山东省临沭第二中学高中物理 第七章 机械能守恒定律 探究弹性势能的表达式学案（无答案）新人教版必修2.doc

课题：探究弹性势能的表达式【学习目标】1知道探究弹性势能的表达式的思路。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领悟求弹力做功时通过无限分割的思想方法【学习重难点】1.推理得出弹力做功和弹性势能的关系2.利用微元法和图像法计算变力做功【问题导学】目标一：弹性势能1. 卷紧的发条、拉长或压缩的弹簧、拉开的弓、正在击球的网球拍、撑杆跳运动员手中弯曲的杆，都发生了 ，每个物体的各部分之间都有 作用。2发生弹性形变的物体各部分之间由于有 的相互作用，所以也具有 ，这种势能叫 。对弹簧来说， _，它的弹性势能为零，当弹簧_，就具有了弹性势能。3在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧伸长量之间的关系为f= 。4弹簧的弹性势能可能与弹簧的 或 和 有关。练习1.关于弹性势能下列说法正确的是（ ）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.只有弹簧才具有弹性势能练习2.以下事例中物体具有弹性势能的有（）a.卷紧的发条b.击球的网球拍c.拉开的弓d.压扁的泥球目标二：弹性势能表达式的探究1.猜想：弹性势能与哪些因素有关(1)弹簧的弹性势能与弹簧被拉伸的长度l有关，并且，拉伸的长度l越大，弹性势能 ，但不一定是_关系；(2)即使拉伸的长度l相同，劲度系数k不同的弹簧的弹性势能也不一样，并且拉伸的长度l相同时，k越大，弹性势能_2.方法：重力势能的表达式是通过重力做功分析得来，即重力做功等于重力势能的减少。我们可以用类似的方法去研究弹簧弹力做功与弹性势能的关系。 弹力做功与弹性势能变化的关系，跟重力做功与重力势能变化的关系相类似，当弹力做正功时，弹簧的弹性势能 ；当弹力做负功(也说成物体克服弹力做功)时，弹簧的弹性势能 。3.过程：思考：能用公式直接求弹力做的功吗？为什么？如何求解弹簧的弹力所做的功？ 复习推导匀变速直线运动的位移表达式，体会利用无限分割思想推导匀变速直线运动的位移表达式的过程。如右图所示，弹簧的劲度系数为k，弹簧从原长a位置被拉伸到b的过程中，把a到b的过程分成很多个小段，它们的长度分别为l1、l2、l3在每一个小段上，由于l很小，作用在弹簧上的拉力可近似的认为是不变的，分别为 f1、f2、f3所以在各小段上，拉力做的功分别为 f1l1、f2l2、f3l3拉力在由a到b的整个过程中做的功可用各小段做功的和表示为w=f1l1+f2l2+f3l3+在下面的f- l图象中，一个小的矩形（填充灰色）面积在数值上表示 。所有矩形面积的和近似表示整个过程中的拉力做的功。当l取得越小时，所有矩形面积的和越接近于拉力做的真实的功，从图形变化的趋势可以看出，当l取得极小时，所有矩形面积的和就是f- l图线与坐标轴围成的面积，即整个过程中拉力做的功在数值上等于f- l图线与坐标轴围成的面积。所以整个过程中拉力做的功可表示为ff w=s= 弹性势能的表达式：实践练题基础题（一看就懂，一做就会）1.下列因素与弹性势能有关的是（ ）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2.关于弹性势能，下列说法正确的是（ ）a. 发生弹性形变的物体都具有弹性势能b只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能c弹性势能可以与其他形式的能相互转化d弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳3. 关于弹性势能和重力势能下列说法正确的是( )a重力势能属于物体和地球这个系统，弹性势能属于发生弹性形变的物体b重力势能是相对的，弹性势能是绝对的c重力势能和弹性势能都是相对的d重力势能和弹性势能都是状态量4.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大b当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小c在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大d弹簧在被拉伸时的弹性势能一定大于被压缩时的弹性势能5在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下列猜想有一定的道理的是（ ） 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系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弹力大小有关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6关于弹力做功与弹性势能的关系，我们在进行猜想时，可以参考重力做功与重力势能的关系来讨论。则下面的猜想有道理的是 （ ）a弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将增加b弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将减少c弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹性势能将增加d弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹性势能将减少达标题组（跳起来，摘下丰硕果）7.如图所示为一弹簧的弹力位移图象，那么弹簧由伸长量8到伸长量4的过程中，弹力所做的功和弹性势能的变化量为 （ ）a3.6j，-3.6j b -3.6j， 3.6j c 1.8j，-1.8j d -1.8j， 1.8j8.如图所示，在光滑水平面上有a、b两球，中间连一弹簧，a球固定，今用手拿住b球将弹簧压缩一定距离，然后释放b球，在b球向右运动到最大距离的过程中，b球的加速度将 ，b球的速度将 ，弹簧的弹性势能将 9.两弹簧的劲度系数之比为12，在弹性限度内的形变量之比为21，则它们的弹性势能之比为（ ）a. 12 b. 21 c. 14 d. 41拓展题组（勇往直前，试一试）10.质量相等的两木块中间拴接一弹簧，今用力f缓慢向上提a，直到b恰好离开地面开始时物体a静止在弹簧上面设开始时弹簧的弹性势能为ep1，b刚要离开地面时，弹簧的弹性势能为ep2，则关于ep1、ep2大小关系及弹性势能变化ep说法中正确的是( )aep1ep2 bep1ep2cep0 dep011.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