【課件】彈性勢(shì)能+課件高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊(cè)

第八章機(jī)械能守恒定律第二節(jié)

第2課時(shí)

彈性勢(shì)能思考與討論

物體與地球組成的系統(tǒng)使物體受到重力，而具有重力勢(shì)能。那么物體與彈簧組成的系統(tǒng)使物體受到彈力，物體也會(huì)具有一定的能量。

請(qǐng)同學(xué)們思考：彈性勢(shì)能與什么有關(guān)？

【提示】彈性形變才具有彈性勢(shì)能，發(fā)生形變的物體不一定具有彈性勢(shì)能。思考與討論Fl

彈簧在拉力F的作用下緩慢移動(dòng)了l的距離(在彈性限度內(nèi)），求彈力做的功。

思考與討論FlW＝F1ΔL1＋F2ΔL2＋F3ΔL3＋F4ΔL4＋F5ΔL5如何求變力做的功？我們可以把彈簧拉伸的過(guò)程分成很多小段在各個(gè)小段上，彈力可近似認(rèn)為是不變的F1、F2、F3…

微分思想積分思想ΔL1ΔL2ΔL3ΔL5ΔL4F彈

思考與討論FlF0lΔl1Δl2Δl3Δl5Δl4F2F3F4F5F1F=

kl拉力所做的功等于圖線與橫軸所圍的面積W＝

kl

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彈性勢(shì)能2.公式：

1.定義：發(fā)生彈性形變的物體提供的能量。3.性質(zhì)：①相對(duì)性：彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)為零勢(shì)能點(diǎn)。②系統(tǒng)性：彈性勢(shì)能是整個(gè)系統(tǒng)所具有的。彈性勢(shì)能v04.彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系：

小球以初速度v0沿光滑平面運(yùn)動(dòng)，與固定彈簧接觸后壓縮彈簧,至最短處后又被反向彈回。（1）壓縮彈簧過(guò)程中：（2）彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)過(guò)程中：彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增大。彈力做正功，彈性勢(shì)能減小。vFvF

彈性勢(shì)能1.（多選）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，在壓縮彈簧的過(guò)程中以下說(shuō)法正確的是(

)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)連續(xù)兩段相同的位移，彈力做的功不相等C．彈簧的彈力做正功，彈性勢(shì)能減小D．彈簧的彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加BD課堂練習(xí)課堂練習(xí)2.（多選）如圖所示，彈簧的一端固定在墻上，另一端在水平力F作用下緩慢拉伸了x。關(guān)于拉力F、彈性勢(shì)能Ep隨伸長(zhǎng)量x的變化圖象正確的是(

)AD課堂練習(xí)3.如圖所示，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．小球的重力勢(shì)能逐漸減小C．彈簧的彈性勢(shì)能先逐漸增大再逐漸減小D．小球的加速度逐漸增大B課堂練習(xí)4.勁度系數(shù)分別為kA＝200N/m和kB＝300N/m的彈簧A和B連接在一起，拉長(zhǎng)后將兩端固定，如圖所示，彈性勢(shì)能EpA、EpB的關(guān)系是()A．EpA＝EpB B．EpA>EpBC．EpA<EpB D．無(wú)法比較EpA、EpB的大小B5.一根彈簧的彈力(F)—伸長(zhǎng)量(x)圖線如圖所示，那么彈簧由伸長(zhǎng)量8cm到伸長(zhǎng)量4cm的過(guò)程中，彈力做功和彈性勢(shì)能的變化量為()A．3.6J，－3.6J B．－3.6J,3.6JC．1.8J，－1.8J D．－1.8J,1.8J課堂練習(xí)C6.（多選）如圖所示，一輕彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速地釋放，讓它自由擺下，不計(jì)空氣阻力，在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過(guò)程中()A．重力做正功，彈力不做功B．重力做正功，彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加C．若用與彈簧原長(zhǎng)相等的細(xì)繩代替彈簧后，重力做正功，彈力不做功D．若用與彈簧原長(zhǎng)相等的細(xì)繩代替彈簧后，重力做功不變，彈力不做功課堂練習(xí)BC7.（多選）如圖所示，質(zhì)量相等的A、B兩物體之間連接一輕彈簧，豎直放在水平地面上，今用力F緩慢向上拉A，直到B剛要離開(kāi)地面。設(shè)開(kāi)始時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep，B剛要離開(kāi)地面時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep'，則關(guān)于Ep、Ep'大小關(guān)系及彈性勢(shì)能變化ΔEp的說(shuō)法中正確的是()A．Ep＝Ep' B．Ep1>Ep'C．ΔEp>0 D．ΔEp＝0課堂練習(xí)AD課堂練習(xí)8.如圖所示，水平彈簧的勁度系數(shù)是k＝500N/m，現(xiàn)用一外力推處于光滑水平面上的物塊，使彈簧壓縮10cm時(shí)物塊靜止。彈簧與物塊未連接，突然撤去外力F，物塊被彈開(kāi)，那么彈簧對(duì)物塊做了多少功？【答案】2.5J【解析】物塊被彈開(kāi)的過(guò)程中，彈力做功，做功的多少等于彈性勢(shì)能的減少量W彈＝－ΔEp＝2(1)kx2＝2(1)×500×0.12J＝2.5J。課堂練習(xí)9.彈簧原長(zhǎng)10＝15cm，受拉力作用后彈簧逐漸伸長(zhǎng)，當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)到11＝20cm時(shí)，作用在彈簧上的力為400N，問(wèn)：(1)彈簧的勁度系數(shù)k為多少？(2)在該過(guò)程中彈力做了多少功？(3)彈簧的彈性勢(shì)能變化了多少？(1)彈簧的勁度系數(shù)k為多少？【答案】8000N/m【解析】根據(jù)胡克定律F＝kx得k＝x(F)＝11－10(F)＝0.20－0.15(400)N/m＝8000N/m.(2)在該過(guò)程中彈力做了多少功？【答案】－10J【解析】由F＝kx，作出F-x圖象如圖所示，求出圖中的陰影面積，即為彈力做功的絕對(duì)值，由于在伸長(zhǎng)過(guò)程中彈力F的方向與位移x的方向相反，故彈力F在此過(guò)程中做負(fù)功，W＝－2(1)×0.05×400J＝－10J.(3)彈簧的彈性勢(shì)能變化了多少？【答案】增加10J【解析】彈力F做負(fù)功，則彈簧彈性勢(shì)能增加，且做功的多少等于彈性勢(shì)能的變化量，所以ΔEp＝10J.課堂練習(xí)10.如圖所示，放在地面上的木塊與一勁度系數(shù)k＝200N/m的輕質(zhì)彈簧相連?，F(xiàn)用手水平拉彈簧，拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)x1＝0.2m，木塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)拉彈簧，木塊緩慢移動(dòng)了x2＝0.4m，求：(1)上述過(guò)程中拉力所做的功；(2)此過(guò)程彈簧彈性勢(shì)能的變化量。課堂練習(xí)【解析】(1)木塊緩慢移動(dòng)時(shí)彈簧的拉力F＝kx1＝200×0.2N＝40N，由題意作出F－x圖象如圖所示，在木塊運(yùn)動(dòng)之前，彈簧彈力隨彈簧伸長(zhǎng)量的變化是線性關(guān)系，木塊緩慢移動(dòng)時(shí)彈簧彈力不變，圖線與橫軸所圍梯形面積即為拉力所做的功，即W＝2(1)×(0.6＋0.4)×40J＝