高中物理必修2《探究弹性势能的表达式》教学设计(共4页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上理论探究感受物理学的逻辑美“探究弹性势能的表达式”教学设计编写意图教材要求学习这节时要着重体会探究的过程和所用的方法。科学探究在于通过学生自主的探索行为，变未知为已知。对于是否会有实验，不是本质特征。这一探索活动意在检验以下两点：第一，既然已经知道功可能是能量变化的量度，而且重力势能的表达式确实是通过重力做功的分析得出的，那么能否想到弹性势能的表达式有可能通过弹力做功的分析而得出；第二，是否从前面利用极限思想的实例中受到启发而产生认知的迁移。不要求掌握探究的结论，更不要求用弹性势能的表达式解题。学情分析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

2、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，这点学生也是容易想到的。目标定位一 知识与技能1理解弹性势能的概念及物理意义；2掌握计算变力做功的思想方法；3巩固做功与

3、能量变化的关系（弹力的功与弹性势能转化的关系）；4体会探索过程的猜想、分析和转化过程。二过程与方法1.仿照重力势能表达式的得出方法探究弹性势能表达式，让学生体会物理学习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物理量有关，培养学生科学猜想推断能力。3.又一次应用分割求和的方法求变力的功，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1.培养学生的团队精神。勇于发表和坚持自己的观点，勇于接受他人的正确观点，修正自己的错误。2.体会物理学探究过程中的艰辛与挫折，培养学生坚忍不拔的学习精神。3.通过探究过程培养学生的科学推断能力，体会物理学的逻辑

4、美，激发学生求知欲和学习兴趣，享受成功，获得乐趣。教学重点1. 根据重力势能表达式的得出方法探究弹性势能表达式，再次体会功能关系。2. 根据前面利用极限思想的方法实例产生知识迁移，应用在变力做功中。3. 根据匀变速直线运动中平均速度的计算产生知识迁移，把变力做功变成恒力（平均力）做功。教学难点如何突破变力做功这个瓶颈，是本节的教学难点，也是本节的关键。方法阐述科学探究过程中，要有严密的思维过程和多种方法的应用。笔者从学生实际出发根据类比法、观察分析法、知识迁移法、图象法、分析归纳法等特点设计了多种自主学习、合作学习、探究学习的活动，从而使学生经历科学探究的过程，加深对科学探究的理解。教学方法1

5、、利用生活中的相关视频引入新课，激发学生学习的兴趣。2、针对课题让学生自己提出要研究的问题，并带着自己的问题去探究，充分体现学生的主体性。3、教师在教学活动过程中主要充当组织者和引导者，让学生自主探究，合作学习，亲身体验。4、让学生探究的成果及时向大家展示，交流，并给与激励，给学生一种成就感。教学过程一导入新课，层层深化老师：视频展示射箭、跳板跳水、撑杆跳过程。提出问题：1.分析总结他们有怎样的共同点？2.是不是所有发生形变的物体都具有能量？这种能量是怎么命名的？学生分组讨论交流：发生形变的物体在恢复形变的过程中，都能对外做功，都具有能量；应该是弹性形变，因此叫做弹性势能。设计意图 让学生观察

6、体会实际情况，加深理解弹性势能的概念和物理意义。二逻辑分析，严密推导老师：弹性势能是标量，只有大小。这节课就来理论探究弹性势能的表达式。我们分几步来探讨弹性势能的表达式？学生猜想：1.表达式含有哪些物理量？2.弹性势能与各物理量之间是怎样的关系？解决问题一：表达式含有哪些物理量？学生分组讨论，每组代表总结发言：与质量、弹簧的长度、重力、高度、弹簧的劲度系数、弹力等有关。老师： 分析各种因素，从而得出与K、L有关。解决问题二：弹性势能与各个物理量之间是怎样的关系？老师：能不能用类比重力势能公式得出的方法来研究呢？学生：可以。老师：用课件显示下面的表格。学生：先自主分析，再分组讨论，最后统一观点并

7、展示讨论的结果。对应的能量重力势能弹性势能物理情景小球上升过程弹簧拉伸过程存在的前提受力特征势能改变功能关系设计意图 再次体会功能关系，利用类比迁移的研究方法，仿照重力势能的表达式得出弹性势能的表达式。培养学生的科学推理能力，提高学习效率。三突出主要问题 多种方法解决老师：从以上分析我们可以看出，弹性势能的表达式可以根据弹力做功来研究。可是弹力是变力，变力做功怎么研究？想一想我们在哪里用到过这种方法？然后出示课件，展示匀变速直线运动的位移计算方法学生分组讨论交流方法一：大多数小组观点：利用微分和积分的思想，把弹簧拉伸过程分为很多小段，它们的长度是X1，X2，X3,各小段拉力近似认为是不变的，它

8、们分别是F1,F2,F 3 各小段上拉力做功分别是F1X1，F2X2，F3X3，总功为它们之和F1X1+F2X2+F3X3+,再根据FX图象中图线所围成的面积，求出表达式。老师：显示课件，并概括总结。作F-X图像，图像所包围的阴影面积就是所做的功的大小。方法二： 还有的组讨论交流得另一观点：可以把变力变成恒力应用功的定义式来表达。根据匀变速直线运动平均速度的计算方法V= (V0+V)/2来计算平均弹力F=(0+F)/2=kx/2，从而计算恒力做功。设计意图 让学生应用类比法、知识迁移法、图象法、分析归纳法等方法来经历理论探究的主要环节，培养严密的逻辑思维能力，感受物理学的逻辑美，激发求知欲和学习兴趣并享受成功的乐趣。四总结概括 思维升华老师：本节我们获得哪些知识，应用了哪些方法？请同学们自己总结。学生回顾总结：本节课我们学会了理论探究的方法和步骤，应用了观察分析法、微积分法、知识迁移法、图象法等，体会到了探究的艰辛和乐趣。同时开阔了自己的思维。设计意图 让学生养成总结的习惯，形成自己的知识结构。教学反思学生能在教师的引导下积极参与，进行猜想、思考、讨论和推理。并能不受教材的限制，应用多种方法进行知识的迁移来完成探究任务，体现了学生超强的逻辑推理能力。在以后教学中，要充分相信学生，发挥学生的能动作用放手让他们去探讨。专心-专注-专业