高中物理备课资料卡 弹性势能的改变素材

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1、高中物理备课资料卡弹性势能的改变素材(沪科J)《课程标准》的要求(沪科J)*理解重力势能。知道重力势能的变化与重力做功的关系。(沪科J)*通过实验，验证机械能守恒定律。理解机械能守恒定律。用机械能守恒定律分析生活和生产中的有关问题。(沪科J)*了解自然界中存在多种形式的能量。知道能量守恒是最基本、最普遍的自然规律之一。(沪科J)*通过能量守恒以及能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。了解能源与人类生存和社会发展的关系，知道可持续发展的重大意义。【知识点讲解】(人教J)探究弹性势能科学探究在于通过学生自主的探索行为，变未知为已知．其中是否会有实验，不是本质特征．关于弹性势能表达式的

2、探究，就不含实验．这一探究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．对的计算则无任何要求．弹性势能的改变（鲁科K）在射箭比赛中，运动员的手一松开，拉满弦的弯弓在恢复原状时就把利箭发射出去(图2-18)。可见，发生弹性形变的物体在恢复原状的过程中能够做功，说明它具有能量。物理学中，把物体因为发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能(elasticpotentialenergy)：拉开弹弓、上紧钟表的发条

3、等，都是让物体具有弹性势能；在弹簧被拉长或被压缩时，弹簧中就存储了弹性势能；弹簧在恢复原状的过程中，它就对外做功。经验告诉我们，弹性形变越大，在恢复原状时它对外做的功越多，具有的弹性势能就越大。（鲁科J）对于弹性势能的教学，通过具体实例让学生认识发生弹性形变的物体具有弹性势能，弹性势能与形变程度有关；通过迷你小实验体验弹性势能的变化是由弹力做功决定的，这与重力势能具有相同的特点。（鲁科J）对于重力势能和弹性势能与相对位置有关的教学，教师可通过引导学生分析重力势能和弹性势能的异同点来得出，并指出这类能量也叫“势能”，为将来进一步学习其他形式的势能打下基础。（鲁科K）在上面的实验中，弹簧在恢

4、复原状的过程中对小纸帽做功。同时，随着弹簧迅速恢复到原状，弹性势能也减小到零，弹簧也就不能再对外做功了。研究表明，与重力做功的情况类似，弹簧对外做了多少功，弹性势能就减小多少；反之，克服弹力做了多少功，弹性势能就增大多少。弹性势能和重力势能一样，都与物体间的相对位置有关：重力势能是由重力场中物体与地球间的相对位置决定的；弹性势能是由发生弹性形变的物体各部分的相对位置决定的。人们把这类由相对位置决定的能称为位能。(人教K)卷紧的发条、拉长或压缩的弹簧、拉开的弓、正在击球的网球拍、撑杆跳运动员手中弯曲的杆，等等，这些物体都发生了弹性形变，每个物体的各部分之间都有弹力的相互作用.发生弹性形变的

5、物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能(elasticpotentialenergy).在讨论重力势能的时候，我们从重力做功的分析人手.讨论弹性势能的时候，则要从弹力做功的分析人手.在探究弹性势能的表达式时，可以参考对重力势能的讨论.(人教J)探究是通过学生自己的探索活动，变未知为已知的学习过程．探究的目的是开发学生的创造潜能，启发学生的思维，使学生参与到教与学的活动中去．学生在自己思考的前提下，设计自己的探究方案．这个方案可以包含实验，也可以不包含实验．“探究弹性势能的表达式”就是一个不包含实验的探究．(人教K)当弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为0，

6、弹簧被拉长或被压缩后，就具有了弹性势能.我们研究弹簧被拉长的情况.’在探究的过程中，要依次解决下面几个问题.(1)弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧被拉伸的长度l有关.有什么样的关系？重力势能与高度h成正比例，对于弹性势能，尽管也会是拉伸的长度越大，弹簧的弹性势能也越大，但会是正比关系吗？不一定，因为对于同一个弹簧，拉得越长，所用的力就越大；而要举起同一个重物，所用的力并不随高度变化.即使拉伸的长度l相同，不同弹簧的弹性势能也不会一样，因为不同弹簧的“软硬”并不一样，即劲度系数k不一样.这点也应在弹性势能的表达式中反映出来；

7、而且应该是，在拉伸长度l相同时，k越大，弹性势能越大.这两个猜测并不能准确地告诉我们弹性势能的表达式，但如果探究的结果与这些猜测相矛盾，意味着很可能出现了错误，需要慎重地评估探究的各个环节.(2)弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么关系？这就是说，怎样由拉力做的功得出弹性势能的表达式？(人教J)(1)如何研究拉力的功教师在教学中可以采用类比的方法进行教学．从研究方法上类比：重力势能与弹性势能都是物体凭借其位置而具有的能．研究重力势能时