高中物理 7.5探究彈性勢能的表達式課件 新人教版必修2.ppt

第五節(jié)探究彈性勢能的表達式 課標定位學習目標 1 知道探究彈性勢能表達式的思路 2 理解彈性勢能的概念 會分析決定彈性勢能大小的相關因素 3 體會探究過程中的猜想 分析和轉化的方法 4 領悟求彈力做功時通過細分過程化變力為恒力的思想方法 重點難點 彈力做功的計算方法及彈力做功與彈性勢能變化的關系 核心要點突破 課堂互動講練 知能優(yōu)化訓練 第五節(jié) 課前自主學案 課前自主學案 1 發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間 由于有 的相互作用而具有的勢能叫做彈性勢能 舉例 卷緊的發(fā)條 拉長或壓縮的彈簧 拉開的弓等都具有彈性勢能 彈力 2 彈簧彈性勢能的大小與 彈簧的 或 有關 二 彈力做功與彈性勢能變化的關系1 彈力做正功時 彈性勢能 彈力做負功時 彈性勢能 2 彈力做的功等于彈性勢能的 即w ep ep1 ep2 勁度系數 伸長量 壓縮量 減小 增加 減少量 核心要點突破 一 彈簧彈性勢能的表達式1 如圖7 5 1所示 彈簧的勁度系數為k 左端固定 不加外力時 右端在a處 今用力f緩慢向右拉彈簧 使彈簧伸長到b處 若規(guī)定彈簧自由長度的彈性勢能為零 則手克服彈簧彈力所做的功 等于彈簧的彈性勢能 圖7 5 1 2 根據胡克定律f k l畫出f隨 l變化的圖線如圖7 5 2所示 根據w f l知 圖線與橫軸所圍的面積應等于f所做的功 即圖7 5 2 即時應用 即時突破 小試牛刀 1 關于彈簧的彈性勢能 下列說法中正確的是 a 當彈簧變長時 它的彈性勢能一定增大b 當彈簧變短時 它的彈性勢能一定變小c 在拉伸長度相同時 k越大的彈簧 它的彈性勢能越大d 彈簧在拉伸時的彈性勢能一定大于壓縮時的彈性勢能 解析 選c 彈簧的彈性勢能的大小 除了跟勁度系數k有關外 還跟它的形變量 拉伸或壓縮的長度 有關 如果彈簧原來處在壓縮狀態(tài) 當它變長時 它的彈性勢能應該先減小 在原長處它的彈性勢能最小 所以a b d錯誤 c正確 二 彈力做功跟彈性勢能變化的關系如圖7 5 3所示 o為彈簧的原長處 1 物體由o向a運動 壓縮 或者由o向a 運動 伸長 時 彈力做負功 彈性勢能增大 其他形式的能轉化為彈性勢能 圖7 5 3 2 物體由a向o運動 或者由a 向o運動時 彈力做正功 彈性勢能減小 彈性勢能轉化為其他形式的能 3 彈力做功與彈性勢能變化的關系可表示為w ep 特別提醒 彈力做功與彈性勢能變化有唯一的對應關系 彈力做多少正 負 功 彈性勢能減少 增加 多少 即時應用 即時突破 小試牛刀 2 如圖7 5 4所示 一個物體以速度v0沖向與豎直墻壁相連的輕質彈簧 墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮 在此過程中以下說法正確的是 圖7 5 4 a 物體對彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比b 物體向墻壁運動相同的位移 彈力做的功不相等c 彈力做正功 彈簧的彈性勢能減小d 彈簧的彈力做負功 彈性勢能增加 解析 選bd 由功的計算公式w flcos 知 恒力做功時 做功的多少與物體的位移成正比 而彈簧對物體的彈力是一個變力f kl 所以a不正確 彈簧開始被壓縮時彈力小 彈力做的功也少 彈簧的壓縮量變大時 物體移動相同的距離做的功多 故b正確 物體壓縮彈簧的過程 彈簧的彈力與彈力作用點的位移方向相反 所以彈力做負功 彈簧的壓縮量增大 彈性勢能增大 故c錯誤 d正確 三 彈性勢能與重力勢能的區(qū)別 即時應用 即時突破 小試牛刀 3 關于彈性勢能和重力勢能 下列說法正確的是 a 重力勢能屬于物體和地球這個系統 彈性勢能屬于發(fā)生彈性形變的物體b 重力勢能是相對的 彈性勢能是絕對的c 重力勢能和彈性勢能都是相對的d 重力勢能和彈性勢能都是狀態(tài)量 解析 選acd 重力勢能具有系統性 彈性勢能只屬于發(fā)生彈性形變的物體 故a對 重力勢能和彈性勢能都是相對的 且都是狀態(tài)量 故b錯 c d對 課堂互動講練 關于彈性勢能 下列說法中正確的是 a 任何發(fā)生彈性形變的物體 都具有彈性勢能b 任何具有彈性勢能的物體 一定發(fā)生了彈性形變c 物體只要發(fā)生形變 就一定具有彈性勢能d 彈簧的彈性勢能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關 精講精析 由彈性勢能的定義和相關因素進行判斷 發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間 由于彈力作用而具有的勢能 叫做彈性勢能 所以 任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能 任何具有彈性勢能的物體一定發(fā)生了彈性形變 物體發(fā)生了形變 若是非彈性形變 無彈力作用 則物體就不具有彈性勢能 彈簧的彈性勢能除了跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關外 還跟彈簧勁度系數的大小有關 正確選項為a b 答案 ab 誤區(qū)警示 發(fā)生形變的物體不一定具有彈性勢能 只有發(fā)生彈性形變的物體才具有彈性勢能 對此 必須有清醒的認識 變式訓練1 2011年汕頭高一檢測 關于彈性勢能 下列說法正確的是 a 發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能b 只有彈簧在發(fā)生彈性形變時才具有彈性勢能c 彈性勢能可以與其他形式的能相互轉化d 彈性勢能在國際單位制中的單位是焦耳 解析 選acd 發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間 由于有彈力的相互作用 都具有彈性勢能 故選項a正確 b錯誤 彈性勢能跟重力勢能一樣 可以與其他形式的能相互轉化 選項c正確 在國際單位制中 能的單位跟功的單位相同 都是焦耳 選項d正確 在水平地面上放一個豎直輕彈簧 彈簧上端與一個質量為2 0kg的木塊相連 若在木塊上再作用一個豎直向下的力f 使木塊緩慢向下移動0 10m 力f做功2 5j 此時木塊再次處于平衡狀態(tài) 力f的大小為50n 如圖7 5 5所示 求 圖7 5 5 1 在木塊下移0 10m的過程中彈性勢能的增加量 2 彈簧的勁度系數 g取10n kg 思路點撥 本題的關鍵是表示出彈力做功 由于彈力是變力 不能直接用功的公式表示 但可由木塊平衡 用力f與g表示彈力 從而表示出彈力的功 答案 1 4 5j 2 500n m 方法總結 彈性勢能與重力勢能等其他形式的能之間可以相互轉化 彈性勢能的