《河北省新乐市高中物理 7.5 探究弹性势能的表达式课件 新人教版必修2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《河北省新乐市高中物理 7.5 探究弹性势能的表达式课件 新人教版必修2（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 发生发生弹性弹性形变的物体的各部分之间，形变的物体的各部分之间，由于有由于有弹力弹力的相互作用，也具有的相互作用，也具有势能势能，这种势能叫做这种势能叫做弹性势能弹性势能。一、弹性势能的概念一、弹性势能的概念发发生生弹性弹性形变的形变的弹簧具有一定的弹簧具有一定的能能量量。探究弹性势能探究弹性势能的表达式的表达式影响弹性势能的因数猜想猜想：弹性势能：弹性势能的大小可能与哪的大小可能与哪些因素有关些因素有关? ?弹性势能的大小弹性势能的大小与与形变量形变量有关有关弹性势能的大小弹性势能的大小与与劲度系数劲度系数有关有关探究探究 ：弹性势能表达式怎样？：弹性势能表达式怎样？猜一猜：猜一猜：弹性势
2、能的表达式可能会是怎样的？弹性势能的表达式可能会是怎样的？想一想：想一想：应该怎样着手进行研究应该怎样着手进行研究得出弹性势能的表达式得出弹性势能的表达式？联想：研究联想：研究重力势能先重力势能先研究了什么研究了什么？重力做功重力做功弹力势能的变化弹力势能的变化重力势能的变化重力势能的变化弹力做功弹力做功重力做正功，重力势能减小重力做正功，重力势能减小重力做负功，重力势能增加重力做负功，重力势能增加弹力做正功，弹性势能减小弹力做正功，弹性势能减小弹力做负功，弹性势能增加弹力做负功，弹性势能增加类比类比：设置情景：设置情景：缓慢拉动缓慢拉动弹簧时，弹簧时，弹力与拉弹力与拉力等大反力等大反向，可先
3、向，可先求拉力做求拉力做功功F拉拉X怎样求弹怎样求弹力做的功力做的功？F拉拉= =F = =k XFF拉拉0XXWF弹弹- 1 12 2KX2W拉拉Fx = k X2120+kx 2图像法：图像法：平均力法：平均力法：F拉拉lF拉拉0llx1x2x3x5x4F2F3F4F5F1F拉拉 = = k x拉力所做的拉力所做的功等于图线功等于图线与横轴所围与横轴所围的面积的面积W拉拉 k x 212 Ep EP2EP1WFEp重力势能有相对性，弹重力势能有相对性，弹性势能也有相对性吗性势能也有相对性吗 能否规定弹能否规定弹簧任意长度簧任意长度时的势能为时的势能为零势能零势能? ?弹性势能具有弹性势能具
4、有相对性相对性（一般原长时的弹性势能为（一般原长时的弹性势能为0）思考：思考：弹性势能也有正负之分吗？弹性势能也有正负之分吗？弹性势能具有弹性势能具有系统性系统性12EP k x 2弹性势能的表达式弹性势能的表达式(原长时的弹性势原长时的弹性势能为能为0)探究探究 ：弹性势能与拉力做功有什么关系？：弹性势能与拉力做功有什么关系？ 类比重力所做的功与重力势能的关系：类比重力所做的功与重力势能的关系：分析：弹力做正功，则弹性势能减少；分析：弹力做正功，则弹性势能减少； 弹力作负功，则弹性势能增加。弹力作负功，则弹性势能增加。 弹力做功的多少跟弹性势能变化的多弹力做功的多少跟弹性势能变化的多少具有等
5、量关系少具有等量关系 。弹性势能与重力势能的异同弹性势能与重力势能的异同 弹性势能弹性势能重力势能重力势能定义发生弹性形变的物体各部分发生弹性形变的物体各部分之间由于之间由于弹力的相互作用弹力的相互作用而而具有的势能具有的势能一方面与重力做功相关，一方面与重力做功相关，另一方面另一方面随高度变化而变随高度变化而变化化，因而叫做物体的重力，因而叫做物体的重力势能势能相对性弹性势能与弹性势能与零势能位置零势能位置选取选取有关，通常选自然长度时，有关，通常选自然长度时，势能为零势能为零重力势能的大小与重力势能的大小与零势能零势能面面的选取有关，但变化量的选取有关，但变化量与参考面的选取无关与参考面的
6、选取无关系统性弹性势能是弹性势能是弹簧弹簧本身具有的本身具有的能量能量重力势能是物体与重力势能是物体与地球地球这这一系统所共有的一系统所共有的与力做功的关系弹性势能的变化等于弹性势能的变化等于克服弹克服弹力力所做的功所做的功重力势能的变化等于重力势能的变化等于克服克服重力重力所做的功所做的功F拉拉AoB例例 弹簧自然长度在弹簧自然长度在0 0点，右侧有个点，右侧有个质量质量不计不计的小球，当用力拉至的小球，当用力拉至B B点释放后，小点释放后，小球将在球将在B B、A A间左右振动起来，试分析小间左右振动起来，试分析小球由球由B BAA的振动过程中的的振动过程中的加速度，速度，加速度，速度，弹
7、性势能弹性势能变化变化 一物体以初速度一物体以初速度v0冲向与竖起墙壁相连的轻质弹冲向与竖起墙壁相连的轻质弹簧，墙壁与物体间的弹簧被物体压缩，在此过程簧，墙壁与物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中，下列说法正确的是：（中，下列说法正确的是：（ ）A、物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比、物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比B、物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不等、物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不等C、弹力做正功，弹簧的弹性势能减小、弹力做正功，弹簧的弹性势能减小D、弹力做负功，弹簧的弹性势能增加、弹力做负功，弹簧的弹性势能增加课堂练习课堂练习如图所示，在光滑水平面上有如图所示，在光滑水
8、平面上有A A、B B两球，中间连一弹簧，两球，中间连一弹簧，A A球球固定，今用手拿住固定，今用手拿住B B球将弹簧压缩一定距离，然后释放球将弹簧压缩一定距离，然后释放B B球，球，在在B B球向右运动到最大距离的过程中，球向右运动到最大距离的过程中，(1)(1)B B球的球的加速度加速度怎样变怎样变化？化？(2)(2)B B球的球的速度速度怎样变化？怎样变化？(3)(3)弹簧的弹簧的弹性势能弹性势能怎样变化？怎样变化？课堂练习课堂练习如如图所示，一所示，一竖直直弹簧下端固定于水平地面上，小球从簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高簧的正上方高为h的地方自由下落到的地方自由下落到弹簧上
9、端，簧上端，经几次几次反反弹以后小球最以后小球最终在在弹簧上簧上静止于某一点静止于某一点A处，则()Ah愈大，弹簧在愈大，弹簧在A点的压缩量愈大点的压缩量愈大B弹簧在弹簧在A点的压缩量与点的压缩量与h无关无关Ch愈大，最终小球静止在愈大，最终小球静止在A点时弹簧的点时弹簧的弹性势能愈大弹性势能愈大D小球第一次到达小球第一次到达A点时弹簧的弹性势点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势点时弹簧的弹性势能大能大B课堂练习课堂练习 如如图图534所所示示，劲劲度度系系数数为为k的的轻轻质质弹弹簧簧一一端端固固定定，另另一一端端与与物物块块拴拴接接，物物块块放放在在光光滑滑水水平平面面上上。现现用用外外力力缓缓慢慢拉拉动动物物块块，若若外外力力所所做做的的功功为为W，则则物物块块移移动动了了多多大大的的距离？距离？ 提示提示 外力所做的功等于外力所做的功等于弹簧弹性势能的增加。弹簧弹性势能的增加。 所以，弹簧的伸长量亦即物块移动的距离所以，弹簧的伸长量亦即物块移动的距离 解析：解析： 若以若以Ep表示弹簧最终的弹性势能，则外力所做表示弹簧最终的弹性势能，则外力所做 的功的功F课堂练习课堂练习
