全面探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式

1、全面探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式一、彈性勢(shì)能1定義：發(fā)生_的物體的各部分之間，由于有_的相互作用，也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能叫做彈性勢(shì)能2當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度為原長(zhǎng)時(shí)，它的彈性勢(shì)能為_(kāi)，彈簧被_或被_后，就具有了彈性勢(shì)能彈性形變彈力0拉長(zhǎng)壓縮二、決定彈性勢(shì)能大小相關(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)，彈簧彈力與其_和_有關(guān)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)，彈簧形變量越大，彈簧彈性勢(shì)能_勢(shì)能重力高度勁度系數(shù)形變量勁度系數(shù)形變量越大越大三、彈性勢(shì)能(變化)大小探究1彈力功特點(diǎn)：隨彈簧_

2、的變化而變化，還因_的不同而不同2彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系：彈力做正功時(shí)，彈性勢(shì)能_， _的彈性勢(shì)能_彈力做的功；彈力做負(fù)功時(shí)，彈性勢(shì)能_，_的彈性勢(shì)能_克服彈力做的功形變量彈簧減少減少等于增加增加等于3“化變?yōu)楹恪鼻罄Γ篧總F1l1F2l2Fnln.4“Fl”圖象面積意義，表示_的值. 彈性勢(shì)能一、彈簧彈性勢(shì)能表達(dá)式的探究過(guò)程1彈簧的彈性勢(shì)能可能與哪幾個(gè)物理量有關(guān)猜想1：重力勢(shì)能與物體被舉起的高度有關(guān)，彈簧的彈性勢(shì)能很可能與彈簧拉伸(或壓縮)的長(zhǎng)度l有關(guān)猜想2：對(duì)于不同的彈簧，即使拉伸的長(zhǎng)度不同，由于彈簧的“軟硬”不同，即勁度系數(shù)k不一樣，其彈力也會(huì)不一樣可見(jiàn)彈簧的彈性勢(shì)能應(yīng)該與勁度系數(shù)

3、k有關(guān)2類(lèi)比與思考把勁度系數(shù)為k的彈簧一端固定，另一端以拉力拉伸彈簧，在此過(guò)程中，彈簧彈力Fkl是變力類(lèi)似重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，若以彈簧原長(zhǎng)時(shí)的彈性勢(shì)能為零勢(shì)能點(diǎn)，則拉力克服彈力做的功等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量，即WEp2Ep1.3推導(dǎo)彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式(1)作Fl圖象：由胡克定律知，彈簧的彈力F和形變量l的關(guān)系為Fkl，如圖甲所示作出Fl圖象，如圖乙所示對(duì)于同一彈簧，拉得越長(zhǎng)，所用的拉力F越大，可見(jiàn)彈簧的彈力是一個(gè)變力，顯然不能用恒力做功的公式去計(jì)算但我們可以用類(lèi)似于計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)物體位移的方法，把彈簧拉伸的總長(zhǎng)度分割成很多小段l1、l2、l3在各個(gè)小段上，拉力可以近似認(rèn)為是不變

4、的，分別是F1、F2、F3所以在各小段上，拉力做的功分別是F1l1、F2l2、F3l3關(guān)于物體的彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是()A任何發(fā)生形變的物體都具有彈性勢(shì)能B拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能C拉伸長(zhǎng)度相同時(shí)，勁度系數(shù)k越大的彈簧，彈性勢(shì)能越大D彈簧變長(zhǎng)時(shí)，它的彈性勢(shì)能一定變大解析：答案：C二、重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能的比較物理量比較內(nèi)容彈性勢(shì)能重力勢(shì)能定義發(fā)生彈性形變的物體各部分之間由于彈力的相互作用而具有的勢(shì)能mgh一方面與重力做功相關(guān)，另一方面隨高度變化而變化功能關(guān)系彈性勢(shì)能的變化等于克服彈力所做的功重力勢(shì)能的變化等于克服重力所做的功聯(lián)系兩種勢(shì)能分別以彈力、重力的存在為前提，又由物

5、體的相對(duì)位置來(lái)決定同屬機(jī)械能的范疇，在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化.解析：可將整個(gè)過(guò)程分為兩個(gè)階段：一是彈簧伸長(zhǎng)到m剛要離開(kāi)地面階段，拉力克服彈力做功WF1W彈，等于彈性勢(shì)能的增加，二是彈簧長(zhǎng)度不變，物體上升h，拉力克服重力做功WF2WGmgh，等于重力勢(shì)能的增加，又由WF1WF2WF可知A、B、C錯(cuò)，D對(duì)答案：D 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)該先減小，在原長(zhǎng)處它的彈性勢(shì)能最小所以A、B、D均不對(duì)答案：C【反思總結(jié)】彈性勢(shì)能是一切物體發(fā)生彈性形變時(shí)具有的能，不要形成只有彈簧才具有彈性勢(shì)能的

6、思維定勢(shì)，通過(guò)研究彈力做的功入手研究彈性勢(shì)能，這是物理學(xué)的一種思想方法【跟蹤發(fā)散】11：關(guān)于彈性勢(shì)能，下列說(shuō)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)解析：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，A、B正確；物體發(fā)生形變，若非彈性形變，則物體不具有彈性勢(shì)能，C錯(cuò)；彈簧的彈性勢(shì)能除了跟形變量有關(guān)，還跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，D錯(cuò)故選A、B.答案：AB【反思總結(jié)】利用平均值法可求變力的功，但一般只適用于力F隨位移l均勻變化

7、的情況，即力F與位移l成線性關(guān)系的情況解析：小球從開(kāi)始到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中，B球受到向右的彈力作用，小球的速度在增大，但受到向右的彈力在減小，所以加速度減小，彈簧的彈性勢(shì)能增在減小B球經(jīng)過(guò)原長(zhǎng)處繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于受到向左的拉力，小球的速度在減小，但受到向左的拉力在增大，所以加速度增大，彈簧的彈性勢(shì)能在增大答案：(1)加速度先減小到零后再反向增大(2)速度先增大后減小(3)彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大二十五、彈性勢(shì)能與其他形式能量的轉(zhuǎn)化設(shè)人由P點(diǎn)自由下落，a點(diǎn)是彈性繩原長(zhǎng)位置，c點(diǎn)是人所到達(dá)的最低點(diǎn)，b點(diǎn)是人靜止地懸吊著時(shí)的平衡位置，不計(jì)空氣阻力對(duì)人、彈性繩和地球組成的系統(tǒng)，下列說(shuō)法正確

8、的是()A從a點(diǎn)到b點(diǎn)的過(guò)程中，加速度方向與速度方向相反B從P點(diǎn)到b點(diǎn)的過(guò)程中，重力所做的功等于人克服彈力所做的功C從a點(diǎn)到c點(diǎn)的過(guò)程中，動(dòng)能和重力勢(shì)能的總和越來(lái)越小，動(dòng)能和彈性勢(shì)能的總和越來(lái)越大D從P點(diǎn)到c點(diǎn)的過(guò)程中，動(dòng)能和重力勢(shì)能的總和越來(lái)越大，動(dòng)能和彈性勢(shì)能的總和越來(lái)越小 解析：在b點(diǎn)重力與彈力平衡，人速度最大，在b點(diǎn)之上，人向下加速，所以加速度方向與速度方向相同，A錯(cuò)；從P點(diǎn)到b點(diǎn)的過(guò)程中重力做正功，彈力做負(fù)功，減少的重力勢(shì)能一部分轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，一部分轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，故B錯(cuò)；從a點(diǎn)到c點(diǎn)的過(guò)程中，重力做正功，彈力做負(fù)功，所以重力勢(shì)能減少，而彈性勢(shì)能增加，所以重力勢(shì)能與動(dòng)能的總和越來(lái)越小，

9、而動(dòng)能與彈性勢(shì)能的總和越來(lái)越大，C正確，D錯(cuò)誤答案：C解析：(1)圓珠筆、直尺、天平(2)將圓珠筆緊靠直尺豎直放在桌面上在桌面上將圓珠筆尾端壓緊，記下筆尖處的讀數(shù)l1.突然放開(kāi)圓珠筆，記下筆尖到達(dá)最高處的讀數(shù)l2.用天平測(cè)出圓珠筆的質(zhì)量m.(3)mg(l2l1)【反思總結(jié)】彈性勢(shì)能Ep的求解可通過(guò)求彈力做功求解， 依據(jù)是W彈Ep；也可以通過(guò)能量轉(zhuǎn)化來(lái)求，依據(jù)是E減E增.1在探究彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式時(shí)，下面猜想有一定道理的是()A重力勢(shì)能與物體被舉起的高度h有關(guān)，所以彈性勢(shì)能很可能與彈簧的長(zhǎng)度有關(guān)B重力勢(shì)能與物體被舉起的高度h有關(guān)，所以彈性勢(shì)能很可能與彈簧拉伸(或壓縮)的長(zhǎng)度有關(guān)C重力勢(shì)能與物

10、體所受的重力mg大小有關(guān)，所以彈性勢(shì)能很可能與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)D重力勢(shì)能與物體的質(zhì)量有關(guān)，所以彈性勢(shì)能很可能與彈簧的質(zhì)量大小有關(guān)解析：彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧的勁度系數(shù)和彈簧的形變量有關(guān)，與彈簧的長(zhǎng)度、質(zhì)量等因素?zé)o關(guān)答案：BC2兩只不同的彈簧A、B，勁度系數(shù)分別為k1、k2，并且k1k2，現(xiàn)在用相同的力從自然長(zhǎng)度開(kāi)始拉彈簧，當(dāng)彈簧處于平衡狀態(tài)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()AA的彈性勢(shì)能大BB的彈性勢(shì)能大C彈性勢(shì)能相同 D無(wú)法判斷答案：B解析：人一直在下落，故重力對(duì)人做正功，人的重力勢(shì)能不斷減小，A、B正確；橡皮繩不斷伸長(zhǎng)，彈力對(duì)人做負(fù)功，使橡皮繩的彈性勢(shì)能不斷增加，故C錯(cuò)誤；D正確答案：ABD答案：BC答案：C6在一次演示實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)壓緊的彈簧沿一粗糙水平面射出一個(gè)小物體，測(cè)得彈簧壓縮的距離d和小球在粗糙水平面上滑動(dòng)的距離x如下表所示由此表可以歸納出小物體滑動(dòng)的距離x跟彈簧壓