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高中物理《探究彈性勢能的表達式》的教案
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及其決定因素，變力功的計算方法。
二、預習內(nèi)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，重力勢能與 _________成正比。
重力做功的特點_______________________________________________________________
3.在彈性限度內(nèi)，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(guī)律不同表現(xiàn)在哪方面？______________________
5.教材中彈性勢能與彈力的功有什么關系？與拉力的功呢？
三、提出疑惑
同學們，通過你的自主學習，你還有哪些疑惑，請把它填在下面的表格中
疑惑點 疑惑內(nèi)容
課內(nèi)探究學案
一、學習目標
1．理解彈性勢能的概念和物理意義。
2．學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系。
4．知道彈性勢能具有相對性
二、學習重難點：
解決彈簧拉力做功時如何想到用過的分割、求和、逼近的微積分方法。
三、學習過程
探究一：彈性勢能與哪些因素有關？
1.我們學過的重力勢能與哪些因素有關，什么關系？
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.彈簧被拉長時的彈性勢能的探究：彈性勢能可能與哪幾個物理量有關？
閱讀教材、小組商量進行猜測，可能與 有關。
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？
思路點撥：設計一個緩慢的拉伸過程，整個過程中拉力始終等于彈力，這樣，就可以用拉力的功來替代彈力的功（替代法）。
問：緩慢拉彈簧過程中，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?nèi)绾谓鉀Q這樣一個變力做功的問題呢？
6.能不能用圖象來表示彈力做的功？（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運動的位移公式，針對變速求位移我們曾經(jīng)用過一種辦法……是什么辦法？怎樣用的？
師問：我們能不能采用與求位移類似的方法處理呢？
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？這個位置可以隨意規(guī)定嗎？
四、反思總結(jié)
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？
3．彈簧彈性勢能與拉力做功有什么關系？
4．彈簧彈性勢能的表達式是怎樣的？
(四)當堂檢測
1.關于彈性勢能，以以下說法正確的是 ( )
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．關于彈力做功與彈性勢能的說法正確的是 ( )
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 ( )
A．彈簧的長度. B．彈簧伸長的長度或縮短的長度.
C．彈簧的勁度系數(shù). D．彈簧的質(zhì)量.
4.當彈簧的彈性勢能，下列說法中正確的是：（ ）
A. 當彈簧變長時，它的彈性勢能一定增大
B. 當彈簧變短時，它的彈性勢能一定減小
C. 若選彈簧自然長度時的勢能為0，則其他長度的勢能均為正值
D. 若選彈簧自然長度的勢能為0，則伸長時彈性勢能為正值，壓縮時彈性勢能為負值
課后練習與提高
1．下列現(xiàn)象中，物體的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能的是 （ ）
A．秋千在最高處蕩向最低處 B．張開的弓把箭水平射出去
C．騎自行車勻速駛上斜坡 D．跳水運動員從跳板上跳起
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，則物體動能最大時是（ ）
A．物體剛接觸彈簧時 B．物體將彈簧壓縮至最短時
C．物體重力與彈力相等時 D．彈簧等于原長時
3．如圖所示，一個物體以速度v0沖向豎直墻壁，墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮，在此過程中以下說法正確的是 （ ）
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壓縮彈簧．從開始釋放小球到獲得最大速度的過程中，小球重力勢能的變化量ΔEp1與ΔEp2的關系是ΔEp1 ΔEp2 ，彈簧彈性勢能的增加量ΔEp1，與ΔEp2，的關系是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，物體與地面間的動摩擦因素為μ，物體的質(zhì)量為m．現(xiàn)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Δx時的彈性勢能為0，則下列說法中正確的
是 （ ）
A．彈簧處于原長時，彈簧的彈性勢能為正值
B．彈簧處于原長時，彈簧的彈性勢能為負值
C．當彈簧的壓縮量為Δx時，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?qū)椈蓧嚎s一定距離，然后釋放B球，在B球向右運動到最大距離的過程中，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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