探究弹性势能的表达式(导学案).pdf

7.5 探究弹性势能的表达式 【学习目标】 1.理解拉力做功与弹簧弹性势能的表达式 2.掌握利用力 — 位移图像求变力做功的方法 3.利用微元法计算变力做功的问题 【重点难点】 推理得出弹力做功和弹性势能的关系 利用微元法计算变力做功的问题 【课前预习】 1、定义：发生形变的物体的各部分之间，由于有 的相互作用而具有的能，这 种势能叫做弹性势能。 弹性势能是一个 量。在国际单位制中， 弹性势能的单位是 ， 符号是 。 2、弹性势能与弹力做功的关系是 。 3、弹性势能具有 性，弹性势能的表达式 。 【问题探究】弹性势能的定义 1、 物体发生弹性形变时，具有弹性势能。思考并举例。 【典型例题】 1、关于弹性势能下列说法正确的是（ ） A 、任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能 B 、任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变 C、物体只要发生形变，就一定具有弹性势能 D 、只有弹簧才具有弹性势能 2、以下事例中物体具有弹性势能的有（ ） Ａ、卷紧的发条 Ｂ、击球的网球拍 Ｃ、拉开的弓 Ｄ、压扁的泥球 【问题探究】弹性势能与哪些因素有关 W mgh mgh E E ，即重力做功等于重力势能的减少。我们可以用类似的 G 1 2 P P 1 2 方法去研究弹簧弹力做功与弹性势能的关系。但注意弹力是变力，如下图所示： 1、 说出弹力做功与弹性势能的关系： 2、 怎样计算弹簧弹力（变力）的功？ 分割（微元法）法 与研究匀变速运动类似，将弹簧的形变 过程分成无限多段小段，每一段中近似认为拉力是不 变的，而整个过程中弹簧的拉力所做的功就是各小段 中弹力所做功的总功。 结论 ：弹力做功与弹性势能的关系的表达式 。类比重力势能，弹性势能 具 有 性 ， 自 然 状 态 为 弹 簧 的 零 势 能 ， 则 弹 性 势 能 的 表 达 式 。 【典型例题】 3、 教材中说：“在探究弹性势能的表达式时，可以参考对重力势能的讨论。”当物体处 于参考平面时，重力势能为 0；在参考平面上方，重力势能为正；在参考平面下方，重力 势能为负。当弹簧的长度为原长时，弹簧的弹性势能为 0；弹簧拉伸时，弹性势能为正； 那么，弹簧压缩时弹性势能也为负值吗？为什么？ 【巩固练习】 1、 如图所示，一个物体以初速度 V 冲向与竖直墙壁相连 V 的轻质弹簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，再次 过程中以下说法正确的是（ ） A 、物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比 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，弹簧的弹性势能减小 D、弹簧的弹力做负功，弹簧的弹性势能增加 2 、关于弹簧的弹性势能下列说法正确的是（ ） 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