高中物理教师讲义-《探究弹性势能的表达式》教学设计.doc

高中物理教师讲义:探究弹性势能的表达式教学设计教材分析中学课程中的科学探究，是通过学生自己的探索性活动，变未知为已知的一类过程，其中是否包含实验，并不是它的本质特征。这节的探究就是一个不包含实验的探究。本节是先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。既然功是能量变化的量度，既然重力势能的表达式是通过重力做功的得来的，很自然地会想到通过弹力做功可以得到弹性势能的表达式。研究一件事物总是先从表面的、定性的考察开始。因此，我们先考虑弹性势能的表达式可能与哪几个量有关。从整体上看，内容的安排完全符合人们认识事物的思维过程。学情分析学生已经初步有了探究事物的一般方法，即“是什么？怎么样？为什么？”的思维方法。因此，本设计中就通过创设问题情景，激励学生自己提出想要研究的问题。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”，并且学生已具有一定的知识迁移能力了。因此可以让学生通过类比，也从拉力做功入手来研究弹簧的弹性势能。因为重力的功与重力和物体的位置变化有关，弹力做的功与弹力和弹簧的形变量有关，这样的猜想是很容易想到的。关键的问题是如何研究拉力的功，同样让学生回忆并类比于研究匀变速直线运动的位移的方法，将弹簧的形变过程分成很多小段，每一小段中近似认为拉力是不变的，而且上一节课中研究当路径是曲线的时候，研究重力所做的功也是将曲线分成很多近似认为是直线来处理的，这里用到了微分和积分的方法。教学目标一、知识与技能1理解弹性势能的概念和物理意义。2学习计算变力做功的思想方法。3理解弹力的功与弹性势能变化的关系。4知道弹性势能具有相对性。二、过程与方法1类比重力势能表达式的得出方法探究弹性势能表达式，让学生物理学中这种类比迁移的研究方法。2猜测弹性势能表达式与什么有关，培养学生科学推断能力。3又一次应用分割、求和、逼近的方法求变力的功，体会这种微积分思想在物理中的应用。4体会理论探究这种科学方法。三、情感态度与价值观通过探究过程体会物理学的逻辑之美和方法之美，体会数理的巧妙结合，激发学生求知欲和学习兴趣，享受成功的乐趣。重点1探究弹性势能公式的过程和所用方法。2理论探究的方法。教学难点1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。2图象方法解决问题。教学方法实验观察法、分析归纳法、迁移法、类比法。教具准备弹簧(两根，劲度系数不同)，小物块，多媒体等。教学设计理念思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。教学建议这节课的难点是弹力做功公式的推导方法，所以知识的迁移就显得非常重要，知识迁移的好坏直接影响到这节课是否能够成功，所以可以建议学生在学这节课之前先复习第一册中有关匀变速直线运动位移的推导公式，以便为这节课作好方法方面的准备，在讲解过程中学生可能一时不能把知识迁移到这上面去，教师要注意引导学生向这个方向考虑。对于弹簧压缩状态时弹性势能的表达式，可以放在课下作为作业，如果有时间的话，可以让学生推导出来。对于同一个弹簧，如果弹簧的压缩量和伸长量相