2016-2017学年人教版必修二7.5探究弹性势能的表达式学案.docx

第6讲　探究弹性势能的表达式 [目标定位]　1.知道探究弹性势能表达式的思路.2.理解弹性势能的概念及弹性势能大小的相关因素，知道弹力做功和弹性势能变化的关系.3.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． 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______的相互作用而具有的势能． 2．探究弹性势能表达式的思路：通过分析______做功的情况，探究弹性势能的表达式． 想一想　如图1所示，用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？要想把小球弹得越远，弹簧的劲度系数应该怎样？由此设想，对同一弹簧而言，弹性势能与什么有关？ 图1 二、弹性势能(变化)大小探究 1．弹力做功与弹性势能变化的关系 2．“化变为恒”求拉力做功：W总＝_________________________________________ ________________________________________________________________________. 3．“Fl”图象面积的意义：表示________的值． 想一想　重力势能Ep＝mgh与高度成正比，弹簧的弹性势能是否与形变量成正比？ 一、对弹性势能的理解 1．系统性：弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变而具有的能量，因而弹性势能是整个系统所具有的． 2．相对性：弹性势能的大小与选定的零势能位置有关，对于弹簧，一般规定弹簧处于原长时的势能为零． 3．对于同一弹簧，伸长和压缩相同的长度时弹性势能相同． 例1　关于弹性势能，下列说法中正确的是(　　) A．只有弹簧发生弹性形变时才具有弹性势能，其他物体发生弹性形变时是不会有弹性势能的 B．弹簧伸长时有弹性势能，压缩时没有弹性势能 C．在弹性限度范围内，同一个弹簧形变量越大，弹性势能就越大 D．火车车厢底下的弹簧比自行车座底下的弹簧硬，则将它们压缩相同的长度时，火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能小 针对训练　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 二、弹性势能与弹力做功的关系 1．关系：弹力做功是弹性势能变化的唯一量度．弹力做多少正功，弹性势能就减少多少；弹力做多少负功，弹性势能就增加多少． 2．表达式：W弹＝－ΔEp＝Ep1－Ep2. 例2　如图2所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中，以下说法正确的是(　　) 图2 A．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，弹力做的功不相等 C．弹簧的弹力做正功，弹性势能增加 D．弹簧的弹力做负功，弹性势能增加 例3　一根弹簧的弹力F与伸长量x的关系图象如图3所示，那么弹簧由伸长量8 cm到伸长量4 cm的过程中，弹力做的功和弹性势能的变化量为(　　) 图3 A．3.6 J，－3.6 J B．－3.6 J,3.6 J C．1.8 J，－1.8 J D．－1.8 J,1.8 J 对弹性势能的理解 1．弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关(　　) A．弹簧的长度 B．弹簧的劲度系数 C．弹簧的形变量 D．弹簧的原长 2．如图4所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是(　　) 图4 A．如图甲，撑杆跳高的运动员上升过程中，杆的弹性势能 B．如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能 C．如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能 D．如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能 弹力做功与弹性势能变化的关系 3．如图5所示，在光滑水平面上有一物体，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(　　) 图5 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 4.如图6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. 图6  答案精析 第6讲　探究弹性势能的表达式 预习导学 一、1.弹力 2．弹力 想一想　弹簧形变量越大，劲度系数越大，小球弹得越远．弹性势能与弹簧形变量及