2022-2023年人教版(新課標(biāo))高中物理必修2 第7章機(jī)械能守恒定律第5節(jié)探究彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式課件

1第七章守機(jī)械能守恒定律5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式2學(xué)習(xí)目標(biāo)通過(guò)實(shí)例與動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)彈性勢(shì)能。2.通過(guò)類(lèi)比重力勢(shì)能表達(dá)式的推導(dǎo)過(guò)程，探究彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式，體會(huì)探究過(guò)程中的科學(xué)方法。頭腦風(fēng)暴思考：拉長(zhǎng)的箭弦、壓彎的跳板，壓彎的撐桿有什么共同點(diǎn)？彈性形變—彈力4動(dòng)動(dòng)手有魔力的橡皮筋想一想：橡皮筋具有魔力的秘密是什么？彈性形變—彈力5動(dòng)動(dòng)手試一試：為什么松手后圓珠筆會(huì)跳起來(lái)？頭腦風(fēng)暴思考：發(fā)生彈性形變的物體是如何使另一物體運(yùn)動(dòng)的？牛頓力學(xué)角度：彈性形變彈力加速度改變運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能量角度：彈性形變內(nèi)有彈力某種能量動(dòng)能彈性勢(shì)能7一.彈性勢(shì)能的定義

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，也具有勢(shì)能，這種勢(shì)能叫做彈性勢(shì)能。8二.提出彈性勢(shì)能的問(wèn)題關(guān)于彈性勢(shì)能，我們需要知道哪些知識(shí)？彈性勢(shì)能的大小與哪些因素有關(guān)？怎么計(jì)算彈性勢(shì)能的大?。坑袥](méi)有什么表達(dá)式？能解決什么？……簡(jiǎn)化——從最簡(jiǎn)單最基本的研究對(duì)象入手——彈簧的彈性勢(shì)能??AB9三.探究彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式問(wèn)題1：彈性勢(shì)能的表達(dá)式可能與哪幾個(gè)物理量有關(guān)？與彈簧的形變量有關(guān)與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)對(duì)與同一根彈簧，伸長(zhǎng)量l越大長(zhǎng)，彈性勢(shì)能越大。伸長(zhǎng)量l相同，勁度系數(shù)k越大，彈性勢(shì)能也越大。10三.探究彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式問(wèn)題2：怎么探究彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式？1.猜想：2.分析：重力G是恒力彈簧的彈力F=kl是變力根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析，最有可能是哪個(gè)？要證明你的“猜想”，該怎么辦？？11三.探究彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式問(wèn)題2：怎么探究彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式？(類(lèi)比重力勢(shì)能)分析重力做功重力勢(shì)能與重力做功有關(guān)重力勢(shì)能EP=mgh重力勢(shì)能與m和h有關(guān)分析彈力做功彈性勢(shì)能與彈力做功有關(guān)彈性勢(shì)能EP=？彈性勢(shì)能與k和l有關(guān)我特別喜歡這些類(lèi)比——我的最可靠的老師，因?yàn)樗芙o我們揭開(kāi)自然界的各種秘密?！_(kāi)普勒12三.探究彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式彈力做正功，彈性勢(shì)能減少；彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加。重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加。說(shuō)一說(shuō)：彈力做功和彈性勢(shì)能的變化有什么關(guān)系？通常取地面為零勢(shì)能面通常取彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能為零問(wèn)題轉(zhuǎn)換：求能先求功13三.探究彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式探一探：怎樣計(jì)算彈簧彈力做功（1）創(chuàng)設(shè)情境：緩慢拉動(dòng)彈簧轉(zhuǎn)化法——緩慢拉動(dòng)的過(guò)程中，拉力做的功等于克服彈力所做的功，等于彈性勢(shì)能的增加量怎樣解決這個(gè)難題？拉力F

是恒力嗎？能用公式W=Flcosa計(jì)算嗎？（2）思考討論：14三.探究彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式（3）聯(lián)想I：從A到B分成很多小段微分思想（微元法）Δl1,Δl2,Δl3…

F1,F2,F3…

轉(zhuǎn)化思想（化變?yōu)楹悖￤1=F1Δl1

W2=F2Δl2

W3=F3Δl3…彈力在全過(guò)程中所做的功是:W=W1+W2+W3+…+Wn

F1Δl1+F2Δl2+F3Δl3+…+FnΔln=積分思想這個(gè)式子怎樣求和？15三.探究彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式（4）聯(lián)想II：勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系v0vOttv0vOttv0vOttv0vOtt16三.探究彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式（5）遷移：拉力做功與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系F拉=kllF拉OllΔl1Δl2Δl3Δl5Δl4F2F3F4F5F1

拉力所做的功等于圖線與橫軸所圍的面積！17三.探究彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式（5）得出結(jié)論：olF拉力所做的功等于圖線與橫軸所圍的面積拉力做功的表達(dá)式：彈力做功的表達(dá)式：彈力勢(shì)能的表達(dá)式：彈簧的勁度系數(shù)彈簧的伸長(zhǎng)量或壓縮量彈簧的彈性勢(shì)能【例1】如圖所示，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)能減小，彈性勢(shì)能增大

B．重力勢(shì)能增大，彈性勢(shì)能減小

C．重力勢(shì)能減小，彈性勢(shì)能減小

D．重力勢(shì)能不變，彈性勢(shì)能增大課堂訓(xùn)練A【例1】如圖所示，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)能減小，彈性勢(shì)能增大

B．重力勢(shì)能增大，彈性勢(shì)能減小

C．重力勢(shì)能減小，彈性勢(shì)能減小

D．重力勢(shì)能不變，彈性勢(shì)能增大課堂訓(xùn)練A【例2】一物體以初速度v0沖向與豎起墻壁相連的輕質(zhì)彈簧，墻壁與物體間的彈簧被物體壓縮，在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是：（）

A.物體對(duì)彈簧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，彈力做的功不等

C