75探究弹性势能的表达式课件（人教版必修2）.ppt

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1、第五节探究弹性势能的表达式第五节探究弹性势能的表达式课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.知道探究弹性势能表达式的思知道探究弹性势能表达式的思路路2理解弹性势能的概念，会分析决定弹性势理解弹性势能的概念，会分析决定弹性势能大小的相关因素能大小的相关因素3体会探究过程中的猜想、分析和转化的方体会探究过程中的猜想、分析和转化的方法法4领悟求弹力做功时通过细分过程化变力为领悟求弹力做功时通过细分过程化变力为恒力的思想方法恒力的思想方法重点难点：弹力做功的计算方法及弹力做功重点难点：弹力做功的计算方法及弹力做功与弹性势能变化的关系与弹性势能变化的关系核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知

2、能优化训练知能优化训练第五节第五节课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案1发生弹性形变的物体的各部分之间，由于发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有有_的相互作用而具有的势能叫做弹性势的相互作用而具有的势能叫做弹性势能能举例：卷紧的发条，拉长或压缩的弹簧，拉举例：卷紧的发条，拉长或压缩的弹簧，拉开的弓等都具有弹性势能开的弓等都具有弹性势能弹力弹力2弹簧弹性势能的大小与弹簧弹性势能的大小与_、弹簧、弹簧的的_或或_有关有关二、弹力做功与弹性势能变化的关系二、弹力做功与弹性势能变化的关系1弹力做正功时，弹性势能弹力做正功时，弹性势能_，弹力做，弹力做负功时，弹性势能负功时，弹性势能_2弹

3、力做的功等于弹性势能的弹力做的功等于弹性势能的_，即，即WEpEp1Ep2.劲度系数劲度系数伸长量伸长量压缩量压缩量减小减小增加增加减少量减少量核心要点突破核心要点突破一、弹簧弹性势能的表达式一、弹簧弹性势能的表达式1.如图如图751所示，弹簧的劲度系数为所示，弹簧的劲度系数为k，左，左端固定，不加外力时，右端在端固定，不加外力时，右端在A处，今用力处，今用力F缓慢向右拉弹簧，使弹簧伸长到缓慢向右拉弹簧，使弹簧伸长到B处，若规定处，若规定弹簧自由长度的弹性势能为零，则手克服弹簧弹簧自由长度的弹性势能为零，则手克服弹簧弹力所做的功，等于弹簧的弹性势能弹力所做的功，等于弹簧的弹性势能图图7512.

4、根据胡克定律根据胡克定律Fkl画出画出F随随l变化的图变化的图线如图线如图752所示，根据所示，根据WFl知，图线知，图线与横轴所围的面积应等于与横轴所围的面积应等于F所做的功，即所做的功，即图图752即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是是()A当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大B当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小C在拉伸长度相同时，在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的越大的弹簧，它的弹性势能越大弹性势能越大D弹簧在拉伸时的弹性势能

5、一定大于压缩时弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能的弹性势能解析：解析：选选C.弹簧的弹性势能的大小，除了跟弹簧的弹性势能的大小，除了跟劲度系数劲度系数k有关外，还跟它的形变量有关外，还跟它的形变量(拉伸或拉伸或压缩的长度压缩的长度)有关如果弹簧原来处在压缩有关如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长时，它的弹性势能应该先减状态，当它变长时，它的弹性势能应该先减小在原长处它的弹性势能最小，所以小在原长处它的弹性势能最小，所以A、B、D错误，错误，C正确正确二、弹力做功跟弹性势能变化的关系二、弹力做功跟弹性势能变化的关系如图如图753所示，所示，O为弹簧的原长处为弹簧的原长处1.物体由物体由

6、O向向A运动运动(压缩压缩)或者由或者由O向向A运动运动(伸长伸长)时，弹力做负功，弹性势能增大，其时，弹力做负功，弹性势能增大，其他形式的能转化为弹性势能他形式的能转化为弹性势能图图7532物体由物体由A向向O运动，或者由运动，或者由A向向O运动时运动时，弹力做正功，弹性势能减小，弹性势能转，弹力做正功，弹性势能减小，弹性势能转化为其他形式的能化为其他形式的能3弹力做功与弹性势能变化的关系可表示弹力做功与弹性势能变化的关系可表示为为WEp.特别提醒：特别提醒：弹力做功与弹性势能变化有唯一弹力做功与弹性势能变化有唯一的对应关系，弹力做多少正的对应关系，弹力做多少正(负负)功，弹性势功，弹性势能

7、减少能减少(增加增加)多少多少即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2.如图如图754所示，一个物体以速度所示，一个物体以速度v0冲向冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中以下说法正的弹簧被物体压缩，在此过程中以下说法正确的是确的是()图图754A物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比比B物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等功不相等C弹力做正功，弹簧的弹性势能减小弹力做正功，弹簧的弹性势能减小D弹簧的弹力做负功，弹性势能增加弹簧的弹力做

8、负功，弹性势能增加解析：解析：选选BD.由功的计算公式由功的计算公式WFlcos知知，恒力做功时，做功的多少与物体的位移成，恒力做功时，做功的多少与物体的位移成正比，而弹簧对物体的弹力是一个变力正比，而弹簧对物体的弹力是一个变力Fkl，所以，所以A不正确弹簧开始被压缩时弹力不正确弹簧开始被压缩时弹力小，弹力做的功也少，弹簧的压缩量变大时小，弹力做的功也少，弹簧的压缩量变大时，物体移动相同的距离做的功多，故，物体移动相同的距离做的功多，故B正确正确物体压缩弹簧的过程，弹簧的弹力与弹力物体压缩弹簧的过程，弹簧的弹力与弹力作用点的位移方向相反，所以弹力做负功，作用点的位移方向相反，所以弹力做负功，弹

9、簧的压缩量增大，弹性势能增大，故弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，故C错错误，误，D正确正确三、弹性势能与重力势能的区别三、弹性势能与重力势能的区别即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)3关于弹性势能和重力势能，下列说法关于弹性势能和重力势能，下列说法正确的是正确的是()A重力势能属于物体和地球这个系统，重力势能属于物体和地球这个系统，弹性势能属于发生弹性形变的物体弹性势能属于发生弹性形变的物体B重力势能是相对的，弹性势能是绝对重力势能是相对的，弹性势能是绝对的的C重力势能和弹性势能都是相对的重力势能和弹性势能都是相对的D重力势能和弹性势能都是状态量重力势能和弹性势能都是状态量

10、解析：解析：选选ACD.重力势能具有系统性，弹性重力势能具有系统性，弹性势能只属于发生弹性形变的物体，故势能只属于发生弹性形变的物体，故A对对重力势能和弹性势能都是相对的，且都是状重力势能和弹性势能都是相对的，且都是状态量，故态量，故B错，错，C、D对对课堂互动讲练课堂互动讲练 关于弹性势能，下列说法中正确的是关于弹性势能，下列说法中正确的是()A任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能B任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变形变C物体只要发生形变，就一定具有弹性势能物体只要发生形变，就一定具有弹性势能D弹簧的弹性势

11、能只跟弹簧被拉伸或压缩的长弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关度有关对弹性势能的理解对弹性势能的理解例例1【精讲精析精讲精析】由弹性势能的定义和相关因由弹性势能的定义和相关因素进行判断发生弹性形变的物体的各部分素进行判断发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力作用而具有的势能，叫做弹之间，由于弹力作用而具有的势能，叫做弹性势能所以，任何发生弹性形变的物体都性势能所以，任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能，任何具有弹性势能的物体一具有弹性势能，任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变物体发生了形变，若是定发生了弹性形变物体发生了形变，若是非弹性形变，无弹力作用，则物体就不具有非弹性形变，

12、无弹力作用，则物体就不具有弹性势能弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉弹性势能弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关外，还跟弹簧劲度系数伸或压缩的长度有关外，还跟弹簧劲度系数的大小有关正确选项为的大小有关正确选项为A、B.【答案答案】AB【误区警示误区警示】发生形变的物体不一定具有发生形变的物体不一定具有弹性势能，只有发生弹性形变的物体才具有弹性势能，只有发生弹性形变的物体才具有弹性势能对此，必须有清醒的认识弹性势能对此，必须有清醒的认识变式训练变式训练1(2011年汕头高一检测年汕头高一检测)关于弹关于弹性势能，下列说法正确的是性势能，下列说法正确的是()A发生弹性形变的物体都具有弹性势能发

13、生弹性形变的物体都具有弹性势能B只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能性势能C弹性势能可以与其他形式的能相互转弹性势能可以与其他形式的能相互转化化D弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳解析：解析：选选ACD.发生弹性形变的物体的各部发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，都具有弹分之间，由于有弹力的相互作用，都具有弹性势能，故选项性势能，故选项A正确，正确，B错误弹性势能错误弹性势能跟重力势能一样，可以与其他形式的能相互跟重力势能一样，可以与其他形式的能相互转化，选项转化，选项C正确在国际单位制中，能的正确在国际单位

14、制中，能的单位跟功的单位相同，都是焦耳，选项单位跟功的单位相同，都是焦耳，选项D正正确确 在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为簧上端与一个质量为2.0 kg的木块相连，若的木块相连，若在木块上再作用一个竖直向下的力在木块上再作用一个竖直向下的力F，使木，使木块块 缓慢向下移动缓慢向下移动0.10 m，力，力F做功做功2.5 J此此时木块再次处于平衡状态，力时木块再次处于平衡状态，力F的大小为的大小为50 N，如图，如图755所示求：所示求：弹力做功与弹性势能变弹力做功与弹性势能变化的关系化的关系例例2图图755(1)在木块下移在木块下移0.10 m

15、的过程中弹性势能的的过程中弹性势能的增加量增加量(2)弹簧的劲度系数弹簧的劲度系数(g取取10 N/kg)【思路点拨思路点拨】本题的关键是表示出弹力做本题的关键是表示出弹力做功，由于弹力是变力，不能直接用功的公式功，由于弹力是变力，不能直接用功的公式表示，但可由木块平衡，用力表示，但可由木块平衡，用力F与与G表示弹表示弹力，从而表示出弹力的功力，从而表示出弹力的功【答案答案】(1)4.5 J(2)500 N/m【方法总结方法总结】弹性势能与重力势能等其他弹性势能与重力势能等其他形式的能之间可以相互转化，弹性势能的变形式的能之间可以相互转化，弹性势能的变化量总等于弹力所做的功化量总等于弹力所做的功变式训练变式训练2一根弹簧的弹力一根弹簧的弹力位移图线如位移图线如图图756所示，那么弹簧由伸长量所示，那么弹簧由伸长量8 cm到到伸长量伸长量4 cm的过程中，弹力做功和弹性势能的过程中，弹力做功和弹性势能的变化量为的变化量为()图图756A3.6 J，3.6 JB3.6 J,3.6 JC1.8 J，1.8 JD1.8 J,1.8 J知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此进入课件目录点此进入课件目录按按ESC键退出全屏播放键退出全屏播放谢谢使用谢谢使用