高一物理必修二7.5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式

1、5 5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式拉開(kāi)的弓拉開(kāi)的弓有關(guān)彈力的知識(shí)有關(guān)彈力的知識(shí)撐桿撐桿跳運(yùn)跳運(yùn)動(dòng)員動(dòng)員手中手中彎曲彎曲的桿的桿有關(guān)彈力的知識(shí)有關(guān)彈力的知識(shí)有關(guān)彈力的知識(shí)有關(guān)彈力的知識(shí)壓縮的彈簧壓縮的彈簧有關(guān)彈力的知識(shí)有關(guān)彈力的知識(shí)拉長(zhǎng)的彈簧拉長(zhǎng)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(shì)能叫有彈力的相互作用而具有的勢(shì)能叫彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能（elastic potential energe) 。本節(jié)課我們主要探究彈簧被拉長(zhǎng)的情況的彈性勢(shì)能的表達(dá)式。猜想：彈性勢(shì)能的表達(dá)式可能猜想：彈性勢(shì)能的表達(dá)式可能與那幾個(gè)物理量有關(guān)？與那幾個(gè)物理量有關(guān)？重力勢(shì)

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

3、勢(shì)能重力勢(shì)能mgh重力做功重力做功WG 彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能彈簧彈力做功彈簧彈力做功類比類比怎樣計(jì)算拉力所做的功？怎樣計(jì)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(dòng)的距離大小，重力的功可以簡(jiǎn)單地用重力與物體在豎直方向移動(dòng)距離的乘積來(lái)表示； 對(duì)于彈力，情況要比重力做功復(fù)雜，這是因?yàn)楫?dāng)彈簧被拉伸時(shí)，彈簧的拉力的大小會(huì)隨著拉伸距離的增大而增大也就是說(shuō)： 彈力做功應(yīng)該是一個(gè)變力做功的問(wèn)題彈力做功應(yīng)該是一個(gè)變力做功的問(wèn)題怎樣計(jì)算拉力所做的功？怎樣計(jì)算拉力所做的功？把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程分成很多小段，每個(gè)小段中物把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程分成很多小段，每個(gè)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(shí)刻的速度和這一小段時(shí)間間隔相乘得任意一時(shí)刻的速度和這一小段時(shí)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(dāng)各小段分得非常小的時(shí)候，的近似值相加當(dāng)各小段分得非常小的時(shí)候，得到的就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移表達(dá)式了得到的就是勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移表達(dá)式了 聯(lián)想聯(lián)想怎樣計(jì)算拉力所做的功？怎樣計(jì)算拉力所做的功？方法方法在各個(gè)小段上，彈力可近似認(rèn)為是在各個(gè)小段上，彈力可近似認(rèn)為是不變不變的的 怎樣計(jì)算這個(gè)求和式？怎樣計(jì)算這個(gè)求和式？聯(lián)想聯(lián)想otvvootvvootvvootvvo拉力做功的計(jì)算方法

5、拉力做功的計(jì)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(zhǎng)量或壓縮量是彈簧的伸長(zhǎng)量或壓縮量彈性勢(shì)能的表達(dá)式彈性勢(shì)能的表達(dá)式根據(jù)我們剛才的推論，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)、根據(jù)我們剛才的推論，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)、彈性勢(shì)能值為零時(shí)，這個(gè)彈簧被拉長(zhǎng)彈性勢(shì)能值為零時(shí)，這個(gè)彈簧被拉長(zhǎng)L時(shí)彈時(shí)彈力做的功就等于彈簧被拉長(zhǎng)力做的功就等于彈簧被拉長(zhǎng)L時(shí)彈簧彈性勢(shì)時(shí)彈簧彈性勢(shì)能的值，所以有能的值，所以有 體會(huì)功是能量轉(zhuǎn)化的量度體會(huì)功是能量轉(zhuǎn)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(jīng)幾次反彈以落到彈簧上端，如圖所示，經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點(diǎn)后小球最終在彈簧上靜止于某一點(diǎn)A處，處，則（則（ ）Ah愈大，彈簧在愈大，彈簧在A點(diǎn)的壓縮量愈大點(diǎn)的壓縮量愈大B彈簧在彈簧在A點(diǎn)的壓縮量與點(diǎn)的壓縮量與h無(wú)關(guān)無(wú)關(guān)Ch愈大，最終小球靜止在愈大，最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能愈大點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能愈大D小球第一次到達(dá)小球第一次到達(dá)A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能比最終小球點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能比最終小球靜止在靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能大點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能大BB 對(duì)彈性勢(shì)能的理解對(duì)彈性勢(shì)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(zhì)彈簧，墻沖向與豎起墻壁相連的輕質(zhì)彈簧，墻壁與物體間的彈簧被物體壓縮，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法壁與物體間的彈簧被物體壓縮，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是：（正確的是：（）A、物體對(duì)彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比、物體對(duì)彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比B、物體向墻壁移動(dòng)相同的距離，彈力做的功不相等、物體向墻壁移動(dòng)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(shì)能減小、彈力做正功，彈簧的彈性勢(shì)能減小D、彈力做負(fù)功，彈簧的彈性勢(shì)能增加、彈力做負(fù)功，彈簧的彈性勢(shì)能增加BDBD 對(duì)彈性勢(shì)能的理解對(duì)彈性勢(shì)能的理解 一、彈性勢(shì)能一、彈性勢(shì)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