湖北省荆州市沙市第五中学高中物理 7.5探究弹性势能的表达式导学案 新人教版必修2.doc

高一物理必修二第七章第五节探究弹性势能的表达式导学案命制学校：沙市第五中学命制教师：学习目标：1、 知道探究弹性势能表达式的思路2、 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3、 体会探究过程中的猜想、分析和转化的方法4、 领悟求解弹力做功时通过细分过程化变力为恒力的思想方法学习重点：1、 探究弹性势能公式的过程和所用方法2、 会求弹性势能学习难点：1、 推导拉伸弹簧时，用微分思想和积分思想求解拉力所做功的表达式2、 图象方法解决问题学法指导：自主学习、交流讨论、合作探究、数学推理知识链接1.一个物体从静止开始以加速度a做匀加速运动，怎样用vt图像求t秒后物体的位移x？2.势能的概念： 的物体凭借其 而具有的能量叫做势能。3.弹性形变:发生弹性形变的物体的 ，由于有 的相互作用而具有的势能，这种势能叫弹性势能。4.弹簧的弹性势能与 和 有关。5.在弹簧的弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量之间的关系为：f= 。6.弹力做正功，弹性势能 ；弹力做负功，弹性势能 。自主学习1.有关因素 在弹簧的弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量之间的关系为：f= 。类比重力势能，重力势能大小与物体的重力和高度有关，那么弹性势能就有可能与 和 有关。事实验证 对同一根弹簧，压缩不同的长度，将木块弹出的距离 ，说明弹簧弹性势能与 有关。 对不同的弹簧，压缩相同的长度，将木块弹出的距离 ，说明弹簧弹性势能与 有关。2.弹性势能与拉力做功的关系方法 类比重力做功与重力势能变化的关系弹力做正功，弹性势能 弹力做负功，弹性势能 弹力做功多少与弹性势能变化量的关系 。3.怎样计算拉力做的功？重力是恒力，重力做功等于重力与物体在竖直方向移动距离的乘积。那么，拉伸弹簧时，拉力做功该怎样计算？4.怎样计算求和式？方法：类比速度时间图像中求位移的方法怎样计算拉力做功的求和式？是否可以用f-l图象下一个梯形的面积来代表功？拉力做功的表达式 。合作探究一、弹簧弹性势能的大小1.对同一根弹簧，压缩不同的长度，将木块弹出的距离 ，说明弹簧弹性势能与 有关。 2.对不同的弹簧，压缩相同的长度，将木块弹出的距离 ，说明弹簧弹性势能与 有关。二、弹簧的弹性势能与拉力做功 1.在缓慢拉伸弹簧的过程中，拉力与弹力大小有什么关系？ 2.在缓慢拉伸弹簧的过程中，拉力做功与弹力做功大小有什么关系？3.类比重力做功与重力势能变化的关系，弹力做功与弹性势能的变化有什么关系？弹力做正功，弹性势能 弹力做负功，弹性势能 弹力做功多少与弹性势能变化量的关系 。结论： 三、拉力做的功1.交流思路，写出各自的结果：2.在匀变速直线运动中，曾用v-t图像的面积求一段时间内的位移x。我们能否用f-l图像的面积求拉力做的功？你是如何做的？otvvootvvootvvo x=s面积 f l wf=？3.通过所求拉力做功的结果，尝试写出弹簧弹性势能的表达式，看看是否符合弹性势能的特征？四、能力训练1、关于弹性势能下列说法中正确的是（ ）a、发生形变的物体都具有弹性势能 b、弹性势能是一个标量c、弹性势能的单位是焦耳（在国际单位制中）d、弹性势能是状态量2、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、物体只要发生形变，就一定具有弹性势能c、外力对弹性物体做功，物体的弹性势能就发生变化d、发生弹性形变的物体，在它们恢复原状时都能对外界做功3、如图所示，在光滑水平面上有一物体，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，在物体向右运动的过程中下列说法正确的是（ ）a、弹簧的弹性势能逐渐减少b、弹簧的弹性势能逐渐增加c、弹簧的弹性势能先增加再减少d、弹簧的弹性势能先减少再增加4、上题中，在弹簧向右运动的过程中，弹簧弹力对物体的做功情况，下列说法正确的是（ ）a弹簧对物体做正功 b弹簧对物体做负功c弹簧先对物体做正功，后对物体做负功d弹簧先对物体做负功，后对物体做正功5、计算变力不能直接把数据代入公式w=flcos计算功，此时可以用“微元法”来计算，如图所示为用力缓慢拉升弹簧时，拉力与弹簧升长量之间的关系图像，试推证将弹簧从自由长度到拉升长度为x的过程中，拉力做的功等于kx2/2，弹簧储存的弹性势能也为kx2/2。（设弹簧的劲度系数为k）6、下列关于弹簧的弹力和弹性势能的说法正确的是（ ）a、弹力与弹簧的形变量成正比，弹性势能与弹簧的形变量成正比b、弹力与弹簧的形变量的平方成正比，弹性势能与弹簧的形变量成正比c、弹力与弹簧的形变量成正比，弹性势能与弹簧的形变量的平方成正比。d、弹力与弹簧的形变量的平方成正比，弹性势能与弹簧的形变量的平方成正比7、如图所示为一根弹簧弹力f与形变量x的关系图线：（1）确定弹簧的劲度系数；（2）将此弹簧从原长拉伸6cm时，弹性势能为多的大？（3）将此弹簧压缩4cm时，弹性势能为多大？8、在一次演示实验中，一压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一小球，测得弹簧压缩的距离d和小球在粗糙水平面滚动的距离s如下表所示由此表可以归纳出小球滚动的距离s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）( )实验次数1234d/cm0.501.002.004.00s/cm4.9820.0280.10319.5a、s=k1d，ep=k2d b、s=k1d，ep=k2d2 c、s=k1d2，ep=k2d d、s=k1d2，ep=k2d2