课件16张PPT。7.5探究弹性势能的表达式 发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能,这种势能叫做弹性势能。一、弹性势能的概念 发生弹性形变的弹簧具有一定的能量。探究弹性势能的表达式影响弹性势能的因数猜想:弹性势能的大小可能与哪些因素有关?弹性势能的大小与形变量有关弹性势能的大小与劲度系数有关探究 :弹性势能表达式怎样?猜一猜:
弹性势能的表达式可能会是怎样的?想一想:
应该怎样着手进行研究得出弹性势能的表达式?联想:研究重力势能先研究了什么?重力做功弹力势能的变化重力势能的变化?弹力做功重力做正功,重力势能减小
重力做负功,重力势能增加弹力做正功,弹性势能减小
弹力做负功,弹性势能增加类比:设置情景:缓慢拉动弹簧时,弹力与拉力等大反向,可先求拉力做功怎样求弹力做的功?F拉=F =k X图像法:平均力法:F拉 = k Δx拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积△Ep =EP2-EP1WF=-△Ep重力势能有相对性,弹性势能也有相对性吗 能否规定弹簧任意长度时的势能为零势能?弹性势能具有相对性(一般原长时的弹性势能为0)思考:弹性势能也有正负之分吗?弹性势能具有系统性?弹性势能的表达式(原长时的弹性势能为0)
探究 :弹性势能与拉力做功有什么关系? 类比重力所做的功与重力势能的关系:分析:弹力做正功,则弹性势能减少;
弹力作负功,则弹性势能增加。
弹力做功的多少跟弹性势能变化的多少具有等量关系 。弹性势能与重力势能的异同 例 弹簧自然长度在0点,右侧有个质量不计的小球,当用力拉至B点释放后,小球将在B、A间左右振动起来,试分析小球由B→A的振动过程中的加速度,速度,弹性势能变化. 一物体以初速度v0冲向与竖起墙壁相连的轻质弹簧,墙壁与物体间的弹簧被物体压缩,在此过程中,下列说法正确的是:( )
A、物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比
B、物体向墙壁运动相同的位移,弹力做的功不等
C、弹力做正功,弹簧的弹性势能减小
D、弹力做负功,弹簧的弹性势能增加如图所示,在光滑水平面上有A、B两球,中间连一弹簧,A球固定,今用手拿住B球将弹簧压缩一定距离,然后释放B球,在B球向右运动到最大距离的过程中,(1)B球的加速度怎样变化?(2)B球的速度怎样变化?(3)弹簧的弹性势能怎样变化? 如图所示,一竖直弹簧下端固定于水平地面上,小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端,经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处,则( )A.h愈大,弹簧在A点的压缩量愈大
B.弹簧在A点的压缩量与h无关
C.h愈大,最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大
D.小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大B 如图5—34所示,劲度系数为k的轻质弹簧一端固定,另一端与物块拴接,物块放在光滑水平面上。现用外力缓慢拉动物块,若外力所做的功为W,则物块移动了多大的距离? 提示 外力所做的功等于弹簧弹性势能的增加。 所以,弹簧的伸长量亦即物块移动的距离
解析: 若以Ep表示弹簧最终的弹性势能,则外力所做 的功F