高中物理7.5《探究弹性势能的表达式》同步导学案

1、【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

2、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I。，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I，则kl=mg有几何关系Io+l+H=h+I0物体的重力势能增加量为AEp=mgl42弹簧的弹性势能增加量为AEp=kI/2-整理得重力势能增加量为AEp=mg（h-mg/k）;弹性势能增加量为AEp=nTg2/2k拓展重

3、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

4、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F列说法正确的是(D)第玄题3A、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,F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=FIC0Sa计算功，此时可以用“微元法”来计算，如图所示为用力缓慢拉

5、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kx2/2o(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

6、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之间的关系分别实验次数1234d/cm0.501.002.004.00s/cm4.9820.0280.10319.52是(选项中ki、k2是常量)(D)As=kid，Ep=k2dB、s=kid，Ep=k2d222Cs=kid，Ep=k2dD、s=kid，Ep=k2d9、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，由于空气阻