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关键词：3. 势能教学实录及点评

正文

探究弹性势能的表达式

无锡市辅仁高级中学徐锡扬

一、课程目标

1、知识与技能：

巩固和应用重力势能的概念；了解弹性势能的概念和特点；会利用提供的器材对弹性势能作实验探究。

2、过程与方法：

用类比的方法了解弹性势能，尝试利用图象和实验分别对弹性势能的表达式进行理论和实验两方面的探究，从而认识科学探究的意义，了解物理学的研究方法在物理学发展过程中的作用。

3、情感态度与价值观：

发展对科学的好奇心与求知欲，培养与他人合作的精神，体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

二、教学过程

1、通过弹性势能和重力势能的比较认识弹性势能

物体因发生弹性形变而具有的势能，这种势能叫做弹性势能。物体发生弹性形变的时候，物体的各个部分之间发生弹力的相互作用。正象地球和物体之间由于有重力的相互作用，因而地球和物体组成的系统具有重力势能一样，发生弹性形变的物体的各个部分之间由于有弹力的相互作用，因而由这些部分组成的系统，亦即发生弹性形变的物体本身，就具有弹性势能。

任何发生了弹性形变的物体都具有弹性势能。卷紧了的发条，拉长或压缩了的弹簧，拉弯了的弓，正在击球的网球拍或羽毛球拍，正在支撑运动员上跳的撑竿等等，都具有弹性势能。

弹性势能和弹力做功密切相关，它们的关系类似于重力势能和重力做功的关系。

弹簧的弹性势能跟弹簧被压缩或拉伸的长度有关系。一个没有被压缩或拉伸的弹簧，弹性势能为零。弹簧被压缩或拉伸的时候，它被压缩或拉伸得越大，克服弹力所做的功越多，弹簧的弹性势能就越大。另外，弹簧的弹性势能还跟弹簧的劲度系数有关系。不同的弹簧被压缩或拉伸相同的长度，劲度系数越大，克服弹力做的功越多，因而弹簧的弹性势能就越大。

重力势能

由于物体被举高

与重力做功相关

Ep=mgh

? ? ？

弹性势能

2、设计理论探究方案

弹性势能的表达式可能与哪些物理量有关？______________________

弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么关系？____________________ 观察v—t图像，思考怎样利用F—l图象计算拉力这个变力所做的功？

v/m·s-1v/m·s-1

vtvt

v0v0

Ott/s

3、阅读材料三，用重力这个恒力对弹簧做功改变弹簧的弹性势能，设计实验探究方案

【器材】弹簧，金属重物，刻度尺，支架。

【操作】把弹簧悬挂在支架上，在弹簧的下端悬挂金属重物，静止时处于位置0，如图所示。

用手慢慢地将重物托起，直至弹簧恢复原长（即位置1）为止。然后很快抽开手，让重物无初速落下，重物能够到达最低点（即位置2），以后重物就在1、2两个位置之间来回振动。

设重物质量为m，弹簧劲度系数为k，1—2间距为x，1—0间距为x1，0—2间距为x2，探究：

从位置1—位置0重力做功为多少？

_______________________ 在这个过程中弹簧的弹性势能增加多少？_______________________ 从位置1—位置2重力做功为多少？

_______________________ 在这个过程中弹簧的弹性势能增加多少？_______________________ 以弹簧原长时为弹性势能的零势能位置，弹簧在位置2时的弹性势能是多少？

重力mg和弹力f1是什么关系？

x、x1、x2之间有何关系？

通过探究，你得出的弹性势能表达f1

式是：______________ 1

mg mg mg

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