江苏省海头高级中学高一物理下学期《第七章 探究弹性势能的表达式》课件.ppt

第五节探究弹性势能的表达式 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 领悟求弹力做功时通过细分过程化变力为恒力的思想方法 重点难点 弹力做功的计算方法及弹力做功与弹性势能变化的关系 一 弹性势能1 定义 发生弹性形变的物体的各部分之间 由于有 的相互作用而具有的势能 2 产生条件 物体发生 形变 弹力 弹性 二 弹性势能的表达式 自主探究 弹性势能的表达式与哪些量有关 猜想 与重力势能类比 1 弹性势能大小与弹簧形变量大小有关 形变量越大弹性势能越 2 弹性势能大小与弹簧的劲度系数k有关 在形变量相同时 k越大弹性势能越 大 大 成功发现弹簧弹性势能的表达式为 w 特别提醒 1 对于同一个弹簧伸长和压缩相同的长度时弹性势能是一样的 2 弹性势能具有相对性 通常取弹簧处于原长处弹性势能为零 不论零势能位置选在何处 弹簧处于原长时 弹性势能最小 2012 南京高一检测 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 弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能 精讲精析 弹簧的弹性势能的大小 除了跟劲度系数k有关外 还跟它的形变量 拉伸或压缩的长度 有关 如果弹簧原来处在压缩状态 当它变长时 它的弹性势能应该减小 当它变短时 它的弹性势能应该增大 在原长处它的弹性势能最小 a b错误 形变量相同时 k越大的弹簧 它的弹性势能越大 c正确 弹簧无论拉伸还是压缩其弹性势能决定于其形变量的大小 与是拉伸还是压缩无关 d错误 答案 c 规律方法 弹性势能具有相对性 但其变化量具有绝对性 因此在判断弹性势能的变化时不必考虑零势能位置 弹性势能的变化只与弹力做功有关 弹力做负功 弹性势能增大 反之则减小 变式训练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 解析 选ab 由弹性势能的定义和相关因素进行判断 发生弹性形变的物体的各部分之间 由于弹力作用而具有的势能 叫做弹性势能 所以 任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能 任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变 物体发生了形变 若是非弹性形变 无弹力作用 则物体就不具有弹性势能 弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关外 还跟弹簧劲度系数的大小有关 正确选项为a b 弹簧原长l0 15cm 受拉力作用后弹簧逐渐伸长 当弹簧伸长到l1 20cm时 作用在弹簧上的力为400n 问 1 弹簧的劲度系数k为多少 2 在该过程中弹力做了多少功 3 弹簧的弹性势能变化了多少 思路点拨 1 f l图象中的 面积 表示弹力所做的功 2 弹簧弹性势能的增加等于克服弹力所做的功 图7 5 2 3 弹力f做负功 则弹簧弹性势能增加 且做功的多少等于弹性势能的变化量 ep 10j 答案 1 8000n m 2 10j 3 10j 变式训练2 一根弹簧的弹力 位移图线如图7 5 3所示 那么弹簧由伸长量8cm到伸长量4cm的过程中 弹力做功和弹性势能的变化量为 图7 5 3 a 3 6j 3 6jb 3 6j 3 6jc 1 8j 1 8jd 1 8j 1 8j 弹性势能与重力势能的比较 经典案例 2012 汕头高一检测 如图7 5 4所示 水平地面上固定一竖直轻质弹簧 有一物体由弹簧正上方某位置竖直下落 从与弹簧接触后物体继续下落到速度变为零的过程中 图7 5 4 a 物体的重力对物体做正功b 物体的重力势能逐渐增大c 弹簧的弹力对物体做负功d 弹簧的弹性势能逐渐减小 解题样板 下落过程中