《優(yōu)化方案》2013年人教版物理必修二第七章第五節(jié)《探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式》課件

第五節(jié)探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式目標(biāo)導(dǎo)航學(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．新知初探·自主學(xué)習(xí)

一、彈性勢(shì)能1.定義：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．2.產(chǎn)生條件：物體發(fā)生______形變．彈力彈性二、彈性勢(shì)能的表達(dá)式[自主探究]彈性勢(shì)能的表達(dá)式與哪些量有關(guān)？猜想：與重力勢(shì)能類比(1)彈性勢(shì)能大小與彈簧形變量大小有關(guān)，形變量越大彈性勢(shì)能越_____；(2)彈性勢(shì)能大小與彈簧的勁度系數(shù)k有關(guān)，在形變量相同時(shí)，k越大彈性勢(shì)能越_____．大大成功發(fā)現(xiàn)彈簧彈性勢(shì)能的表達(dá)式為：W＝________．要點(diǎn)探究·講練互動(dòng)要點(diǎn)1對(duì)彈性勢(shì)能的理解特別提醒：(1)對(duì)于同一個(gè)彈簧伸長(zhǎng)和壓縮相同的長(zhǎng)度時(shí)彈性勢(shì)能是一樣的．(2)彈性勢(shì)能具有相對(duì)性，通常取彈簧處于原長(zhǎng)處彈性勢(shì)能為零．不論零勢(shì)能位置選在何處，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，彈性勢(shì)能最?。?2012·南京高一檢測(cè))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)能例1【精講精析】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)該減小，當(dāng)它變短時(shí)，它的彈性勢(shì)能應(yīng)該增大，在原長(zhǎng)處它的彈性勢(shì)能最小，A、B錯(cuò)誤；形變量相同時(shí)，k越大的彈簧，它的彈性勢(shì)能越大，C正確；彈簧無論拉伸還是壓縮其彈性勢(shì)能決定于其形變量的大小，與是拉伸還是壓縮無關(guān)，D錯(cuò)誤．【答案】

C【規(guī)律方法】彈性勢(shì)能具有相對(duì)性，但其變化量具有絕對(duì)性，因此在判斷彈性勢(shì)能的變化時(shí)不必考慮零勢(shì)能位置；彈性勢(shì)能的變化只與彈力做功有關(guān)，彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增大，反之則減?。兪接?xùn)練1.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)解析：選AB.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.要點(diǎn)2彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系W彈的正、負(fù)Ep的變化及ΔEp的正、負(fù)W彈與ΔEp的關(guān)系彈力做正功＋Ep減少，ΔEp＝Ep2－Ep1<0W彈＝－ΔEp彈力做負(fù)功－Ep增加，ΔEp＝Ep2－Ep1>0彈簧原長(zhǎng)l0＝15cm，受拉力作用后彈簧逐漸伸長(zhǎng)，當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)到l1＝20cm時(shí)，作用在彈簧上的力為400N，問：(1)彈簧的勁度系數(shù)k為多少？(2)在該過程中彈力做了多少功？(3)彈簧的彈性勢(shì)能變化了多少？【思路點(diǎn)撥】

(1)F－l圖象中的“面積”表示彈力所做的功；(2)彈簧彈性勢(shì)能的增加等于克服彈力所做的功．例2圖7－5－2(3)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，ΔEp＝10J.【答案】

(1)8000N/m

(2)－10J

(3)10J變式訓(xùn)練2.一根彈簧的彈力—位移圖線如圖7－5－3所示,那么彈簧由伸長(zhǎng)量8cm到伸長(zhǎng)量4cm的過程中,彈力做功和彈性勢(shì)能的變化量為(

)圖7－5－3A．3.6J，－3.6JB．－3.6J，3.6JC．1.8J，－1.8JD．－1.8J，1.8J熱點(diǎn)示例·創(chuàng)新拓展彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能的比較物理量比較內(nèi)容彈性勢(shì)能重力勢(shì)能相對(duì)性彈性勢(shì)能與零勢(shì)能位置的選取有關(guān)，但變化量與零勢(shì)能位置的選取無關(guān)重力勢(shì)能的大小與零勢(shì)能面的選取有關(guān)，但變化量與零勢(shì)能面的選取無關(guān)系統(tǒng)性彈性勢(shì)能是彈簧本身具有的能量重力勢(shì)能是物體與地球這一系統(tǒng)所共有的物理量比較內(nèi)容彈性勢(shì)能重力勢(shì)能功能關(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，又由物體的初、末位置來決定．同屬機(jī)械能的范疇，在一定條件下可相互轉(zhuǎn)化[經(jīng)典案例]

(2012·汕頭高一檢測(cè))如圖7－5－4所示,水平地面上固定一豎直輕質(zhì)彈簧，有一物體由彈簧正上方某位置豎直下落,從與彈簧接觸后物體繼續(xù)下落到速度變?yōu)榱愕倪^程中(

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圖7－5－4A．物體的重力對(duì)物體做正功B．物體的重力勢(shì)能逐漸增大C．彈簧的彈力對(duì)物體做負(fù)功D．彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小【解題樣板】下落過程中,物體的高度變低,重力對(duì)物體做正功,