探究弹性势能的表达式及功与物体速度的变化关系

1、7-5 探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式及功与物体速度的变化关系及功与物体速度的变化关系【问题一问题一 】探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式一、弹性势能：一、弹性势能：1、定义：物体由于发生弹性形变而具有的一种机、定义：物体由于发生弹性形变而具有的一种机械能叫做弹性势能。械能叫做弹性势能。如：拉开的弓、压缩的弹簧、卷紧的发条等。如：拉开的弓、压缩的弹簧、卷紧的发条等。2、类比：重力势能的大小跟物体的重量及被举的、类比：重力势能的大小跟物体的重量及被举的高度有关系，那么弹性势能的大小跟哪些因素有高度有关系，那么弹性势能的大小跟哪些因素有关系呢？（请同学们进行讨论）关系呢？（请同学们

2、进行讨论）猜测弹簧的弹性势能可能跟伸长量猜测弹簧的弹性势能可能跟伸长量L及劲度及劲度系数系数k有关系。有关系。二、探究分析：弹簧的弹性势能表达式如何？二、探究分析：弹簧的弹性势能表达式如何？1、探究思路：从弹力做功与弹性势能的关系进行、探究思路：从弹力做功与弹性势能的关系进行研究。（一根弹簧在没有拉力作用下，弹性势能研究。（一根弹簧在没有拉力作用下，弹性势能等于零。但它在外界拉力作用下缓慢移动时弹性等于零。但它在外界拉力作用下缓慢移动时弹性势能逐渐增大，且拉力所做的功就等于弹簧的弹势能逐渐增大，且拉力所做的功就等于弹簧的弹性势能。）性势能。）2、探究方法：分析拉力缓慢对弹簧所做的功。、探究方法

3、：分析拉力缓慢对弹簧所做的功。思考思考1这个拉力是恒力这个拉力是恒力还是变力？能否用功的计算还是变力？能否用功的计算公式公式W=FL直接求解？直接求解？思考思考2上述拉力所做的功如何求上述拉力所做的功如何求解呢？请说课本中介绍了方法。解呢？请说课本中介绍了方法。三、处理思路：三、处理思路：1、画出拉力、画出拉力F随位移变化的随位移变化的FL图象；图象；2、把变力做功转化为每个极短、把变力做功转化为每个极短位移下的恒力做功；位移下的恒力做功；3、把整体过程中每个极短位移、把整体过程中每个极短位移下的拉力所做功累加，求总功。下的拉力所做功累加，求总功。思考思考3整个过程拉力所做的总功在图象上有整个

4、过程拉力所做的总功在图象上有什么几何意义？什么几何意义？结论在结论在F-L图象中，图象与坐标轴所围成图象中，图象与坐标轴所围成的面积就表示拉力做功的大小。的面积就表示拉力做功的大小。 弹性势能的表达式是弹性势能的表达式是EP=KL2/2【问题二】探究功与物体速度变化的关系【问题二】探究功与物体速度变化的关系一、类比联想：重力做功与重力势能有关系，弹一、类比联想：重力做功与重力势能有关系，弹力做功与弹性势能有关系，那么合力做功与什么力做功与弹性势能有关系，那么合力做功与什么形式的能量有关系呢？形式的能量有关系呢？ 事实表明，合力做功与物体的动能有关系，因事实表明，合力做功与物体的动能有关系，因为

5、动能又跟速度有关系，所以合力做功跟速度又为动能又跟速度有关系，所以合力做功跟速度又应该有关系。应该有关系。二、探究思路：研究弹力（即合力）所做的功与二、探究思路：研究弹力（即合力）所做的功与物体获得的速度关系。物体获得的速度关系。思考思考1如图所示的小如图所示的小车，在弹力做功的同时还车，在弹力做功的同时还受到阻力做功，如何消除受到阻力做功，如何消除阻力做功的影响呢？阻力做功的影响呢？实验技巧平衡摩擦力（使木板略微倾斜）。实验技巧平衡摩擦力（使木板略微倾斜）。思考思考2实验中纸带上的点距并不都是均匀的，实验中纸带上的点距并不都是均匀的，应该选用哪些点距来确定小车获得的速度？应该选用哪些点距来确定小车获得的速度？ 注意事项实验中应选择纸带上点距最大且均注意事项实验中应选择纸带上点距最大且均匀的部分。匀的部分。思考思考3课本中介绍了什么方法进行数据分析课本中介绍了什么方法进行数据分析呢？呢？三、数据处理：三、数据处理： 画出画出WV关系图象关系图象 （描点，画图）（描点，画图）讨论实际所画的讨论实际所画的W-V图象是一条曲线，这条曲图象是一条曲线，这条曲线能够明确反映线能够明确反映W与与V的关系吗？若不能你有何进的关系吗？若不能你有何进一步研究的方法。一步研究的方法。方法再画方法再画WV2、WV3、WV1/2等等关系图象，找出线性关系来。关系图象，找出线性关系来。