势能的表达式是什么？ （2）猜想：弹性势能可能与哪些因素有关？ (3) 灵活性
势能和功之间有什么关系？ (4) 拉力做功如何计算？ （五）获得研究成果 2、研究方法：猜想假设、类比、传递、微观元素、图像、数学推理等，这些是科学探究的一般研究方法 *例1 关于弹性势能弹性势能的表达式，哪一种是下列说法正确的是 A.任何发生弹性变形的物体都具有弹性势能。 B、凡是具有弹性势能的物体，必然发生弹性变形。 C、物体只要发生变形，就一定具有弹性势能。 D. 弹簧的弹性势能仅与弹簧被拉力有关。 关于伸展或压缩长度的提示：根据弹性势能的定义和相关因素来判断。 (AB)*分析：物体发生弹性变形时，各部分之间由于弹力而产生的势能称为弹性势能。 因此，任何发生弹性变形的物体都具有弹性势能，任何具有弹性势能的物体必然具有弹性变形。 物体变形。 如果是非弹性变形，没有弹力，则物体不具有弹性势能。 弹簧的弹性势能不仅与弹簧被拉伸或压缩的长度有关，还与弹簧的刚度系数有关。 正确选项是A、B。 见解： 变形的物体不一定有
存在弹性势能。 只有发生弹性变形的物体才具有弹性势能。 对此我们必须有清醒的认识。 *例2 在本课的探究活动中，我们多次使用了类比研究法。 让我们尝试用一个例子来说明。 提示在给出答案之前仔细阅读课本。 分析：在本课的探索活动中，主要用到类比研究方法的地方有：①研究弹性势能的出发点是比较重力势能和弹性势能。 讨论重力势能从分析重力做功开始，讨论弹性势能从分析弹力做功开始。 ②猜测弹性势能表达式中的相关物理量，将重力势能与弹性势能、重力、弹力进行类比。 重力势能与物体被举起的高度有关，因此弹性势能可能与弹簧拉伸的距离有关。 弹力和重力的变化规律不同，弹性势能和重力势能的表达方式也可能不同。 *③计算拉力所做的功类似于计算匀速直线运动的位移。 在计算匀变速直线运动的位移时，位移被分成许多小段。 每个小段的速度可以近似认为是相等的。 物体在整个过程中的位移等于各小段位移之和。要计算拉力所做的功，弹簧的形状可以为
变化过程被分成许多小段，每个小段的拉力可近似认为是恒定的。 整个过程中拉力所做的功等于各小段做功的总和。 ④ 计算各小截面功的求和公式，vt 图像的位移与 Fl 图像的功类似。 vt图像下的相关区域代表位移，FL图像下的相关区域代表功。 类比就是对同类事物或问题进行比较，找出规律。 类比法是物理学中重要的研究方法。 *例4 弹簧原长度为l0，刚度系数为k。 用力拉，直至伸长量为l，拉力所做的功为W1； 继续拉动弹簧，直到弹簧在弹性限度内伸长l，继续伸长过程中拉力所做的功为W2。 求 W1 与 W2 的比率。 使用 Fl 图像分析的提示。 解析拉力F与弹簧的伸长量l成正比，因此Fl曲线图是一条倾斜的直线，如图5-33所示。 直线下方的相关面积代表工作量。 其中，线段OA下方的三角形面积代表第一道工序中拉力所做的功W1，线段AB下方的梯形面积代表拉力所做的功W2第二个过程中的力.show
然而，两个块的面积之比为1:3，即W1:W2=1:3。 *启示 上述求解方法采用了课本上探索弹性势能表达的研究方法，即利用Fl图像进行直观分析。 如果你还记得弹性势能的表达式，你也可以根据弹性势能的表达式计算出来。 由于拉力所做的功增加了弹簧的弹性势能，因此W1与W2的比例为W1:W2=::::=1:3。 -*例5 如图5-34所示，一根刚度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一端绑在木块上。 该块被放置在光滑的水平表面上。 现在用外力慢慢拉动物体块。 若外力所做的功为W，则物体移动了多远？ F提示外力所做的功等于弹簧弹性势能的增加。 分析如果用Ep来表示弹簧最终的弹性势能，那么外力所做的功*启蒙教材注指出：“学习本节时，要重点理解探究和求导的过程。所用的方法，并不要求掌握探究的结论，更不要求用弹性势能的表达来解决问题。 这就涉及到弹性势能表达式的应用。 仅作为“发展水平”要求提出，仅供有学习空间的同学参考。 **