探究弹性势能的表达式

文档属性

名称 探究弹性势能的表达式
格式 rar
文件大小 2.0MB
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 2011-06-06 23:12:13

文档简介

(共26张PPT)
复习:胡克定律
1、内容:
弹簧发生弹性形变时,弹力的大小跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
2、公式:
F = k x
其中:k——弹簧的劲度系数
单位:牛每米, 符号N/m
x——弹簧伸长(或缩短)的长度
观察
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而具有的势能叫弹性势能
压缩的弹簧
如何求弹性势能的表达式?
重力势能与m和h有关
重力势能与重力做功有关
分析重力做功
重力势能Ep=mgh
弹性势能与弹力做功的关系
弹性势能与什么因素有关
分析弹力做功
求出弹性势能的表达式
思考
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
弹力做功和弹性势能变化的关系
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
弹力做功
F拉
l
Δl1
Δl2
Δl3
Δl5
Δl4
如何把求变力做的功转化为求恒力做的功
W拉=F1Δl1+F2Δl2+F3Δl3+F4Δl4+F5Δl5
W拉=F1Δl1+F2Δl2+F3Δl3+……+FnΔln
怎样求弹力做的功?
怎样计算这个求和公式?
F拉=F =k l
F
怎样求拉力做的功?
细分过程
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
——积分思想
匀速直线运动
S = v t
v
t
0
重力的功
W=mgh
mg
h
0
类比推理法
o
t
v
vo
o
t
v
vo
o
t
v
vo
o
t
v
vo
o
l
F
o
l
F
o
l
F
匀变速
弹力的功
类比推理法
o
l
F
F拉
l
弹性势能的表达式
F拉
0
l
l
Δl1
Δl2
Δl3
Δl5
Δl4
F2
F3
F4
F5
F1
F拉 = k l
拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积
W拉= k l 2
1
2
弹性势能的表达式
其中,k表示弹簧的劲度系数,
l表示弹簧的伸长量或者压缩量。
弹性势能的表达式
1
2
EP= k l 2
弹簧的劲度系数
弹簧的伸长量或压缩量
弹簧的弹性势能
WF=EP1-EP2
弹力做的功
初态的弹性势能
末态的弹性势能
思考
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,一般指相对于弹簧原长时的弹性势能,即规定弹簧处于原长时的弹性势能为0。
WF=EP1-EP2

   关于重力势能和弹性势能,下列说法不正确的是 ( )
A、重力势能属于物体和地球这个系统,弹 性势能属于发生弹性形变的物体。
B、重力势能是相对的,弹性势能是绝对的。
C、重力势能和弹性势能都是相对的。
D、重力势能和弹性势能都是状态量。
C
练习
关于弹簧的弹性势能,下列说法正确的是 A、当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大
B、当弹簧变短时,它的弹性势能一定减小
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
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,都一定是发生了弹性形变 C、物体只要发生形变就一定有弹性势能 D、弹簧的弹性势能只跟弹簧的形变量有关
练习
多项
练习
如图,在一次“蹦极”运动中,人由高空跃下到最低点的整个过程中,下列说法正确的是: A.重力对人做正功
B.人的重力势能减小了 C.“蹦极”绳对人做负功
D.“蹦极”绳的弹性势能增加了
多项
如图所示,在光滑的水平面上有一物体,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再减小
D、弹簧的弹性势能先减小再增大
练习
单项
B
F
1、
2、
3、
……
总结交流
今天这节课,我的收获有:
小结:探究弹性势能的表达式
一.弹性势能定义:
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而具有的势能叫弹性势能。
二.探究Ep表达式的方法:
1.类比猜想:
影响弹簧弹性势能的因素:(1) (伸长量)(2)k(劲度系数)
2.类比推理:(1)重力做功——研究重力势能 (2)弹力做功——研究弹性势能
3.类比处理:
对变力做功的处理方法:
4.理论探究出表达式:
o
t
v
vo
o
l
F
o
t
v
vo
o
l
F
例5 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?
F
提示 外力所做的功等于弹簧弹性势能的增加。
解析 若以Ep表示弹簧最终的弹性势能,则外力所做 的功

所以,弹簧的伸长量亦即物块移动的距离。
小实验:
EP→EK