探究弹性势能的表达式[课件ppt.ppt

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1、成才之路成才之路 物理物理路漫漫其修远兮路漫漫其修远兮 吾将上下而求索吾将上下而求索人教版人教版 必修必修2 万有引力与航天万有引力与航天第七章第七章1.1.1集合的概念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第七章第七章1.1.1集合的概念学习目标定位学习目标定位1课堂情景切入课堂情景切入2知识自主梳理知识自主梳理3重点难点突破重点难点突破4考点题型设计考点题型设计5课后强化作业课后强化作业7易错案例剖析易错案例剖析6学习目标定位学习目标定位*理解弹性势能的概念及意义*探究弹性势能与哪些因素有关，能总结出弹性势能表达式*体会弹性势能在日常生活中的应用，提高学习物理的兴趣课堂情景切

2、入课堂情景切入 拉开弦的弯弓在恢复原状时，可以将利箭发射出去(如图甲)，也就是对利箭做功，因而拉开弦的弓箭具有能量。上紧的发条能够驱动表针走动(如图乙)，也是因为具有能量。我们把这种能量叫做弹性势能。那么弹性势能的大小和哪些因素有关系呢？这一节，我们就来探究这个问题。知识自主梳理知识自主梳理 1.概念 发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有_的相互作用也具有_，这种_叫做弹性势能。弹性势能 弹力弹力势能势能势能势能 2决定弹性势能大小相关因素的猜想 (1)猜想依据：弹性势能和重力势能同属势能，重力势能大小与物体的_和_有关，弹性势能与其_和_有关。 (2)猜想结论：弹性势能与弹簧的_和_有关，

3、在弹簧的形变量l相同时，弹簧的_越大，弹簧的弹性势能越大。在弹簧劲度系数k相同时，_越大，弹簧弹性势能越大。重力重力高度高度劲度系数劲度系数形变量形变量劲度系数劲度系数k形变量形变量l劲度系数劲度系数k弹簧形变量弹簧形变量 1.弹力做功特点 随弹簧_的变化而变化，还因_的不同而不同。 2弹力做功的计算 (1)公式法“化变为恒”：W总F1l1F2l2Fxln。 (2)图象法Fl图象的“面积”：Fl图象中图形的“_”表示弹力做功的值，即_的值。弹力做功探究 形变量形变量弹簧弹簧面积面积弹性势能弹性势能 当弹簧的弹力做正功时，弹簧的弹性势能_，弹性势能转化成_的能；当弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势

4、能_，其他形式的能转化为弹簧的_。这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相似。弹力做功跟弹性势能变化的关系 减小减小其他形式其他形式增大增大弹性势能弹性势能重点难点突破重点难点突破 一、对弹性势能的理解 1弹性势能的产生原因 (1)物体发生了弹性形变 (2)各部分间的弹力作用 2影响弹性势能的因素(从弹力做功的角度考虑) (1)弹簧的形变量l(形变量是指拉伸或压缩的变化量)。因为形变量越大，用力越大，做功越多。 (2)弹簧的劲度系数k。拉伸相同的长度，不同弹簧的“软硬”不一样，做功不一样。 特别提醒： (1)弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变而具有的能量，因而也是对系统而言的。

5、 (2)弹性势能也是相对的，其大小在选定了零势能点后才有意义。对弹簧，零势能点一般选弹簧自由长度时。 (3)物体上升，物体克服重力做功，重力势能增加，用力拉或压弹簧，克服弹力做功，弹性势能增加。 如图所示，射箭时人通过拉弓引起弹性势能的增加，此时的弹性势能主要() A存储在箭上B存储在弓上 C存储在弦上 D存储于拉弓人的手上 答案：B 解析：人拉弓时，弓发生了明显的弹性形变，弹性势能主要存储在弓上，故B正确。 二、弹性势能的表达式 1弹性势能与弹力做功的关系 如图所示，O为弹簧的原长处 (1)弹力做负功时：如物体由O向A运动(压缩)或者由O向A运动(伸长)时，弹性势能增大，其他形式的能转化为弹

6、性势能。 (2)弹力做正功时：如物体由A向O运动，或者由A向O运动时，弹性势能减小，弹性势能转化为其他形式的能。 (3)弹力做功与弹性势能变化的关系为W弹Ep。 在猜想弹性势能可能与哪几个物理量有关的时候，有人猜想弹性势能可能与弹簧的劲度系数k、与弹簧的伸长量x有关，但究竟是与x的一次方，还是x的二次方，还是x的三次方有关呢？请完成下面练习以帮助思考。 (1)若弹性势能Epkx，由于劲度系数k的单位是N/m，弹簧伸长量x的单位是m，则kx的单位是_。 (2)若弹性势能Epkx2，由于劲度系数k的单位是N/m，弹簧伸长量x的单位是m，则kx2的单位是_。 (3)若弹性势能Epkx3，由于劲度系数

7、k的单位是N/m，弹簧伸长量x的单位是m，则kx3的单位是_。 从(1)、(2)、(3)对单位的计算，你可以得到的启示：_。 答案：(1)N(2)J(3)Jm弹性势能Ep与弹簧伸长量x的二次方有关的猜想有些道理 解析：物理量与单位是否统一是验证探究正确与否的方法之一。 三、弹性势能与重力势能对比 如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是() A重力势能减少，弹性势能增大 B重力势能增大，弹性势能减少 C重力势能减少，弹性势能减少 D重力势能不变，弹性势能增大 答案：A 解析：弹簧向下压缩的过程中，弹簧压缩量增大，弹性势能增大；重力做

8、正功，重力势能减少，故A正确。考点题型设计考点题型设计对弹性势能的理解 答案：C 如图所示中的几个运动过程中，物体弹性势能增加的是() A如图(甲)，跳高运动员从压杆到杆伸直的过程中，杆的弹性势能 B如图(乙)，人拉长弹簧过程中弹簧的弹性势能 C如图(丙)，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能 D如图(丁)，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能 答案：B 解析：甲中杆的弹性势能先增加后减小，乙中弹簧的弹性势能增加，丙中橡皮筋的弹性势能减小，丁中弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能减小，故B正确，A、C、D错误。弹力的功与弹性势能变化的联系 A物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成

9、正比 B物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等 C弹簧的弹力做正功，弹性势能减小 D弹簧的弹力做负功，弹性势能增加 解析：本题考查了弹力做功与势能的变化关系。由功的计算公式WFscos知，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Fkx，所以A不正确。 弹簧开始被压缩时弹力小，物体移动一定距离时弹力做的功也少，弹簧的压缩量变大时，物体移动相同的距离做的功多，故B正确。物体压缩弹簧的过程中，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，弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，故C错误、D正确。 答案：BD (温州十校联合体20132014学年高一下学期联考)一根弹

10、簧的弹力位移图线如图所示，那么弹簧由伸长量8cm到伸长量4cm的过程中，弹力的功和弹性势能的变化量为() A3.6J，3.6J B3.6J,3.6J C1.8J，1.8J D1.8J,1.8J 答案：C易错案例剖析易错案例剖析 易错点：对影响弹性势能的因素理解不清造成错误 案例：如图所示，自由下落的小球，从接触竖直放置的轻质弹簧开始，到压缩弹簧到最大形变的过程中，以下说法中正确的是() A小球的速度逐渐减小 B小球的重力势能逐渐减小 C弹簧的弹性势能先逐渐增大再逐渐减小 D小球的加速度逐渐增大 易错分析：本题易错选项及错误原因分析如下：易错选项错误原因A、D误认为小球接触弹簧后弹簧压缩量逐渐增大，弹力逐渐增大，弹力使小球产生向上的加速度，加速度逐渐增大，速度逐渐减小，实际上是重力和弹力的合力使小球产生加速度，合力先向下逐渐减小，后向上逐渐增大。C误认为弹簧的弹性势能随着小球下落速度的变化而变化，实际上弹簧的弹性势能只与弹簧的劲度系数以及弹簧的形变量有关。 正确解答：小球做加速度先逐渐减小到0后逐渐增大的变加速运动，小球速度先增大后减小，故A、D错误；小球的重力势能逐渐减小，由于弹簧的压缩量逐渐增大，因此弹簧的弹性势能逐渐增大，故B正确，C错误。 正确答案：B课后强化作业课后强化作业（点此链接）（点此链接）