《探究弹性势能的表达式》教学设计
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。
《探究弹性势能的表达式》教学设计
《探究弹性势能的表达式》教学设计【课程目标】1.知识与技能：巩固和应用重力势能的概念;了解弹性势能的概念和特点;会利用提供的器材对弹性势能作实验探究。
2.过程与方法：用类比的方法了解弹性势能，尝试利用图象和实验分别对弹性势能的表达式进行理论和实验两方面的探究，从而认识科学探究的意义，了解物理学的研究方法在物理学发展过程中的作用。
3.情感态度与价值观：发展对科学的好奇心与求知欲，培养与他人合作的精神，体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
【教学过程】1.阅读材料一，通过弹性势能和重力势能的比较认识弹性势能物体因发生弹性形变而具有的势能，这种势能叫做弹性势能。
物体发生弹性形变的时候，物体的各个部分之间发生弹力的相互作用。
正像地球和物体之间由于有重力的相互作用，因而地球和物体组成的系统具有重力势能一样，发生弹性形变的物体的各个部分之间由于有弹力的相互作用，因而由这些部分组成的系统，亦即发生弹性形变的物体本身，就具有弹性势能。
任何发生了弹性形变的物体都具有弹性势能。
卷紧了的发条，拉长或压缩了的弹簧，拉弯了的弓，正在击球的网球拍或羽毛球拍，正在支撑运动员上跳的撑竿等等，都具有弹性势能。
弹性势能和弹力做功密切相关，它们的关系类似于重力势能和重力做功的关系。
弹簧的弹性势能跟弹簧被压缩或拉伸的长度有关系。
一个没有被压缩或拉伸的弹簧，弹性势能为零。
弹簧被压缩或拉伸的时候，它被压缩或拉伸得越大，克服弹力所做的功越多，弹簧的弹性势能就越大。
另外，弹簧的弹性势能还跟弹簧的劲度系数有关系。
不同的弹簧被压缩或拉伸相同的长度，劲度系数越大，克服弹力做的功越多，因而弹簧的弹性势能就越大。
重力势能弹性势能由于物体被举高（由于弹簧发生弹性形变）与重力做功相关（与弹力做功有关）Ep =mgh2.阅读材料二(课本第62～63页)，设计理论探究方案弹性势能的表达式可能与哪些物理量有关?(劲度系数k、弹性形变量l)弹性势能的变化与弹力所做的功有什么关系?(功是能量变化的量度) 复习利用匀变速直线运动的v-t图象求位移，思考怎样利用F-/图象计算弹力这个变力所做的功?由功能关系可知，如果对弹簧做功，弹簧的弹性势能就增加。
探究弹性势能的表达式教学设计
探究弹性势能的表达式教学设计弹性势能是力学中一个非常重要的概念，在物理学中也起着关键作用。
在学习和理解弹性势能这一概念时，我们通常都需要学习其相关的公式和表达式。
因此，在教学中如何更好地引导学生掌握弹性势能表达式，是一项非常重要的任务。
从学生的角度出发，我们需要通过一些实践活动和教学方法来提高他们对弹性势能表达式的理解和掌握。
在这里，我将提出一种教学设计，通过一些探究活动来实现对弹性势能表达式的理解和掌握。
一、概念阐释与引入在教学开始之前，我们需要通过一些简单易懂的例子来引入弹性势能概念。
例如，教师可以给学生展示一根橡皮筋，让学生拉伸橡皮筋并询问学生对伸长过程的感受与体验，以此引出橡皮筋发生拉伸运动时会发生势能的变化等问题。
在引入概念的基础上，教师可以对弹性势能的定义和相关公式进行阐释，包括势能的定义、势能与位移的关系、势能与弹簧常数的关系等。
二、实验探究在学生对概念和公式有一定理解的基础上，我们可以引导学生进行一些实验探究，来加深学生对弹性势能的理解和掌握。
1. 实验目的：探究弹性势能表达式中每个元素的意义和关系。
2. 实验步骤：（1）将弹簧挂在支架上，并将质量m挂在弹簧下端。
（2）记录下质量不同位置的高度差△h和弹簧伸长量△l。
（3）用计算器完成△h、△l、g等元素的计算和弹性势能表达式的求解。
3. 实验结果：通过实验探究，学生可以得到质量、位移、重力加速度和弹簧常数等元素之间的关系，并通过弹性势能表达式的求解来进一步加深对其的理解。
三、解决问题演练在掌握了相关概念和公式的基础上，学生需要通过一些具体问题的解决来运用所学知识，进一步巩固和加深知识的掌握。
例如，对于一个弹性系数为k的弹簧，质量为m的物体从其自然长度下落一个高度h后停止，如何求解释放弹簧后两个物体的速度？通过运用重力势能和弹性势能转化为动能的方法，学生可以运用所学知识和公式来解决这一问题，达到理解和掌握弹性势能表达式的目的。
四、总结和巩固在课程的最后，我们需要通过一些巩固用的任务或活动来巩固学生对弹性势能表达式的理解和掌握。
7.5《探究弹性势能的表达式》示范教案
7.5 探究弹性势能的表达式【教学目标】知识与技能理解弹性势能的概念及意义，学习计算变力做功的思想方法。
过程与方法1、猜测弹性势能的表达式与哪些因素有关，培养学生科学预测的能力。
2、体会计算拉力做功的方法，体会微分思想和积分思想在物理学上的应用。
情感、态度与价值观通过对弹性势能公式的探究过程和所用方法，培养学生探究知识的欲望和学习兴趣，体味弹性势能在生活中的意义、提高物理在生活中的应用意识。
【教学重点】探究弹性势能公式的过程和所用方法。
【教学难点】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。
【教学课时】1课时【探究学习】引入新课教师活动：1.演示：装置如图所示：将一木块靠在弹簧上，压缩后松手，弹簧将木块弹出.分别用一个硬弹簧和一个软弹簧做上述实验，分别把它们压缩后松手，观察现象.学生活动：观察并叙述实验现象现象一：同一根弹簧，压缩程度越大时，弹簧把木块推得越远．现象二：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同程度时，硬弹簧把木块弹出得远．师生共同分析，得出结论：上述实验中，弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能够对木块做功，因而具有能量，这种能量叫做弹性势能．教师活动：多媒体演示（《撑杆中的弹性势能》），发生形变的物体，具有弹性势能．请同学们再举几个物体具有弹性势能的例子：学生活动：观察课件演示，体会发生形变的物体，具有弹性势能；思考并举例：a.卷紧的发条b.被拉伸或压缩的弹簧c.击球的网球拍d.拉开的弓［导入］弹性势能的大小与哪些因素有关？弹性势能的表达式应该是怎样的？这节课我们就来探究这些问题。
新课讲解教师活动：我们在学习重力势能时，是从哪里开始入手进行分析的？这对我们讨论弹性势能有何启示？学生活动：思考后回答学习重力势能时，是从重力做功开始入手分析的。
讨论弹性势能应该从弹力做功的分析入手。
点评：通过知识的迁移，找到探究规律的思想方法，形成良好的思维习惯。
教师活动：当弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为零，弹簧被拉长或被压缩后，就具有了弹性势能，我们只研究弹簧拉长的情况。
物理必修7.5《探究弹性势能的表达式》教案
物理必修7.5《探究弹性势能的表达式》教案7.5探究弹性势能的表达式教学目标一、知识与技能理解弹性势能的概念和意义，学习计算变力做功的思想和方法。
二、过程与方法1.猜测哪些因素与弹性势能的表达有关，培养学生的科学预测能力。
2.体验拉力做功的计算方法，以及微分思想和积分思想在物理学中的应用。
三、情感、态度与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兴趣，体验弹性势能在生活中的意义，提高物理在生活中的应用意识。
教学重点探究弹性势能公式的过程和所用方法。
教学难点在推导张力弹簧时，采用微分思想和积分思想求解张力所做功的表达式。
教学过程一、引入新课实验导入该设备如图所示：将一木块靠在弹簧上，压缩后松手，弹簧将木块弹出。
分别用硬弹簧和软弹簧做上述实验。
压缩它们，让它们离开。
学生应仔细观察并描述实验现象。
现象一：同一根弹簧，压缩程度越大时，弹簧把木块推得越远。
现象二：当两个等长的软弹簧和硬弹簧被压缩到相同程度时，硬弹簧会将木材弹到很远的地方。
师生共同分析，得出结论：上述实验中，弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能够对木块做功，因而具有能量，这种能量叫做弹性势能。
老师：与弹性势能有关的因素有哪些？弹性势能的表达式应该是什么？在本课中，我们将探讨这些问题。
二、新课教学老师：当我们研究引力势能时，我们从哪里开始分析它？这对我们讨论弹性势能有什么启示？学生思考后回答：学习重力势能时，是从重力做功开始入手分析的。
讨论弹性势能应该从弹力做功入手分析。
教师点评：通过知识的传授，找到探索规律的思想方法，形成良好的思维习惯。
教师：当弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为零，弹簧被拉长或被压缩后，就具有了弹性势能，我们类比重力势能猜测一下：弹性势能与哪些因素有关？学生思考和讨论，老师打电话总结：（1）重力势能与高度h成正比，弹性势能是否也与弹簧的伸长量（或缩短量）有关？若有关，是否是简单的正比关系？（2）当重力做功时，重力势能发生变化，重力做功在数值上等于重力势能的变化。
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。
探究弹性势能的表达式教案
《探究弹性势能的表达式》教学设计一、教学目标：1、知识与技能：理解弹性势能的概念，学习计算变力做功的思想方法。
2、过程与方法（1）猜测弹性势能的表达式与哪些因素有关，培养学生科学预测的能力。
（2）体会计算拉力做功的方法，体会微分思想和积分思想在物理学上的应用。
3、情感、态度与价值观体验类比与逻辑推理的乐趣，提高分析问题和解决问题的能力。
二、教学重点、难点重点：探究弹性势能公式的过程和所用方法。
难点：如何进行合理的类比和推理；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、教学用具弹簧，弹弓，小物块，教师演示用多媒体及其课件。
四、教学设计教师活动学生活动点评（一）引入新课1、观看视频——“弹跳跷”，提出里面涉及到的能：弹性势能。
你能否利用生活中的例子举出曾经感受到过弹性势能？教师以实物向学生展示某些物体2、分析这些具有弹性势能物体的共同特征，试着给弹性势能下一个定义。
3、导入：弹性势能的大小与哪些因素有关？弹性势能的表达式应该是怎样的？这节课我们就来探究这些问题。
观察。
思考并举例：体会发生形变的物体，具有弹性势能，给出定义。
激发学生兴趣，充分调动学生主体参与的积极性，同时也增长见识。
（二）进行新课1、猜想：（1）、弹簧的弹性势能与什么因素有关？（2）、弹性势能与劲度系数k及形变量l有关，那么具体是kl、2kl、思考后回答回忆弹性势能的得出过程，类比出弹性势能的求解方法。
培养学生分析问题的能力体会单位制的好处通过知识的迁移（类比），找到探究规律的思想方法，形成良好的思维习惯。
3kl、还是lk等等关系呢？2、弹性势能表达式的推导：（1）、如何求弹性势能？有没有值得参考和借鉴的东西呢？（2）如何求弹力所做的功？弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为零，弹簧拉长或被压缩后，就具有了弹性势能，我们只研究弹簧拉长的情况。
如何把变力转化为不变的力？（3）、如何计算变力做功的求和式？A、怎么求？受什么启发？B、总结变力做功的方法。
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《探究弹性势能的表达式》教学设计
探究式学习的本质是概念规律的结论是通过学生自己的活动或推理由自己获得的。
高中物理教学中的科学探究不全是实验探究，这是节不包含实验探究的探究课，从探究过程看是逻辑推理任务型，教学中先通过事例引出什么是弹性势能，然后以弹簧为例探究弹性势能与什么因素有关，弹性势能与拉力所做的功之间的关系以及如何计算拉力所做的功进而得到弹性势能的表达式。
从整体上看，本节课堂是用启发性的语言引导学生自己观察、发现与思考，自己提出问题并寻找问题
的答案。
“探究弹性势能的表达式”的主要目的并不是让学生学习这个关系式，而是让学生经历一次探究的过程。
凡是有利于学生“构建知识”、形成“科学观念”、领悟“科学研究方法”的各种活动都属于科学探究范畴。
因此，在教学中重点放在物理方法的教学及加深学生对科学探究的理解上。
本节课的探究是在学生原有认知基础上，通过猜想与假设，运用已掌握的物理规律、从理论上推导出新的物理规律，它注重理论推导。
问题1、解决重力是恒力，弹力是变力
·
PPT显示图片并问：在物体升降的过程中，重力是否发生变化
PPT显示图片并问：而弹簧的拉力在拉伸过程中是否发生变化
…
教师说明弹力在弹簧变形过程中是变力！与重力是不同的！
问题2：同学们想想，类比重力势能，弹性势能可能与哪个量有关
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
`答：求重力功时，重力是不变的；而求弹力功时，弹力是随着弹簧伸长量的变化
而变化的：
学生可能猜到
E P=KL；可能猜出KL 再乘以L，即E P=KL2；学生提出可用平均
力KL/2乘以L；
答：不能直接用公式
求拉力所做的功，因为拉力是变力
；
学生回忆过程
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。
，
…
·》
答：由F和l围成的三角形的面积。
"
答：类似于速度和时间的关系图象。
“可以把变力功问题转化为恒力功问题来解决。
把拉伸的过程分为很多小段，拉力在整个过程中做的功可以用它在各个小段做功之和来表示F1Δl1+F2Δl2+F3
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。