《高一物理：（新人教必修二）7.5《探究弹性势能的表达式》课件6》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理：（新人教必修二）7.5《探究弹性势能的表达式》课件6（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习课堂对点演练课堂对点演练活页规范训练活页规范训练 5探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式1知道探究知道探究弹弹性性势势能表达式的思路能表达式的思路2理理解解弹弹性性势势能能的的概概念念，会会分分析析决决定定弹弹性性势势能能大小的相关因素大小的相关因素3体体会会探探究究过过程程中中的的猜猜想想、分分析析和和转转化化的的方方法法4领领悟悟求求弹弹力力做做功功时时通通过过细细分分过过程程化化变变力力为为恒恒力的思想方法力的思想方法一、弹性势能一、弹性势能1定定义义：发发生生 的的物物体体的的各各部部分分之之间间，由由于于有有 的的
2、相相互互作作用用，也也具具有有势势能能，这这种种势势能叫做能叫做弹弹性性势势能能2当当弹弹簧簧的的长长度度为为原原长长时时，它它的的弹弹性性势势能能为为 ，弹弹簧簧被被 或或被被 后后，就就具具有有了了弹弹性性势势能能弹性形变弹性形变弹弹力力零零拉拉长长压缩压缩二、决定弹性势能大小相关因素的猜想二、决定弹性势能大小相关因素的猜想1猜猜想想依依据据：弹弹性性势势能能和和重重力力势势能能同同属属 ，重重力力势势能能大大小小与与物物体体的的 和和 有有关关，弹弹簧簧弹弹力与其力与其 和和 有关有关2猜猜想想结结论论：弹弹性性势势能能与与弹弹簧簧的的 和和 有有关关，在在弹弹簧簧的的形形变变量量l 相
3、相同同时时，弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数k k 越越大大，弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能 ，在在弹弹簧簧劲劲度度系系数数k k相相同同时时，弹弹簧簧形形变变量量越越大大，弹弹簧簧弹弹性性势势能能 势势能能重力重力高度高度劲劲度系数度系数形形变变量量劲劲度系数度系数形形变变量量越大越大越大越大三、弹性势能三、弹性势能(变化变化)大小探究大小探究1弹弹力力做做功功特特点点：随随弹弹簧簧 的的变变化化而而变变化，化，还还因因 的不同而不同的不同而不同2弹力做功与弹性势能的关系弹力做功与弹性势能的关系弹弹力力做做功功与与弹弹性性势势能能的的关关系系同同重重力力做做功功与与重重力力势势能能的的关关系系相相
4、似似弹弹力力做做正正功功时时，弹弹性性势势能能 ， 的的弹弹性性势势能能等等于于弹弹力力做做的的功功；弹弹力力做做负负功功时时，弹弹性性势势能能 ， 的的弹弹性性势势能能 克服克服弹弹力做的功力做的功形形变变量量劲劲度系数度系数减少减少减少减少增加增加增加增加等于等于3“化化变变为为恒恒”求求拉拉力力功功：W总总F1l1F2l2Fnln.4F-l图象的物理意义图象的物理意义在在弹弹簧簧弹弹力力与与伸伸长长量量的的关关系系图图象象Fl中中，图图象象与与l轴轴所所围围的的图图形的形的 表示表示弹弹力做的功力做的功面面积积弹性势能与弹力做功的关系弹性势能与弹力做功的关系如如图图7-5-1所示，所示，
5、O为弹为弹簧的原簧的原长处长处图图7-5-1(1)弹弹力力做做负负功功时时：如如物物体体由由O向向A运运动动(压压缩缩)或或者者由由O向向A运运动动(伸伸长长)时时，弹弹性性势势能能增增大大，其其他他形形式的能式的能转转化化为弹为弹性性势势能能(2)弹弹力力做做正正功功时时：如如物物体体由由A向向O运运动动，或或者者由由A向向O运运动动时时，弹弹性性势势能能减减小小，弹弹性性势势能能转转化化为为其他形式的能其他形式的能(3)弹弹力力做做功功与与弹弹性性势势能能变变化化的的关关系系为为W弹弹Ep.弹性势能表达式的探究弹性势能表达式的探究重重力力做做功功可可用用WGGh来来计计算算，而而拉拉力力做
6、做功功不不能能用用WFL来来计计算算，其其中中F为为所所用用的的拉拉力力，L为为弹弹簧簧的的伸伸长长量量，因因为为这这里里的的F随随L的的变变化化而而变变化化，是是一一个个变变力力(Fk kL)，但但我我们们可可以以利利用用计计算算匀匀变变速速直直线线运运动动位位移移的的方方法法相相类类比比地地解解决决(无无限限分分割割、逐逐渐渐逼近的方法逼近的方法)弹弹力做功力做功问题问题图图7-5-2如如图图7-5-2所所示示，把把轻轻质质弹弹簧簧从从A拉拉伸伸到到B，设设弹弹簧簧的的劲劲度度系系数数为为k k，伸伸长长量量为为L，作作出出拉拉力力F与与弹弹簧伸簧伸长长量量L的关系的关系图图象，如象，如图
7、图7-5-3所示，所示，图图7-5-3甲甲图图中，中，设设想把想把总总伸伸长长量量L分成很多小段，它分成很多小段，它们们的的长长度分度分别为别为L1、L2、L3在各个小段在各个小段上，拉力可以近似上，拉力可以近似认为认为是不是不变变的，从一个小段的，从一个小段长长度到下一个小段度到下一个小段长长度，力跳度，力跳跃跃性地增加，它性地增加，它们们分分别为别为F1、F2、F3在每一小段在每一小段长长度上，拉力做度上，拉力做的功可用恒力做功的公式的功可用恒力做功的公式计计算，即算，即W1F1L1、W2F2L2、W3F3L3每一小段上做的功每一小段上做的功在数在数值值上等于折上等于折线线下方画有斜下方画
8、有斜线线部分的面部分的面积积当当每一小段的每一小段的长长度分割得足度分割得足够够小小时时，折，折线趋线趋近于直近于直线线OP，拉力在各小段上做的功之和也就代表了拉，拉力在各小段上做的功之和也就代表了拉力在整个力在整个过过程中所做的功，斜程中所做的功，斜线线部分的面部分的面积积也就也就趋趋近于整个三角形的面近于整个三角形的面积积， 二、弹性势能与重力势能的比较二、弹性势能与重力势能的比较弹弹性性势势能能重力重力势势能能定定义义发发生生弹弹性形性形变变的物体各的物体各部分之部分之间间由于由于弹弹力的相力的相互作用而具有的互作用而具有的势势能能mgh一方面与重力相一方面与重力相关，另一方面随高度关，
9、另一方面随高度变变化而化而变变化化比比较较内容内容 物理量物理量功能功能关系关系弹弹性性势势能的能的变变化等于克服化等于克服弹弹力所做的功力所做的功重力重力势势能的能的变变化等于克化等于克服重力所做的功服重力所做的功联联系系两种两种势势能分能分别别以以弹弹力、重力的存在力、重力的存在为为前提，又由物前提，又由物体的相体的相对对位置来决定同属机械能的范畴，在一定位置来决定同属机械能的范畴，在一定条件下可相互条件下可相互转转化化【典典例例1】 关关于于弹弹性性势势能能，下下列列说说法法中中正正确确的的是是()A任任何何发发生生弹弹性性形形变变的的物物体体，都都具具有有弹弹性性势势能能B任任何何具具
10、有有弹弹性性势势能能的的物物体体，一一定定发发生生了了弹弹性形性形变变C物物体体只只要要发发生生形形变变，就就一一定定具具有有弹弹性性势势能能D弹弹簧簧的的弹弹性性势势能能只只跟跟弹弹簧簧被被拉拉伸伸或或压压缩缩的的长长度有关度有关弹性势能的理解弹性势能的理解 解解析析发发生生弹弹性性形形变变的的物物体体的的各各部部分分之之间间，由由于于弹弹力力作作用用而而具具有有的的势势能能，叫叫做做弹弹性性势势能能所所以以，任任何何发发生生弹弹性性形形变变的的物物体体都都具具有有弹弹性性势势能能，任任何何具具有有弹弹性性势势能能的的物物体体一一定定发发生生了了弹弹性性形形变变物物体体的的弹弹性性势势能能除
11、除了了跟跟弹弹簧簧被被拉拉伸伸或或压压缩缩的的长长度度有有关关外外，还还跟跟弹弹簧簧劲劲度度系系数数的的大大小小有有关关正正确确选选项项为为A、B.答案答案AB借借题题发发挥挥产产生生弹弹性性势势能能的的原原因因是是物物体体发发生生了了弹弹性形变，物体各部分之间存在弹力作用性形变，物体各部分之间存在弹力作用【变式变式1】关关于于弹弹性性势势能，下列能，下列说说法正确的是法正确的是()A发发生生弹弹性形性形变变的物体都具有的物体都具有弹弹性性势势能能B只只有有弹弹簧簧在在发发生生弹弹性性形形变变时时才才具具有有弹弹性性势势能能C弹弹性性势势能可以与其他形式的能相互能可以与其他形式的能相互转转化化
12、D弹弹性性势势能在国能在国际单际单位制中的位制中的单单位是焦耳位是焦耳解解析析发发生生弹弹性性形形变变的的物物体体的的各各部部分分之之间间，由由于于弹弹力力的的相相互互作作用用，都都具具有有弹弹性性势势能能，A正正确确其其他他物物体体在在发发生生弹弹性性形形变变时时也也具具有有弹弹性性势势能能，故故B错错；弹弹性性势势能能跟跟重重力力势势能能一一样样，可可以以与与其其他他形形式式的的能能相相互互转转化化，故故C正正确确所所有有能能的的单单位位跟跟功功的的单单位位相相同同，在在国国际际单单位位制制中中的的单单位都是焦耳，故位都是焦耳，故D正确正确答案答案ACD【典典例例2】 如如图图7-5-4所
13、所示示，一一个个物物体体以以速速度度v0冲冲向向与与竖竖直直墙墙壁壁相相连连的的轻轻质质弹弹簧簧，墙墙壁壁和和物物体体间间的的弹弹簧簧被被物物体体压压缩缩，在在此此过过程程中中以以下下说说法法正正确的是确的是()A物物体体对对弹弹簧簧做做的的功功与与弹弹簧簧的的压压缩缩量量成成正正比比B物物体体向向墙墙壁壁运运动动相相同同的的位位移移，弹弹力力做做的的功不相等功不相等C弹弹力做正功，力做正功，弹弹簧的簧的弹弹性性势势能减小能减小D弹弹簧的簧的弹弹力做力做负负功，功，弹弹性性势势能增加能增加弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做功与弹性势能变化的关系 图图7-5-4解解析析本本题题考考查查了了弹弹力
14、力功功与与弹弹性性势势能能的的变变化化关关系系由由功功的的计计算算公公式式WFlcos 知知，恒恒力力做做功功时时，做做功功的的多多少少与与物物体体的的位位移移成成正正比比，而而弹弹簧簧对对物物体体的的弹弹力力是是一一个个变变力力Fk kx，所所以以A不不正正确确弹弹簧簧开开始始被被压压缩缩时时弹弹力力较较小小，物物体体移移动动一一定定距距离离时时弹弹力力做做的的功功也也少少，弹弹簧簧的的压压缩缩量量变变大大时时，物物体体移移动动相相同同的的距距离离做做的的功功多多，故故B正正确确物物体体压压缩缩弹弹簧簧的的过过程程中中，弹弹簧簧的的弹弹力力与与弹弹力力作作用用点点的的位位移移方方向向相相反反
15、，所所以以弹弹力力做做负负功功，弹弹簧簧的的压压缩缩量量增增大大，弹弹性性势能增大，故势能增大，故C错误、错误、D正确正确答案答案BD借借题题发发挥挥弹弹力力做做正正功功，弹弹性性势势能能减减少少，弹弹力力做做负负功功弹弹性性势势能能增增加加，弹弹性性势势能能的的增增加加量量总总等等于于弹弹力做功的负值，即力做功的负值，即EpW弹弹【变式变式2】如如图图7-5-5所所示示，一一轻轻弹弹簧簧一一端端固固定定于于O点点，另另一一端端系系一一重重物物，将将重重物物从从与与悬悬点点O在在同同一一水水平平面面且且弹弹簧簧保保持持原原长长的的A点点无无初初速速地地释释放放，让让它它自自由由摆摆下下，不不计
16、计空空气气阻阻力力，在在重重物物由由A点点摆摆向最低点向最低点B的的过过程中程中()A重力做正功，重力做正功，弹弹力不做功力不做功B重重力力做做正正功功，弹弹力力做做负负功功，弹弹性性势势能能增增加加C若用与若用与弹弹簧原簧原长长相等的相等的细绳细绳代替代替弹弹簧后，簧后， 重力做正功，重力做正功，弹弹力不做功力不做功D若用与若用与弹弹簧原簧原长长相等的相等的细绳细绳代替代替弹弹簧簧 后，重力做功不后，重力做功不变变，弹弹力不做功力不做功图图7-5-5解解析析用用细细绳绳拴拴住住小小球球向向下下摆摆动动时时重重力力做做正正功功，弹弹力力不不做做功功，C对对用用弹弹簧簧拴拴住住小小球球下下摆摆时时，弹弹簧簧要要伸伸长长，小小球球轨轨迹迹不不是是圆圆弧弧，弹弹力力做做负负功功，弹弹性性势势能能增增加加，重重力力做做正正功功，且且做做功功多多，所所以以A、D错，错，B对对答案答案BC名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习课堂对点演练课堂对点演练活页规范训练活页规范训练 同学们来学校和回家的路上要注意安全名名 师师 解解 疑疑分分 类类 例例 析析自自 主主 学学 习习课堂对点演练课堂对点演练活页规范训练活页规范训练 同学们来学校和回家的路上要注意安全
