《探究弹性势能表达式》教学课件1

高中物理必修二 第七章1、重力做功的重力做功的特点：特点：与运动的具体路径无关，只与运动的具体路径无关，只与初末状态物体的高度差有关与初末状态物体的高度差有关2 2、重力势能：、重力势能：Ep=mgh Ep=mgh 3 3、重力做功与重力势能：、重力做功与重力势能：WG=Ep1-Ep2 当物体受到的重力做正功时，物体重力势能减少；当物体受到的重力做正功时，物体重力势能减少；当物体受到的重力做负功时，即物体克服重力做功时，当物体受到的重力做负功时，即物体克服重力做功时，物体重力势能增加。物体重力势能增加。4 4、重力势能相对性与系统性、重力势能相对性与系统性蹦蹦极极撑撑杆杆跳跳握握力力计计探究探究1 1：什么是弹性势能？：什么是弹性势能？探究探究2 2：弹性势能的大小与哪些因素有关？：弹性势能的大小与哪些因素有关？联想：研究重联想：研究重力势能先研究力势能先研究了什么？了什么？.,22232lklklklklklk探究：弹性势能表达式怎样？探究：弹性势能表达式怎样？注意：缓慢拉动弹簧时，弹力与拉力等大反向，可先求拉力做功！注意：缓慢拉动弹簧时，弹力与拉力等大反向，可先求拉力做功！可见：这是一个变力做功问题，如何求解这个拉力做功？可见：这是一个变力做功问题，如何求解这个拉力做功？123,FFF1l2l3l把弹簧从把弹簧从A A到到B B的过程分成很多小段的过程分成很多小段 在各个小段上，拉力可近似认为是不变的在各个小段上，拉力可近似认为是不变的 在各小段上，拉力做的功分别是在各小段上，拉力做的功分别是 拉力在全过程中所做的功是拉力在全过程中所做的功是 221lkW拉类比重力所做的功与重力势能的关系：类比重力所做的功与重力势能的关系：分析：弹力做正功，则弹性势能减少；分析：弹力做正功，则弹性势能减少；弹力作负功，则弹性势能增加。弹力作负功，则弹性势能增加。弹力做功的多少跟弹性势能变化的多少弹力做功的多少跟弹性势能变化的多少具有等量关系。具有等量关系。探究：弹性势能与拉力做功有什么关系？探究：弹性势能与拉力做功有什么关系？WGmg h=mgh2mgh1类比重力势能与重力做功的关系类比重力势能与重力做功的关系2、表达式、表达式2221p2121KLKLEW弹1、我们求得拉力做功：我们求得拉力做功：221lkw 拉拉则弹力做功：则弹力做功：221lkw 弹弹说明这一过程弹性势能增加了：说明这一过程弹性势能增加了：221lk 问题：弹簧处于原长时弹性势能为多少？问题：弹簧处于原长时弹性势能为多少？零零221lkEp l 可见弹簧的弹性势能表达式为：可见弹簧的弹性势能表达式为：弹簧的形变量。：弹簧的形变量。：弹簧的劲度系数。：弹簧的劲度系数。k【小小 结结】1 1、弹性势能、弹性势能：发生弹性形变的物体的各部分之间，发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。叫做弹性势能。2 2、弹性势能表达式、弹性势能表达式：当弹力做正功时，弹性势能减少；当弹力做正功时，弹性势能减少；当弹力做负功时，弹性势能增加。当弹力做负功时，弹性势能增加。3 3、弹力做功与弹性势能关系、弹力做功与弹性势能关系221lkEp 1、关于弹性势能，下列说法中正确的是、关于弹性势能，下列说法中正确的是A.任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能B.任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变C.物体只要发生形变，就一定具有弹性势能物体只要发生形变，就一定具有弹性势能D.弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关有关提示提示:由弹性势能的定义和相关因素进行由弹性势能的定义和相关因素进行 判断。判断。(AB)【课堂练习课堂练习】2下列说法正确的是()A发生弹性形变的物体所具有的能，叫弹性势能B外界克服弹力做功，则弹性势能增加 C外界克服弹力做功，则弹性势能减少 D外力克服弹力做的功，总与弹簧的弹性势能增加量相等AC【课堂练习课堂练习】3、下列结论正确的是（）A弹簧的弹力与弹簧的长度成正比B弹簧的弹力总是同弹簧的伸长量成正比。C弹簧的弹力总是同弹簧被压缩的长度成正比。D在弹性限度内，弹簧产生的弹力与弹簧的形变量成正比。D【课堂练习课堂练习】4、弹簧原长为弹簧原长为l0，劲度系数为，劲度系数为k。用力把它拉到伸长量。用力把它拉到伸长量为为l，拉力所做的功为，拉力所做的功为W1；继续拉弹簧，使弹簧在弹性；继续拉弹簧，使弹簧在弹性限度内再伸长限度内再伸长l，拉力在继续拉伸的过程中所做的功为，拉力在继续拉伸的过程中所做的功为W2。试求。试求W1与与W2的比值。的比值。解析解析:拉力拉力F与弹簧的伸长量与弹簧的伸长量l成正比，故在成正比，故在Fl图象中是一条倾斜直线，如图所示，直图象中是一条倾斜直线，如图所示，直线下的相关面积表示功的大小。其中，线段线下的相关面积表示功的大小。其中，线段OA下的三角形面积表示第一个过程中拉力所下的三角形面积表示第一个过程中拉力所做的功做的功W1，线段，线段AB下的梯形面积表示第二个下的梯形面积表示第二个过程中拉力所做的功过程中拉力所做的功W2。显然，两块面积之。显然，两块面积之比为比为13，即，即W1W2=13。BF O l l 2lA【课堂练习课堂练习】5 5、如图所示，劲度系数为如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧一端固定，另一的轻质弹簧一端固定，另一端与物块拴接，物块放在光滑水平面上。现用外力缓慢端与物块拴接，物块放在光滑水平面上。现用外力缓慢拉动物块，若外力所做的功为拉动物块，若外力所做的功为W，则物块移动了多大的，则物块移动了多大的距离？距离？提示提示 外力所做的功等于弹簧弹性外力所做的功等于弹簧弹性势能的增加。势能的增加。解析解析 若以若以Ep表示弹簧最终的弹性势能，则外力所做 的功221klEWp所以，弹簧的伸长量亦即物块移动的距离。kWl2【课堂练习课堂练习】