辽宁省丹东宽甸县第一中学高中物理 7.57.6学案（无答案）新人教版必修2.doc

7.5 探究弹性势能的表达式 学习目标: 1、知识与能力（1）知道弹性势能的概念及意义。（2）分析弹性势能和其他形式的能量之间的相互转化；（3）会运用已有知识和方法，使用基本的实验仪器，探究弹性势能的表达式。2、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。学习重点理论探究弹性势能公式的过程和方法。学习难点: 如何设置问题，引导学生进行合理的类比和推理，猜测弹性是能的决定因素；推导拉伸弹簧时，用微分、积分思想并借助图象求解出拉力所做功的表达式。【预习案】（一）预习知识：回忆重力势能的相关知识，以及其探究的思想方法（二）教材导读弹性势能的相关因素（基础）1. 列举生活中的一些实例：像撑杆跳、射箭、弹弓等，并说出这些物体有什么共同点。2. 猜测弹性势能与哪些因素有关，并且得到弹性势能的定量表达式。提示：类比思想研究重力势能 重力做功研究弹性势能 弹力做功找到弹力做功与弹性势能的变化关系：当弹簧由原长变化到伸长（或压缩）状态时，弹力做 功，物体弹性势能 当弹簧由伸长（或压缩）状态变化到原长时，弹力做 功，物体弹性势能 平均思想（用平均力来求变力做功）如图1所示，是速度v随着时间t均匀变化，即为匀变速运动的v-t图象，其中求位移一样，因为是匀变速可以用平均速度来求位移，即：x=vtxfo那么同理如图2所示，是拉力随位移x均匀变化的图，平均拉力对这段位移做功： w=fx，f=kx从而得到w=kx2则此时弹簧的弹性势能也为ep=kx2图2图1【巩固案】如图所示，表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况。7.6 探究功与速度变化的关系学习目标: 1、知识与能力（1）会用打点计时器打下的纸带计算物体运动的速度。（2）学习利用物体图像探究功与物体速度变化的关系。2、过程与方法（1）通过用纸带与打点计时器来探究功与速度的关系，体验探究过程和物理学的研究方法。（2）实际探究过程中如何把变力做功这个问题解决。学习重点学习探究功与速度变化关系的物理方法，并会利用图像法处理数据。学习难点: 1试验数据的处理方法图像法。 2复杂问题的转化方法。【预习案】（一）预习知识：回忆重力势能、弹性势能的相关知识，及其探究的思想方法（二）教材导读探究思路（基础）我们以平板上的小车为研究对象，使它在力的作用下从静止开始运动；测量力的大小及小车在力的作用下运动的距离，则可以计算出力所做的功。如果力的大小改变了，或者小车在力的作用下运动的距离改变了，力对小车做的功也会改变，小车获得的速度就会不同，由此能够得到功与速度的几组数据，并作出w-v图象，从而分析得到二者之间的关系。阅读参考案例一思考以下问题1实验中需要用到什么仪器？2这个实验要得到的数据有哪些？如何得到？3回忆探究加速度与力、质量关系的实验，想一下这个实验应该注意哪些问题阅读参考案例二思考以下问题1实验中需要用到什么仪器？2这个实验我们仍然可以用打点计时器得到速度，但在求弹力做功时，发现橡皮筋的力是变化的，难以测量它做的功，那么我们如何来解决这个问题呢？【探究案】注意，我们本实验的目的只是为了探究功与速度变化的关系，那么我们能不能不去测量以上那些物理量而得到实验结论呢？实验步骤（参考案例二）1按图装器材，由于小车运动过程中受到阻力，可以把长木板略微倾斜，用以平衡摩擦力。2先用一条橡皮筋实验，把橡皮筋拉伸到一定的长度，接好纸带、接通电源、放开小车。3换用纸带，改用2条、3条同样的橡皮筋进行第二次、第三次实验，每次实验中橡皮筋拉伸长度都相同。4由纸带算出小车获得的速度，把第一次实验获得的功计为w，第二次、第三次计为w的几倍值。5对测量数据进行估计，大致猜想两个量可能的关系。实验注意事项注意事项：1、选用的橡皮筋不宜弹力过大，小车质量不宜太小，否则会使打点计时器在纸带上打出的点数过少，以致找不出小车在橡皮筋恢复原长时做匀速运动所打出的点。2、实验时，应使小车的运动方向、纸带、打点计时器的限位孔在一条直线，以减小摩擦阻力。3、平衡摩擦力时，要轻推一下小车，观察小车是否做匀速直线运动。4、实验中，拉伸橡皮筋应在其弹性限度内，并且保持每次拉伸的伸长量相等。5、实验中，改变橡皮筋条数是，应使每条橡皮筋在自由状态的长度相同，以保证每次实验中每条橡皮筋对小车做工相等。数据的记录（参考表格）w/j/（ms-1）/（ms-2）12数据的处理（图象处理）假设：1.作出的功速度曲线是一条直线，表明橡皮筋做的功与小车获得的速度的关系是正比例关系，即w；2.如果不是直线，就可能是w、w，甚至是w到底是哪种关系呢？先对测量结果进行估计，大致判断两个量可能是什么关系。然后分别作出w、w、w、w图象，从图象中分析判断w与的关系。结论：在物体的初速度为零时功与物体速度变化的关系为 复杂问题的转化这里，我们并不需要测出橡皮筋做功的具体数值，只要测出以后各次实验时橡皮筋做功是第一次实验时的多少倍。这对于本实验已经足够了，这样做大大地简化了操作。具体操作如下：实验时，假如一条橡皮筋拉到某个位置释放对小车做的功为w，第二次、第三次实验时，用完全相同的橡皮筋拉到与第一次相同的位置释放（保持橡皮筋拉伸的长度都