第 5 节 探究弹性势能的表达式新课教学 板书:一、弹性势能:发生弹性形变的物体各部分之间,由于弹力的相互作用而具有的势能
师:本节课我们就探究弹性势能与哪些因素有关、是什么关系
师提问:我们学过的重力势能与哪些因素有关,什么关系
学生回答后,教师强调出其中的高度是相对于参考平面的高度,即重力势能有相对性
师提问:我们可以肯定,弹性势能也有相对性
研究重力势能一般选地面为参考平面,即零重力势能位置;那么你认为研究弹性势能选哪一位置为参考位置,即零弹性势能位置最好呢
几乎所有学生都会选原长为零位置,教师表示认可,可是不点评
但教师应该明白,学生是因为原长时弹力为零,才认为势能为零,即他们认为原长时势能就是零,而不是选定为零的,若时间允许,在本节课最后讨论弹性势能相对性时,可选取别的位置为参考位置,体会原长时势能可以不为零
师提问:那么猜一猜弹性势能与哪些因素有关(以弹簧为例) 学生可能猜出:长度;伸长量;压缩量;弹力;劲度系数;形变量;质量;材料;匝数;半径;钢丝粗细;匝密度等等;教师引导学生之间讨论交流,最后形成一致意见:与劲度系数 K 和形变量(伸长量或压缩量)L 有关
师提问:猜一猜是什么关系
若学生猜到 EP=KL,会有许多同学表示反对,引导同学之间讨论得出论断;若学生猜出KL 再乘以 L,即 EP=KL2,让他说出理由,并请其他同学判断有无道理,若没有人反驳,教师可引导,根据不同层次的学生水平,可从以下三种引导方式中选择一种:(1)KL 再乘以 L,就是力乘以位移,要注意功计算式的使用条件是力为恒力
(2)直接告知弹簧从原长到拉长 L 的过程中弹力越来越大为变力
(3)不仅告知弹力越来越大为变力,还指明用末态的弹力 KL 代替过程中的弹力平均值偏大了
引导得出不会是 EP=KL2,应该比 KL2小后,若学生不再提出新的观点,则到此为 止;若学生提出