《弹性势能好》PPT课件.ppt

第七章：机械能守恒定律,人教版物理必修,7.5探究弹性势能的表达式,学习目标,一、弹性势能的概念,二、探究弹性势能的表达式,三、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系,能量：物体能够对外做功时，物体具有能量,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，而具有的势能叫弹性势能,弹簧的弹性势能可能与哪些物理量有关？,1.猜想：猜猜猜,0.50,0.20,硬弹簧2,1.14,最大,硬弹簧2,1.与弹簧劲度系数有关,0.56,最大,软弹簧1,实验结论,物块滑行距离,压缩状态,弹簧状态,2.与弹簧形变量有关,议一议,2.合作：探究探究,刚才的实验只能粗略地说明:弹簧的弹性势能与弹簧的形变量、劲度系数有关,是否还与其它因素有关呢?如何找出弹簧弹性势能的表达式呢?,重力做功,弹力势能的变化,重力势能的变化,弹力做功,h减小，重力做正功，重力势能减小 h增大，重力做负功，重力势能增加,弹力做正功，弹性势能减小 弹力做负功，弹性势能增加,类比思想,2.合作：探究探究,弹性势能的表达式会是：Ep=kx.l吗？,WG= (E P末 E P初),W弹= (E P末 E P初),能直接用W=Flcos来求W拉？,弹簧处于原长状态没有形变时，弹性势能应该为零，即EP1=0。把弹簧从原长状态拉长一定的长度时，弹簧有一定的形变量有一定的弹性势能EP2 则由W弹= (E P末 E P初)得：,W弹= (EP2 EP1) =(EP20)=EP2,注意：缓慢拉动弹簧时，弹力与拉力等大反向，可先求拉力做功！,3.探究怎样计算拉力做所做的功？,在各个小段上，弹力可近似认为是不变的,把弹簧从A到B的过程分成很多小段,l1,l2,l3,F1、F2、F3 ,WF1l1F2l2F3l3,积分 思想,微分思想,化变为恒,4.探究 怎样计算这个求和式？,WF1l1F2l2F3l3,如何求匀变速直线运动的位移的？,怎样计算这个求和式？,想一想,F拉 = k l,拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积,5. 探究弹性势能可能的表达式,F弹= -F拉,注意：前提是则取原长时弹性势能为零,W弹= (EP2 EP1) =(EP20)=EP2,弹力做功与弹性势能变化量间的关系,则可以得出弹性势能的表达式,弹力做功的表达式,重力势能有相对性，弹性势能也有相对性吗?,能否规定弹簧任意长度时的势能为零势能?,弹性势能具有系统性,弹簧的劲度系数,弹簧的伸长量或压缩量,弹簧的弹性势能,W弹EP1EP2,弹力做的功,初态的弹性势能,末态的弹性势能,则取原长时弹性势能为零,知识小结,本节回顾:,、弹性势能与弹簧形变量和劲度系数有关。（猜想、假设、实验法）,对现象的 一般观察,提出猜想,运用逻辑(数学) 得出推论,实验对推论 进行检验,对假说修 正和推广,科学探究方法,例1 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,提示:由弹性势能的定义和相关因素进行 判断。,(AB),3、如图所示，在光滑的水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态。当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动过程中下列说法正确的是： A、弹簧的弹性势能逐渐减小 B、弹簧的弹性势能逐渐增大 C、弹簧的弹性势能先增大再减小 D、弹簧的弹性势能先减小再增大,D,1.关于弹簧的弹性势能,下列说法正确的是 ： A、当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大 B、当弹簧变短时,它的弹性势能一定减小 C、在拉伸长度相同时, k 越大的弹簧,它的弹性势能越大 D、弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能,C,4将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是 A弹力变大，弹性势能变小 B弹力变小，弹性势能变大 C弹力和弹性势能都变小 D弹力和弹性势能都变大,(D ),3.在光滑的水平面上，物体A以较大的速度va向右运动，与较小速度vb向同一方向运动的、连有轻质弹簧的物体B发生相互作用，如图所示。在相互作用的过程中，弹簧的弹性势能最大时： A、va vb B、va vb C、va =vb D、无法确定,答案：C,F拉 = k l,拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积,5. 变力做功求法,面积法,平均值法,例2: 弹簧原长为l0，劲度系数为k。用力把它拉到伸长量为l，拉力所做的功为W1；继续拉弹簧，使弹簧在弹性限度内再伸长l，拉力在继续拉伸的过程中所做的功为W2。试求W1与W2的比值。,提示 利用Fl 图象分析。,解析 : 拉力F与弹簧的伸长量l成正比，故在Fl图象中是一条倾斜直线，如图533所示，直线下的相关面积表示功的大小。其中，线段OA下的三角形面积表示第一个过程中拉力所做的功W1，线段AB下的梯形面积表示第二个过程中拉力所做的功W2。显然，两块面积之比为13，即W1W2=13。,用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比已知铁锤第一次将钉子钉进的深度为d，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子进入木板的深度是( ),5两只不同的弹簧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，下列说法中正确的是 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,B,6如图所示，轻弹簧下端系一重物，O点为其