高中物理新课标人教版必修2优秀教案：文本式教学设计探究弹性势能的表达式

高中物理新课标人教版必修2优秀教案：文本式教学设计探究弹性势能的表达式

5 探究弹性势能的表达式
文本式教学设计
整体设计
学习科学探究方法，发展自主学习能力，养成良好的思维习惯，能运用物理知识和科学
探究方法解决一些问题是课程标准总目标中对学生在科学探究方面提出的要求.本节课的教学
重点应该是通过科学探究来落实过程与方法、情感态度与价值观的要求.通过探究方案的设计，
让学生进行自主探索，激发学生的创造潜能，启发学生的思维，把学生真正地融入到教学中
来，发挥其主体作用.本节就是按照物理课程标准要求，不要求学生用弹簧的弹性势能的表达
式解决相关问题，而是让学生经历一次理论探究的过程，属于逻辑推理任务型.学生的科学探
究并不意味着只是动手操作，进行实验活动.因此，本节教材在教学中重点放在物理方法的教
学及加深学生对科学探究的理解上.本节课的探究是在学生原有认知基础上，通过猜想与假设，
运用已掌握的物理规律,从理论上推导出新的物理规律，它注重理论推导.在实际的教学中，由
于对弹性势能的理解学生存在一定的困难，教师可以引导学生采用类比方法，弹性势能类比
重力势能、弹力类比重力，引导学生回忆研究重力势能时从重力做功入手，因此，研究弹性
势能应该从弹力做功开始.然而弹簧的弹力是一个变力，如何研究弹力做功是本节的一个难点，
要引导学生对比匀变速直线运动位移的求法，进行知识迁移，利用微元法得到弹簧的弹性势
能的表达式，逐步把微分和积分的思想渗透到学生的思维中.
本节课不要求用弹性势能的表达式解题，而是要着重让学生体会探究的过程和所用的方
法，所以在整个教学过程中，教师作为一个引导者，要创设情境，激发学生的学习欲望，要
让全体学生都主动参与探究的全过程，成为学习的主体，同时，教师作为参与者，在探究过
程中，要及时进行点拨，引导学生去发现问题，并启发学生寻找解决问题的方法，让学生体
验到探索自然规律的艰辛和喜悦.
教学重点
1.利用微元法和图象法计算变力做功的问题.
2.运用逻辑推理得出弹力做功与弹性势能的关系.
教学难点
1.理解微元法把变力做功转化为恒力做功.
2.理解利用力—位移的图象计算变力做功的依据.
课时安排
1 课时
三维目标
知识与技能
1.理解拉力做功与弹簧弹性势能变化的关系.
2.进一步了解功和能的关系.
过程与方法
1.用与重力势能类比的方法，猜测决定弹性势能大小的因素.
2.通过知识与技能的迁移过程，自主探究弹性势能的表达式.
3.让学生经历由猜测到理论探究，再到实验证实的一般的科学发现过程.
情感态度与价值观
1.通过讨论与交流等活动，培养学生与他人进行交流与反思的习惯.发扬与他人合作的精神，
分享探究成功后的喜悦.
2.体味弹性势能在生活中的意义，提高物理在生活中的应用意识.
课前准备
自制课件、橡皮筋、弹簧、滑块等.

教学过程
导入新课
实验导入
装置如图所示：
将一木块靠在弹簧上，压缩后松手，弹簧将木块弹出.
分别用一个硬弹簧和一个软弹簧做上述实验，分别把它们压缩后松手，学生认真观察实
验现象并叙述.
现象一：同一根弹簧，压缩程度越大时，弹簧把木块推得越远.
现象二：两根等长的软、硬弹簧，压缩相同程度时，硬弹簧把木块弹出得远.
师生共同分析，得出结论：上述实验中，弹簧被压缩时，要发生形变，在恢复原状时能
够对木块做功，因而具有能量，这种能量叫做弹性势能.
图片导入
大屏幕投影展示撑竿跳、张弓射箭、各类弹簧的图片.
教师提出问题：压缩的弹簧可以把小球弹出很远、拉开的弓可以把箭射出、撑竿跳高运动员
可以借助手中的弯曲的杆跳得很高……这些现象说明什么？他们存在哪些共同的地方？学生
思考、讨论、回答,引出本课内容.
问题导入
2004 年 8 月 20 日举行的奥运会女子蹦床比赛，让中国观众认识了这项既好看又惊险的运
动.中国选手黄珊汕摘取铜牌后，国家蹦床队总教练卓贤麟表示，尽管中国开展蹦床运动只有 6
年的时间，但是中国已经确立了在 2008 年奥运会上冲击男女两块金牌的目标，黄姗汕的铜牌，
则成为实现这一目标的第一步.蹦床的核心部件就是一张四周都固定的弹簧网.
1.运动员在网上是怎样跳...