江苏省涟水县第一中学人教版高中物理必修二学案：7.5 探究弹性势能的表达式（无答案）
文档属性
| 名称 | 江苏省涟水县第一中学人教版高中物理必修二学案：7.5 探究弹性势能的表达式（无答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 86.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-08-30 06:59:36 | ||
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文档简介
5、探究弹性势能的表达式
【学习目标】
1巩固和应用重力势能的概念；了解弹性势能的概念和特点；会利用提供的器材对弹性势能作实验探究。
2用类比的方法了解弹性势能，尝试利用图象和实验分别对弹性势能的表达式进行理论和实验两方面的探究，从而认识科学探究的意义，了解物理学的研究方法在物理学发展过程中的作用。
【知识要点】
阅读材料一，通过弹性势能和重力势能的比较认识弹性势能
物体因发生弹性形变而具有的势能，这种势能叫做弹性势能。物体发生弹性形变的时候，物体的各个部分之间发生弹力的相互作用。正像地球和物体之间由于有重力的相互作用，因而地球和物体组成的系统具有重力势能一样，发生弹性形变的物体的各个部分之间由于有弹力的相互作用，因而由这些部分组成的系统，亦即发生弹性形变的物体本身，就具有弹性势能。
任何发生了弹性形变的物体都具有弹性势能。卷紧了的发条，拉长或压缩了的弹簧，拉弯了的弓，正在击球的网球拍或羽毛球拍，正在支撑运动员上跳的撑竿等等，都具有弹性势能。
弹性势能和弹力做功密切相关，它们的关系类似于重力势能和重力做功的关系。
弹簧的弹性势能跟弹簧被压缩或拉伸的长度有关系。一个没有被压缩或拉伸的弹簧，弹性势能为零。弹簧被压缩或拉伸的时候，它被压缩或拉伸得越大，克服弹力所做的功越多，弹簧的弹性势能就越大。另外，弹簧的弹性势能还跟弹簧的劲度系数有关系。不同的弹簧被压缩或拉伸相同的长度，劲度系数越大，克服弹力做的功越多，因而弹簧的弹性势能就越大。
重力势能
弹性势能
由于物体被举高
（由于弹簧发生弹性形变）
与重力做功相关
（与弹力做功有关）
Ep
=mgh
阅读材料二（课本第62～63页），设计理论探究方案
弹性势能的表达式可能与哪些物理量有关？（劲度系数k、弹性形变量l）
弹性势能的变化与弹力所做的功有什么关系？（功是能量变化的量度）
复习利用匀变速直线运动的v-t图象求位移，思考怎样利用F-/图象计算弹力这个变力所做的功？
…
由功能关系可知，如果对弹簧做功，弹簧的弹性势能就增加。取弹簧不发生弹性形变时的弹性势能为零势能，则上述③式的结果就是弹簧弹性形变为l时所具有的弹性势能，即
【课堂探究】
例1.
关于弹性势能下列说法中正确的是（
）
A、发生形变的物体都具有弹性势能
B、弹性势能是一个标量
C、弹性势能的单位是焦耳（在国际单位制中）
D、弹性势能是状态量
例2.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、物体只要发生形变，就一定具有弹性势能
C、外力对弹性物体做功，物体的弹性势能就发生变化
D、发生弹性形变的物体，在它们恢复原状时都能对外界做功
例3.如图5-5-3所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力
F
作用下物体处于静止状态，当撤去
F
后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中下列说法正确的是（
）
A、弹簧的弹性势能逐渐减少
B、弹簧的弹性势能逐渐增加
C、弹簧的弹性势能先增加再减少
D、弹簧的弹性势能先减少再增加
例4.上题中，在弹簧向右运动的过程中，弹簧弹力对物体的做功情况，下列说法正确的是（
）
A
．弹簧对物体做正功
B
．弹簧对物体做负功
C
．弹簧先对物体做正功，后对物体做负功
D
．弹簧先对物体做负功，后对物体做正功
例5.如图5-5-4所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端在水平力
F
作用下缓慢拉伸了x
关于拉力
F
随伸长量x的变化图线，5-5-5图中正确的是（
）
【巩固提升】
1．在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下面猜想有一定道理的是(
)
A．重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧的长度有关
B．重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧拉伸(或压缩)的长度有关
C．重力势能与物体所受的重力mg大小有关，所以弹性势能很可能与弹簧的劲度系数有关
D．重力势能与物体的质量有关，所以弹性势能很可能与弹簧的质量大小有关
2．将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是(
)
A．弹力变大，弹性势能变小
B．弹力变小，弹性势能变大
C．弹力和弹性势能都变小
D．弹力和弹性势能都变大
3．关于弹性势能，下列说法正确的是(
)
A．发生弹性形变的物体都具有弹性势能
B．只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能
C．弹性势能可以与其他形式的能相互转化
D．弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳
4．如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F的作用下物体处于静止状态，当撤去F后，物体将向右运动．在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是(
)
A．弹簧的弹性势能逐渐减小
B．弹簧的弹性势能逐渐增大
C．弹簧的弹性势能先增大后减小
D．弹簧的弹性势能先减小后增大
5.质量为m的物体静止于地面上，物体上面固定一轻质弹簧，用手缓慢提升弹簧上端，使物体升高h，则人做的功应为(
)
A．小于mgh
B．等于mgh
C．大于mgh
D．无法确定
【学习目标】
1巩固和应用重力势能的概念；了解弹性势能的概念和特点；会利用提供的器材对弹性势能作实验探究。
2用类比的方法了解弹性势能，尝试利用图象和实验分别对弹性势能的表达式进行理论和实验两方面的探究，从而认识科学探究的意义，了解物理学的研究方法在物理学发展过程中的作用。
【知识要点】
阅读材料一，通过弹性势能和重力势能的比较认识弹性势能
物体因发生弹性形变而具有的势能，这种势能叫做弹性势能。物体发生弹性形变的时候，物体的各个部分之间发生弹力的相互作用。正像地球和物体之间由于有重力的相互作用，因而地球和物体组成的系统具有重力势能一样，发生弹性形变的物体的各个部分之间由于有弹力的相互作用，因而由这些部分组成的系统，亦即发生弹性形变的物体本身，就具有弹性势能。
任何发生了弹性形变的物体都具有弹性势能。卷紧了的发条，拉长或压缩了的弹簧，拉弯了的弓，正在击球的网球拍或羽毛球拍，正在支撑运动员上跳的撑竿等等，都具有弹性势能。
弹性势能和弹力做功密切相关，它们的关系类似于重力势能和重力做功的关系。
弹簧的弹性势能跟弹簧被压缩或拉伸的长度有关系。一个没有被压缩或拉伸的弹簧，弹性势能为零。弹簧被压缩或拉伸的时候，它被压缩或拉伸得越大，克服弹力所做的功越多，弹簧的弹性势能就越大。另外，弹簧的弹性势能还跟弹簧的劲度系数有关系。不同的弹簧被压缩或拉伸相同的长度，劲度系数越大，克服弹力做的功越多，因而弹簧的弹性势能就越大。
重力势能
弹性势能
由于物体被举高
（由于弹簧发生弹性形变）
与重力做功相关
（与弹力做功有关）
Ep
=mgh
阅读材料二（课本第62～63页），设计理论探究方案
弹性势能的表达式可能与哪些物理量有关？（劲度系数k、弹性形变量l）
弹性势能的变化与弹力所做的功有什么关系？（功是能量变化的量度）
复习利用匀变速直线运动的v-t图象求位移，思考怎样利用F-/图象计算弹力这个变力所做的功？
…
由功能关系可知，如果对弹簧做功，弹簧的弹性势能就增加。取弹簧不发生弹性形变时的弹性势能为零势能，则上述③式的结果就是弹簧弹性形变为l时所具有的弹性势能，即
【课堂探究】
例1.
关于弹性势能下列说法中正确的是（
）
A、发生形变的物体都具有弹性势能
B、弹性势能是一个标量
C、弹性势能的单位是焦耳（在国际单位制中）
D、弹性势能是状态量
例2.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、物体只要发生形变，就一定具有弹性势能
C、外力对弹性物体做功，物体的弹性势能就发生变化
D、发生弹性形变的物体，在它们恢复原状时都能对外界做功
例3.如图5-5-3所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力
F
作用下物体处于静止状态，当撤去
F
后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中下列说法正确的是（
）
A、弹簧的弹性势能逐渐减少
B、弹簧的弹性势能逐渐增加
C、弹簧的弹性势能先增加再减少
D、弹簧的弹性势能先减少再增加
例4.上题中，在弹簧向右运动的过程中，弹簧弹力对物体的做功情况，下列说法正确的是（
）
A
．弹簧对物体做正功
B
．弹簧对物体做负功
C
．弹簧先对物体做正功，后对物体做负功
D
．弹簧先对物体做负功，后对物体做正功
例5.如图5-5-4所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端在水平力
F
作用下缓慢拉伸了x
关于拉力
F
随伸长量x的变化图线，5-5-5图中正确的是（
）
【巩固提升】
1．在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下面猜想有一定道理的是(
)
A．重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧的长度有关
B．重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧拉伸(或压缩)的长度有关
C．重力势能与物体所受的重力mg大小有关，所以弹性势能很可能与弹簧的劲度系数有关
D．重力势能与物体的质量有关，所以弹性势能很可能与弹簧的质量大小有关
2．将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是(
)
A．弹力变大，弹性势能变小
B．弹力变小，弹性势能变大
C．弹力和弹性势能都变小
D．弹力和弹性势能都变大
3．关于弹性势能，下列说法正确的是(
)
A．发生弹性形变的物体都具有弹性势能
B．只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能
C．弹性势能可以与其他形式的能相互转化
D．弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳
4．如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F的作用下物体处于静止状态，当撤去F后，物体将向右运动．在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是(
)
A．弹簧的弹性势能逐渐减小
B．弹簧的弹性势能逐渐增大
C．弹簧的弹性势能先增大后减小
D．弹簧的弹性势能先减小后增大
5.质量为m的物体静止于地面上，物体上面固定一轻质弹簧，用手缓慢提升弹簧上端，使物体升高h，则人做的功应为(
)
A．小于mgh
B．等于mgh
C．大于mgh
D．无法确定