高中物理優(yōu)化指導(dǎo)-課件：7-5《探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式》（人教版必修2）

《高中物理優(yōu)化指導(dǎo)-課件：7-5《探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式》（人教版必修2）》由會(huì)員分享，可在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)《高中物理優(yōu)化指導(dǎo)-課件：7-5《探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式》（人教版必修2）（28頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入物理課堂 第五節(jié)探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式 1 知道彈性勢(shì)能的概念 2 實(shí)驗(yàn)探究決定彈性勢(shì)能的因素 3 理解彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系 4 會(huì)求彈簧彈力的功 并推導(dǎo)彈性勢(shì)能表達(dá)式 一 彈性勢(shì)能1 概念 發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間 由于的相互作用而具有的勢(shì)能 2 決定彈性勢(shì)能大小的相關(guān)因素的猜想 1 猜想依據(jù) 彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能同屬 重力勢(shì)能大小與物體的和有關(guān) 彈性勢(shì)能與其和有關(guān) 彈力 機(jī)械能 重力 高度 勁度系數(shù) 形變量 2 猜想結(jié)論 彈性勢(shì)能與彈簧的和有關(guān) 在彈簧的形變量l相同時(shí) 彈簧的勁度系數(shù)k越大 彈簧的彈性勢(shì)能 在彈簧勁度系數(shù)k相同時(shí) 彈簧形變量l越大 彈簧的彈性勢(shì)能 勁度系數(shù) 形變量 越大 越大 如圖所示 用一彈簧制作一彈射裝置 要想把小球彈得越遠(yuǎn) 彈簧的形變量必須怎樣 由此設(shè)想 對(duì)同一條彈簧而言 彈性勢(shì)能與什么因素有關(guān) 彈簧把小球彈出過(guò)程能量是如何轉(zhuǎn)化的 提示 彈簧形變量越大 小球彈得越遠(yuǎn) 彈性勢(shì)能與彈簧形變量有關(guān) 小球彈出過(guò)程中彈簧彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球動(dòng)能 二 彈性勢(shì)能 變化 大小探究1 彈力功特點(diǎn) 隨彈簧的變化而變化 還因的不同而不同 2 彈力功與拉力功關(guān)系 拉力功克服彈力做的功 3 化變?yōu)楹?求拉力功W總 F1 l1 F2 l2 Fn ln 4 F l 圖象面積意義 表示的值 形變量 勁度系數(shù) 等于 彈力功 一 彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系如圖所示 彈簧左端固定 右端連一物體 O點(diǎn)為彈簧的原長(zhǎng)處 當(dāng)物體由O點(diǎn)向右移動(dòng)的過(guò)程中 彈簧被拉長(zhǎng) 彈力對(duì)物體做負(fù)功 彈性勢(shì)能增加 當(dāng)物體由O點(diǎn)向左移動(dòng)的過(guò)程中 彈簧被壓縮 彈力對(duì)物體做負(fù)功 彈簧彈性勢(shì)能增加 當(dāng)物體由A點(diǎn)向右移動(dòng)的過(guò)程中 彈簧的壓縮量減小 彈力對(duì)物體做正功 彈性勢(shì)能減小 當(dāng)物體由A 點(diǎn)向左移動(dòng)的過(guò)程中 彈簧的伸長(zhǎng)量減小 彈力做正功 彈性勢(shì)能減小 總之 當(dāng)彈簧的彈力做正功時(shí) 彈簧的彈性勢(shì)能減小 彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 當(dāng)彈簧的彈力做負(fù)功時(shí) 彈簧的彈性勢(shì)能增加 其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢(shì)能 這一過(guò)程可類(lèi)比重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系 特別提醒 彈力做功是彈性勢(shì)能變化的唯一量度 彈力做多少正 負(fù) 功 彈性勢(shì)能就減少 增加 多少 即W彈 Ep 二 彈簧彈性勢(shì)能表達(dá)式如圖所示 彈簧的勁度系數(shù)為k 左端固定 不加外力時(shí) 右端在A(yíng)處 今用力F緩慢向右拉彈簧 使彈簧伸長(zhǎng)到B處 若規(guī)定彈簧自由長(zhǎng)度的彈性勢(shì)能為零 則手克服彈簧彈力所做的功 等于彈簧的彈性勢(shì)能 三 彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能的比較 如圖所示 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 Ep說(shuō)法中正確的是A Ep1 Ep2B Ep1 Ep2C Ep 0D Ep 0 答案 A 題后總結(jié) 1 對(duì)同一根彈簧比較彈性勢(shì)能大小即比較形變量大小 2 彈性勢(shì)能的變化量 Ep Ep2 Ep1 針對(duì)訓(xùn)練 1 2012南京高一檢測(cè) 關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能 下列說(shuō)法中正確的是 A 當(dāng)彈簧變長(zhǎng)時(shí) 它的彈性勢(shì)能一定增大B 當(dāng)彈簧變短時(shí) 它的彈性勢(shì)能一定變小C 在拉伸長(zhǎng)度相同時(shí) k越大的彈簧 它的彈性勢(shì)能越大D 彈簧在拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能 解析 彈簧的彈性勢(shì)能的大小 除了跟勁度系數(shù)k有關(guān)外 還跟它的形變量 拉伸或壓縮的長(zhǎng)度 有關(guān) 如果彈簧原來(lái)處在壓縮狀態(tài) 當(dāng)它變長(zhǎng)時(shí) 它的彈性勢(shì)能應(yīng)該減小 當(dāng)它變短時(shí) 它的彈性勢(shì)能應(yīng)該增大 在原長(zhǎng)處它的彈性勢(shì)能最小 A B錯(cuò)誤 形變量相同時(shí) k越大的彈簧 它的彈性勢(shì)能越大 C正確 彈簧無(wú)論拉伸還是壓縮其彈性勢(shì)能決定于其形變量的大小 與是拉伸還是壓縮無(wú)關(guān) D錯(cuò)誤 答案 C 如圖所示 處于自然長(zhǎng)度的輕質(zhì)彈簧一端與墻接觸 另一端與置于光滑地面上的物體接觸 現(xiàn)在物體上施加一水平推力F 使物體緩慢壓縮彈簧 當(dāng)推力F做功100J時(shí) 彈簧的彈力做功 J 以彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)的彈性勢(shì)能為零 則彈簧的彈性勢(shì)能為 J 解析 在物體緩慢壓縮彈簧的過(guò)程中 推力F始終與彈簧彈力等大反向 所以力F做的功等于克服彈簧彈力所做的功 即W彈 WF 100J 由彈力做功與彈性勢(shì)能的變化關(guān)系知 Ep Ep W彈 100J 答案 100100 針對(duì)訓(xùn)練 2 如圖所示 在光滑水平面上有一物體 它的左端連一彈簧 彈簧的另一端固定在墻上 在力F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài) 當(dāng)撤去F后 物體將向右運(yùn)動(dòng) 在物體向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是 A 彈簧對(duì)物體做正功 彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減少B 彈簧對(duì)物體做負(fù)功 彈簧的彈性勢(shì)能逐漸增加C 彈簧先對(duì)物體做正功 后對(duì)物體做負(fù)功 彈簧的彈性勢(shì)能先減少再增加D 彈簧先對(duì)物體做負(fù)功 后對(duì)物體做正功 彈簧的彈性勢(shì)能先增加再減少解析 彈簧由壓縮到原長(zhǎng)再到伸長(zhǎng) 剛開(kāi)始時(shí)彈力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向同向做正功 彈性勢(shì)能減小 越過(guò)原長(zhǎng)位置后彈力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相反 彈力做負(fù)功 故彈性勢(shì)能增加 所以只有C正確 A B D錯(cuò)誤 答案 C 誤區(qū) 對(duì)影響彈性勢(shì)能的因素理解不清造成錯(cuò)誤 典型例題 自由下落的小球 從接觸豎直放置的輕質(zhì)彈簧開(kāi)始 到壓縮彈簧到最大形變的過(guò)程中 以下說(shuō)法中正確的是A 小球的速度逐漸減小B 小球 地球組成的系統(tǒng)的重力勢(shì)能逐漸減小C 小球 彈簧組成的系統(tǒng)的彈性勢(shì)能先逐漸增大再逐漸減小D 小球的加速度逐漸增大 嘗試解答 小球做加速度先逐漸減小到0后逐漸增大的變加速運(yùn)動(dòng) 小球速度先增大后減小 故A D錯(cuò)誤 小球的重力勢(shì)能逐漸減小 由于彈簧的壓縮量逐漸增大 因此彈簧的彈性勢(shì)能逐漸增大 故B正確 C錯(cuò)誤 正確答案 B 誤區(qū)警示 本題易錯(cuò)選C 誤認(rèn)為彈簧的彈性勢(shì)能隨著小球下落速度的變化而變化 實(shí)際上彈簧的彈性勢(shì)能只與彈簧的勁度系數(shù)以及彈簧的形變量有關(guān) 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全