5556實驗探究彈性勢能表達式課件

5

探究彈性勢能的表達式5探究彈性勢能的表達式知識復(fù)習(xí)：1、勢能和動能。2、形變和彈性形變3、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系。勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。動能：物體由于運動而具有的能量。形變：物體在力的作用下形狀或體積發(fā)生改變的現(xiàn)象彈性形變：物體在形變后能夠自動恢復(fù)原狀的形變重力做正功，重力勢能減少；重力做負功，重力熱能增加。WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp

知識復(fù)習(xí)：1、勢能和動能。2、形變和彈性形變3、重力做功與根據(jù)演示及視頻思考以下問題：1、看到的彈簧、弓、撐桿都有什么共同特征？2、為什么能說它們具有能量呢？這是什么能量呢？彈性勢能：

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彈性勢能一、問題引入根據(jù)演示及視頻思考以下問題：彈性勢能：一、問題引入二、探究彈簧的彈性勢能表達式提出問題1：猜想：彈性勢能的大小可能與哪些因素有關(guān)？（提示：可以類比重力勢能的影響因素）試設(shè)計實驗進行驗證

實驗驗證：準備兩個勁度系數(shù)不同的彈簧和一個小車，請同學(xué)們討論并設(shè)計方案來驗證猜想。二、探究彈簧的彈性勢能表達式提出問題1：彈簧的彈性勢能可能與哪些物理量有關(guān)？k一定，Δk越大，彈性勢能越大Δl一定，k越大，彈性勢能越大與彈簧的伸長量Δl，勁度系數(shù)k有關(guān)彈簧的彈性勢能是否與勁度系數(shù)成正比？舉重時杠鈴的重力與它的位置高低無關(guān)彈簧的彈力與它伸長的多少有關(guān)彈簧的彈性勢能可能與哪些物理量有關(guān)？k一定，Δk越大，彈性勢1、思考：彈簧的彈性表達式到底如何確定？重力勢能重力做功入手W=ΔEP減小W克=ΔEP增加類比思想W=mgh2-mgh1二、探究彈簧的彈性勢能表達式

討論并回答以下問題：1.彈性勢能與彈力做功的關(guān)系是怎樣的？2.彈性勢能與拉力做功的關(guān)系是怎樣的？3.勻變速直線運動求位移的表達式如何得出的？涉及到什么數(shù)學(xué)思想？

彈力做正功，彈性勢能減?。粡椓ψ鲐摴?，彈性勢能增大拉力做正功，彈性勢能增大；拉力做負功，彈性勢能減小微分思想、積分思想由此類推，即探究彈簧拉力做功表達式1、思考：彈簧的彈性表達式到底如何確定？重力勢能重力做功入手2、思考：怎樣計算拉力做所做的功？在各個小段上，彈力可近似認為是不變的把彈簧從A到B的過程分成很多小段Δl1,Δl2,Δl3…

F1、F2、F3…

W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…積分思想微分思想2、思考：怎樣計算拉力做所做的功？在各個小段上，彈力可近似認

3、思考：怎樣計算這個求和式？W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…回顧：如何求勻變速直線運動的位移的？3、思考：怎樣計算這個求和式？W＝F1Δl1＋F2Δl2＋oFoΔlFoΔlF每段拉力做的功就可用圖中細窄的矩形面積表示，對這些矩形面積求和，就得到了有F和Δl圍成的三角形面積，這塊三角形的面積就表示拉力在整個過程中所做的功。ΔlΔlkΔlΔl3、思考：怎樣計算這個求和式？W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…oFoΔlFoΔlF每段拉力做的功就可用圖中細窄的矩形面積表4、彈性勢能的表達式EP＝kΔl2/2k為彈簧的勁度系數(shù)Δl為彈簧的伸長或縮短量4、彈性勢能的表達式EP＝kΔl2/2k為彈簧的勁度系數(shù)Δl5、圖像面積與彈力做功的表達式的關(guān)系

5、圖像面積與彈力做功的表達式的關(guān)系三、彈性勢能與彈力做功關(guān)系表達式三、彈性勢能與彈力做功關(guān)系表達式5556實驗探究彈性勢能表達式課件

BDBDCC小結(jié)：我們現(xiàn)在已經(jīng)得到了彈性勢能的表達式，回顧本節(jié)內(nèi)容：（1）我們的探究過程是怎樣的？（2）在探究中我們用了哪些方法？小結(jié)：我們現(xiàn)在已經(jīng)得到了彈性勢能的表達式，回顧本節(jié)內(nèi)容：重力勢能彈性勢能重力做功彈簧彈力做功動能？7.6

探究功與物體速度變化的關(guān)系重力勢能彈性勢能重力做功彈簧彈力做功動能？7.67.6探究功與物體速度變化的關(guān)系

木板、小車、橡皮筋(若干）、打點計時器、電源、紙帶、釘子2枚一、探究的器材:7.6探究功與物體速度變化的關(guān)系木板、小車、二、探究的思路1、測量橡皮筋對小車做的功W2、測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v3、數(shù)據(jù)處理，尋找W與v的關(guān)系實驗視頻二、探究的思路1、測量橡皮筋對小車做的功W實驗視頻三、探究的技巧1、測量橡皮筋對小車做的功W

問題a：橡皮筋對小車做的功如何測量？

F為變力，做的功很難測量。問題b：探究過程中，我們是否需要測出橡皮筋做功的具體數(shù)值？

措施：設(shè)法讓橡皮筋每次對小車做的功分別為W、2W、3W……

問題c：每次實驗中橡皮筋和橡皮筋拉伸的長度有什么要求？不需要相同注意：小車在木板上運動時會受到阻力，可以采用什么方法進行補償？

使木板稍微傾斜，用重力的分力（下滑力）來平衡小車運動過程中受到的阻力。（平衡摩擦力）

三、探究的技巧1、測量橡皮筋對小車做的功W不需要相同注意：2、測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v問題a：如何測量小車的速度？

利用打點計時器打出的紙帶問題b：紙帶上打出的點并不都是均勻的，應(yīng)該采用那些點來計算小車的速度？為什么？

取點跡清晰且間距均勻的部分，即選小車勻速運動的時候

例:為研究功與物體速度變化的關(guān)系，在某次實驗中某同學(xué)得到了如圖所示的一條紙帶,（1）應(yīng)選哪些點間距進行測量？（2）怎樣根據(jù)測得的數(shù)據(jù)進行確定小車的速度？

...........ABCDEFG（1）選用DG段（2）V=LDG/tDG2、測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v例:為研究功

3、數(shù)據(jù)處理，尋找W與v的關(guān)系問題：如何找到功與速度的關(guān)系？方法一：計算法

方法二：圖像法

比較麻煩簡便直觀，可以減少偶然誤差1.畫W－v圖像2.畫W－v2圖像3、數(shù)據(jù)處理，尋找W與v的關(guān)系比較麻煩簡便直觀，可以減少偶參考實驗步驟1、按圖裝好實驗器材，把木板稍微傾斜，平衡阻力2、先用一條橡皮筋做實驗，把橡皮筋拉長到一定的位置，理好紙帶，接通電源，釋放小車。3、換用紙帶，改用2條、3條……同樣的橡皮筋進行實驗，保持每次實驗中橡皮筋拉長的長度相同。4、由紙帶算出小車獲得的速度，把小車第一次獲得的功計為W，第2次，第3次……計為2W，3W……5、對測量數(shù)據(jù)進行估算，大致判斷兩個量可能的關(guān)系，然后以W為縱坐標，v，v2（或其它）為橫坐標作圖。參考實驗步驟1、按圖裝好實驗器材，把木板稍微傾斜，平衡阻力

彈力對小車做的功與速度的平方成正比

即：W∝v2注：這里的彈力就是物體受到的合外力，因為小車從靜止開始運動，初速度為零，末速度就是小車速度的變化。

拓展：如果小車的初速度不為零，功與速度之間應(yīng)該有什么樣的關(guān)系？思考，你能否根據(jù)牛頓第二定律和運動學(xué)公式理論探究功與速度的關(guān)系？四、結(jié)論：彈力對小車做的功與速度的平方成正比理論探究：

設(shè)物體的質(zhì)量為m，靜止在水平面上，在與運動方向相同的恒力F的作用下發(fā)生一段位移l,速度為v,試推導(dǎo)力F做功與速度v的關(guān)系。根據(jù)牛頓第二定律：F=ma由運動學(xué)公式：v2-0=2al把F、l的表達式代入W=Fl，可得F做的功

w=mv2

/2由此可見，力F做的功與v2成正比，即：W∝v2理論探究：設(shè)物體的質(zhì)量為m，靜止在水平面上，在與運動方小結(jié)：1、探究實驗的一般思路是什么？2、如何測量功與速度？3、如何減小誤差？4、如何處理數(shù)據(jù)？5、實驗結(jié)論小結(jié)：1、探究實驗的一般思路是什么？5

探究彈性勢能的表達式5探究彈性勢能的表達式知識復(fù)習(xí)：1、勢能和動能。2、形變和彈性形變3、重力做功與重力勢能變化的關(guān)系。勢能：相互作用的物體憑借其位置而具有的能量。動能：物體由于運動而具有的能量。形變：物體在力的作用下形狀或體積發(fā)生改變的現(xiàn)象彈性形變：物體在形變后能夠自動恢復(fù)原狀的形變重力做正功，重力勢能減少；重力做負功，重力熱能增加。WG＝Ep1－Ep2＝－ΔEp

知識復(fù)習(xí)：1、勢能和動能。2、形變和彈性形變3、重力做功與根據(jù)演示及視頻思考以下問題：1、看到的彈簧、弓、撐桿都有什么共同特征？2、為什么能說它們具有能量呢？這是什么能量呢？彈性勢能：

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彈性勢能一、問題引入根據(jù)演示及視頻思考以下問題：彈性勢能：一、問題引入二、探究彈簧的彈性勢能表達式提出問題1：猜想：彈性勢能的大小可能與哪些因素有關(guān)？（提示：可以類比重力勢能的影響因素）試設(shè)計實驗進行驗證

實驗驗證：準備兩個勁度系數(shù)不同的彈簧和一個小車，請同學(xué)們討論并設(shè)計方案來驗證猜想。二、探究彈簧的彈性勢能表達式提出問題1：彈簧的彈性勢能可能與哪些物理量有關(guān)？k一定，Δk越大，彈性勢能越大Δl一定，k越大，彈性勢能越大與彈簧的伸長量Δl，勁度系數(shù)k有關(guān)彈簧的彈性勢能是否與勁度系數(shù)成正比？舉重時杠鈴的重力與它的位置高低無關(guān)彈簧的彈力與它伸長的多少有關(guān)彈簧的彈性勢能可能與哪些物理量有關(guān)？k一定，Δk越大，彈性勢1、思考：彈簧的彈性表達式到底如何確定？重力勢能重力做功入手W=ΔEP減小W克=ΔEP增加類比思想W=mgh2-mgh1二、探究彈簧的彈性勢能表達式

討論并回答以下問題：1.彈性勢能與彈力做功的關(guān)系是怎樣的？2.彈性勢能與拉力做功的關(guān)系是怎樣的？3.勻變速直線運動求位移的表達式如何得出的？涉及到什么數(shù)學(xué)思想？

彈力做正功，彈性勢能減小；彈力做負功，彈性勢能增大拉力做正功，彈性勢能增大；拉力做負功，彈性勢能減小微分思想、積分思想由此類推，即探究彈簧拉力做功表達式1、思考：彈簧的彈性表達式到底如何確定？重力勢能重力做功入手2、思考：怎樣計算拉力做所做的功？在各個小段上，彈力可近似認為是不變的把彈簧從A到B的過程分成很多小段Δl1,Δl2,Δl3…

F1、F2、F3…

W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…積分思想微分思想2、思考：怎樣計算拉力做所做的功？在各個小段上，彈力可近似認

3、思考：怎樣計算這個求和式？W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…回顧：如何求勻變速直線運動的位移的？3、思考：怎樣計算這個求和式？W＝F1Δl1＋F2Δl2＋oFoΔlFoΔlF每段拉力做的功就可用圖中細窄的矩形面積表示，對這些矩形面積求和，就得到了有F和Δl圍成的三角形面積，這塊三角形的面積就表示拉力在整個過程中所做的功。ΔlΔlkΔlΔl3、思考：怎樣計算這個求和式？W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…oFoΔlFoΔlF每段拉力做的功就可用圖中細窄的矩形面積表4、彈性勢能的表達式EP＝kΔl2/2k為彈簧的勁度系數(shù)Δl為彈簧的伸長或縮短量4、彈性勢能的表達式EP＝kΔl2/2k為彈簧的勁度系數(shù)Δl5、圖像面積與彈力做功的表達式的關(guān)系

5、圖像面積與彈力做功的表達式的關(guān)系三、彈性勢能與彈力做功關(guān)系表達式三、彈性勢能與彈力做功關(guān)系表達式5556實驗探究彈性勢能表達式課件

BDBDCC小結(jié)：我們現(xiàn)在已經(jīng)得到了彈性勢能的表達式，回顧本節(jié)內(nèi)容：（1）我們的探究過程是怎樣的？（2）在探究中我們用了哪些方法？小結(jié)：我們現(xiàn)在已經(jīng)得到了彈性勢能的表達式，回顧本節(jié)內(nèi)容：重力勢能彈性勢能重力做功彈簧彈力做功動能？7.6

探究功與物體速度變化的關(guān)系重力勢能彈性勢能重力做功彈簧彈力做功動能？7.67.6探究功與物體速度變化的關(guān)系

木板、小車、橡皮筋(若干）、打點計時器、電源、紙帶、釘子2枚一、探究的器材:7.6探究功與物體速度變化的關(guān)系木板、小車、二、探究的思路1、測量橡皮筋對小車做的功W2、測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v3、數(shù)據(jù)處理，尋找W與v的關(guān)系實驗視頻二、探究的思路1、測量橡皮筋對小車做的功W實驗視頻三、探究的技巧1、測量橡皮筋對小車做的功W

問題a：橡皮筋對小車做的功如何測量？

F為變力，做的功很難測量。問題b：探究過程中，我們是否需要測出橡皮筋做功的具體數(shù)值？

措施：設(shè)法讓橡皮筋每次對小車做的功分別為W、2W、3W……

問題c：每次實驗中橡皮筋和橡皮筋拉伸的長度有什么要求？不需要相同注意：小車在木板上運動時會受到阻力，可以采用什么方法進行補償？

使木板稍微傾斜，用重力的分力（下滑力）來平衡小車運動過程中受到的阻力。（平衡摩擦力）

三、探究的技巧1、測量橡皮筋對小車做的功W不需要相同注意：2、測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v問題a：如何測量小車的速度？

利用打點計時器打出的紙帶問題b：紙帶上打出的點并不都是均勻的，應(yīng)該采用那些點來計算小車的速度？為什么？

取點跡清晰且間距均勻的部分，即選小車勻速運動的時候

例:為研究功與物體速度變化的關(guān)系，在某次實驗中某同學(xué)得到了如圖所示的一條紙帶,（1）應(yīng)選哪些點間距進行測量？（2）怎樣根據(jù)測得的數(shù)據(jù)進行確定小車的速度？

...........ABCDEFG（1）選用DG段（2）V=LDG/tDG2、測量由于橡皮筋做功而使小車獲得的速度v例:為研究功

3、數(shù)據(jù)處理，尋找W與v的關(guān)系問題：如何找到功與速度的關(guān)系？方法一：計算法

方法二：圖像法

比較麻煩簡便直觀，可以減少偶然誤差1.畫W－v圖像2.畫W－v2圖像3、數(shù)據(jù)處理，尋找W與v的關(guān)系比較麻煩簡便直觀，可以減少偶參考實驗步驟1、按圖裝好實驗器材，把木板稍微傾斜，平衡阻力2、先用一條橡皮筋做實驗，把橡皮筋