河北省淶水波峰中學(xué)人教版高一物理必修二導(dǎo)學(xué)案75探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式

§7.5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式（課前預(yù)習(xí)案A）20172018學(xué)年第二學(xué)期第號(hào)備課組長(zhǎng)簽字教研組長(zhǎng)簽字：編寫人：曾海城班級(jí)：第組姓名：分?jǐn)?shù)：成功者學(xué)習(xí)別人的經(jīng)驗(yàn)，一般人學(xué)習(xí)自己的經(jīng)驗(yàn)?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】1、知道探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式的思路。2、理解彈性勢(shì)能的概念，會(huì)分析決定彈性勢(shì)能大小的相關(guān)因素。3、體會(huì)探究過(guò)程中的猜想、分析和轉(zhuǎn)化的方法。4、領(lǐng)悟求彈力做功時(shí)通過(guò)無(wú)限分割的思想方法。【自主學(xué)習(xí)】一、彈性勢(shì)能1．定義：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(shì)能．2．探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的思路：通過(guò)分析______做功的情況，探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式．二、彈性勢(shì)能(變化)大小探究1．彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系2．“化變?yōu)楹恪鼻罄ψ龉Γ篧總＝______________________________________________________________________________________________________________3．“Fl”圖象面積的意義：表示________的值．【深化探究】一、對(duì)彈性勢(shì)能的理解1．系統(tǒng)性：彈性勢(shì)能是發(fā)生彈性形變的物體上所有質(zhì)點(diǎn)因相對(duì)位置改變而具有的能量，因而彈性勢(shì)能是整個(gè)系統(tǒng)所具有的．2．相對(duì)性：彈性勢(shì)能的大小與選定的零勢(shì)能位置有關(guān)，對(duì)于彈簧，一般規(guī)定彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)的勢(shì)能為零．3．對(duì)于同一彈簧，伸長(zhǎng)和壓縮相同的長(zhǎng)度時(shí)彈性勢(shì)能相同．例1關(guān)于彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是()A．只有彈簧發(fā)生彈性形變時(shí)才具有彈性勢(shì)能，其他物體發(fā)生彈性形變時(shí)是不會(huì)有彈性勢(shì)能的B．彈簧伸長(zhǎng)時(shí)有彈性勢(shì)能，壓縮時(shí)沒(méi)有彈性勢(shì)能C．在彈性限度范圍內(nèi)，同一個(gè)彈簧形變量越大，彈性勢(shì)能就越大D．火車車廂底下的彈簧比自行車座底下的彈簧硬，則將它們壓縮相同的長(zhǎng)度時(shí)，火車車廂底下的彈簧具有的彈性勢(shì)能小二、彈性勢(shì)能與彈力做功的關(guān)系1．關(guān)系：彈力做功是彈性勢(shì)能變化的唯一量度．彈力做多少正功，彈性勢(shì)能就減少多少；彈力做多少負(fù)功，彈性勢(shì)能就增加多少．2．表達(dá)式：W彈＝－ΔEp＝Ep1－Ep2.例2一根彈簧的彈力F與伸長(zhǎng)量x的關(guān)系圖象如圖3所示，那么彈簧由伸長(zhǎng)量8cm到伸長(zhǎng)量4cm的過(guò)程中，彈力做的功和彈性勢(shì)能的變化量為()圖3A．3.6J，－3.6JB．－3.6J,3.6JC．1.8J，－1.8JD．－1.8J,1.8J課后雙基訓(xùn)練B1．關(guān)于彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能，下列說(shuō)法正確的是()A．重力勢(shì)能屬于物體和地球這個(gè)系統(tǒng)，彈性勢(shì)能屬于發(fā)生彈性形變的物體B．重力勢(shì)能是相對(duì)的，彈性勢(shì)能是絕對(duì)的C．重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都是相對(duì)的D．重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都是狀態(tài)量2.如圖1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(guò)程中，小明的重力勢(shì)能、彈簧的彈性勢(shì)能的變化是()A．重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能增大B．重力勢(shì)能增大，彈性勢(shì)能減少C．重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能減少D．重力勢(shì)能不變，彈性勢(shì)能增大3.一豎直彈簧下端固定于水平地面上，小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上端，如圖2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)A處，則()A．h越大，彈簧在A點(diǎn)的壓縮量越大B．彈簧在A點(diǎn)的壓縮量與h無(wú)關(guān)C．h越大，最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能越大D．小球第一次到達(dá)A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能比最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能大4.如圖3所示，質(zhì)量相等的兩木塊中間連有一彈簧，今用力F緩慢向上提A，直到B恰好離開(kāi)地面．開(kāi)始時(shí)物體A靜止在彈簧上面．設(shè)開(kāi)始時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep1，B剛要離開(kāi)地面時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep2，則關(guān)于Ep1、Ep2大小關(guān)系及彈性勢(shì)能變化ΔEp說(shuō)法中正確的是()A．Ep1＝Ep2B．Ep1＞Ep2C．ΔEp＞0 D．ΔE5.某同學(xué)在桌面上用一個(gè)小鋼球和一個(gè)彈簧來(lái)探究彈簧的彈性勢(shì)能．彈簧一端固定(如圖4所示)，另一端用鋼球壓縮彈簧后釋放，鋼球被彈出后落地．當(dāng)他發(fā)現(xiàn)彈簧壓縮得越多，鋼球被彈出得越遠(yuǎn)，由此能得出的結(jié)論應(yīng)是()A．彈性勢(shì)能與形變量有關(guān)，形變量越大，彈性勢(shì)能越大B．彈性勢(shì)能與形變量有關(guān)，形變量越大，彈性勢(shì)能越小C．彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)越大，彈性勢(shì)能越大D．彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)越大，彈性勢(shì)能越小6．在一次“蹦極”運(yùn)動(dòng)中，人由高空落下到降至最低點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()A．重力對(duì)人做正功B．人的重力勢(shì)能減少了C．橡皮繩對(duì)人做負(fù)功D．橡皮繩的彈性勢(shì)能減少了7.如圖7所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧一端固定在地面上，彈簧豎直放置，將一小球從距彈簧自由端高度分別為h1、h2的地方先后由靜止釋放，h1>h2，小球觸到彈簧后向下運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，從開(kāi)始釋放小球到獲得最大速度的過(guò)程中，小球重力勢(shì)能的減少量ΔE1、ΔE2的關(guān)系及彈簧彈性勢(shì)能的增加量ΔEp1、ΔEp2的關(guān)系中，正確的一組是()A．ΔE1＝ΔE2，ΔEp1＝ΔEp2B．ΔE1>ΔE2，ΔEp1＝ΔEp2C．ΔE1＝ΔE2，ΔEp1>ΔEp2D．ΔE1>ΔE2，ΔEp1>ΔEp28．彈簧原長(zhǎng)l0＝15cm，受拉力作用后彈簧逐漸伸長(zhǎng)，當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)到l1＝20cm時(shí)，作用在彈簧上的力為400N.(1)彈簧的勁度系數(shù)k為多少？(2)在該過(guò)程中彈力做了多少功？(3)彈簧的彈性勢(shì)能變化了多少？答案精析第6講探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式課前預(yù)習(xí)案A一、1.彈力2．彈力二、1.減少增加2．F1Δl1＋F2Δl2＋…＋FnΔln3．彈力功例1C[所有發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能，A錯(cuò)；彈簧伸長(zhǎng)和壓縮時(shí)都具有彈性勢(shì)能，B錯(cuò)；根據(jù)彈性勢(shì)能的表達(dá)式Ep＝eq\f(1,2)kx2，C對(duì)；火車車廂底下的彈簧比自行車車座底下的彈簧勁度系數(shù)大，所以壓縮相同長(zhǎng)度時(shí)火車車廂底下的彈簧具有的彈性勢(shì)能大，D錯(cuò)．]例2C[Fx圖象中圖線與x軸圍成的“面積”表示彈力做的功．W＝eq\f(1,2)×0.08×60J－eq\f(1,2)×0.04×30J＝1.8J，此過(guò)程彈力做正功，彈簧的彈性勢(shì)能減小1.8J，故只有C選項(xiàng)正確．]課后雙基訓(xùn)練B1．ACD[重力勢(shì)能具有系統(tǒng)性，彈性勢(shì)能只屬于發(fā)生彈性形變的物體，故A對(duì)，重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都是相對(duì)的，且都是狀態(tài)量，故B錯(cuò)，C、D對(duì)．]2．A[彈簧向下壓縮的過(guò)程中，彈簧壓縮量增大，彈性勢(shì)能增大；重力做正功，重力勢(shì)能減少，故A正確．]3．B[最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)，通過(guò)受力分析，小球受自身重力mg與彈簧的彈力kx大小相等，由mg＝kx得，彈簧在A點(diǎn)的壓縮量x與h無(wú)關(guān)，彈簧彈性勢(shì)能與h無(wú)關(guān)．]4．A[開(kāi)始時(shí)彈簧形變量為x1，有kx1＝mg，則設(shè)B離開(kāi)地面時(shí)形變量為x2，有kx2＝mg.由于x1＝x2所以Ep1＝Ep2，ΔEp＝0，A對(duì)．]5．A6．ABC[在“蹦極”運(yùn)動(dòng)中，人由高空落下到最低點(diǎn)的過(guò)程中，重力方向和位移方向均向下，重力對(duì)人做正功，重力勢(shì)能減少，A、B正確；在人和橡皮繩相互作用的過(guò)程中，橡皮繩對(duì)人的拉力向上，人的位移方向向下，橡皮繩的拉力對(duì)人做負(fù)功，橡皮繩的彈性勢(shì)能增加，C正確，D錯(cuò)誤．]7．B[速度最大的條件是彈力等于重力即kx＝mg，即達(dá)到最大速度時(shí)，彈簧形變量x相同．兩種情況下，對(duì)應(yīng)于同一位置，則ΔEp1＝ΔEp2，由于h1>h2，所以ΔE1>ΔE2，B對(duì)．]8．(1)8000N/m(2)－10J(3)增加了10J解析(1)k＝eq\f(F,l)＝eq\f(400,0.2－0.15)