(上课用)探究弹性势能的表达式.ppt

1、问题与思考,1、如何定义“势能”？,相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。,2、何为“弹性形变”？发生弹性形变的物体有何特征?,3、发生弹性形变的物体有能量吗?,弹性势能,撤外力时，物体能恢复原状,重力做功引起 重力势能改变;,4、弹簧弹力做功会引起什么能量变化？,重力做正功：重力势能减少 重力做负功：重力势能增加,弹力做功引起 弹性势能改变.,弹力做正功：弹性势能减少 弹力做负功：弹性势能增加,问题与思考,5、物体的重力势能“mgh”与重力和高度有关。 “弹性势能”会与什么因素有关？,弹性势能,可能跟,弹力（kl),形变量(l)有关,劲度系数（k),形变量(l)有关,杠铃的重力与它的位置高低

2、无关,弹簧的弹力与它形变的多少有关,弹簧的弹性势能的表达式与重力势能的表达式一样吗？,不一样,探究弹性势能的表达式,一、弹性势能,1、定义：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的能。,2、弹性势能会与什么因素有关？,k一定，l 越大，弹性势能越大 l一定，k 越大，弹性势能越大,与弹簧的形变量l， 劲度系数k有关,猜猜看,3、拉力做功增加弹簧的弹性势能,能否直接用W=Flcos来求W拉？,EP = W拉,4、怎样计算拉力做所做的功？,在各个小段上，弹力可近似认为是不变的,把弹簧从A到B的过程分成很多小段,l1,l2,l3,F1、F2、F3 ,EP弹=W拉F1l1F2l2F

3、3l3,分段求和,微元 思想,5.怎样计算这个求和式？,EP弹=W拉F1l1F2l2F3l3,思考：如何求匀变速直线运动的位移的？,面积,l,5.怎样计算这个求和式？,l3,l1,l2,每段拉力做的功就可用图中细窄的矩形面积表示，对这些矩形面积求和，就得到了有F和l围成的三角形面积，这块三角形的面积就表示拉力在整个过程中所做的功。,W1F1l1,W2F2l2,W3F3l3,6.弹性势能的表达式：,k为弹簧的劲度系数,l为弹簧的伸长或缩短量,一、弹性势能,1、产生弹性势能的条件：,2、弹簧弹做功的计算：,“图象法”:,“平均力法”:,条件:力的大小与位移成线性关系(F=kx+b),作出Fx图，W

4、=对应面积,3、弹性势能的表达式：(弹簧),k : 弹簧的劲度系数,l : 弹簧的伸长或缩短量,一般取自然伸长时弹性势能为零,弹性形变,4、弹力做功与弹性势能变化的的关系:,1)若W弹0，弹性势能减少，减少量= W弹,2)若W弹0 ，弹性势能增加，增加量= W弹,5、求弹性势能变化的方法:,法1:,法2:,EP弹 = EP 弹2 EP弹1,先求弹力做功:W弹=,再由EP弹 = W弹,W弹=EP弹1 EP弹2= EP弹,EP弹 = W弹,或,1、 如图所示，表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况。,助跑：,撑杆起跳：,越横杆：,化学能转化为动能

5、,动能转化为弹性势能,弹性势能转化为重力势能,2、将弹簧拉长或压缩x，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为（ ）,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、同一弹簧拉长或压缩x时，弹性势能改变相同； D、形变量相同时，弹性势能与劲度系数有关,BCD,3、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，都一定是发生了形变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,4、一竖直弹簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高为h

6、 的地方自由下落到弹簧上端，如图所示，小球从初位置到最低点A处的过程中（ ） A、小球的重力势能不断减少 B、弹簧的弹性势能先增大后减小 C、球的速度先增大后减小 D、弹簧的弹力一直做正功,AC,在空中：,分析：,接触弹簧：,在O处：,F弹=mg,a=0,V最大,加速度先减小后变大,速度先变大后减小,WG0,W弹0,5、如图，在一次“蹦极”运动中，人由高空跃下到最低点的整个过程中，下列说法正确的是：( )A.重力对人做正功 B.人的重力势能减小了C.“蹦极”绳对人做负功 D.“蹦极”绳的弹性势能增加了,EPG =- WG,EP弹=- W弹,6、一根弹簧的弹力位移图象如图所示，弹簧由伸长10cm到伸长6cm的过程中，弹力做功和弹性势能的变化量为 （ ） A、 3.84J 3.84J B、3.84J 3.84J C、1.92J 1.92J D、 1.92J 1.92J,F/N,D,EP弹= - W弹=-1.92J,或EP弹,= -1.92J,小结,1、弹簧弹做功的计算：,“图象法”:,“平均力法”:,条件:力的大小与位移成线性关系(F=kx+