高中物理公开课优质课件精选——《探究弹性势能的表达式》.ppt

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1、,探究弹性势能的表达式,执教教师：XXX,一、弹性势能1定义：发生_的物体的各部分之间，由于有_的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能2当弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为_，弹簧被_或被_后，就具有了弹性势能,二、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_，重力势能大小与物体的_和_有关，弹簧弹力与其_和_有关2猜想结论：弹性势能与弹簧的_和_有关，在弹簧的形变量l相同时，弹簧的劲度系数k越大，弹簧的弹性势能_在弹簧劲度系数k相同时，弹簧形变量越大，弹簧弹性势能_,三、弹性势能(变化)大小探究1弹力功特点：随弹簧_的变化而变化，还因_的不同而不同2弹力做功与弹性

2、势能的关系：弹力做正功时，弹性势能_， _的弹性势能_弹力做的功；弹力做负功时，弹性势能_，_的弹性势能_克服弹力做的功,3“化变为恒”求拉力功：W总F1l1F2l2Fnln.4“Fl”图象面积意义，表示_的值.,弹性势能,一、弹簧弹性势能表达式的探究过程1弹簧的弹性势能可能与哪几个物理量有关猜想1：重力势能与物体被举起的高度有关，弹簧的弹性势能很可能与弹簧拉伸(或压缩)的长度l有关猜想2：对于不同的弹簧，即使拉伸的长度不同，由于弹簧的“软硬”不同，即劲度系数k不一样，其弹力也会不一样可见弹簧的弹性势能应该与劲度系数k有关,2类比与思考把劲度系数为k的弹簧一端固定，另一端以拉力拉伸弹簧，在此过

3、程中，弹簧弹力Fkl是变力类似重力做功与重力势能变化的关系，若以弹簧原长时的弹性势能为零势能点，则拉力克服弹力做的功等于弹簧弹性势能的增加量，即WEp2Ep1.,3推导弹簧弹性势能的表达式(1)作Fl图象：由胡克定律知，弹簧的弹力F和形变量l的关系为Fkl，如图甲所示作出Fl图象，如图乙所示,对于同一弹簧，拉得越长，所用的拉力F越大，可见弹簧的弹力是一个变力，显然不能用恒力做功的公式去计算但我们可以用类似于计算匀变速直线运动物体位移的方法，把弹簧拉伸的总长度分割成很多小段l1、l2、l3在各个小段上，拉力可以近似认为是不变的，分别是F1、F2、F3所以在各小段上，拉力做的功分别是F1l1、F2

4、l2、F3l3,关于物体的弹性势能，下列说法中正确的是()A任何发生形变的物体都具有弹性势能B拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能C拉伸长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，弹性势能越大D弹簧变长时，它的弹性势能一定变大,解析：,答案：C,二、重力势能和弹性势能的比较,解析：可将整个过程分为两个阶段：一是弹簧伸长到m刚要离开地面阶段，拉力克服弹力做功WF1W弹，等于弹性势能的增加，二是弹簧长度不变，物体上升h，拉力克服重力做功WF2WGmgh，等于重力势能的增加，又由WF1WF2WF可知A、B、C错，D对答案：D,解析：弹簧的弹性势能的大小，除了跟劲度系数k有关外，还跟它的形变量(拉伸或压缩的

5、长度)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小，在原长处它的弹性势能最小所以A、B、D均不对答案：C,【反思总结】弹性势能是一切物体发生弹性形变时具有的能，不要形成只有弹簧才具有弹性势能的思维定势，通过研究弹力做的功入手研究弹性势能，这是物理学的一种思想方法,【跟踪发散】11：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B任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变C物体只要发生形变，就一定具有弹性势能D弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关,解析：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定发生了弹性形变，A、B

6、正确；物体发生形变，若非弹性形变，则物体不具有弹性势能，C错；弹簧的弹性势能除了跟形变量有关，还跟弹簧的劲度系数有关，D错故选A、B.答案：AB,【反思总结】利用平均值法可求变力的功，但一般只适用于力F随位移l均匀变化的情况，即力F与位移l成线性关系的情况,解析：小球从开始到弹簧恢复原长的过程中，B球受到向右的弹力作用，小球的速度在增大，但受到向右的弹力在减小，所以加速度减小，弹簧的弹性势能增在减小B球经过原长处继续向右运动的过程中，由于受到向左的拉力，小球的速度在减小，但受到向左的拉力在增大，所以加速度增大，弹簧的弹性势能在增大答案：(1)加速度先减小到零后再反向增大(2)速度先增大后减小(

7、3)弹簧的弹性势能先减小后增大,二十五、弹性势能与其他形式能量的转化,设人由P点自由下落，a点是弹性绳原长位置，c点是人所到达的最低点，b点是人静止地悬吊着时的平衡位置，不计空气阻力对人、弹性绳和地球组成的系统，下列说法正确的是()A从a点到b点的过程中，加速度方向与速度方向相反B从P点到b点的过程中，重力所做的功等于人克服弹力所做的功C从a点到c点的过程中，动能和重力势能的总和越来越小，动能和弹性势能的总和越来越大D从P点到c点的过程中，动能和重力势能的总和越来越大，动能和弹性势能的总和越来越小,解析：在b点重力与弹力平衡，人速度最大，在b点之上，人向下加速，所以加速度方向与速度方向相同，A

8、错；从P点到b点的过程中重力做正功，弹力做负功，减少的重力势能一部分转化为弹性势能，一部分转化为动能，故B错；从a点到c点的过程中，重力做正功，弹力做负功，所以重力势能减少，而弹性势能增加，所以重力势能与动能的总和越来越小，而动能与弹性势能的总和越来越大，C正确，D错误答案：C,解析：(1)圆珠笔、直尺、天平(2)将圆珠笔紧靠直尺竖直放在桌面上在桌面上将圆珠笔尾端压紧，记下笔尖处的读数l1.突然放开圆珠笔，记下笔尖到达最高处的读数l2.用天平测出圆珠笔的质量m.(3)mg(l2l1),【反思总结】弹性势能Ep的求解可通过求弹力做功求解， 依据是W弹Ep；也可以通过能量转化来求，依据是E减E增.

9、,1在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下面猜想有一定道理的是()A重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧的长度有关B重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧拉伸(或压缩)的长度有关C重力势能与物体所受的重力mg大小有关，所以弹性势能很可能与弹簧的劲度系数有关D重力势能与物体的质量有关，所以弹性势能很可能与弹簧的质量大小有关,解析：弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数和弹簧的形变量有关，与弹簧的长度、质量等因素无关答案：BC,2两只不同的弹簧A、B，劲度系数分别为k1、k2，并且k1k2，现在用相同的力从自然长度开始拉弹簧，当弹簧处于平衡状态时，下列说法正确的是()

10、AA的弹性势能大BB的弹性势能大C弹性势能相同 D无法判断,答案：B,解析：人一直在下落，故重力对人做正功，人的重力势能不断减小，A、B正确；橡皮绳不断伸长，弹力对人做负功，使橡皮绳的弹性势能不断增加，故C错误；D正确答案：ABD,答案：BC,答案：C,6在一次演示实验中，一个压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小物体，测得弹簧压缩的距离d和小球在粗糙水平面上滑动的距离x如下表所示由此表可以归纳出小物体滑动的距离x跟弹簧压缩的距离d之间的关系，并猜测弹簧的弹性势能Ep跟弹簧压缩的距离d之间的关系分别是(选项中k1、k2是常量)(),A.xk1d，Epk2d Bxk1d，Epk2d2Cxk1d2，Epk2d Dxk1d2，Epk2d2,答案：D,练规范、练技能、练速度,谢谢观看,请指导,