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5.5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式

閱讀第一,二段一、彈性勢(shì)能

1.彈性勢(shì)能發(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。1、彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式可能與哪幾個(gè)物理量有關(guān)?(類(lèi)比、猜想)二、探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式①與彈簧的形變量Δl,②勁度系數(shù)k有關(guān)k一定,Δl越大,彈性勢(shì)能越大Δl一定,k越大,彈性勢(shì)能越大我們用彈簧來(lái)探究物體的重力勢(shì)能與質(zhì)量和所處位置的高度有關(guān);質(zhì)量越大,所處位置越高,重力勢(shì)能就越大重力勢(shì)能重力做功入手類(lèi)比思想2.如何確定彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式?WG=EP1-EP2WG=mgh1-mgh2Ep=mgh重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增加,重力勢(shì)能增加的數(shù)量等于物體克服重力做的功重力做正功,重力勢(shì)能減少;重力勢(shì)能的減少的數(shù)量等于重力做的功3、研究彈簧的彈性勢(shì)能可研究什么力做功開(kāi)始?4.彈簧的彈力做的功與拉力所做的功有什么關(guān)系?拉力做的功等于克服彈簧的彈力做的功研究彈簧的彈力做功5、怎樣計(jì)算拉力所做的功?F為變力,不能用公式計(jì)算微元法能否用功的計(jì)算公式W=FLCOSa進(jìn)行計(jì)算?為什么?W1=F1ΔL1W2=F2ΔL2W3=F3ΔL3…WF=W1+W2+W3+…=F1ΔL1+F2ΔL2+F3ΔL3+…技能回顧

勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)與勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)位移的計(jì)算。

WF=W1+W2+W3+…

=F1ΔL1+F2ΔL2+F3ΔL3+…

思考:怎樣計(jì)算這個(gè)求和式?勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移怎么求勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移拉力做功的計(jì)算方法olFolFolFolF求變力做功的方法:=4、彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式說(shuō)明:L為彈簧的形變量【伸長(zhǎng)量或壓縮量】K為彈簧的勁度系數(shù)

EP=三、彈簧彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系彈簧彈力做正功,彈性勢(shì)能減少,彈性勢(shì)能的減少量等于彈力做的功彈簧彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加,彈性勢(shì)能的增加量等于克服彈力做的功回顧重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系1、我們的探究過(guò)程是怎樣的?(1)提出問(wèn)題:彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式是怎樣的?(2)猜想:彈性勢(shì)能可能與哪些因素有關(guān)?(3)彈性勢(shì)能與做功有什么關(guān)系?(4)怎樣計(jì)算拉力的功?(5)得出探究結(jié)果2、探究方法猜想與假設(shè).類(lèi)比.遷移.微元.圖象.數(shù)學(xué)推理等,這些都是科學(xué)探究的一般研究方法關(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)提示:由彈性勢(shì)能的定義和相關(guān)因素進(jìn)行判斷。(AB)解析: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。點(diǎn)悟: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)。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,都一定是發(fā)生了彈性形變

C、物體只要發(fā)生形變就一定有彈性勢(shì)能

D、彈簧的彈性勢(shì)能只跟彈簧的形變量有關(guān)練習(xí)多項(xiàng)練習(xí)如圖,在一次“蹦極”運(yùn)動(dòng)中,人由高空躍下到最低點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是:

A.重力對(duì)人做正功B.人的重力勢(shì)能減小了

C.“蹦極”繩對(duì)人做負(fù)功D.“蹦極”繩的彈性勢(shì)能增加了多項(xiàng)如圖所示,在光滑的水平面上有一物體,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)過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是:

A、彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小B、彈簧的彈性勢(shì)能逐漸增大C、彈簧的彈性勢(shì)能先增大再減小D、彈簧的彈性勢(shì)能先減小再增大練習(xí)單項(xiàng)BF在光滑的水平面上,物體A以較大的速度va向右運(yùn)動(dòng),與較小速度vb向同一方向運(yùn)動(dòng)的、連有輕質(zhì)彈簧的物體B發(fā)生相互作用,如圖所示。在相互作用的過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí):

A、va

>vbB、va

<vbC、va

=vbD、無(wú)法確定練習(xí)單項(xiàng)BAvAvB例2彈簧原長(zhǎng)為l0,勁度系數(shù)為k。用力把它拉到伸長(zhǎng)量為l,拉力所做的功為W1;繼續(xù)拉彈簧,使彈簧在彈性限度內(nèi)再伸長(zhǎng)l,拉力在繼續(xù)拉伸的過(guò)程中所做的功為W2。試求W1與W2的比值。提示利用F—l圖象分析。解析拉力F與彈簧的伸長(zhǎng)量l成正比,故在F—l圖象中是一條傾斜直線(xiàn),如圖5—33所示,直線(xiàn)下的相關(guān)面積表示功的大小。其中,線(xiàn)段OA下的三角形面積表示第一個(gè)過(guò)程中拉力所做的功W1,線(xiàn)段AB下的梯形面積表示第二個(gè)過(guò)程中拉力所做的功W2。顯然,兩塊面積之比為1︰3,即W1︰W2=1︰3。BFOll

2lA點(diǎn)悟上述解法采用了教材探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的研究方法,即應(yīng)用F—l

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