河北省淶水波峰中學人教版高一物理必修二導學案75探究彈性勢能的表達式

§7.5探究彈性勢能的表達式（課前預習案A）20172018學年第二學期第號備課組長簽字教研組長簽字：編寫人：曾海城班級：第組姓名：分數(shù)：成功者學習別人的經(jīng)驗，一般人學習自己的經(jīng)驗?！緦W習目標】1、知道探究彈性勢能的表達式的思路。2、理解彈性勢能的概念，會分析決定彈性勢能大小的相關因素。3、體會探究過程中的猜想、分析和轉化的方法。4、領悟求彈力做功時通過無限分割的思想方法?！咀灾鲗W習】一、彈性勢能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能．2．探究彈性勢能表達式的思路：通過分析______做功的情況，探究彈性勢能的表達式．二、彈性勢能(變化)大小探究1．彈力做功與彈性勢能變化的關系2．“化變?yōu)楹恪鼻罄ψ龉Γ篧總＝______________________________________________________________________________________________________________3．“Fl”圖象面積的意義：表示________的值．【深化探究】一、對彈性勢能的理解1．系統(tǒng)性：彈性勢能是發(fā)生彈性形變的物體上所有質點因相對位置改變而具有的能量，因而彈性勢能是整個系統(tǒng)所具有的．2．相對性：彈性勢能的大小與選定的零勢能位置有關，對于彈簧，一般規(guī)定彈簧處于原長時的勢能為零．3．對于同一彈簧，伸長和壓縮相同的長度時彈性勢能相同．例1關于彈性勢能，下列說法中正確的是()A．只有彈簧發(fā)生彈性形變時才具有彈性勢能，其他物體發(fā)生彈性形變時是不會有彈性勢能的B．彈簧伸長時有彈性勢能，壓縮時沒有彈性勢能C．在彈性限度范圍內，同一個彈簧形變量越大，彈性勢能就越大D．火車車廂底下的彈簧比自行車座底下的彈簧硬，則將它們壓縮相同的長度時，火車車廂底下的彈簧具有的彈性勢能小二、彈性勢能與彈力做功的關系1．關系：彈力做功是彈性勢能變化的唯一量度．彈力做多少正功，彈性勢能就減少多少；彈力做多少負功，彈性勢能就增加多少．2．表達式：W彈＝－ΔEp＝Ep1－Ep2.例2一根彈簧的彈力F與伸長量x的關系圖象如圖3所示，那么彈簧由伸長量8cm到伸長量4cm的過程中，彈力做的功和彈性勢能的變化量為()圖3A．3.6J，－3.6JB．－3.6J,3.6JC．1.8J，－1.8JD．－1.8J,1.8J課后雙基訓練B1．關于彈性勢能和重力勢能，下列說法正確的是()A．重力勢能屬于物體和地球這個系統(tǒng)，彈性勢能屬于發(fā)生彈性形變的物體B．重力勢能是相對的，彈性勢能是絕對的C．重力勢能和彈性勢能都是相對的D．重力勢能和彈性勢能都是狀態(tài)量2.如圖1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程中，小明的重力勢能、彈簧的彈性勢能的變化是()A．重力勢能減少，彈性勢能增大B．重力勢能增大，彈性勢能減少C．重力勢能減少，彈性勢能減少D．重力勢能不變，彈性勢能增大3.一豎直彈簧下端固定于水平地面上，小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上端，如圖2所示，經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點A處，則()A．h越大，彈簧在A點的壓縮量越大B．彈簧在A點的壓縮量與h無關C．h越大，最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能越大D．小球第一次到達A點時彈簧的彈性勢能比最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能大4.如圖3所示，質量相等的兩木塊中間連有一彈簧，今用力F緩慢向上提A，直到B恰好離開地面．開始時物體A靜止在彈簧上面．設開始時彈簧的彈性勢能為Ep1，B剛要離開地面時，彈簧的彈性勢能為Ep2，則關于Ep1、Ep2大小關系及彈性勢能變化ΔEp說法中正確的是()A．Ep1＝Ep2B．Ep1＞Ep2C．ΔEp＞0 D．ΔE5.某同學在桌面上用一個小鋼球和一個彈簧來探究彈簧的彈性勢能．彈簧一端固定(如圖4所示)，另一端用鋼球壓縮彈簧后釋放，鋼球被彈出后落地．當他發(fā)現(xiàn)彈簧壓縮得越多，鋼球被彈出得越遠，由此能得出的結論應是()A．彈性勢能與形變量有關，形變量越大，彈性勢能越大B．彈性勢能與形變量有關，形變量越大，彈性勢能越小C．彈性勢能與勁度系數(shù)有關，勁度系數(shù)越大，彈性勢能越大D．彈性勢能與勁度系數(shù)有關，勁度系數(shù)越大，彈性勢能越小6．在一次“蹦極”運動中，人由高空落下到降至最低點的整個過程中，下列說法中正確的是()A．重力對人做正功B．人的重力勢能減少了C．橡皮繩對人做負功D．橡皮繩的彈性勢能減少了7.如圖7所示，質量不計的彈簧一端固定在地面上，彈簧豎直放置，將一小球從距彈簧自由端高度分別為h1、h2的地方先后由靜止釋放，h1>h2，小球觸到彈簧后向下運動壓縮彈簧，從開始釋放小球到獲得最大速度的過程中，小球重力勢能的減少量ΔE1、ΔE2的關系及彈簧彈性勢能的增加量ΔEp1、ΔEp2的關系中，正確的一組是()A．ΔE1＝ΔE2，ΔEp1＝ΔEp2B．ΔE1>ΔE2，ΔEp1＝ΔEp2C．ΔE1＝ΔE2，ΔEp1>ΔEp2D．ΔE1>ΔE2，ΔEp1>ΔEp28．彈簧原長l0＝15cm，受拉力作用后彈簧逐漸伸長，當彈簧伸長到l1＝20cm時，作用在彈簧上的力為400N.(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)彈簧的彈性勢能變化了多少？答案精析第6講探究彈性勢能的表達式課前預習案A一、1.彈力2．彈力二、1.減少增加2．F1Δl1＋F2Δl2＋…＋FnΔln3．彈力功例1C[所有發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能，A錯；彈簧伸長和壓縮時都具有彈性勢能，B錯；根據(jù)彈性勢能的表達式Ep＝eq\f(1,2)kx2，C對；火車車廂底下的彈簧比自行車車座底下的彈簧勁度系數(shù)大，所以壓縮相同長度時火車車廂底下的彈簧具有的彈性勢能大，D錯．]例2C[Fx圖象中圖線與x軸圍成的“面積”表示彈力做的功．W＝eq\f(1,2)×0.08×60J－eq\f(1,2)×0.04×30J＝1.8J，此過程彈力做正功，彈簧的彈性勢能減小1.8J，故只有C選項正確．]課后雙基訓練B1．ACD[重力勢能具有系統(tǒng)性，彈性勢能只屬于發(fā)生彈性形變的物體，故A對，重力勢能和彈性勢能都是相對的，且都是狀態(tài)量，故B錯，C、D對．]2．A[彈簧向下壓縮的過程中，彈簧壓縮量增大，彈性勢能增大；重力做正功，重力勢能減少，故A正確．]3．B[最終小球靜止在A點時，通過受力分析，小球受自身重力mg與彈簧的彈力kx大小相等，由mg＝kx得，彈簧在A點的壓縮量x與h無關，彈簧彈性勢能與h無關．]4．A[開始時彈簧形變量為x1，有kx1＝mg，則設B離開地面時形變量為x2，有kx2＝mg.由于x1＝x2所以Ep1＝Ep2，ΔEp＝0，A對．]5．A6．ABC[在“蹦極”運動中，人由高空落下到最低點的過程中，重力方向和位移方向均向下，重力對人做正功，重力勢能減少，A、B正確；在人和橡皮繩相互作用的過程中，橡皮繩對人的拉力向上，人的位移方向向下，橡皮繩的拉力對人做負功，橡皮繩的彈性勢能增加，C正確，D錯誤．]7．B[速度最大的條件是彈力等于重力即kx＝mg，即達到最大速度時，彈簧形變量x相同．兩種情況下，對應于同一位置，則ΔEp1＝ΔEp2，由于h1>h2，所以ΔE1>ΔE2，B對．]8．(1)8000N/m(2)－10J(3)增加了10J解析(1)k＝eq\f(F,l)＝eq\f(400,0.2－0.15)