海头高级中学2012–2013学年高一下学期物理《第七章探究弹性势能的表达式》课件.ppt

* 第五节　探究弹性势能的表达式学.科.网 目标导航 学习目标：1.知道探究弹性势能表达式的思路． 2．理解弹性势能的概念，会分析决定弹性势能大小的相关因素． 3．体会探究过程中的猜想、分析和转化的方法, 4．领悟求弹力做功时通过细分过程化变力为恒力的思想方法． 重点难点：弹力做功的计算方法及弹力做功与弹性势能变化的关系． 学.科.网 新知初探·自主学习 一、弹性势能 1.定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有______的相互作用而具有的势能． 2.产生条件：物体发生______形变．学.科.网 弹力 弹性 二、弹性势能的表达式 [自主探究] 弹性势能的表达式与哪些量有关？ 猜想：与重力势能类比 (1)弹性势能大小与弹簧形变量大小有关，形变量越大弹性势能越_____； (2)弹性势能大小与弹簧的劲度系数k有关，在形变量相同时，k越大弹性势能越_____． 大 大 学.科.网 成功发现 弹簧弹性势能的表达式为：W＝________．学.科.网 要点探究·讲练互动 对弹性势能的理解 特别提醒：(1)对于同一个弹簧伸长和压缩相同的长度时弹性势能是一样的． (2)弹性势能具有相对性，通常取弹簧处于原长处弹性势能为零．不论零势能位置选在何处，弹簧处于原长时，弹性势能最小．学.科.网 (2012·南京高一检测)关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是(　　) A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大 B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小 C．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大 D．弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能 例1 【精讲精析】　弹簧的弹性势能的大小，除了跟劲度系数k有关外，还跟它的形变量(拉伸或压缩的长度)有关,如果弹簧原来处在压缩状态,当它变长时，它的弹性势能应该减小，当它变短时，它的弹性势能应该增大，在原长处它的弹性势能最小，A、B错误；形变量相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大，C正确；弹簧无论拉伸还是压缩其弹性势能决定于其形变量的大小，与是拉伸还是压缩无关，D错误．学.科.网 【答案】　C 【规律方法】　弹性势能具有相对性，但其变化量具有绝对性，因此在判断弹性势能的变化时不必考虑零势能位置；弹性势能的变化只与弹力做功有关，弹力做负功，弹性势能增大，反之则减小． 变式训练 1.关于弹性势能，下列说法中正确的是(　　) A．任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能 B.任何具有弹性势能的物体,一定发生了弹性形变 C．物体只要发生形变，就一定具有弹性势能 D．弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关 学.科.网 解析：选AB.由弹性势能的定义和相关因素进行判断．发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力作用而具有的势能,叫做弹性势能．所以,任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能,任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变．物体发生了形变,若是非弹性形变，无弹力作用,则物体就不具有弹性势能．弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关外,还跟弹簧劲度系数的大小有关．正确选项为A、B. 弹力做功与弹性势能变化的关系 W弹的 正、负 Ep的变化及ΔEp的正、负 W弹与ΔEp的关系 弹力做正功 ＋ Ep减少，ΔEp＝Ep2－Ep10 W弹＝－ΔEp 弹力做负功 － Ep增加，ΔEp＝Ep2－Ep10 弹簧原长l0＝15 cm，受拉力作用后弹簧逐渐伸长，当弹簧伸长到l1＝20 cm时，作用在弹簧上的力为400 N，问： (1)弹簧的劲度系数k为多少？ (2)在该过程中弹力做了多少功？ (3)弹簧的弹性势能变化了多少？ 【思路点拨】　(1)F－l图象中的“面积”表示弹力所做的功；(2)弹簧弹性势能的增加等于克服弹力所做的功． 例2 图7－5－2 学.科.网 (3)弹力F做负功，则弹簧弹性势能增加，且做功的多少等于弹性势能的变化量，ΔEp＝10 J. 【答案】　(1)8000 N/m　(2)－10 J　(3)10 J 变式训练 2.一根弹簧的弹力—位移图线如图7－5－3所示,那么弹簧由伸长量8 cm到伸长量4 cm的过程中,弹力做功和弹性势能的变化量为(　　) 图7－5－3 * 探究思路：通过计算对弹簧拉力做的功来探究弹性势能的表达式．探究过程：如图7－5－1所示把劲度系数为k的弹簧从原长处A点拉长到B点弹簧伸长l则拉力做功为：W＝l＝______． 图7－5－1 kl2 kl2 1.弹性势能的产生原因 2.弹性势能的影响因素 3.弹性势能表达式：E＝为弹簧的伸长或压缩量． 【精讲精析】　(1)据胡克定律F＝kl得＝ N/m＝8000 N/m. (2)由于F＝kl作出F－l图象如图7－5－2所示求出图中阴影面积即为弹力做功的绝对值