1、探究弹性势能的表达式,北京一零一中学 王跃飞 2016.04.06,探究弹性势能的表达式,（2013）23.蹦极比赛分成预备运动和比赛动作两个阶段，最初，运动员静止站在蹦床上，在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度，此后，进入比赛动作阶段。把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小F=kx(x为床面下沉的距离，k为常量)。质量m=50kg的运动员静止站在蹦床上，床面下沉x=0.10m;在预备运动中，假定运动员所做的总功W全部用于增加其机械能，在比赛动作中，把该运动员视作质点，起每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为t=2.0s，设运动员每次落下使床
2、面压缩的最大深度为x1,取重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力的影响。 （1）求常量k,并在图中画出弹力F 随x变化的示意图 （2）求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度hm （3）借助F-x图像可以确定弹力做功的规律，在此基础上，求x1和W的值。,思考：这节课的重点是弹簧势能公式吗？,探究弹性势能的表达式,（2015）23如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计，物块（可视为质点）的质量为m，在水平桌面上沿x轴运动，与桌面间的动摩擦因数为，以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx，k为常量 （1）请画出F随x变化的
3、示意图；并根据Fx图象求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功 （2）物块由x1向右运动到x3，然后由x3返回到x2，在这个过程中， a求弹力所做的功，并据此求弹性势能的变化量； b求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念,思考：这节课的重点是弹簧势能公式吗？,探究弹性势能的表达式,探究弹性势能的表达式,教材分析：关于弹性势能的表达式，在课程标准中没有明确提出要求，教材设置这个内容的目的是在学习重力势能概念后的进一步拓展，让学生在变力作用的情景下进行功和能关系的探究，再一次感受功和能的紧密关系，同时通过对两种势能的认识过程，为后面的动
4、能定理和机械能守恒定律的学习打下基础,探究弹性势能的表达式,教材分析：本节课是学生第一次接触到的一个理论探究内容，目的是开发学生的创造潜能，训练学生的知识迁移能力，使学生体会到探究的过程和所用的方法，经历一次根据理论探究的结果来概括物理结论的过程。,探究弹性势能的表达式,学情分析：学生能够初步掌握“功是能量转化的量度”这一物理思想，也能够想到研究弹力做功的方法去求弹性势能的表达式，但会卡在弹力是变力而无法求出弹力功这个障碍上。因为学生用微分和积分思想进行思维训练是很少的，所以这节课知识迁移的能力要重点强调，图像法分析问题这一个工具要让他们掌握好。,探究弹性势能的表达式,教学重点分析：1、探究弹性势能的表达式的过程与方法2、掌握用微元法和图像法计算变力做功的物理思想。 教学难点分析：1、领悟“无限分隔”这一微分和积分思想把变力做功转化为恒力做功。2、结合图像培养学生的科学思维能力。,探究弹性势能的表达式,教学过程分析：略 知识迁移能力培养：,探究弹性势能的表达式,探究弹性势能的表达式,实验探究：,
