高中物理 《探究弹性势能的表达式》学案1 新人教版必修2(1).doc

五、探究弹性势能的表达式【要点导学】1、发生_的物体的各部分之间，由于_的相互作用而具有的势能，叫做弹性势能。弹性势能和重力势能一样，也具有相对性，但弹性势能的改变量与零势能的选取_，这称为弹性势能改变是绝对的。应用中都是研究弹性势能与其它能量的转化问题，研究弹性势能的改变量是有实际意义的。2、弹力做功与弹性势能的变化关系为：弹力做正功时，弹性势能_，并且弹力做多少功，弹性势能就减少多少；弹力做负功时（克服弹力做功），弹性势能_，并且克服弹力做多少功，弹性势能就增加多少。3、弹性势能的大小与弹性的劲度系数、弹簧形变量有关，为了研究弹性势能与劲度系数的关系，应控制什么量不变？_；为了研究弹性势能与弹簧形变量的关系，应控制_不变。这种研究方法叫做_，是物理学中的常用方法。通过实验研究和理论推导可知，弹簧的弹性势能表达式为_。 【范例精析】例题：质量为m的物体（视为质点）放在水平地面上，物体上要装着一根长为l0，劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉着弹簧的上端p缓慢上提，如图所示，直到物体离开地面一段距离。已知在这一过程中，p点的位移是h，则物体重力势能的增加量是多少？弹簧的弹性势能增加量为多大？解析 设弹簧的伸长量为l，则kl=mg有几何关系l0+l+h=h+ l0物体的重力势能增加量为ep=mgh弹簧的弹性势能增加量为ep=kl2/2整理得重力势能增加量为ep=mg(h -mg/k)；弹性势能增加量为ep=m2g2/2k 拓展 重力势能（或弹性势能）的变化量与重力（或弹力）做功紧密联系在一起，它们都和路径无关，结合平衡条件，通过几何分析确定物体上升的距离、弹簧形变量的变化量（本题即为弹簧伸长的长度），是计算重力势能或弹性势能改变量的关键。【能力训练】1、关于弹性势能下列说法中正确的是（ bcd ）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（ ad ）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（ d ）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（ c ）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（ c ）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？(1)500n/m;(2)0.9j;(3)0.4j8、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）( d )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=k2d29、竖直放置的轻质弹簧，劲度系数为k，将质量为m的物体轻轻放在弹簧的上端，物体将上下振动，由于