7.5《探究弹性势能的表达式》.ppt

,第七章：机械能守恒定律,第5节：探究弹性势能的表达式,孝义市实验中学校,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，会分析决定弹簧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。,孝义市实验中学校,首先通过视频和图片来展示生活中常见的一些片段，比如：撑杆跳高、张弓射箭、蹦极等，引出发生形变的物体会具有能量，来得到弹性势能的概念，接着以常见的弹簧为例来推导弹性势能的表达式，最后，通过计算弹簧对做物体的功及弹簧弹性势能的变化来得到：弹力做功与弹性势能变化的关系。弹簧在形变时，弹簧的弹力一直在变化，我们可以用微元法和图像法来计算弹力所做的功，通过让学生自己动手去拉伸或压缩弹簧，让他对弹性势能与哪些因素有关有深刻的认识。,孝义市实验中学校,观察,这几张图中的物体有什么共同点,孝义市实验中学校,一、弹性势能,发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，而具有势能，这种势能叫做弹性势能。,弹簧的弹性势能可能与哪些物理量有关？,孝义市实验中学校,1.猜想与假设,与弹簧的形变量有关?,与弹簧的劲度系数有关?,2.设计实验方案,3.实验方法,控制变量法,二、弹性势能与什么有关,孝义市实验中学校,弹簧的弹性形变量越大，弹性势能越大。,弹簧的劲度系数（硬度）越大，弹性势能越大。,孝义市实验中学校,弹簧的弹性势能与形变量l和劲度系数k有关，那么，具体的表达式是什么？,孝义市实验中学校,弹簧弹性势能和形变量是正比关系吗？,重力势能与高度成正比关系,孝义市实验中学校,弹性势能的表达式可能会是怎样的？,猜想与假设,你能用所学的知识初步判断上面给出的弹性势能的表达式最有可能是哪个吗？,联系重力势能，如果要证明你的“猜想”，你该怎么办？,孝义市实验中学校,转化法：缓慢拉动的过程中，拉力做的功等于克服弹力所做的功，等于弹性势能的增加量,直接分析弹力做功，从而得到弹性势能与弹力的关系可行吗？,怎样解决这个难题？,孝义市实验中学校,F=F弹=kl,l,W=W1+W2+W3+,F是恒力吗？怎样计算F做的功？,这个式子怎样求和？,孝义市实验中学校,联想：匀变速直线运动的位移与速度的关系,孝义市实验中学校,拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积！,F拉=kl,对应：拉力做功与弹簧伸长的关系,孝义市实验中学校,三、弹簧弹性势能的表达式,(1)l为弹簧的伸长量或压缩量，k为弹簧的劲度系数;(2)一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零;(3)弹形势能具有相对性，一般相对弹簧原长时的弹性势能;(4)弹形势能具有系统性。,孝义市实验中学校,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,四、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系,O,A,B,O点为弹簧的原长,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,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,孝义市实验中学校,一、弹性势能,二、弹簧的弹性势能的表达式,三、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系,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,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，叫做弹性势能。,孝义市实验中学校,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，都一定发生了弹性形变C.物体只要发生形变就一定有弹性势能D.弹簧的弹性势能只跟弹簧的形变量有关,AB,孝义市实验中学校,2.一物体以初速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁与物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中，下列说法正确的是()A.物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比B.物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等C.弹力做正功，弹簧的弹性势能减小D.弹力做负功，弹簧的弹性势能增加,BD,孝义市实验中学校,3.如图所示，在光滑的水平面上有一物体，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小B.弹簧的弹性势能逐渐增大C.弹簧的弹性势能先增大再减小D.弹簧的弹性势能先减小再增大,D,孝义市实验中学校,4.将同一弹簧拉长或压缩相同长度，弹力大小变化相同，关于弹力做功和弹性势能变化的正确说法是()A.拉长时弹力做正功，弹性势能增加；压缩时弹力做负功，弹性势能减小B.拉长和压缩时弹性势能均增加C.拉长或压缩相同长度时，弹性势能改变相同D.形变量相同时，弹性势能相同,BCD,孝义市实验中学校,