2012高中物理 7.5 探究弹性势能的表达式学案4 新人教版必修2

1、PAGE PAGE 3用心 爱心 专心7.5探究弹性势能的表达式 学案【学习目标】1.理解弹性势能的概念及意义，学习计算变力做功的思想方法2猜测弹性势能的表达式与哪些因素有关，培养学生科学预测的能力3体会计算拉力做功的方法，体会微分思想和积分思想在物理学上的应用4.通过对弹性势能公式的探究过程和所用方法，培养学生探究知识的欲望和学习兴趣，体味弹性势能在生活中的意义，提高物理在生活中的应用意识【学习重点】利用微元法和图象法计算变力做功的问题.【学习难点】理解微元法把变力做功转化为恒力做功.知识回顾 1、功的概念 2、重力势能 【自主导学】一个弹簧自然伸长，一个小球在光滑的水平面上从弹簧的右侧向弹

2、簧运动，遇到弹簧，请观察、分析实验现象。V图1问1：在第三章我们研究了弹簧弹力与形变的关系，如何用图象来反映弹力F和形变量x的关系？问2：刚才大家观察到什么样的实验现象呢？试着画出速度-时间图象。.问3：小球速度为什么减小了? 能否从动力学角度分析？能否从功能的角度给于分析？ 问4：弹簧增加的能量与哪个力做功有关呢?问5：现在来猜想一下弹簧的弹性势能与什么因素有关. 问6：验证你的想法，你应该怎样做? 大家把重力势能的研究对照一下。 问7：回忆一下，在研究匀变速直线运动的位移时，我们采用了什么方法?问8：从原长缓慢地被拉长一段距离L时，拉力和弹力是什么关系？拉力所做的功与弹簧增加的弹性势能是什

3、么关系？拉力做功的表达式？问9：根据我们刚才的推论，当弹簧处于原长时，弹性势能值取为零，这个弹簧被拉长L时拉力做的功就等于弹簧的弹性势能，所以有Ep= W ，这就是我们这节课要得到的结论1、物体由于_而具有的与它的_量有关的势能，叫弹性势能。请举例！2、弹性势能大小：物体的弹性形变量越大，弹性势能越_ .3、弹性势能是_（标、矢）量 4、弹力做正功，弹性势能_ 弹力做负功，弹性势能_ 弹力做的功量度了弹性势能的变化.抢答：以上弹力指的是弹簧对人的力，还是人对弹簧的力？5、弹簧的弹性势能：只取决于弹簧的_和_。跟与它相连的物体无关。问题探究：在以上探究中我们规定，弹簧处于自然状态下，也就是既不伸

4、长也不缩短时的势能为零势能能不能规定弹簧任意某一长度时的势能为零?说说你的想法【例题解析】例题：质量为m的物体（视为质点）放在水平地面上，物体上装着一根长为l0，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l，则kl=mg有几何关系l0+l+H=h+ l0物体的重力势能增加量为EP=mgH弹簧的弹性势能增加量为EP=kl2/2整理得重力势能增加量为EP=mg(h -mg/k)；弹性势能增加量为EP=m2g2/2k拓展 重力势能（或弹

5、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【课堂练习】1、关于弹性势能下列说法中正确的是（ ）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、弹性势能是状态量答案:BCD2、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、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答案:AD3、在水平地面上放一竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0Kg的木块相连，若在木块上再作用一个竖直向下的力F，使木块缓慢向下移动0.10m，力F做功2.5J，此时木块再次处于平衡状态，力F的大小为50