2019-2020学年高中物理 第7章 机械能守恒定律 第5节 探究弹性势能的表达式课件 新人教版必修2

第5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。,一、弹性势能1概念：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于的相互作用而具有的势能。2决定弹性势能大小的相关因素的猜想(1)猜想依据：弹性势能和重力势能同属，重力势能大小与物体的和有关，弹性势能与其和有关。,弹力,势能,重力,高度,劲度系数,形变量,(2)猜想结论：弹性势能与弹簧的和_有关，在弹簧的形变量l相同时，弹簧的劲度系数k越大，弹簧的弹性势能。在弹簧劲度系数k相同时，弹簧形变量l越大，弹簧的弹性势能。,劲度系数k,形变量l,越大,越大,自主思考判一判1(1)弹簧处于自然状态时，不具有弹性势能。()(2)一物体压缩弹簧，弹性势能是物体与弹簧共有的。(),二、弹性势能(变化)大小探究1弹力做功特点：随弹簧的变化而变化，还因的不同而不同。2弹力做功与弹性势能的关系弹力做正功时，弹性势能，的弹性势能弹力做的功；弹力做负功时，弹性势能，的弹性势能克服弹力做的功。,形变量,弹簧,减少,减少,等于,增加,增加,等于,3“化变为恒”求拉力功：w总f1l1f2l2fnln。4“fl”图象面积意义：表示的值。,弹性势能,自主思考判一判2(1)不同弹簧发生相同的形变时具有的弹性势能相同。()(2)同一弹簧发生的形变量不同时具有的弹性势能不同。()(3)弹簧弹力做正功，弹簧弹性势能增加。(),1系统性：弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变而具有的能量，因而弹性势能是整个系统所具有的。2相对性：弹性势能的大小与选定的零势能位置有关，对于弹簧，一般规定弹簧处于原长时的势能为零。,考点一对弹性势能的理解,3弹簧弹性势能大小的影响因素：(1)弹簧的劲度系数。(2)弹簧的形变量。(3)对于同一弹簧，伸长和压缩相同的长度时弹性势能相同。4弹性势能与弹力做功的关系如图751所示，o为弹簧的原长处。,图751,(1)弹力做负功：如物体由o向a运动(压缩)或者由o向a运动(伸长)时，弹性势能增大，其他形式的能转化为弹性势能。(2)弹力做正功：如物体由a向o运动或者由a向o运动时，弹性势能减小，弹性势能转化为其他形式的能。(3)弹力做功与弹性势能变化的关系：弹性势能的变化量总等于弹力对外做功的负值，表达式为w弹ep1ep2ep。,例1,自主解答(1)设木块开始静止时，弹簧的压缩量为l1。后来静止时，弹簧的压缩量为l2，由胡克定律及平衡条件得，未施加力f时，弹力f1mgkl120n，施加力f后，弹力f2fmgkl270n，且l2l10.1m，联立以上各式得k500n/m。,答案(1)500n/m(2)4.5j,规律总结弹性势能变化的确定技巧1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的位置。2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。弹性势能的变化量总等于弹力做功的负值。,变式训练,a弹簧对物体做正功，弹簧的弹性势能逐渐减少b弹簧对物体做负功，弹簧的弹性势能逐渐增加c弹簧先对物体做正功，后对物体做负功，弹簧的弹性势能先减少再增加d弹簧先对物体做负功，后对物体做正功，弹簧的弹性势能先增加再减少,解析弹簧由压缩到原长再到伸长，刚开始时弹力方向与物体运动方向同向做正功，弹性势能减小。越过原长位置后弹力方向与物体运动方向相反，弹力做负功，故弹性势能增加，所以只有c正确，a、b、d错误。答案c,2(多选)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，a、b正确；物体发生形变，若非弹性形变，则物体不具有弹性势能，c错；弹簧的弹性势能除了跟形变量有关，还跟弹簧的劲度系数有关，d错，故选a、b。答案ab,考点二弹性势能与重力势能的比较,1(多选)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，弹性势能是弹簧本身具有的能量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,题组通关,解析重力势能具有系统性，弹性势能是弹簧本身具有的能量，故a正确；重力势能和弹性势能都是相对的，且都是状态量，故b错误，c、d正确。答案acd,解析弹力做功的特点与重力做功一样，不用考虑路径，只看起始位置和终了位置。弹性势能与重力势能也一样，只看起始位置和终了位置。答案d,3如图756所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是,图756