高中物理 7.5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式課件 新人教版必修2.ppt

第五節(jié)探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式 課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo) 1 知道探究彈性勢(shì)能表達(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)通過細(xì)分過程化變力為恒力的思想方法 重點(diǎn)難點(diǎn) 彈力做功的計(jì)算方法及彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系 核心要點(diǎn)突破 課堂互動(dòng)講練 知能優(yōu)化訓(xùn)練 第五節(jié) 課前自主學(xué)案 課前自主學(xué)案 1 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)能叫做彈性勢(shì)能 舉例 卷緊的發(fā)條 拉長(zhǎng)或壓縮的彈簧 拉開的弓等都具有彈性勢(shì)能 彈力 2 彈簧彈性勢(shì)能的大小與 彈簧的 或 有關(guān) 二 彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系1 彈力做正功時(shí) 彈性勢(shì)能 彈力做負(fù)功時(shí) 彈性勢(shì)能 2 彈力做的功等于彈性勢(shì)能的 即w ep ep1 ep2 勁度系數(shù) 伸長(zhǎng)量 壓縮量 減小 增加 減少量 核心要點(diǎn)突破 一 彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式1 如圖7 5 1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 圖7 5 1 2 根據(jù)胡克定律f k l畫出f隨 l變化的圖線如圖7 5 2所示 根據(jù)w f l知 圖線與橫軸所圍的面積應(yīng)等于f所做的功 即圖7 5 2 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 1 關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能 下列說法中正確的是 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 選c 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)該先減小 在原長(zhǎng)處它的彈性勢(shì)能最小 所以a b d錯(cuò)誤 c正確 二 彈力做功跟彈性勢(shì)能變化的關(guān)系如圖7 5 3所示 o為彈簧的原長(zhǎng)處 1 物體由o向a運(yùn)動(dòng) 壓縮 或者由o向a 運(yùn)動(dòng) 伸長(zhǎng) 時(shí) 彈力做負(fù)功 彈性勢(shì)能增大 其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能 圖7 5 3 2 物體由a向o運(yùn)動(dòng) 或者由a 向o運(yùn)動(dòng)時(shí) 彈力做正功 彈性勢(shì)能減小 彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能 3 彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系可表示為w ep 特別提醒 彈力做功與彈性勢(shì)能變化有唯一的對(duì)應(yīng)關(guān)系 彈力做多少正 負(fù) 功 彈性勢(shì)能減少 增加 多少 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 2 如圖7 5 4所示 一個(gè)物體以速度v0沖向與豎直墻壁相連的輕質(zhì)彈簧 墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮 在此過程中以下說法正確的是 圖7 5 4 a 物體對(duì)彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比b 物體向墻壁運(yùn)動(dòng)相同的位移 彈力做的功不相等c 彈力做正功 彈簧的彈性勢(shì)能減小d 彈簧的彈力做負(fù)功 彈性勢(shì)能增加 解析 選bd 由功的計(jì)算公式w flcos 知 恒力做功時(shí) 做功的多少與物體的位移成正比 而彈簧對(duì)物體的彈力是一個(gè)變力f kl 所以a不正確 彈簧開始被壓縮時(shí)彈力小 彈力做的功也少 彈簧的壓縮量變大時(shí) 物體移動(dòng)相同的距離做的功多 故b正確 物體壓縮彈簧的過程 彈簧的彈力與彈力作用點(diǎn)的位移方向相反 所以彈力做負(fù)功 彈簧的壓縮量增大 彈性勢(shì)能增大 故c錯(cuò)誤 d正確 三 彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能的區(qū)別 即時(shí)應(yīng)用 即時(shí)突破 小試牛刀 3 關(guān)于彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能 下列說法正確的是 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 解析 選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) 課堂互動(dòng)講練 關(guān)于彈性勢(shì)能 下列說法中正確的是 a 任何發(fā)生彈性形變的物體 都具有彈性勢(shì)能b 任何具有彈性勢(shì)能的物體 一定發(fā)生了彈性形變c 物體只要發(fā)生形變 就一定具有彈性勢(shì)能d 彈簧的彈性勢(shì)能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度有關(guān) 精講精析 由彈性勢(shì)能的定義和相關(guān)因素進(jìn)行判斷 發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間 由于彈力作用而具有的勢(shì)能 叫做彈性勢(shì)能 所以 任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能 任何具有彈性勢(shì)能的物體一定發(fā)生了彈性形變 物體發(fā)生了形變 若是非彈性形變 無(wú)彈力作用 則物體就不具有彈性勢(shì)能 彈簧的彈性勢(shì)能除了跟彈簧被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度有關(guān)外 還跟彈簧勁度系數(shù)的大小有關(guān) 正確選項(xiàng)為a b 答案 ab 誤區(qū)警示 發(fā)生形變的物體不一定具有彈性勢(shì)能 只有發(fā)生彈性形變的物體才具有彈性勢(shì)能 對(duì)此 必須有清醒的認(rèn)識(shí) 變式訓(xùn)練1 2011年汕頭高一檢測(cè) 關(guān)于彈性勢(shì)能 下列說法正確的是 a 發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能b 只有彈簧在發(fā)生彈性形變時(shí)才具有彈性勢(shì)能c 彈性勢(shì)能可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化d 彈性勢(shì)能在國(guó)際單位制中的單位是焦耳 解析 選acd 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 都具有彈性勢(shì)能 故選項(xiàng)a正確 b錯(cuò)誤 彈性勢(shì)能跟重力勢(shì)能一樣 可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化 選項(xiàng)c正確 在國(guó)際單位制中 能的單位跟功的單位相同 都是焦耳 選項(xiàng)d正確 在水平地面上放一個(gè)豎直輕彈簧 彈簧上端與一個(gè)質(zhì)量為2 0kg的木塊相連 若在木塊上再作用一個(gè)豎直向下的力f 使木塊緩慢向下移動(dòng)0 10m 力f做功2 5j 此時(shí)木塊再次處于平衡狀態(tài) 力f的大小為50n 如圖7 5 5所示 求 圖7 5 5 1 在木塊下移0 10m的過程中彈性勢(shì)能的增加量 2 彈簧的勁度系數(shù) g取10n kg 思路點(diǎn)撥 本題的關(guān)鍵是表示出彈力做功 由于彈力是變力 不能直接用功的公式表示 但可由木塊平衡 用力f與g表示彈力 從而表示出彈力的功 答案 1 4 5j 2 500n m 方法總結(jié) 彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能等其他形式的能之間可以相互轉(zhuǎn)化 彈性勢(shì)能的