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探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式 教材分析 這是節(jié)不包含實(shí)驗(yàn)探究的探究課，本節(jié)是先引出什么是彈性勢(shì)能，然后以彈簧為例探究彈性勢(shì)能與什么因素有關(guān)，彈性勢(shì)能與拉力所做的功之間的關(guān)系以及如何計(jì)算拉力所做的功進(jìn)而得到彈性勢(shì)能的表達(dá)式。從整體上看，內(nèi)容的安排完全符合人們認(rèn)識(shí)事物的思維過(guò)程。 學(xué)情分析 （2）心理特點(diǎn)：依據(jù)20世紀(jì)最著名的發(fā)展心理學(xué)家皮亞杰的理論可知高一學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展過(guò)程是由具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段過(guò)渡，也是由直觀認(rèn)識(shí)向邏輯推理、實(shí)驗(yàn)推理過(guò)渡階段，因此在教學(xué)中，要遵循從感性到理性的認(rèn)識(shí)規(guī)律，本節(jié)課抓住學(xué)生的心理特點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。 （3）已有知識(shí)：通過(guò)上一節(jié)《重力勢(shì)能》的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)初步體驗(yàn)到“研究重力勢(shì)能是從重力做功入手”以及“功是能量轉(zhuǎn)化的量度”，并且學(xué)生已具有一定的知識(shí)遷移能力了。因此可以讓學(xué)生通過(guò)類(lèi)比，也從拉力做功入手來(lái)研究彈簧的彈性勢(shì)能。因?yàn)橹亓Φ墓εc重力和物體的位置變化有關(guān)，彈力做的功與彈力和彈簧的形變量有關(guān)，這樣的猜想是很容易想到的。關(guān)鍵的問(wèn)題是如何研究拉力的功，同樣讓學(xué)生回憶并類(lèi)比于研究勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移的方法，將彈簧的形變過(guò)程分成很多小段，每一小段中近似認(rèn)為拉力是不變的，而且上一節(jié)課中研究當(dāng)路徑是曲線(xiàn)的時(shí)候，研究重力所做的功也是將曲線(xiàn)分成很多近似認(rèn)為是直線(xiàn)來(lái)處理的，這點(diǎn)學(xué)生也是容易想到的。 教學(xué)目標(biāo) 【知識(shí)與能力】 1．理解彈性勢(shì)能的概念； 2．知道探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的方法，了解計(jì)算變力做功的思想與方法； 3．進(jìn)一步了解功和能的關(guān)系。 【過(guò)程與方法】 1．利用邏輯推理和類(lèi)比的方法探究彈性勢(shì)能表達(dá)式； 2．通過(guò)探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的過(guò)程，讓學(xué)生體會(huì)微分思想和積分思想在物理學(xué)中的應(yīng)用。 【情感態(tài)度價(jià)值觀】 1．培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲； 2．通過(guò)討論與交流等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生與他人進(jìn)行交流與反思的習(xí)慣。發(fā)揚(yáng)與他人合作的精神，分享探究成功后的喜悅之情； 3．體味彈性勢(shì)能在生活中的意義，提高物理在生活中的應(yīng)用意識(shí)。 教學(xué)重難點(diǎn) 【教學(xué)重點(diǎn)】 探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的過(guò)程與方法；體會(huì)微分思想和積分思想在物理學(xué)中的應(yīng)用。 【教學(xué)難點(diǎn)】 如何合理的推理與類(lèi)比；結(jié)合圖像體會(huì)微分和積分思想，研究拉力做功。 課前準(zhǔn)備 多媒體素材、課件。不同勁度系數(shù)的彈簧、小車(chē)等。 教學(xué)過(guò)程 ［新課導(dǎo)入］ 壓縮的彈簧可以把小球彈出很遠(yuǎn)、拉開(kāi)的弓可以把箭射出、撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員可以借助手中的彎曲的桿跳得很高……這些現(xiàn)象說(shuō)明什么？ 說(shuō)明發(fā)生彈性形變的物體具有能量，本節(jié)課將定量地研究這種形式的能量。 ［新課教學(xué)］ 一、彈性勢(shì)能 發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用，也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能叫做彈性勢(shì)能（elastic potentialenergy）。 卷緊的發(fā)條，被拉伸或壓縮的彈簧，拉彎的弓，擊球時(shí)的網(wǎng)球拍或羽毛球拍，撐桿跳高時(shí)的撐桿等，都具有彈性勢(shì)能。 勢(shì)能也叫位能，是由相互作用的物體的相對(duì)位置決定的。 二、探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式 在討論重力勢(shì)能的時(shí)候，我們從重力做功的分析入手。討論彈性勢(shì)能的時(shí)候，則要從彈力做功的分析入手。在探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式時(shí)，可以參考對(duì)重力勢(shì)能的討論。 1．探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的方法 當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度為原長(zhǎng)時(shí)，它的彈性勢(shì)能為0，彈簧被拉長(zhǎng)或被壓縮后，就具有了彈性勢(shì)能。我們研究彈簧被拉長(zhǎng)的情況。 在探究的過(guò)程中，要依次解決下面幾個(gè)問(wèn)題。 二、探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式 1．探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的方法 （1）彈性勢(shì)能的表達(dá)式可能與哪幾個(gè)物理量有關(guān)？ 彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧的勁度系數(shù)k、形變量l有關(guān)。勁度系數(shù)k越大、形變量l越大，彈性勢(shì)能越大。 （2）彈簧的彈性勢(shì)能與拉力所做的功有什么關(guān)系？ W＝EP0－EP EP＝－W＝WF （3）怎樣計(jì)算拉力所做的功？ 拉力在整個(gè)過(guò)程中做的功可以用它在各小段做功之和來(lái)代表 F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…… （4）怎樣計(jì)算這個(gè)求和式？ F－l圖線(xiàn)下方的三角形“面積”值等于拉力F所做的功。 2．彈性勢(shì)能的表達(dá)式 EP＝－W＝ 三、說(shuō)明 1．彈性勢(shì)能是物體的各部分所共有的 2．彈性勢(shì)能的相對(duì)性 教學(xué)反思 1．這是堂探究型課，但也不乏教師的傳授式教學(xué)，在類(lèi)比于研究變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中的位移來(lái)計(jì)算拉力所做的功時(shí)，學(xué)生顯得有點(diǎn)被動(dòng)，全是由老師講解，究其原因有：①放開(kāi)來(lái)讓學(xué)生思考，怕時(shí)間不夠；②可能是引導(dǎo)還不夠藝術(shù)。 2．因?yàn)檎枚际且詫W(xué)生為主的探究性學(xué)習(xí)，創(chuàng)設(shè)情景讓學(xué)生提出自己關(guān)心、想要知道的問(wèn)題，解決問(wèn)題的時(shí)候又主要是以學(xué)生自評(píng)和互評(píng)以及合作學(xué)習(xí)而得出結(jié)論的，所以在結(jié)論的得出或是結(jié)論的表述可能會(huì)不嚴(yán)密，難免缺少知識(shí)的系統(tǒng)性，因此如何處理和保持好探究性學(xué)習(xí)中知識(shí)的系統(tǒng)性是探究性學(xué)習(xí)中的值得我們?nèi)パ芯康膯?wèn)題。 3．探究型學(xué)習(xí)課給教師提出了很高了要求。在探究的第一個(gè)環(huán)節(jié)一定要千方百計(jì)的鼓勵(lì)學(xué)生提出問(wèn)題，但由于學(xué)生之間存在差異性，不同的學(xué)生提出的問(wèn)題層次各有不同，因此一定要因材施教，根據(jù)不同的學(xué)生創(chuàng)設(shè)不同的情景以及要運(yùn)用不同的引導(dǎo)方法、激勵(lì)方法和評(píng)價(jià)方案；根據(jù)不同的學(xué)生，采用不同的方法激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性等等。這就給教師提出了很大的要求。又由于學(xué)生提出的問(wèn)題的難預(yù)料，給課堂教學(xué)帶來(lái)了一定的難度。這就要求教師具有較強(qiáng)的引導(dǎo)和應(yīng)變能力，同時(shí)教師必須要非常了解學(xué)生，教師平時(shí)多走進(jìn)學(xué)生，關(guān)愛(ài)學(xué)生，了解學(xué)生，懂得學(xué)生的興趣點(diǎn)；尊重每一位學(xué)生，但不放縱學(xué)生等。對(duì)于教師本人，必須要有強(qiáng)烈的“以學(xué)生為主體”的意識(shí)，課堂應(yīng)該是屬于學(xué)生的課堂，同時(shí)一要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一個(gè)和諧、平等、民主的課堂氛圍。