7.5 探究弹性势能的表达式(32张ppt)

1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：
A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；
B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；
C、地球上的物体的重力势能都只有一个唯一确定的值；
D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。
ABD
复习回顾：
1.重力势能表达式？

2.重力势能是标量还是矢量？
有正负吗？正负表什么？

3.重力势能的相对性如何理解？
势能是相对的，势能的变化量呢？

4.重力势能是物体独自拥有的吗？
问题与思考
1、如何定义“势能”？
相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。
2、何为“弹性形变”？发生弹性形变的物体
有何特征?
3、发生弹性形变的物体有能量吗?
弹性势能
你能否利用生活中的例子举出曾经感受到过弹性势能？
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。
重力做功引起重力势能改变;
4、功是能量转化的量度，弹簧弹力做功会引起什么能量变化？
5、物体的重力势能“mgh”与重力和高度有关。
“弹性势能”会与什么因素有关？
问题与思考
弹簧弹力做功引起弹性势能改变.
类比：
Ⅰ.物体的弹性势能跟哪些因素有关？
二、探究弹性势能表达式
1、弹簧的形变量
2、劲度系数
（类比、猜想）
弹簧弹力的功与弹性势能的改变有何关系?
重力做正功：重力势能减少
重力做负功：重力势能增加
重力做的功与重力势能的改变有何关系？
问题与思考
弹力做正功：弹性势能减少
弹力做负功：弹性势能增加
WG= -△EP
W弹= -△EP
F拉
F拉
F拉
功是能量转化的量度，拉力对弹簧做功会引起弹簧的弹性势能的变化。
Ⅱ.弹性势能变化与拉力做功相等
W拉= △EP
W拉= -W弹
F拉
W弹= -△EP
1、拉伸过程的弹簧弹力是恒力还是变力？
F弹=kl
2、怎样求解变力做功？
微元法
3、怎样由拉力做功得出弹性势能表达式？
问题与思考
找出弹力做功的计算方法，再根据弹力做功与弹性势能的关系导出弹性势能的表达式。
W拉= F拉 l
W拉= △EP
Ⅳ.弹性势能表达式
本节回顾:
Ⅰ、弹性势能与弹簧形变量和劲度系数有关。（猜想、假设、实验法）
　例1、将弹簧拉长或压缩x，弹力大小变化相同，关于弹力做功和弹性势能变化的正确说法为（　　）
A、拉长时弹力做正功，弹性势能增加；压
缩时弹力做负功，弹性势能减小；
B、拉长和压缩时弹性势能均增加；
C、拉长或压缩x时，弹性势能改变相同；
D、形变量相同时，弹性势能与劲度系数有关
当堂检测
BCD
例2 、如图所示，表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况。
例3、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，
如图所示，经几次反弹以后小球
最终在弹簧上静止于某一点A处。
分析弹簧的弹性势能与小球
动能的变化情况
课堂讨论：
试画出弹簧的E－ΔL图像
（设ΔL ＝0时弹性势能为0)。
怎样计算拉力做的功?
F
W＝Fl ?
Ⅲ.计算弹簧弹力做的功
Ⅲ.计算弹簧弹力做的功
Ⅲ.计算弹簧弹力做的功
在各个小段上，弹力可近似认为是不变的
把弹簧伸长的过程分成很多
——微分思想
足够小的过程
Ⅲ.计算弹簧弹力做的功
——积分思想
Ⅲ.计算弹簧弹力做的功
匀速直线运动v-t图象
位移x=vt
Ⅳ.弹性势能表达式
匀速直线运动v-t图象
位移x=vt
匀变速直线运动v-t图象
Ⅳ.弹性势能表达式
Ⅳ.弹性势能表达式
1、弹簧弹力与伸长量的关系（F-L）图像怎样画？
2、借助图像(F-L)求拉力的功为多少？
其中，k是弹簧的劲度系数，
l是弹簧的弹性伸长量或压缩量
弹簧处于原长时弹性势能为0
Ⅳ.弹性势能表达式
理论探究：
弹性势能表达式




四、弹性势能表达式是怎样的
方法：类比、图像法。
例：如图，质量0.5kg的小球，从桌面以上h1=1.2m的A点落到地面的B点，桌面高h2=0.8m．请按要求填写下表．(g=10m/s2)
6J
10J
-4J
0
10J
10J
-10J
-10J
选取不同的参考平面,物体的重力势能的数值不同
对一个确定的过程，WG和△EP与参考平面的选择无关
20
参考
平面 小球在A点重力势能 小球在B点重力势能 下落过程小球重力做功 下落过程小球重力势能变化
桌面
地面