7.5探究弹性能的表达式.pptVIP

7.5、探究弹性势能的表达式 1．发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有________的相互作用，也具有________，叫做________ 2．弹性势能的表达式可能与哪些因素有关． ①可能与拉伸的长度L有关，L越大，弹性势能越________ ②可能与劲度系数k有关，k越大，弹性势能越________ 1、关于物体的弹性势能，下面说法中正确的是(　　) A．任何发生形变的物体都具有弹性势能 B．拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能 C．拉伸长度相同时，k越大的弹簧，弹性势能越大 D．弹簧变长时，它的弹性势能一定变大 3、一竖直弹簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端，如图所示，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处，则（ ）A．h愈大，弹簧在A点的压缩量愈大B．弹簧在A点的压缩量与h无关C．h愈大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大D．小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大 4、 如图所示，质量为m物体静止在地面上，物体上面连着一个直立的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为k。现用手拉住弹簧上端，使弹簧上端缓慢提升高度h，此时物体已经离开地面，求拉力所做的功。 练1、弹簧原长为L0，劲度系数为k。用力把它拉到伸长量为L，拉力所做的功为W1；继续拉弹簧，使弹簧在弹性限度内再伸长L，拉力在继续拉伸的过程中所做的功为W2。试求W1与W2的比值。 * 弹力做功与弹性势能改变的关系 ** 探索弹性势能与哪些因素有关， 总结出弹性势能表达式 ** 理解弹性势能的概念及意义 * 课标要求 自主研习 3．如图所示，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，拉力在每个小段可以认为是________，它在各段做功之和可以代表拉力在________做的功． 4．弹性势能的表达式是EP＝__________. V 一个弹簧自然伸长，一个小球在光滑的水平面上从弹簧的左侧向弹簧运动，当它遇到弹簧后减速。 1.小球速度为什么减小了？ （分别从力与运动的角度和能量的角度来分析） 2.小球的动能减少了，应该对应一种能量的增加，这种能量与什么因素有关？ 与弹簧弹力做功有关 3.我们知道，重力做功对应着重力势能的变化，那么弹簧弹力做功也应该对应着一种能量的变化，那是什么能呢？ 探究１：什么是弹性势能？ 发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。 探究１：什么是弹性势能？ 弹性势能产生条件： ①是物体间有相互作用力。 ②是物体间有相对位置。 猜想： 设计实验方案： 实验方法：控制变量法 实验结论：影响弹簧弹性势能的因素有： 　 ①弹簧的形变量　　　②弹簧的劲度系数 探究２：影响弹性势能的大小的因素？ 猜一猜： 弹性势能的表达式可能会是怎样的？ 想一想： 应该怎样着手进行研究得出弹性势能的表达式？ 联想：研究重力势能先研究了什么？ 探究３：弹性势能表达式怎样？ 类比联想： 重力势能 重力做功 弹性势能 弹力做功 设置情景： 注意：缓慢拉动弹簧时，弹力与拉力等大反向，可先求拉力做功！ 探究３：弹性势能表达式怎样？ 拉力做功能否直接用W=Flcosα？ 举重时杠铃的重力与它的位置高低无关 弹簧的弹力与它伸长的多少有关 可见：这是一个变力做功问题，如何求解这个拉力做功？ 探究３：弹性势能表达式怎样？ 微元法 把弹簧从A到B的过程分成很多小段 微分 思想 Δl1 ,Δl2 ,Δl3 … 在各个小段上，拉力可近似认为是不变的 F1、F2、F3 … 在各小段上，拉力做的功分别是 W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋… 拉力在全过程中所做的功是 F1Δl1 , F2Δl2 , F3Δl3 … 积分 思想 探究３：弹性势能表达式怎样？ 如何求匀变速直线运动的位移的？ 图像法 探究３：弹性势能表达式怎样？ F拉 l F拉 0 l l Δl1 Δl2 Δl3 Δl5 Δl4 F2 F3 F4 F5 F1 F拉 = k Δl 拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积 探究３：弹性势能表达式怎样？ o Δl F o Δl F o F Δl o F Δl Δl kΔl 图像法 探究３：弹性势能表达式怎样？ 探究４：弹性势能与弹力做功的关系？ 1、我们求得拉力做功： 则弹力做功： 2、表达式 ?如果弹力做正功，弹性势能减少，W弹0，EP1EP2 ； ?如果弹力做负功，弹性势能增加，W弹0，EP1EP2 ； ①只有弹力作功才改变弹性势能 类比重力所做的功与重力势能的关系： 问题：弹簧处于原长时弹性势能为多少？ 零 可见弹簧的弹性势能表达式为： ：弹簧的形变量。 ：弹簧的劲度