探究彈性勢能的表達式

【教學目標】

1.知識與技能

（1）明確彈性勢能的定義。

（2）知道重力做功和彈力做功的區別。

（3）了解彈性勢能與那些量有關。

2.過程與方法

（1）通過具體的事例了解彈性勢能。

（2）借助于圖像得到彈性勢能的表達式。

3.情感、態度與價值觀

（1）剛性物體的柔性更值得注意，以柔克剛實為上策。

（2）彈簧用處多得很，作用不盡相同，須用心觀察體會。

4.重點：彈性勢能的含義，彈性勢能與彈力做功的關系，彈性勢能（）的研究方法。

難點：彈性勢能（）研究方法

【教學過程】

演示彎弓射箭，玩具彈簧槍射擊情景。

問題1：為什么拉滿弦的彎弓可以把箭射出去？壓縮的彈簧可以把小球彈出去？

（引導學生從彎弓和彈簧想恢復原狀而要對與它接觸的物體做功思考）

問題2：你能不能給彈性勢能下定義？

定義：發生_______形變的物體的各部分之間，由于彈力的相互作用，也具有勢能，這種勢能叫作彈性勢能。

彈簧被拉長時的彈性勢能的探究：

彈性勢能可能與哪幾個物理量有關。

閱讀：課本第15頁4-6段文字。

問題3：重力勢能物體被舉起的高度，彈性勢能是不是與彈簧被拉伸的長度成正比？

（引導學生從重力和彈力的大小區別思考）

問題4：彈性勢能除與彈簧被拉伸長度有關外還與什么因素有關？

定量分析：

問題5：彈簧的彈性勢能與彈力做功有什么關系？

（引導學生從力做功和能量變化關系思考）

問題6：怎樣計算彈力做功？

思路點撥：設計一個緩慢的拉伸過程，整個過程中拉力始終等于彈力，這樣，就可以用拉力的功來替代彈力的功（替代法）。

閱讀：課本第15頁倒數第1和倒數第2段。

問題7：彈力做功能不能直接用進行計算？

（引導學生從的使用條件思考）

閱讀：課本第16頁.

思路點撥：利用以前勻變速直線運動圖像求位移的經驗

圖像求位移的經驗。

公式：彈性勢能。

問題8：彈力做正功時物體怎么移動？彈性勢能如何改變？彈力作負功又會怎樣？

（引導學生從彈性勢能公式考慮，且引導學生尋找勢能變化的共性）

拓展：當彈簧被壓縮時，公式仍可使用。

說一說：閱讀課本16頁。

解析：如果規定彈簧的任意長度時的勢能為零勢能，則彈簧從某一位置拉到零勢能位置的過程中，拉力所做的功就等于彈簧的彈性勢能，顯然，這與規定自然長度為零時，從該位置拉到零勢能時的功是不同的，所以，彈簧在某一位置時的彈性勢能與零勢能位置的規定有關，故彈性勢能具有相對性。

思維激活……

題型一 對彈性勢能概念的理解

例題1 關于彈性勢能，下列說法正確的事（ ）

a.發生彈性形變的物體都具有彈性勢能

b.只有彈簧在發生彈性形變時才具有彈性勢能

c.彈性勢能可以與其它形式的能相互轉化

d.彈性勢能在國際單位制中的單位是焦耳

思維分析：發生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用，具有勢能，a正確；彈性勢能跟重力勢能一樣，可以與其它形式的能相互轉化，c正確；所有能的單位跟功的單位相同，在國際單位制中的單位是焦耳，d正確。

答案：

點撥：注意彈性形變與彈性的區別。有些物體形變后無法恢復原狀，因此其不具有彈性勢能。

變式遷移1 關于彈簧的彈性勢能，下面說法正確的事（ ）

a.當彈簧的長度為原長時，彈簧的彈性勢能為零

b.彈簧被拉長時具有彈性勢能，被壓縮時不具有彈性勢能