7.5 探究弹性势能的表达式 教学设计 -2023-2024学年高一下学期物理人教版必修2

教学 课题 高中物理人教版必修二第七章第5节 探究弹性势能的表达式 教材 分析 本节选自高中物理人教版必修二第七章第5节探究弹性势能的表达式，是一节探究课。新课标对弹性势能的表达式没有明确提出要求，但要求教师在教学中要重视引导学生学会探究式学习，尤其要注重让学生体会探究的过程和所用的方法，养成良好的思维习惯。本节是在学习重力势能之后进一步拓展的课，让学生在变力作用的情境下进行功和能关系的探究，再一次感受到功和能的紧密联系。其目的是通过对两种势能的认识过程，为后面的动能定理和机械能守恒定律的学习打下基础。而且它在整个教材中也起到了承上启下的作用。本课包含的一些微积分思想，是以后学习中不可缺少的部分。因此，本节内容在物理教学中具有不容忽视的重要的地位。 学情 分析 知识基础 通过上一节《重力势能》的学习，学生已经初步体验到“研究重力势能是从重力做功入手”以及“功是能量转化的量度”，在必修一中也学习了弹力相关内容并且学生已具有一定的知识迁移能力，可以让学生通过类比，从弹簧弹力做功入手来研究弹簧弹性势能 心理特点 高一学生的认知发展过程是由直观认识向逻辑推理、实验推理过渡阶段。因此在教学中，要遵循从感性到理性的认识规律；满足与引导学生的好奇心，让学生品味科学家的好奇心用自己的科学知识来辨别是非，不迷信权威，勇于提出质疑。 可能出现的问题 学生刚进行高中物理知识的学习，对生活中物理现象的知识准备不足，更重要的是思维方法和运用数学工具表述物理过程，以及进行理性思维的方式与教学要求存在一定的差距。为此教学中必须借助于经验思维和具体思维缩短理论推理的学习困难。 教学 目标 物理观念 1.理解弹性势能的概念及意义，会分析决定弹簧弹性势能大小的相关因素 2.理解弹力做功与弹簧弹性势能变化的关系 科学思维 1.理解图像法求变力功的思维方法 2.掌握求弹力做功时通过细分过程化变力为恒力的思想方法 科学探究 1.利用控制变量法定性确定弹簧弹性势能的相关的因素 2.采用逻辑推理和类比的方法探究弹簧弹性势能表达式 3.通过探究弹性势能表达式的过程，让学生体会微分思想和积分思想在物理学中的应用 情感态度与价值观 1.通过讨论与交流，培养学生敢于坚持正确观点，勇于修正错误，发扬与他人合作的精神的能力。 2.体会弹性势能在生活中的意义，提高物理在生活中的应用意识，做到理论联系实际 重点 难点 教学重点：1.探究弹性势能表达式的过程与方法 2.体会微分思想和积分思想在物理学中的应用 教学难点：1.理解如何用微分和积分思想研究变力做功 2.合理的运用推理与类比 教法 学法 教学方法：问题驱动法、演示法、类比法、问答法 学习方法：讨论法、合作学习 教学 流程 教师活动 学生活动 设计意图 复 习 巩 固 复习上节课内容： 1.重力势能表达式与相对性 2.重力势能与重力做功关系 学生思考回顾 1.相对于参考平面： EP=mgH 2．WG=EP1-EP2 初位置：EP1= mgH1 末位置：EP2= mgH2 物体由高处到低处时重力做正功，重力势能减少。 通过回顾上节课的知识进一步巩固所学知识，同时为接下来的学习打好基础 引 入 新 课 [多媒体引入] 图片展示(三类：撑杆跳高、张弓射箭、各类弹簧) 这类图片的共同特征是什么? [小实验] 为什么松手后圆珠笔会自动跳起来？ 将圆珠笔内弹簧取出，按压观察其形变，感受力的作用。 什么是势能？ 引导学生类比重力势能分析，以上例子是否具有势能。 教师指出势能概念中有两个关键词，一是“相互作用”，二是“位置” 弹性势能：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而具有势能，这种势能叫做弹性势能。 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。 弹簧产生了力的作用 相互作用的物体凭借位置而具有的能量。 在重力势能概念中体现为重力和高度。 发生弹性形变的物体（如弹簧），各部分间有弹力作用，并且发生形变。因此它也具有势能 从学生生活实际出发，引出课题，激发学习兴趣步步导入，吸引学生的注意力，明确学习目标 让学生自己动手做实验、增加参与意识， 激起对科学的好奇心和求知欲 开 始 探 究 问题1：猜想弹簧弹性势能的大小与哪些因素有关？ 类比：物体的重力势能与物体所受的重力和高度有关 将学生分成小组，分组进行探究 ①、弹性势能与弹簧拉伸量（压缩量）有关。 ②、弹性势能与弹簧的劲度系数有关。 交流探究结果：弹性势能随弹簧形变量增大而增大。随弹簧的劲度系数的增大而增大。 重力势能与高度成正比例，弹性势能和弹簧拉伸长度也成正比么？ 定性猜测还不够，我们还想得