《探究弹性势能的表式》导学案.doc

探究弹性势能的表达式 1.知道弹性势能表达式的思路。 2.理解弹性势能的概念，会分析决定弹簧弹性势能大小的相关因素。 3.体会探究过程中的猜想、分析和转化的方法。 4.领悟求弹力做功时通过细分过程化变力为恒力的思想方法。 ★自主学习 1.弹性势能是指发生形变的物体，由于________________而具有___________，这种能量叫弹性势能。 2.弹性势能的大小跟_____________________有关。 ★新知探究 一、弹性势能 1.举实例说明生活中许多物体的各部分之间都有弹力的相互作用。 2.为什么具有弹性的物体在发生形变的时候具有弹性势能? 3.弹簧的弹性势能的零点是如何规定的？ 二、影响弹性势能的因素及弹性势能的表达式 1.结合影响重力势能的因素，思考弹性势能的因素可能有哪些？为什么？ 2.与弹性势能的表达式相关的物理量——两个猜想 （1）弹簧的弹性势能很可能与弹簧被拉伸的长度l有关，并且拉伸的长度l越长，弹性势能_____，但不一定是______关系； （2）即使拉伸的长度l相同，劲度系数k不同的弹性势能也不一样，并且拉伸的长度l相同时，k越大，弹性势能_________。 3.弹性势能与拉力做功的关系 根据功是_________量度可知，当弹簧原来的弹性势能为零时，拉力对弹簧做的功就等于__________。 4.拉力做功的计算——图解法 设弹簧的劲度系数为k，当弹簧被拉伸l时，把这一拉伸过程分为很多小段，它们的长度分别为?l1、?l2、?l3…各个小段上拉力可以近似认为是不变的，分别为________，所做的功分别为________，拉力在整个过程做的功为______________。 5.弹性势能的表达式 v-t图线下的面积代表__________，F-l图线下的面积代表____________；当所分成的小段非常短时，F-l图线与l轴所围成的区域形状是_____，该区域的面积为______，所以弹性势能的表达式是______。 ★例题精析 【例题】如图7-16所示，轻质弹簧的原长为l0，劲度系数为k，现用水平拉力拉弹簧，使弹簧在时间t内伸长x，求拉力做的功的平均功率。 解析： 【训练】如图7-17所示为一弹簧的弹力—位移图象，那么弹簧由伸长量8㎝到伸长量4㎝的过程中，拉力所做的功和弹性势能的变化量为（ ） A．3.6J，-3.6J B. -3.6J， 3.6J C. 1.8J，-1.8J D. -1.8J，1.8J 1.关于物体的弹性势能，下列说法正确的是（ ） A.发生弹性形变的物体一定具有弹性势能。 B.只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能。 C.任何发生形变的物体，一定具有弹性势能。 D.没有发生形变的物体，也可以具有弹性势能。 2.关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（ ） A.习惯上取弹簧的长度为原长时，弹簧的弹性势能为零。 B.弹簧被拉伸时具有弹性势能，弹簧被压缩时没有弹性势能。 C.弹簧被压缩时具有弹性势能，弹簧被拉伸时没有弹性势能。 D.弹簧被拉伸或压缩时均具有弹性势能。 3.在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下列猜想有一定的道理的是（ ） ①重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧的长度有关系 ②重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧拉伸（或压缩）的长度有关 ③重力势能与物体所受的重力mg大小有关，所以弹性势能很可能与弹簧的弹力大小有关 ④重力势能与物体的质量有关，所以弹性势能很可能与弹簧的质量大小有关 A. ①② B. ③④ C. ②③ D. ①④ 4.关于弹力做功与弹性势能的关系，我们在进行猜想时，可以参考重力做功与重力势能的关系来讨论。则下面的猜想有道理的是（ ） ①弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将增加 ②弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将减少 ③弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹性势能将增加 ④弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹性势能将减少 A．①④ B. ②③ C. ①③ D. ②④ 5.在水平面上竖直放置一轻弹簧，有一物体在它的正上方自由落下，在物体压缩弹簧速度减为零时( ) A.物体的重力势能最大 B.物体的动能最大 C.弹簧的弹性势能最大 D.物体的弹性势能最小 6.如图7-18所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端在水平力F作用下缓慢拉伸了x，关于拉力F随伸长量x的变化图线，图中正确的是（ ） 7.在光滑的水平面上，物块A以较大速度va向前运动，与以较小速度vb向同一方向运动的且连有轻质弹簧的物体B发生相互作用，如图7-19所示，在相互作用过程中，当系统的弹