高中物理 5.5 探究弹性势能的表达式课件 新人教版必修2.ppt

5 5 探究弹性势能的表达式 一 弹性势能 发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的相互作用而具有的势能 探究重力势能表达式的过程是怎样的 1 猜想 重力势能大小可能与哪些因素有关 2 重力势能表达式研究方法 利用重力势能与重力做功的关系 3 计算重力做功 分析概括得出表达式 2 弹簧的形变量 1 猜想 弹性势能的大小可能与哪几个物理量有关 类比重力势能 二 探究弹性势能的表达式 1 劲度系数 wg mgh1 mgh2 mg h1 h2 重力 高度差 弹力 f kx 形变量 x 实验验证 实验方案 两根劲度系数不同的弹簧 两块小木块 一 验证弹性势能与形变量有关在一水平面上 同一弹簧 形变量不同 压同一木块 释放后木块被弹出去的距离相同吗 二 验证弹性势能与劲度系数有关两劲度系数不同的弹簧 同样的形变量 压两形状质量相同的木块 哪个弹簧弹出的木块距离大 弹性势能的大小与劲度系数和弹簧的形变量大小有什么关系 2 弹簧的弹性势能与弹力所做的功有什么关系 3 怎样计算拉力所做的功 f为变力 如何求其做的功 微元法 回忆 怎样计算这个求和式 联想 拉力做功的计算方法 求变力做功的方法 4 弹簧的弹性势能的表达式 说明 1 l为弹簧的伸长量或压缩量 2 l ep具有相对性 零势能点可任意选取 一般规定弹簧在原长时 即伸长量或压缩量为零时弹簧的弹性势能为0 ep 三 弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系 弹簧弹力做正功 弹性势能减少弹簧弹力做负功 弹性势能增加 小结 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 ep 教材附注指出 学习这节时 要着重体会探究的过程和所用的方法 不要求掌握探究的结论 更不要求用弹性势能的表达式解题 1 我们的探究的过程是怎样的 1 提出问题 弹簧的弹性势能的表达式是怎样的 2 猜想 弹性势能可能与哪些因素有关 3 弹性势能与做功有什么关系 4 怎样计算拉力的功 5 得出探究结果 2 探究方法 猜想与假设 类比 迁移 微元 图象 数学推理等 这些都是科学探究的一般研究方法 在本节课的探究活动中 采用类比研究方法的地方主要有 研究弹性势能的出发点 将重力势能与弹性势能类比 讨论重力势能从分析重力做功入手 讨论弹性势能则从分析弹力做功入手 弹性势能表达式中相关物理量的猜测 将重力势能与弹性势能 重力与弹力类比 重力势能与物体被举起的高度有关 所以弹性势能很可能与弹簧被拉伸的长度有关 弹力与重力的变化规律不一样 弹性势能与重力势能的表达式很可能也不一样 类比 就是将同类型的事物或问题进行对比 从中找出规律性的东西 类比的方法 是物理学中一种重要的研究方法 计算拉力所做的功 与计算匀变速直线运动的位移类比 计算匀变速直线运动的位移时 将位移分成很多小段 每一小段的速度可近似认为相等 物体在整个过程中的位移等于各小段位移之和 计算拉力所做的功 可将弹簧的形变过程分成很多小段 每一小段的拉力可近似认为是不变的 拉力在整个过程中的功等于各小段功之