探究彈性勢能的表達式課件教案資料

成才之路·物理(wùlǐ)路漫漫其修遠兮吾將上下而求索人教版·必修(bìxiū)2第一頁，共44頁。萬有引力(wànyǒuyǐnlì)與航天第七章1.1.1集合(jíhé)的概念第二頁，共44頁。第五節(jié)探究彈性(tánxìng)勢能的表達式第七章1.1.1集合(jíhé)的概念第三頁，共44頁。學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1課堂情景切入2知識自主梳理3重點難點突破4考點題型設(shè)計5課后強化作業(yè)7易錯案例剖析6第四頁，共44頁。學(xué)習(xí)目標(biāo)定位第五頁，共44頁。*理解彈性勢能的概念及意義**探究彈性勢能與哪些因素有關(guān)，能總結(jié)出彈性勢能表達式*體會彈性勢能在日常生活中的應(yīng)用，提高學(xué)習(xí)物理的興趣第六頁，共44頁。課堂情景切入第七頁，共44頁。拉開弦的彎弓在恢復(fù)原狀時，可以將利箭發(fā)射出去(如圖甲)，也就是對利箭做功，因而拉開弦的弓箭具有能量。上緊的發(fā)條能夠驅(qū)動表針(biǎozhēn)走動(如圖乙)，也是因為具有能量。我們把這種能量叫做彈性勢能。那么彈性勢能的大小和哪些因素有關(guān)系呢？這一節(jié)，我們就來探究這個問題。第八頁，共44頁。知識自主梳理第九頁，共44頁。1.概念(gàiniàn)發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有________的相互作用也具有________，這種________叫做彈性勢能。彈性(tánxìng)勢能彈力(tánlì)勢能勢能第十頁，共44頁。2．決定彈性(tánxìng)勢能大小相關(guān)因素的猜想(1)猜想依據(jù)：彈性(tánxìng)勢能和重力勢能同屬勢能，重力勢能大小與物體的______和______有關(guān)，彈性(tánxìng)勢能與其__________和________有關(guān)。(2)猜想結(jié)論：彈性(tánxìng)勢能與彈簧的___________和_________有關(guān)，在彈簧的形變量l相同時，彈簧的_____________越大，彈簧的彈性(tánxìng)勢能越大。在彈簧勁度系數(shù)k相同時，___________越大，彈簧彈性(tánxìng)勢能越大。重力(zhònglì)高度(gāodù)勁度系數(shù)形變量勁度系數(shù)k形變量l勁度系數(shù)k彈簧形變量第十一頁，共44頁。1.彈力做功特點(tèdiǎn)隨彈簧__________的變化而變化，還因________的不同而不同。2．彈力做功的計算(1)公式法——“化變?yōu)楹恪保篧總＝F1Δl1＋F2Δl2＋…＋FxΔln。(2)圖象法——F－l圖象的“面積”：F－l圖象中圖形的“________”表示彈力做功的值，即__________的值。彈力(tánlì)做功探究形變量(biànliàng)彈簧面積彈性勢能第十二頁，共44頁。當(dāng)彈簧的彈力做正功時，彈簧的彈性勢能_______，彈性勢能轉(zhuǎn)化成__________的能；當(dāng)彈簧的彈力做負功時，彈簧的彈性勢能________，其他(qítā)形式的能轉(zhuǎn)化為彈簧的__________。這一點與重力做功跟重力勢能變化的關(guān)系相似。彈力做功跟彈性勢能(shìnéng)變化的關(guān)系減小其他(qítā)形式增大彈性勢能第十三頁，共44頁。重點難點突破第十四頁，共44頁。一、對彈性勢能的理解1．彈性勢能的產(chǎn)生原因(1)物體發(fā)生了彈性形變(2)各部分間的彈力作用2．影響彈性勢能的因素(從彈力做功的角度考慮)(1)彈簧的形變量l(形變量是指拉伸或壓縮的變化量)。因為形變量越大，用力越大，做功越多。(2)彈簧的勁度系數(shù)k。拉伸相同的長度，不同(bùtónɡ)彈簧的“軟硬”不一樣，做功不一樣。第十五頁，共44頁。特別提醒：(1)彈性(tánxìng)勢能是發(fā)生彈性(tánxìng)形變的物體上所有質(zhì)點因相對位置改變而具有的能量，因而也是對系統(tǒng)而言的。(2)彈性(tánxìng)勢能也是相對的，其大小在選定了零勢能點后才有意義。對彈簧，零勢能點一般選彈簧自由長度時。(3)物體上升，物體克服重力做功，重力勢能增加，用力拉或壓彈簧，克服彈力做功，彈性(tánxìng)勢能增加。第十六頁，共44頁。如圖所示，射箭時人通過拉弓引起(yǐnqǐ)彈性勢能的增加，此時的彈性勢能主要()第十七頁，共44頁。A．存儲在箭上 B．存儲在弓上C．存儲在弦上 D．存儲于拉弓人的手上答案：B解析：人拉弓時，弓發(fā)生了明顯的彈性形變，彈性勢能主要(zhǔyào)存儲在弓上，故B正確。第十八頁，共44頁。二、彈性勢能的表達式1．彈性勢能與彈力做功(zuògōng)的關(guān)系如圖所示，O為彈簧的原長處第十九頁，共44頁。(1)彈力做負功時：如物體由O向A運動(壓縮)或者由O向A′運動(伸長(shēnchánɡ))時，彈性勢能增大，其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。(2)彈力做正功時：如物體由A向O運動，或者由A′向O運動時，彈性勢能減小，彈性勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。(3)彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系為W彈＝－ΔEp。第二十頁，共44頁。第二十一頁，共44頁。第二十二頁，共44頁。在猜想彈性勢能可能與哪幾個物理量有關(guān)的時候(shíhou)，有人猜想彈性勢能可能與彈簧的勁度系數(shù)k、與彈簧的伸長量x有關(guān)，但究竟是與x的一次方，還是x的二次方，還是x的三次方有關(guān)呢？請完成下面練習(xí)以幫助思考。(1)若彈性勢能Ep∝kx，由于勁度系數(shù)k的單位是N/m，彈簧伸長量x的單位是m，則kx的單位是________。(2)若彈性勢能Ep∝kx2，由于勁度系數(shù)k的單位是N/m，彈簧伸長量x的單位是m，則kx2的單位是________。第二十三頁，共44頁。(3)若彈性勢能Ep∝kx3，由于勁度系數(shù)k的單位是N/m，彈簧伸長量x的單位是m，則kx3的單位是________。從(1)、(2)、(3)對單位的計算，你可以得到的啟示：________。答案：(1)N(2)J(3)J·m彈性勢能Ep與彈簧伸長量x的二次方有關(guān)(yǒuguān)的猜想有些道理解析：物理量與單位是否統(tǒng)一是驗證探究正確與否的方法之一。第二十四頁，共44頁。三、彈性(tánxìng)勢能與重力勢能對比第二十五頁，共44頁。如圖所示，小明玩蹦蹦桿，在小明將蹦蹦桿中的彈簧向下壓縮的過程中，小明的重力勢能、彈簧的彈性(tánxìng)勢能的變化是()第二十六頁，共44頁。A．重力勢能(zhònɡlìshìnénɡ)減少，彈性勢能增大B．重力勢能(zhònɡlìshìnénɡ)增大，彈性勢能減少C．重力勢能(zhònɡlìshìnénɡ)減少，彈性勢能減少D．重力勢能(zhònɡlìshìnénɡ)不變，彈性勢能增大答案：A解析：彈簧向下壓縮的過程中，彈簧壓縮量增大，彈性勢能增大；重力做正功，重力勢能(zhònɡlìshìnénɡ)減少，故A正確。第二十七頁，共44頁?？键c題型設(shè)計第二十八頁，共44頁。對彈性勢能(shìnéng)的理解第二十九頁，共44頁。答案(dáàn)：C第三十頁，共44頁。第三十一頁，共44頁。如圖所示中的幾個運動過程中，物體彈性勢能(shìnéng)增加的是()第三十二頁，共44頁。A．如圖(甲)，跳高運動員從壓桿到桿伸直(shēnzhí)的過程中，桿的彈性勢能B．如圖(乙)，人拉長彈簧過程中彈簧的彈性勢能第三十三頁，共44頁。C．如圖(丙)，模型飛機用橡皮筋發(fā)射出去的過程中，橡皮筋的彈性(tánxìng)勢能D．如圖(丁)，小球被彈簧向上彈起的過程中，彈簧的彈性(tánxìng)勢能答案：B解析：甲中桿的彈性(tánxìng)勢能先增加后減小，乙中彈簧的彈性(tánxìng)勢能增加，丙中橡皮筋的彈性(tánxìng)勢能減小，丁中彈簧向上彈起的過程中，彈簧的彈性(tánxìng)勢能減小，故B正確，A、C、D錯誤。第三十四頁，共44頁。彈力的功與彈性勢能變化(biànhuà)的聯(lián)系第三十五頁，共44頁。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．彈簧的彈力做正功，彈性勢能減小D．彈簧的彈力做負功，彈性勢能增加(zēngjiā)解析：本題考查了彈力做功與勢能的變化關(guān)系。由功的計算公式W＝Fscosθ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＝kx，所以A不正確。第三十六頁，共44頁。彈簧開始被壓縮時彈力小，物體移動一定距離(jùlí)時彈力做的功也少，彈簧的壓縮量變大時，物體移動相同的距離(jùlí)做的功多，故B正確。物體壓縮彈簧的過程中，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。答案：BD第三十七頁，共44頁。(溫州十校聯(lián)合體2013～2014學(xué)年高一下(yīxià)學(xué)期聯(lián)考)一根彈簧的彈力—位移圖線如圖所示，那么彈簧由伸長量8cm到伸長量4cm的過程中，彈力的功和彈性勢能的變化量為()A．3.6J，－3.6J B．－3.6J,3.6JC．1.8J，－1.8J D．－1.8J,1.8J答案：C第三十八頁，共44頁。第三十九頁，共44頁。易錯案例剖析第四十頁，共44頁。易錯點：對影響彈性勢能的因素理解不清造成錯誤案例(ànlì)：如圖所示，自由下落的小球，從接觸豎直放置的輕質(zhì)彈簧開始，到壓縮彈簧到最大形變的過程中，以下說法中正確的是()A．小球的速度逐漸減小B．小球的重力勢能逐漸減小C．彈簧的彈性勢能先逐漸增大再逐漸減小D．小球的加速度逐漸增大第四十一頁，共44頁。易錯分析：本題(běntí)易錯選項及錯誤原因分析如下：易錯選項錯誤原因A、D誤認為小球接觸彈簧后彈簧壓縮量逐漸增大，彈力逐漸增大，彈力使小球產(chǎn)生向上的加速度，加速度逐漸增大，速度逐漸減小，實際上是重力和彈力的合力使小球產(chǎn)生加速度，合力先向下逐漸減小，后向上逐漸