高一物理必修二7.5探究彈性勢能表達式

1、5 5探究彈性勢能的表達式拉開的弓拉開的弓有關彈力的知識有關彈力的知識撐桿撐桿跳運跳運動員動員手中手中彎曲彎曲的桿的桿有關彈力的知識有關彈力的知識有關彈力的知識有關彈力的知識壓縮的彈簧壓縮的彈簧有關彈力的知識有關彈力的知識拉長的彈簧拉長的彈簧 發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于發(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而具有的勢能叫有彈力的相互作用而具有的勢能叫彈性勢能彈性勢能（elastic potential energe) 。本節(jié)課我們主要探究彈簧被拉長的情況的彈性勢能的表達式。猜想：彈性勢能的表達式可能猜想：彈性勢能的表達式可能與那幾個物理量有關？與那幾個物理量有關？重力勢

2、能重力勢能與高度與高度h有關，且成正比有關，且成正比彈性勢能彈性勢能伸長量伸長量l是正比關系嗎是正比關系嗎類比類比彈性勢能的表達式可能與那幾彈性勢能的表達式可能與那幾個物理量有關？個物理量有關？彈力與重力的變化規(guī)律不一樣，彈性勢能與重彈力與重力的變化規(guī)律不一樣，彈性勢能與重力勢能的表達式很可能也不一樣。力勢能的表達式很可能也不一樣。舉重時杠鈴所舉重時杠鈴所受的重力與它受的重力與它的位置無關的位置無關 彈簧的拉力彈簧的拉力與拉伸的長與拉伸的長度有關度有關 彈性勢能的表達式可能與那幾彈性勢能的表達式可能與那幾個物理量有關？個物理量有關？怎樣得到彈性勢能的表達式呢？怎樣得到彈性勢能的表達式呢？ 重力

3、勢能重力勢能mgh重力做功重力做功WG 彈性勢能彈性勢能彈簧彈力做功彈簧彈力做功類比類比怎樣計算拉力所做的功？怎樣計算拉力所做的功？ 在地面附近，重力的大小和方向都不發(fā)生變化，所以不管物體移動的距離大小，重力的功可以簡單地用重力與物體在豎直方向移動距離的乘積來表示； 對于彈力，情況要比重力做功復雜，這是因為當彈簧被拉伸時，彈簧的拉力的大小會隨著拉伸距離的增大而增大也就是說： 彈力做功應該是一個變力做功的問題彈力做功應該是一個變力做功的問題怎樣計算拉力所做的功？怎樣計算拉力所做的功？把整個運動過程分成很多小段，每個小段中物把整個運動過程分成很多小段，每個小段中物體的速度的變化比較小，可以近似地用

4、小段中體的速度的變化比較小，可以近似地用小段中任意一時刻的速度和這一小段時間間隔相乘得任意一時刻的速度和這一小段時間間隔相乘得到這一小段位移的近似值，然后把各小段位移到這一小段位移的近似值，然后把各小段位移的近似值相加當各小段分得非常小的時候，的近似值相加當各小段分得非常小的時候，得到的就是勻變速直線運動的位移表達式了得到的就是勻變速直線運動的位移表達式了 聯(lián)想聯(lián)想怎樣計算拉力所做的功？怎樣計算拉力所做的功？方法方法在各個小段上，彈力可近似認為是在各個小段上，彈力可近似認為是不變不變的的 怎樣計算這個求和式？怎樣計算這個求和式？聯(lián)想聯(lián)想otvvootvvootvvootvvo拉力做功的計算方法

5、拉力做功的計算方法olFolFolFolFlk l方法方法拉力所做的功拉力所做的功212Wk l其中，其中，k是彈簧的勁度系數(shù)，是彈簧的勁度系數(shù)， l是彈簧的伸長量或壓縮量是彈簧的伸長量或壓縮量彈性勢能的表達式彈性勢能的表達式根據(jù)我們剛才的推論，當彈簧處于原長、根據(jù)我們剛才的推論，當彈簧處于原長、彈性勢能值為零時，這個彈簧被拉長彈性勢能值為零時，這個彈簧被拉長L時彈時彈力做的功就等于彈簧被拉長力做的功就等于彈簧被拉長L時彈簧彈性勢時彈簧彈性勢能的值，所以有能的值，所以有 體會功是能量轉化的量度體會功是能量轉化的量度212PEkl 一豎直彈簧下端固定于水平地面上，一豎直彈簧下端固定于水平地面上，

6、小球從彈簧的正上方高為小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下的地方自由下落到彈簧上端，如圖所示，經幾次反彈以落到彈簧上端，如圖所示，經幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點后小球最終在彈簧上靜止于某一點A處，處，則（則（ ）Ah愈大，彈簧在愈大，彈簧在A點的壓縮量愈大點的壓縮量愈大B彈簧在彈簧在A點的壓縮量與點的壓縮量與h無關無關Ch愈大，最終小球靜止在愈大，最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能愈大點時彈簧的彈性勢能愈大D小球第一次到達小球第一次到達A點時彈簧的彈性勢能比最終小球點時彈簧的彈性勢能比最終小球靜止在靜止在A點時彈簧的彈性勢能大點時彈簧的彈性勢能大BB 對彈性勢能的理解對彈性勢能的理

7、解 一物體以初速度一物體以初速度v0沖向與豎起墻壁相連的輕質彈簧，墻沖向與豎起墻壁相連的輕質彈簧，墻壁與物體間的彈簧被物體壓縮，在此過程中，下列說法壁與物體間的彈簧被物體壓縮，在此過程中，下列說法正確的是：（正確的是：（）A、物體對彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比、物體對彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比B、物體向墻壁移動相同的距離，彈力做的功不相等、物體向墻壁移動相同的距離，彈力做的功不相等C、彈力做正功，彈簧的彈性勢能減小、彈力做正功，彈簧的彈性勢能減小D、彈力做負功，彈簧的彈性勢能增加、彈力做負功，彈簧的彈性勢能增加BDBD 對彈性勢能的理解對彈性勢能的理解 一、彈性勢能一、彈性勢能 定義：發(fā)生彈性形變的物體各部分之間，由于定義：發(fā)生彈性形變的物體各部分