高中物理人教版必修2ppt课件：7.5-探究弹性势能的表达式.pptx

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1、-1-5.探究弹性势能的表达式-2-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页-3-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页填一填练一练一、弹性势能(见课本第67页)1.定义:发生弹性形变的物体,各部分之间由于有弹力的相互作用而具有的势能。2.相关因素:弹性势能与弹簧的形变量和劲度系数有关,在弹簧的形变量l相同时,弹簧的劲度系数k越大,弹簧的弹性势能越大。在弹簧劲度系数k相同时,弹簧形变量越大,弹簧的弹性势能越大。二、探究弹性势能

2、的表达式(见课本第68页)1.猜想依据弹性势能与重力势能同属势能。重力势能与物体被举起的高度有关,故弹性势能可能与弹簧的形变量l有关;不同质量的物体高度相同时,重力势能不同,形变量相同但劲度系数k不同的弹簧,弹性势能也不同,因此弹性势能的表达式中应含有l和k。-4-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页填一填练一练2.弹性势能与弹力做功的关系重力势能的变化等于重力做的功,故弹性势能的变化等于弹力做的功。当用外力拉弹簧时,弹力做的功等于拉力做的功。3.怎样计算拉力做的功(2)微元法:用微分的办法,把每一小段位移

3、上的力看成恒力,则W=F1l1+F2l2+F3l3+(3)图象法:每段弹力的功可用图中细窄的矩形面积表示,整个三角形面积就表示弹力在整个过程中做的功。-5-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页填一填练一练4.猜想结论弹性势能与弹簧的劲度系数k和形变量l有关。当形变量l相同时,劲度系数k越大,弹性势能越大;在劲度系数k相同时,形变量l越大,弹性势能越大。综上,弹性势能-6-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页填一填练一练关

4、于弹性势能,下列说法正确的是()A.发生形变的物体都具有弹性势能B.重力势能是相对的,弹性势能是绝对的C.当弹力做功时弹性势能一定增加D.当物体的弹性势能减少时,弹力一定做了正功解析：发生非弹性形变的任何物体各部分之间没有弹性势能,选项A错误;重力势能和弹性势能都是相对参考位置而言的,选项B错误;根据弹力做功与弹性势能的关系可知,只有弹力做负功时弹性势能才能增加,如果弹力做正功,则弹性势能就会减少,故选项C错误,选项D正确。答案：D-7-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页问题导引名师精讲典例剖析探究一探究

5、二对弹性势能的理解对弹性势能的理解如图所示,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存储在哪里?-8-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二1.弹性势能的产生原因2.影响弹性势能的因素(从弹力做功的角度考虑)-9-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二-10-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANC

6、E当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二【例题1】导学号61270098关于弹簧的弹性势能,下列说法中正确的是()A.当弹簧变长时,它的弹性势能一定增加B.当弹簧变短时,它的弹性势能一定减少C.若选弹簧自然长度时的势能为0,则其他长度的势能均为正值D.若选弹簧自然长度的势能为0,则伸长时弹性势能为正值,压缩时弹性势能为负值解析：如果弹簧原来处在压缩状态,当它恢复至原长的过程中,它的弹性势能应该减少;当它变短时,它的弹性势能应该增加;在原长处它的弹性势能最小,A、B错误。由于弹簧处于自然长度时的弹性势能最小,若选弹簧自然长度时的势能为0,则其他长度时的势能均

7、为正值,C对,D错。答案：C-11-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页问题导引名师精讲典例剖析探究一探究二-12-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做功与弹性势能变化的关系弹弓是一种兵器,也是一种儿童玩具,它是由两根橡皮筋和一个木叉制成的(如图所示),能将石子打出很远的距离。请思考:(1)拉伸橡皮筋时,橡皮筋的弹力做什么功?橡皮筋的弹性势能怎样变化?

8、(2)将拉紧的橡皮筋释放,石子就以较大的速度飞出。则橡皮筋释放时,弹力做什么功,弹性势能怎样变化?-13-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析-14-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析1.弹力做功与弹性势能变化的关系如图所示,O为弹簧的原长处(1)弹力做负功:物体由O向A运动(压缩),或者由O向A运动(伸长)时,弹性势能增加,其他形式的能转化为弹性

9、势能。(2)弹力做正功:物体由A向O运动,或者由A向O运动时,弹性势能减少,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。-15-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析2.弹力做的功作出弹力F随形变量x的变化图线,图线与横轴所围的“面积”可表示弹力做功的多少。当发生的位移为l时,弹力做功-16-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精

10、讲典例剖析-17-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析4.弹性势能与重力势能的比较-18-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析-19-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析【例题2】(多选)如图所示,一个物体在A时,弹簧处于原长。

11、将物体从A推到B时,弹力做功W1;将物体从A推到B再推到C,最后再回到B,弹力做功W2。下列说法正确的是()A.W1W2B.W1=W2C.上述两个过程中弹簧的弹性势能变化不同D.上述两个过程中弹簧的弹性势能均增加W1解析：对于同一弹簧,其弹性势能的大小取决于它的形变量。将物体由A推到B和将物体由A推到B再推到C最后再回到B的形变量相同,故有W1=W2;因为均是外界对弹簧做正功,故两个过程中弹簧弹性势能均增加。答案：BD-20-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析-21-5

12、.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页探究一探究二问题导引名师精讲典例剖析变式训练导学号61270099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,弹性势能增加B.重力势能增加,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,弹性势能增加解析：弹簧向下压缩的过程中,弹簧压缩量增大,弹性势能增加;重力做正功,重力势能减少,故选项A正确。答案：A-22-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANG

13、JIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页1 2 3 41.(多选)弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关()A.弹簧的长度B.弹簧的劲度系数C.弹簧的形变量D.弹簧的原长解析：弹簧的弹性势能的表达式为Ep=kl2,其中k为弹簧的劲度系数,l为弹簧的形变量,故选项B、C正确。答案：BC-23-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页1 2 3 42.(多选)如图所示,某同学利用橡皮条将模型飞机弹出,在弹出过程中,下列说法正确的是()A.橡皮条收缩,弹力对飞机做功B.飞机的动能增加C.橡皮条的弹性势能减少D.

14、飞机的重力势能减少,转化为飞机的动能解析：橡皮条收缩产生弹力将飞机推出,弹力对飞机做正功,飞机动能增加,橡皮条弹性势能减少,飞机上升重力势能增加。故A、B、C对,D错。答案：ABC-24-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页1 2 3 43.一根弹簧的弹力位移图线如图所示,那么弹簧由伸长量8 cm到伸长量4 cm的过程中,弹力做的功和弹性势能的变化量为()A.3.6 J,-3.6 JB.-3.6 J,3.6 JC.1.8 J,-1.8 JD.-1.8 J,1.8 J解析：F-x围成的面积表示弹力做的功。W=

15、0.0860 J-0.0430 J=1.8 J,弹性势能减少1.8 J,选项C正确。答案：C-25-5.探究弹性势能的表达式XINZHIDAOXUE新知导学DANGTANGJIANCE当堂检测DAYIJIEHUO答疑解惑首页1 2 3 44.导学号61270100(选做题)在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为2 kg的木块相连,若在木块上再作用一个竖直向下的力F,使木块缓慢向下移动 0.1 m,力F做功2.5 J。此时木块再次处于平衡状态,力F的大小为50 N,如图所示。求:(1)在木块下移0.1 m的过程中弹性势能的增加量。(2)弹簧的劲度系数。解析：(1)木块下移0.1 m过程中,力F和重力做的功全部用于增加弹簧的弹性势能,故弹性势能的增加量为Ep=WF+mgh=(2.5+2100.1)J=4.5 J。(2)由平衡条件得,木块再次处于平衡时,有F=kh,所以劲度系数答案：(1)4.5 J(2)500 N/m