《探究弹性势能的表达式》.docx

《探究弹性势能的表达式》《探究弹性势能的表达式》实验方案：两根劲度系数不同的弹簧，两块小木块。验证弹性势能与形变量有关──在一水平面上，同一弹簧，不同的形变量，压同一木块，释放后木块被弹出去的距离不同；验证弹性势能与劲度系数有关──两劲度系数不同的弹簧，同样的形变量，压两形状质量相同的木块。劲度系数大的弹簧弹出的木块距离大。2、请同学们回忆一下我们研究过的重力势能与重力作功的关系，能否通过类比来得出弹力做功与弹性势能的关系呢？重力势能弹性势能物理情景小球上升过程拉力拉动一端固定的弹簧存在前提重力做功弹簧弹力做功受力特征地球附近重力加速度恒定，重力是恒力弹簧弹力随形变量的增加而增大，是变力势能改变重力做负功，重力势能增加弹簧弹力做负功，弹簧形变量增加，弹性势能增加功能关系3、我们猜到了弹性势能可能与劲度系数和弹簧的伸长量有关，下面的任务是：如何确定弹性势能的表达式。问：回顾一下，我们怎样得到了重力势能的表达式？问：我们能否借鉴同样的思路，来分析弹力做功的情况呢？（同学们经尝试觉得无从下手）问：同学们做不下去，困难在何处？那我们能不能想办法把这个变力近似的变成不变的力呢？弹力随形变量均匀增大，所以可以这样来求平均。4、我们如何解决一个变力做功的问题呢？请同学们发表看法。提示：在必修1中，为了求匀变速直线运动的位移，或说成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？问：弹力和伸长量的关系图象如何？老师跟进：仔细观察两个图象，想一想该如何求弹簧弹力所做的功？问：我们能不能采用与求位移类似的方法处理呢？老师引导学生将弹簧伸长过程细分为小段，化变力做功为恒力做功。…问：当划分越来越细时，弹力功对应图象中的哪一部分？这个三角形的面积的表达式？提问：刚才我们研究的是弹簧拉伸的情形，压缩的情形会是怎样的？老师：同学们看看我们自己的成果吧！那样一个看似纷繁复杂的问题，其物理规律如此简单明了，这就是物理学中的美！5、同学们讨论一下，能否规定弹簧某一任意长度时的势能为零？（类比重力势能的相对性，引出弹性势能的大小具有相对性的结论）小结：通过本节课的学习，你收获了什么？答：杆、弓和弹簧都发生形变，产生了弹力，存储了一些能量，在恢复形变的过程中将能量释放出来了。思考一分钟，找出5个学生回答需要知道：如弹性势能是怎么产生的？弹性势能与做功有什么关系？弹性势能有什么用？弹性势能的大小与什么有关？归纳学生提出的问题。答：举重杠铃所受重力与位置无关。答：弹簧对人的拉力随着拉伸位置的不同而变化。答：可能与弹簧的伸长量有关。可能与弹簧的劲度系数有关答：先分析重力做功，之后得出了重力势能的表达式。如：，当前123