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1、第五节探究弹性势能的表达式,1知道弹性势能的概念 2实验探究决定弹性势能的因素 3理解弹力做功与弹性势能变化的关系 4会求弹簧弹力的功，并推导弹性势能表达式,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,机械能,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,形变量,
2、越大,越大,如图所示，用一弹簧制作一弹射装置要想把小球弹得越远，弹簧的形变量必须怎样？由此设想，对同一条弹簧而言，弹性势能与什么因素有关，弹簧把小球弹出过程能量是如何转化的？ 提示：弹簧形变量越大，小球弹得越远，弹性势能与弹簧形变量有关，小球弹出过程中弹簧弹性势能转化为小球动能,二、弹性势能(变化)大小探究 1弹力功特点：随弹簧 的变化而变化，还因 的不同而不同 2弹力功与拉力功关系：拉力功 克服弹力做的功 3“化变为恒”求拉力功 W总F1l1F2l2Fnln. 4“Fl”图象面积意义：表示 的值,形变量,劲度系数,等于,弹力功,一、弹力做功与弹性势能变化的关系 如图所示，弹簧左端固定，右端连
3、一物体，O点为弹簧的原长处 当物体由O点向右移动的过程中，弹簧被拉长，弹力对物体做负功，弹性势能增加；当物体由O点 向左移动的过程中，弹簧被压缩，弹力对物体做负功，弹簧弹性势能增加,当物体由A点向右移动的过程中，弹簧的压缩量减小，弹力对物体做正功，弹性势能减小；当物体由A点向左移动的过程中，弹簧的伸长量减小，弹力做正功，弹性势能减小 总之，当弹簧的弹力做正功时，弹簧的弹性势能减小，弹性势能转化为其他形式的能；当弹簧的弹力做负功时，弹簧的弹性势能增加，其他形式的能转化为弹簧的弹性势能，这一过程可类比重力做功与重力势能变化的关系,特别提醒】弹力做功是弹性势能变化的唯一量度，弹力做多少正(负)功，弹
4、性势能就减少(增加)多少，即W弹Ep,二、弹簧弹性势能表达式 如图所示，弹簧的劲度系数为k，左端固定，不加外力时，右端在A处，今用力F缓慢向右拉弹簧，使弹簧伸长到B处，若规定弹簧自由长度的弹性势能为零，则手克服弹簧弹力所做的功，等于弹簧的弹性势能,三、弹性势能与重力势能的比较,如图所示，质量相等的两木块中间连有一弹簧，今用力F缓慢向上提A，直到B恰好离开地面开始时物体A静止在弹簧上面设开始时弹簧的弹性势能为Ep1，B刚要离开地面时，弹簧的弹性势能为Ep2，则关于Ep1、Ep2大小关系及弹性势能变化Ep说法中正确的是 AEp1Ep2BEp1Ep2 CEp0 DEp0,答案：A,题后总结】(1)对
5、同一根弹簧比较弹性势能大小即比较形变量大小 (2)弹性势能的变化量EpEp2Ep1,针对训练】 1.(2012南京高一检测)关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是() A当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大 B当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小 C在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大 D弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能,解析：弹簧的弹性势能的大小，除了跟劲度系数k有关外，还跟它的形变量(拉伸或压缩的长度)有关，如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长时，它的弹性势能应该减小，当它变短时，它的弹性势能应该增大，在原长处它的弹性势能最小，A、B错误；形变量相同时，k越大的弹簧，它
6、的弹性势能越大，C正确；弹簧无论拉伸还是压缩其弹性势能决定于其形变量的大小，与是拉伸还是压缩无关，D错误 答案：C,如图所示，处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触，另一端与置于光滑地面上的物体接触，现在物体上施加一水平推力F，使物体缓慢压缩弹簧，当推力F做功100 J时，弹簧的弹力做功_J，以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零，则弹簧的弹性势能为_J,解析：在物体缓慢压缩弹簧的过程中，推力F始终与弹簧弹力等大反向，所以力F做的功等于克服弹簧弹力所做的功，即W弹WF100 J. 由弹力做功与弹性势能的变化关系知， EpEpW弹100 J. 答案：100100,针对训练】 2.如图所示，在光滑水平面上
7、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下列说法正确的是(,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,误区：对影响弹性势能的因素理解
8、不清造成错误 【典型例题】 自由下落的小球，从接触竖直放置的轻质弹簧开始，到压缩弹簧到最大形变的过程中，以下说法中正确的是 A小球的速度逐渐减小 B小球、地球组成的系统的重力势能逐渐减小 C小球、弹簧组成的系统的弹性势能先逐渐增大再逐渐减小 D小球的加速度逐渐增大,尝试解答】小球做加速度先逐渐减小到0后逐渐增大的变加速运动，小球速度先增大后减小，故A、D错误；小球的重力势能逐渐减小，由于弹簧的压缩量逐渐增大，因此弹簧的弹性势能逐渐增大，故B正确，C错误 【正确答案】B 【误区警示】本题易错选C，误认为弹簧的弹性势能随着小球下落速度的变化而变化，实际上弹簧的弹性势能只与弹簧的劲度系数以及弹簧的形变量有关
