弹性势能表达式实验探究_研究性学习案例分析
弹性势能实验设计与实验分析
能的影响值得进一步探讨。
02
探索新型弹性势能储存与转换技术
随着科技的发展，探索更高效、更环保的弹性势能储存与转换技术将成
为未来研究的重要方向。
03
拓展弹性势能在多学科领域的应用
除了机械工程、体育运动和能源领域外，弹性势能还可以在生物医学、
航空航天等多学科领域发挥重要作用，未来可以进一步拓展其应用范围
数据可视化
利用图表等方式展示数据处理结果，直观地反映 弹性体在受力过程中的变化情况。
结果分析与讨论
1 2 3
弹性势能变化分析
根据处理后的数据，分析弹性体在受力过程中弹 性势能的变化情况，探究其变化规律。
不同因素对弹性势能的影响
研究不同因素（如材料性质、几何形状、受力方 式等）对弹性势能的影响，为优化弹性体设计提 供理论依据。
弹性势能与形变量的关系
实验结果表明，弹性势能与形变量成正比，形变量 越大，储存的弹性势能越多。
能量守恒定律的验证
在实验过程中，我们观察到弹性势能在释放 时能够转化为动能等其他形式的能量，从而 验证了能量守恒定律。
弹性势能在实际应用中的意义
机械工程
在机械工程中，弹性势能的应用非常广泛，如弹簧减震器 、钟表发条等，都是利用弹性势能来储存和释放能量。
通过实验数据，探究弹性势能转化为 动能或其他形式能量的规律。
掌握弹性势能计算方法
学习并掌握弹性势能计算公式，理解 公式中各物理量的含义。
通过实验测量相关数据，代入公式进 行计算，得到弹性势能的数值结果。
了解实验原理及设备
理解弹性势能实验的基本原理，包括胡克定律、能量守恒定 律等。
熟悉实验所用设备及其使用方法，如弹簧测力计、位移传感 器等。
探究弹性势能的表达式实验教案
探究弹性势能的表达式实验教案一、实验目的本次实验旨在通过实验探究弹性势能的表达式，并验证其中的力学定律。
二、实验原理弹性势能是一种形式的势能，在弹性物体被外力拉伸或压缩时存储。
它可以表示为W = 1/2 kx²，其中W为弹性势能，k为恢复系数，x是物体沿弹性方向的位移。
三、实验材料弹簧、木块、游标卡尺、压力传感器、计算机。
四、实验步骤1、将弹簧固定在台面上，并将木块固定在弹簧一端，另一端固定一个压力传感器。
2、测量弹簧的初始长度，并记录下来。
3、通过增加木块的质量使弹簧受到拉伸力，并记录下压力传感器显示的压力值和此时弹簧的长度。
4、再次增加木块的质量，记录下压力传感器显示的压力值和此时弹簧的长度。
5、记录每次操作后木块的质量。
6、将实验数据输入计算机，并根据数据计算出弹性势能W。
7、根据公式W = 1/2 kx²，计算弹簧的弹性系数k。
五、实验结果实验结果表明，在拉伸弹簧时，弹簧所存储的能量为弹性势能，该能量的大小取决于弹簧的弹性系数和被拉伸的位移。
通过实验测得的弹簧的弹性系数k为0.236 N/m。
六、实验分析根据计算机得到的结果，实验中的木块每增加1g，弹簧长度增加了1.2mm，因此增加木块的质量相当于增加弹簧的位移，从而增加了弹性势能的大小。
在实验中，我们通过记录弹簧的长度变化来计算弹性势能。
虽然可以通过计算力的积分来计算弹性势能，但是我们可以通过拉伸弹簧的简单实验来推导出它的表达式。
这证明了物理定律的实用性。
七、实验结论通过实验，我们可以得出结论：弹性势能可以表示为W = 1/2kx²，其中W为弹性势能，k为恢复系数， x是物体沿弹性方向的位移。
此外，通过计算，我们得出了该弹簧的弹性系数k为0.236 N/m。
八、实验拓展本实验可以通过改变弹簧的材质、长度和直径等参数，进一步探究弹性势能的表达式。
我们也可以用此实验来验证弹性守恒定律，即在弹性碰撞中能量守恒的定律。
高中物理_探究弹性势能的表达式教学设计学情分析教材分析课后反思
《探究弹性势能的表达式》教学设计一、教学目标1.知识目标（1）知道弹性势能的概念及弹性势能与哪些物理量有关。
（2）知道探究弹性势能表达式的思路。
2.过程与方法（1）学会提出问题，善于质疑，善于猜想。
（2）设计方案，检验推理猜想的正确性。
（3）经历提出问题、猜想、逻辑推理和类比的方法探究弹性势能。
3．情感态度与价值观体验类比和逻辑推理的乐趣,提高分析问题解决问题的能力。
二、教学重点难点重点：让学生体验探究的过程，体验知识迁移、类比的推理方法。
难点：推导拉伸弹簧时，用微分思想和积分思想求解拉力所做功的表达式。
三、教学方法实验观察法、分析归纳法、迁移法、类比法。
四、课前准备1．学生的学习准备：预习实探究弹性势能的表达式。
2．教师的教学准备：多媒体课件制作；准备教具：不同弹簧，小物块等。
五、课时安排：1课时六、教学过程（一）知识回顾、总结疑惑回顾弹力、胡克定律等知识，检查落实学生的预习情况并了解学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标多媒体展示图片（卷紧的发条、撑杆跳高、张弓射箭、拉伸或压缩的弹簧），创设情景，引出问题，激发学生的兴趣，使学生明确学习目标。
老师：这类图片的共同特征是什么？学生：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。
即：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。
（多媒体展示弹性势能的概念）教师拿出弹簧做压缩、拉伸演示。
教师：这节课我们就来以弹簧被拉伸为例对弹性势能的表达式进行探究。
然后展示探究的第一个问题，弹性势能与哪几个物理量有关、是什么关系？（三）合作探究、精讲点拨。
探究一：弹性势能与哪些物理量有关？师提问：那么猜一猜弹性势能与哪些物理量有关（以弹簧为例）？学生分组，利用不同的弹簧及小车帮助猜想学生可能猜出：长度；伸长量；压缩量；弹力；劲度系数；形变量；质量；材料；匝数；半径；钢丝粗细；匝密度等等；教师引导学生之间讨论交流，最后形成一致意见：与劲度系数K和形变量（伸长量或压缩量）L有关。
《探究弹性势能的表达式》（精选7篇）
《探究弹性势能的表达式》（精选7篇）《探究弹性势能的表达式》篇1【教学目标】一、知识与技能1.理解拉力做功与弹簧弹性势能变化的关系。
2.掌握利用力－位移图像计算微元求和的方法。
二、过程与方法1.进一步学习科学探究方法，发展自主学习能力。
2.掌握用微元法求解变力做功的思想。
三、情感、态度与价值观1.培养运用类比思想进行知识迁移的能力。
2.培养探究活动中的合作意识与团队精神。
重点：1.利用微元法和图像法计算变力做功的问题。
2.运用逻辑推理得出弹力做功与弹性势能的关系。
难点：1.理解微元法把变力做功转化为恒力做功。
2.理解利用力－位移的图象计算变力做功的依据。
【课程流程】（结合）一、多媒体展示图片（三类：撑杆跳高、张弓射箭、各类弹簧），激发学生的兴趣老师：这类图片的共同特征是什么？学生：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。
老师：前面我们研究了弹簧弹力与形变的关系，请同学们回忆一下，并讨论能不能用图象来反映弹力f和形变量x的关系？（f—x图象后面的探究过程要用到）学生：胡克定律f=kx，能，可以作图1。
图 1老师：（多媒体展示胡克定律及图象）同学们做的很好，今天我们在此基础上探究弹性势能的表达式。
二、回顾老师：在探究之前请大家回忆一下，以前我们曾经探究过什么问题？学生回忆、讨论并回答：1.探究小车速度随时间变化的规律；2.探究加速度与力、质量的关系。
老师：回顾这两个实验的探究过程是怎样的？学生讨论并回答：（老师在学生讨论、交流后用多媒体展示探究过程）1.探究小车速度随时间变化的规律：①提出探究课题②设计实验方案③进行实验记录数据④做出速度-时间图像⑤得出结论。
2.探究加速度与力、质量的关系。
①提出问题：物体运动加速度与力、质量的关系是怎样的？②猜想与假设：物体质量一定时，受力越大，加速度越大；物体受力一定时，质量越大，加速度越小。
③制定方案设计实验。
④进行实验（控制变量）钩码一定改变小车的质量；小车质量一定改变钩码的数量。
对弹性势能表达式实验方案的探究
， ｊ ． ，
掌 设 计
对弹性 势能表达式实验方案 的探究 ｊ ｊ
◇怀化学院物理与信息工程系 朱喜香
【 要 】 了 实现培 养学 生科 学素 养的 目的 ，物理 新课程教 材 内容增加 了一 系列探 究性 实验 。如何 在探 究方案设 摘 为
但也 有实验探究 ，利用 弹性物体 发生形变 时具有 能量对别
的物体 做功 ，采 用控制变 量法 ：① 在保持 弹性形 变量相 同
的条件 下 ，采用 劲度 系数 不 同的物体 ，探 究弹性势 能与其 劲度 系数成正 比 ；②在保 持劲度 系数相 同的条件下 ，弹性 势 能与其 形变Ｌ 的平 方成 正 比 。笔 者对 几个 典 型的方 案 ，
图１
治 学 风 格 ，并 从 中 悟 出一 些 对 做 人 和 生 活 有 帮助 的 道 理 。 ２教 师 还 要 积 极 引 导 学 生 通 过 对 题 目的 条 件 、 题 目 的 ． 结 论 以及 题 型 做 开 拓 引 申 ，对 解 题 的 方 法 进 行 开 拓 引 申 ， 从 而 培 养 学 生 的 发 散 思 维 ，激 发 学 生 的创 新 精 神 ，调 动 学 生的学习积极性 。 ３教 师 要 对 学 生 在 探 究 的 过 程 中 的创 新 思 维 及 创 新 意 ．
停 留 于 关 注 学 生 经 历 探 究 过 程 的 层 面 ，让 学 生 体 验 提 出 问 题 、建 立 假 设 、制 定 方 案 、收集 证 据 、交 流 讨 论 、验 证 假 设 等探 究 活 动 ，而对 科 学探 究 的 核心 环 节 ：用科 学 的方 法 、制 定 科 学 可 行 的 方 案 来 发 现 和 揭 示 事 物 本 质 ，达 到 培 养 学 生 科 学 素 养 的 目的 ，却 还 没 有 引 起 足 够 的 重 视 。 而 如
《探究弹性势能的表达式》教案（全文5篇）
《探究弹性势能的表达式》教案（全文5篇）第一篇：《探究弹性势能的表达式》教案《探究弹性势能的表达式》教案1一、课前预习，填好提纲，并作出练习。
二、针对预习疑问，设置相应的知识板块及讲解思路，以供学生解决时使用。
三、具体操控如下：1、出示学习目标。
2、提问重力势能相关内容，以利于总结弹性势能（1）重力做功与经过的路径无关（2）重力势能表达式Ep=mgh,具有相对性，是个标量。
（3）重力做功与重力势能变化的关系（具体）（4）重力做功与重力势能的变化与零势能面的选择无关，只与高度差有关。
（5）重力势能是由于地球的吸引和与地球相对位置决定的能。
3、提出本节需解决的问题：（1）举出物体发生弹性形变的例子，分析弹力的产生，说明什么是弹性势能。
弹簧具有的能量越多，物体弹出越远。
（2）根据事实猜想弹性势能可能与什么有关？（由学生上台讲解）得出结论：形变量越大，劲度越大，势能越多。
（控制变量）学生的问题：软硬弹簧的意思（3）本节探究的问题与重力势能探究有无共同之处？是否可以沿用上节的探究思路？谈谈你的想法（都是势能，本节不要求探究出结果，只需学会探究方法，制定探究方案等；可以，以类比的方法谈谈重力势能的探究过程，知道弹力做功，弹性势能会进行转化，从而确定探究的入手之处--弹力的功）（4）本节属于理论上的实验探究课程，请提出探究的具体方案。
（给出模型，交代相应的量）说出探究过程中要解决的主要问题，你是怎样解决的？数据如何处理？探究结果如何？用到那些思想方法？（化变为恒的思想，图想法，极限，类比等）（5）怎样进行评估？学生提出的问题：弹性势能也具有相对性吗？是标量吗？弹性势能也是系统共有的吗？（否）弹力的功与弹性势能变化的关系是什么？弹力功的正负如何判断？4、讨论后总结本节知识与方法。
回顾目标5、交流预习答案，解决错误，评讲3、4题。
反思：学生的问题很大，主要是提出的几个问题，还有数据的处理不是很明白，这里最好老师重复一下。
实验探究“探究弹性势能的表达式”
实验探究“探究弹性势能的表达式”作者：卞望来来源：《中学课程辅导·教师通讯》2017年第16期物理是一门以实验为基础的自然学科。
高中物理教学就是要体现科学探究，培养学生的科學精神。
以“探究弹性势能的表达式”的一节教学为例，除了从理论和图象法来推导以外，笔者还运用实验方法加以探究，由此来得到弹性势能的表达式，使得学生对物理的结果更令人信服，以此培养学生的科学探究方法。
笔者就实验探究“探究弹性势能的表达式”，现作如下介绍。
一、实验器材介绍选用由碳钢材料制成的弹簧，直径1.4cm，共46匝，上端固定在竖直放置的木板左侧（在木板的右侧标注刻度），下端与一狭长（长约7cm）薄铝片相连，铝片作指针用，其重力可忽略不计。
弹簧下端不挂重物时，指针所指刻度为0刻度，最小刻度值为1cm，刻度范围为0-50cm。
在其前表面悬空固定两根铜丝，铜丝上吊有3cm×3cm×1.5cm 的红色塑料块（薄铝片在其上面），起记录位置的作用。
另有质量均为50g钩码若干。
二、实验原理实验装置竖直放置时，弹簧处于原长状态，指针所指刻度值为0。
在弹簧下面放上钩码，让其从静止开始下落，钩码先加速，后减速，运动到最低点时速度为0。
在此过程中，钩码所受合外力做功为0，WG+WN=0，其中WN为弹簧弹力对钩码所做的负功，且是变力做功，不易求得。
而重力是恒力，只要测出钩码向下运动的距离，即记下其运动到最低点的位置，就容易求出重力所做功。
这样就可求出钩码克服弹力所做功大小，这也就是弹簧的弹性势能大小。
为记下钩码向下运动的最低位置，用塑料块做标记。
当钩码向下运动时，就带动指针一起向下运动，指针碰到右下方的塑料块时，又带动塑料块向下运动。
为使记录的位置精确，可让钩码重复上述运动多次，直到指针不再与塑料块相碰为止，则塑料块上表面所指示的刻度值即为钩码向下运动的距离，也是弹簧的伸长量。
三、实验过程通过猜测，我们了解到弹簧的弹性势能与弹簧的形变量、劲度系数有关，因而采用控制变量法。
弹簧弹性势能表达式的实验探究
弹簧弹性势能的决定式，不仅锻炼了学生的
探究能力，而且帮助学生加深了对该知识点
的理解，较好地体现了新课程教学中过程与
情感态度价值观的实质联系。
物理教学：从“探究”到“实践”
在当前教育背景下，老师们考虑最多 的问题是怎样用更少的时间把更多的知识 教给学生，我们的课堂就变成了知识的“超 市”，琳琅满目，种类繁杂，密不透风。如果 课堂教学仅仅是这样，满足于对已有的知 识进行大容量、快节奏的传授，而不注重知 识与技能、过程与方法、情感态度与价值观 的培养，也许我们会让学生收获知识的同 时，却让他们离智慧越来越远。
一、实验目的 协助学生用学习过的知识或已有的生活 经验，独立设计一个实验过程，通过实验探究 得出弹簧弹性势能的表达式（决定式）。 二、实验装置 如图所示。
三、实验原理 通过被压缩的弹簧，将一质量为m的小 铁球（大小可忽略）在水平桌面上弹出并做平 抛运动，测量小球水平抛出的距离s，抛出的 高度h，运用弹性势能与动能的转化及能量守 恒原理，得出弹簧弹性势能的表达式（决定 式）。 四、实验器材 天平、刻度尺、金属小球、不同劲度系数 的弹簧两根、定位板、白纸、复印纸。
以得出：
EP∝x2及EP∝k。
综合上述实验探究结果可得：
EP∝kx2 （k为弹簧劲度系数，x为弹簧压
缩量）
则有βkx2= 9mg x（2 β为比例系数） 4h
所以β= 9mg 4hk
带入数据，并考虑误差的因素，可推得：
β=0.5
所以，可推得弹簧弹性势能的表达式（决
定式）为:EP=
1 2
kx2
学生通过实验探究的方法，自主得出了
个别的物理课堂中，科学探究教学往往被 局限为固定的模式，为了探究而探究，有时 抽取出来让学生“自主探究”的还是最无须 思考的部分，如执行教师设计好的探究方案， 收集数据后全班汇报分享等。这样的课堂 并不有利于学生物理思维的养成。为了扭转 探究模式化和简单化的局面，拓展课堂探 究的内涵，我们有必要将“科学探究”上升 为“科学实践”。科学实践中的“实践”，比我 们通常理解的“实践出真知”的“实践”概念 内涵要丰富，不光包括客观物质性的“动手”， 也包括蕴含大量创造性思维和科学理性的 “动脑”，强调的是“知行合一”。将科学教育 的聚焦点从“探究”转为“实践”，也进一步 突出了“建立并使用模型，建构科学解释， 参与评估与评价”等在科学教育中很少被 足够重视的重要科学实践行为的重要性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
点是: 小球弹出过程保持竖直更容易控制. 缺点与方案 1 相
同: 通过眼睛直接观察确定小球上升的最高点误差太大.
方案 3: 水平滑行法
这个方案有 3 个课 题组提 出, 下 面是其 中一 个课题 组
的交流.
如 图 3 所 示, 弹 簧 一
端固 定 在竖 直 墙 上, 另 一
端与 一 木块 接 触, 此 时 弹
(2)弹 簧的形变量直 接观察上 发条时 转过的 角度误 差 太大, 应该设计一个方案 把转过 的角度 这个微小 量进行 放 大, 便于精确测量.
( 3) 由于时钟运动过程受到的阻力非常小, 虽然提高了 测量的精度, 但实验耗时较长, 当堂演示可以 通过指针适当 增加阻力, 演示效果更好. 3 启示
的学生提问 或提出改进 的意见, 最后 请专家 组提供最 后的 论证意见.
有 5 个研究方案通过了专家组的审定. 方案 1: 上抛法
将弹簧的 一端 悬 挂固 定, 如 图 1 所 示. 记录弹 簧自 然长度 时
上端的 位置. 将 小球向 下压 缩到 某一位置, 测量弹簧的伸 长量 x ,
并记录 小球 的位置. 放 手后 观察
( 3) 设计性的实验探究课题, 激发了学生 创造的潜能. 问题的开放性大大激发了学生 创造的潜能, 通过对 用 实验探究弹性势能与 弹簧形 变量的关 系! 这样 一个实 际问 题的研究, 不仅培养了学生的创新精神和实践能力, 更重要 的是对学生形成科 学的自然 观和严 谨求实 的科学 态度, 逐 步树立可持续发展的思想 , 有着深远的意义.
的两个关键性的问题: (1) 小球弹 出过程 没有保 持竖直, 操
作时要注意; ( 2) 通过眼睛直接观察确定小球上升的最高点
误差太大. 建议可以在刻度尺上装一个记忆装置, 可以更准
确地确定小球上升的最高 点位置.
方案 2: 弹射法
将弹簧 的一 端 悬挂 固定 , 另
一 端系一 条细 线, 细线的 另一 端
( 收稿日期: 2009- 10- 18)
( 上 接 第 8 页 ) v 0 . E p弹性 =
1 2
mv 0 2,
即
E p弹性 ∀
v
2 0
.
所
以
E p弹 性 ∀ s2 . 因此可以用 s 2 代替 E p弹性来 探究 E p弹性 与 x 的
关系.
处理数 据: 用 Ex cel 软件 处理 数据, 设横 轴为 x 轴, 纵 轴为 s 2 轴, 在 Excel 表格中选择图表后点击 X Y 散点图, 按
簧处 于 原长 , 水 平面 足 够
大. 现在 用 手 水 平向 左 推
图3
动木块, 使弹簧压缩一定的长度后由静止释放. 木块脱离弹
簧后, 又沿水平面滑行一段距离而停下. 测出 弹簧的压缩量
x 和木块在水平面上滑行的距离 s, 木块滑行的距离对应着
木块克服摩擦力所做的功, 由于是无初速度释放木块, 而木
以最后时钟 记录的示数 与释放弹 性势能 成正比. 而弹 簧的
形变量与上发条时转过的角度成正比.
实验设计的思想别出心裁, 当场操作却并 不十分成功.
专家组的教师提出了几个问题:
( 1) 普通弹簧的弹力与形变量成正比, 钟 表中的弹簧的 弹力与形变量是什么关系 ?
学生回答: 通过查阅资料, 钟表中的弹簧 的弹力与形变 量也成正比.
程 提出问题、猜想与假设、制 定计划 与设 计实 验、进 行
实验与收集证据、分析与 论证、评估与 交流、启发 与改进 实
验, 而且激发了学生强烈的探究兴趣, 激活了 他们的创造性 思维, 培养了他们良好的 实验习 惯, 促 进了学 生团 结互助,
并使得人人享受到 成功的喜 悦. 这也正 是新课程 改革探 究
过程中, 应当处于同样 重要的 地位. 因此, 在课 前布置 了一
个研究性学 习的课题
用实 验探究弹 性势 能与弹 簧形
变量的关系! , 让学生提 出猜想、设计 实验方 案、实 验验 证, 结果取得了 意想不到的 效果, 学生的 创意远 远超出了 教师
的预想的范围, 课题的研究取得了令人满意的 结果. 2 课题研究的过程
用 Ex cel 处理 s2 与 k 的数据. 结论: s2 ∀ k, 所以 Ep弹性 ∀ k .
∃ 探究结果: Ep弹性 ∀ k% x 2. &启发: 可以利用气垫导轨, 光电门, 滑块, 毫秒计等实
10
验装置来测滑块 的速 度来 探究, 用 Excel 软件 处理 数据 也
能得到探究结果. 探究方案 3.
这个课题组研究最完整, 不仅进行了实验操作, 还通过
数据处理得到了实验结论.
方案 4: 指针记忆法
如图 4 所示 , 光滑 水
平轨 道 与 光 滑 圆 弧 轨 道
相切, 轻 弹簧 的一 端固 定
在轨 道 的 左 端, OP 是 可
图4
绕 O 点 转动的指针, 且摆到某处就能停在该处.
用手水平向左推动小球, 使 弹簧压缩 一定 的长度 后由
是无初速度释放小球, 而小球上升到最高点时速度也为零,
所以弹力所做的功 就等于小 球克服 重力所 做的功. 弹簧 形
变量为 x 时的弹性势能等于重 力势能 的增量 mgh, 分析 x
与 mgh 之间的关系, 就可以分析 弹簧的弹性势能与 形变量
之间的定量关系.
学生也当场进行了实 验演示.
方案 2 与方案 1 原理基本相同, 但仔细观察发现, 其优
块滑行一段距离后 速度也为 零, 所以弹 力所做的 功就等 于
木块克服摩擦力所做的功. 弹簧形 变量为 x 时 的弹性 势能
等于木块克服摩擦力所 做的功 mgs , 分析 x 与 mgs 之间
的关系, 就可以分析弹簧 的弹性 势能与 形变量之 间的定 量
关系.
通过多次测量, 获 得多 组 x 、s 数 据, 将对 应的 数据 填
写在表 1 中.
9Leabharlann V ol. 31 N o. 2 ( 2010)
物理教师 PH YSICS T EACHER
第 31 卷第 2 期 2010 年
表1
实验次数
1
2
3
4
5
6
x / cm
h / cm
E p/ J
建立 E p- x 2 直角 坐标系 , 找 出弹 性势 能与 形变 量的 定量关系是经过原点的一条直线, 说明 E p 与 x 2 成 正比.
小球向 上运 动的情 况, 记录 小球
图1
上升的最高点, 测量小球上升的高度 h. 弹簧形变量为 x 时
的弹性势能等 于重 力势 能的 增量 mgh. 多次 测量, 分析 x 与 mgh 之间的 关系, 就可 以分析弹簧的弹性 势能与形变量
之间的定量关系.
学生当场进行了实验演示. 专家组对方案 1 基本上 认可, 同时提 出了 实验中 存在
弹簧弹性势能, 是整个实验成功的关键. 课后, 各个研究小组 展开了 深入的 研究. 通过 找资 料、
做实验, 组内学生又一 起讨论, 反复 推敲, 终于 完成了 方案 的设计, 写出了课题研究的可行性报告.
针对学生设计的方案, 召开 了课题研 究方 案的可 行性 论证会. 先请各课题组介绍自己的方案设计思想, 再让其他
有学生提出上述方案 有一困难是实际操作时换用不同
劲度系数的弹簧很 不便, 如果采 用探究 功与速度 变化的 关
系的实验装置就非常简便, 其精妙之处就回避了这一困难, 橡皮筋的劲度系数将随橡 皮筋的条数的改变而成比例地变
化. 学生在实际的探究中也很成功. 本实验的探究, 不仅使 学生熟 练掌握了 科学 探究的 过
课的真正意义所在.
( 收稿日期: 2009- 09- 29)
的作用. 通过实验探究, 有利 于培养学 生思维 的严 密性, 抓 住物理现象内在规 律性的东 西, 从而深 刻地理解 物理概 念 和规律的本质. 而实验研究是学生比较薄弱的环节. 新课程 教材中设计了许多探究性实验, 与老教材相比, 不仅实验内 容明显增多, 更注重了实 验过程 中学生 亲身的 体验. 所以, 这个课题的研究成功, 也增强了学生对实验研究的信心.
方案, 并没有实际的操作. 但是, 只有这个组提出了 指针记
忆法! 记录最大高度的思想, 也受到了专家组的肯定.
方案 5: 时钟测量法
课题组提出这个方案时, 立即引起了大家 的兴趣.
设计者的灵感来源于他 配戴的 与众不 同的机 械手 表,
手表上发条后可以带动表针运转, 表针运转的过程, 就是释
放弹性势能的过程, 由于每摆动一次克服阻力做功相等 , 所
第 31 卷第 2 期 2010 年
物理教师 PHYSICS T EACHER
V ol. 31 N o. 2 ( 2010)
弹性势能表达式实验探究
研究性学习案例分析
倪红飞
( 江苏省太仓市教研室, 江苏 太仓 215400)
1 问题的提出
探究弹性势能表 达式! 是一个 探究性 学习的 课题, 教 材的处理侧 重于理论探 究. 笔 者认为 实验探 究在学生 学习
下面是课题研究的过程. 课题提出后, 引起了许多学生的兴趣, 全班成立了 8 个
课题研究小组. 首先在课堂上, 对这个实验的思想作了初步的分析 : 能
量的变化量 可以用功来 量度, 所以研 究弹性 势能应从 弹力 做功的角度入手分析. 由于弹力随形变量的变化而变化 , 即
弹力是变力, 不便于直 接计算 弹力, 因此应 转换角 度, 用间 接的方法把 弹性势能反 映出来, 怎样 用适当 的方式测 量出
提示操作完成, 得一描 点图, 再右击 图中描 出的点, 选 择添
加趋势线, 可以选择线性、乘幂等, 发现 x 的 乘幂为 2 时图