高中物理：探究弹性势能的表达式学案 人教版必修2

1、“四学四学”教学模式之物理科教学设计探究弹性势能的表教学模式之物理科教学设计探究弹性势能的表达式达式课尾导学课尾导学【学习目标学习目标】1、理解弹性势能的概念，会分析决定弹簧弹性势能大小的相关因素。2、知道探究弹性势能表达式的思路。3、体会探究过程中的猜想、类比、迁移、分析、和转化的方法。4、领悟求弹力做功时通过细分过程化变力为恒力的思想方法。学习方法指导：A）类比方法确定弹力做功课前自学课前自学【基础知识自学基础知识自学】一弹性势能1. 弹性形变： ，试举出常见的弹性形变的例子： 。2.势能的概念： 。3.弹性势能： 。二探究弹性势能的表达式1.有关因素 在弹簧的弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧

2、的伸长量之间的关系为：F= 。类比重力势能，重力势能大小与物体的重力和高度有关，那么弹性势能就有可能与 和 有关。事实验证 对同一根弹簧，压缩不同的长度，将木块弹出的距离 ，说明弹簧弹性势能与 有关。 对不同的弹簧，压缩相同的长度，将木块弹出的距离 ，说明弹簧弹性势能与 有关。2.弹性势能与拉力做功的关系方法 类比重力做功与重力势能变化的关系弹力做正功，弹性势能 弹力做负功，弹性势能 弹力做功多少与弹性势能变化量的关系 。3.怎样计算拉力做的功？重力是恒力，重力做功等于重力与物体在竖直方向移动距离的乘积。那么，拉伸弹簧时，拉力做功该怎样计算？4.怎样计算求和式？方法：类比速度时间图像中求位移的

3、方法怎样计算拉力做功的求和式？是否可以用 F-L 图象下一个梯形的面积来代表功？拉力做功的表达式 。【基本规律自学基本规律自学】弹性势能表达式的得出和弹性势能与其他能量的转化1弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关（ ）A弹簧的长度 B弹簧的劲度系数 C弹簧的形变量 D弹簧的原长2讨论弹性势能，要从下述哪个问题的分析入手（ ）A重力做功 B弹力做功 C弹簧的劲度系数 D弹簧的形变量3弹簧的一端固定，处于自然长度现对弹簧的另一端施加一个拉力，如图 2 示，关于拉力做功（或弹簧克服拉力做功）与弹性势能变化的关系，以下说法中正确的是（ ）A拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性势能增加B拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性

4、势能减少C弹簧克服拉力做功，弹簧的弹性势能增加D弹簧克服拉力做功，弹簧的弹性势能减少4在一次“蹦极”运动中，人由高空落下，到最低点的整个过程中，下列说法中正确的是（ ）A重力对人做正功 B人的重力势能减小了 C橡皮绳对人做负功 D橡皮绳的弹性势能增加了5两弹簧的劲度系数之比为 1:2，在弹性限度内的形变量之比为 2:1，则它们的弹性势能之比为（ ）A 1:2 B 2:1 C 1:4 D 4:16一根弹簧的劲度系数为 K1000N/M，在弹性限度内，它压缩 5CM，则贮存的弹性势能为 ，若拉伸 5CM，贮存的弹性势能为 【自学质疑感悟自学质疑感悟】 课上助学课上助学【自学学情反馈自学学情反馈】图

5、 2F小组合作检查学案完成情况。【能力提升助学能力提升助学】1.在猜想弹性势能可能与哪几个物体量有关的时候，有人猜想弹性势能与弹簧的劲度系数 K 与弹簧的伸长量 X 有关，但究竟是与 X 的一次方，还是X 但二次方，还是 X 的三次方有关呢？请完成下面练习以助思考 （1J1NM）（1）若弹性势能 EPKX，由于劲度系数 K 的单位是 N/M，弹簧伸长量 X的单位是 M，则 KX 的单位是 （2）若弹性势能 EPKX2，由于劲度系数 K 的单位是 N/M，弹簧伸长量 X的单位是 M，则 KX2的单位是 （3）若弹性势能 EPKX3，由于劲度系数 K 的单位是 N/M，弹簧伸长量 X的单位是 M，

6、则 KX3的单位是 从以上对单位的计算，你可以得到什么启示？ 2.一竖直弹簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高为 H 的地方自由下落到弹簧上端，如图所示，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点 A 处，则（ ）AH 愈大，弹簧在 A 点的压缩量愈大B弹簧在 A 点的压缩量与 H 无关CH 愈大，最终小球静止在 A 点时弹簧的弹性势能愈大D小球第一次到达 A 点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在 A 点时弹簧的弹性势能大3.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。【能力强化助学能力强化助学】自己举一些有关弹性势能转化的例子课

7、后补学课后补学【能力拓展补学能力拓展补学】、在一次演示实验中，一个压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小物体，测得弹簧压缩的距离D和小球在粗糙水平面滑动的距离X如下表所示由此表可以归纳出小物体滑动的距离X跟弹簧压缩的距离D之间的关系，并猜测弹簧的弹性势能EP跟弹簧压缩的距离D之间的关系分别是(选项中K1、K2是常量) （ ）AX=K1 D， EP=K2 D BX=K1D，EP=K2 D2 CX=K2 D2， EP =K1D DX=K1D2，EP=K2 D22.通过探究得到弹性势能的表达式为 EPKX2/2式中K为弹簧的劲度系数，X为弹簧伸长（或缩短）的长度请利用弹性势能的表达式计算下列问题：放在地面上的物体上端系在劲度系数的弹簧上，弹簧的另一端拴在跨过定滑轮的绳子上，如图所示手拉绳子的另一端，当往下拉0.1m时，物体开始离开地面，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地0.5mh 高处，如果不计弹簧重和滑轮跟绳的摩擦，求拉力所做的功以及弹簧的弹性势能 【能力建构补