人教版高中物理必修二 7.5探究弹性势能的表达式(共36张PPT)
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修二 7.5探究弹性势能的表达式(共36张PPT) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 10.8MB | ||
| 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 | 2020-08-03 15:54:37 | ||
图片预览
文档简介
(共36张PPT)
探究弹性势能的表达式
教学目标
知道探究弹性势能表达式的思路
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
体会探究过程中的猜想、分析和转化的方法
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
教学重点
教学难点
利用微元法和图象法计算变力做功的问题
运用逻辑推理得出弹力做功与弹性势能的关系
理解微元法把变力做功转化为恒力做功
理解利用力—位移的图象计算变力做功的依据
被捏紧的握力器
具有弹性势能
被拉紧的弓具有弹性势能
正在击球的网球拍具有弹性势能
撑杆跳高运动员手中弯曲的杆具有弹性势能
被踩至最低点的蹦蹦床具有弹性势能
上紧发条的玩具青蛙具有弹性势能
拉紧的弹性布料具有弹性势能
拉长或压缩的弹簧具有弹性势能
这些物体都发生了弹性形变
每个物体的各部分之间都有弹力的相互作用
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也具有势能，这种势能叫做
弹性势能
弹性势能
那么弹性势能的大小和什么有关？
弹性势能
理解并掌握弹性势能的概念
理解并掌握弹力做功与弹性势能的关系
理解弹簧弹性势能的表达式
弹性势能的概念和表达式
我们在讨论重力势能的时候，是如何入手的？
重力势能
先分析重力做功的情况
弹性势能
先分析弹力做功的情况
当弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为0，弹簧被拉成或被压缩后，就具有了弹性势能
弹性势能
我们以弹簧被拉成的情况为例，探究弹性势能的表达式
在探究的过程中，要依次解决下面几个问题
①弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？
②弹簧的弹性势能与拉力做的功有什么关系？
③怎样计算拉力做的功？
弹性势能的影响因素
弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？
重力势能
弹性势能
与物体被举起的高度h有关
很可能与弹簧被拉伸的长度l有关
弹性势能与弹簧被拉伸的长度l有什么样的关系？
重力势能
与高度h成正比
弹性势能
也会是“拉伸的长度越大，弹簧的弹性势能也越大”
尽管如此，但会是正比例关系吗？
弹性势能的影响因素
不一定
因为对于同一个弹簧，拉得越长，所用的力就越大
而要举起同一个重物，所用的力并不随高度变化
弹性势能的影响因素
如果拉伸的长度l相同，不同弹簧的弹性势能会一样吗？
即使拉伸的长度l相同，不同弹簧的弹性势能也不会一样，因为不同弹簧的“软硬”并不一样，即进度系数k不同
这点也应在弹性势能的表达式中反应出来
拉伸长度l越长，k越大，弹性势能越大
弹性势能的影响因素
在拉伸长度l相同时，k越大，弹性势能越大
而且应该是
下面我们探究一下弹性势能的表达式
探究弹性势能表达式之前，类似于重力势能，我们先思考一个问题
弹簧的弹性势能与拉力做的功有什么关系？
我们一贯的思想是：
研究做功对某种能量的影响，从而了解这种能量
在这个问题中则是考虑，怎样由拉力做的功得出弹性势能的表达式
怎样计算拉力做的功？
重力做的功
在地面附近是不变的
弹力做的功
拉力随l变化
？
如何计算匀变速直线运动物体位移？
变化
微元法
当各小段分得非常非常小时，得到的就是匀变速直线运动的位移表达式
对于弹力做功，可以用类似的方法处理
弹簧弹力做的功
如图，弹簧从A
（不是原长）拉伸到B的过程
此过程被分成很多小段，它们的长度是
在各个小段上，拉力可以近似认为是不变的，它们分别是
弹簧弹力做的功
如图，弹簧从A
（不是原长）拉伸到B的过程
在各个小段上，拉力做的功分别是
拉力在整个过程中做的功可以用它在各小段做功之和来代表
弹簧弹力做的功
怎样计算这个求和式？
在处理匀变速直线运动的位移时，我们利用v-t图象下梯形的面积来代表位移
这里是否可以用F-l图象下一个梯形的面积来代表功？
可以
弹簧弹力做的功
试画出弹簧弹力和拉伸长度的F-l
图象？
弹簧弹力做功的表达式？
从A到B的过程中，弹力做功就是直线与x
轴所围梯形
?
?
?
?
?
?
?
?的面积
弹簧弹力做的功
弹簧弹力势能的表达式
弹簧压缩时的弹力势能表达式是怎样的？
弹簧拉伸长度
弹簧压缩长度
弹性势能
在上述过程中，弹簧弹力做功与弹力势能变化量有什么关系？
初态的弹性势能
末态的弹性势能
弹力做负功，弹力势能增加
弹力做正功，弹力势能增加
弹力做功的多少等于弹力势能变化的多少
弹性势能
重力势能具有相对性，弹性势能也具有相对性吗？
弹性势能具有相对性，我们说到弹簧弹性势能大小时一般指相对弹簧原长时的弹性势能
即规定弹簧原长时弹性势能为零
重力势能是系统共有的，弹性势能也是系统共有的
弹性势能的相对性
关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（ ）
A.
只与劲度系数有关系
B.
只与形变量有关系
C.
弹力做正功，弹性势能增加
D.
弹力做正功，弹性势能减少
D
问题与练习
关于弹性势能，下列说法中正确的是（ ）
A.
只有弹簧发生弹性形变时才具有弹性势能，其他物体发生弹性形变时是不会有弹性势能的
B.
弹簧伸长时有弹性势能，压缩时没有弹性势能
C.
同一个弹簧形变量越大，弹性势能就越大
D.
火车车厢底下的弹簧比自行车座底下的弹簧硬，所以将它们压缩相同的长度时，火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能小
C
问题与练习
弹簧弹性势能的表达式
一般选取弹簧长度为
?
?
?
时为弹性势能的零势能面
弹簧弹力做的功与弹性势能变化的关系
弹性势能是系统
?
?
?
?的
原长
共有
总结
【分析】
【解答】
【点评】
例题
【分析】
【解答】
【点评】
例题
【分析】
【解答】
【点评】
例题
【分析】
【解答】
【点评】
例题
探究弹性势能的表达式
教学目标
知道探究弹性势能表达式的思路
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
体会探究过程中的猜想、分析和转化的方法
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
教学重点
教学难点
利用微元法和图象法计算变力做功的问题
运用逻辑推理得出弹力做功与弹性势能的关系
理解微元法把变力做功转化为恒力做功
理解利用力—位移的图象计算变力做功的依据
被捏紧的握力器
具有弹性势能
被拉紧的弓具有弹性势能
正在击球的网球拍具有弹性势能
撑杆跳高运动员手中弯曲的杆具有弹性势能
被踩至最低点的蹦蹦床具有弹性势能
上紧发条的玩具青蛙具有弹性势能
拉紧的弹性布料具有弹性势能
拉长或压缩的弹簧具有弹性势能
这些物体都发生了弹性形变
每个物体的各部分之间都有弹力的相互作用
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也具有势能，这种势能叫做
弹性势能
弹性势能
那么弹性势能的大小和什么有关？
弹性势能
理解并掌握弹性势能的概念
理解并掌握弹力做功与弹性势能的关系
理解弹簧弹性势能的表达式
弹性势能的概念和表达式
我们在讨论重力势能的时候，是如何入手的？
重力势能
先分析重力做功的情况
弹性势能
先分析弹力做功的情况
当弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为0，弹簧被拉成或被压缩后，就具有了弹性势能
弹性势能
我们以弹簧被拉成的情况为例，探究弹性势能的表达式
在探究的过程中，要依次解决下面几个问题
①弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？
②弹簧的弹性势能与拉力做的功有什么关系？
③怎样计算拉力做的功？
弹性势能的影响因素
弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？
重力势能
弹性势能
与物体被举起的高度h有关
很可能与弹簧被拉伸的长度l有关
弹性势能与弹簧被拉伸的长度l有什么样的关系？
重力势能
与高度h成正比
弹性势能
也会是“拉伸的长度越大，弹簧的弹性势能也越大”
尽管如此，但会是正比例关系吗？
弹性势能的影响因素
不一定
因为对于同一个弹簧，拉得越长，所用的力就越大
而要举起同一个重物，所用的力并不随高度变化
弹性势能的影响因素
如果拉伸的长度l相同，不同弹簧的弹性势能会一样吗？
即使拉伸的长度l相同，不同弹簧的弹性势能也不会一样，因为不同弹簧的“软硬”并不一样，即进度系数k不同
这点也应在弹性势能的表达式中反应出来
拉伸长度l越长，k越大，弹性势能越大
弹性势能的影响因素
在拉伸长度l相同时，k越大，弹性势能越大
而且应该是
下面我们探究一下弹性势能的表达式
探究弹性势能表达式之前，类似于重力势能，我们先思考一个问题
弹簧的弹性势能与拉力做的功有什么关系？
我们一贯的思想是：
研究做功对某种能量的影响，从而了解这种能量
在这个问题中则是考虑，怎样由拉力做的功得出弹性势能的表达式
怎样计算拉力做的功？
重力做的功
在地面附近是不变的
弹力做的功
拉力随l变化
？
如何计算匀变速直线运动物体位移？
变化
微元法
当各小段分得非常非常小时，得到的就是匀变速直线运动的位移表达式
对于弹力做功，可以用类似的方法处理
弹簧弹力做的功
如图，弹簧从A
（不是原长）拉伸到B的过程
此过程被分成很多小段，它们的长度是
在各个小段上，拉力可以近似认为是不变的，它们分别是
弹簧弹力做的功
如图，弹簧从A
（不是原长）拉伸到B的过程
在各个小段上，拉力做的功分别是
拉力在整个过程中做的功可以用它在各小段做功之和来代表
弹簧弹力做的功
怎样计算这个求和式？
在处理匀变速直线运动的位移时，我们利用v-t图象下梯形的面积来代表位移
这里是否可以用F-l图象下一个梯形的面积来代表功？
可以
弹簧弹力做的功
试画出弹簧弹力和拉伸长度的F-l
图象？
弹簧弹力做功的表达式？
从A到B的过程中，弹力做功就是直线与x
轴所围梯形
?
?
?
?
?
?
?
?的面积
弹簧弹力做的功
弹簧弹力势能的表达式
弹簧压缩时的弹力势能表达式是怎样的？
弹簧拉伸长度
弹簧压缩长度
弹性势能
在上述过程中，弹簧弹力做功与弹力势能变化量有什么关系？
初态的弹性势能
末态的弹性势能
弹力做负功，弹力势能增加
弹力做正功，弹力势能增加
弹力做功的多少等于弹力势能变化的多少
弹性势能
重力势能具有相对性，弹性势能也具有相对性吗？
弹性势能具有相对性，我们说到弹簧弹性势能大小时一般指相对弹簧原长时的弹性势能
即规定弹簧原长时弹性势能为零
重力势能是系统共有的，弹性势能也是系统共有的
弹性势能的相对性
关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（ ）
A.
只与劲度系数有关系
B.
只与形变量有关系
C.
弹力做正功，弹性势能增加
D.
弹力做正功，弹性势能减少
D
问题与练习
关于弹性势能，下列说法中正确的是（ ）
A.
只有弹簧发生弹性形变时才具有弹性势能，其他物体发生弹性形变时是不会有弹性势能的
B.
弹簧伸长时有弹性势能，压缩时没有弹性势能
C.
同一个弹簧形变量越大，弹性势能就越大
D.
火车车厢底下的弹簧比自行车座底下的弹簧硬，所以将它们压缩相同的长度时，火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能小
C
问题与练习
弹簧弹性势能的表达式
一般选取弹簧长度为
?
?
?
时为弹性势能的零势能面
弹簧弹力做的功与弹性势能变化的关系
弹性势能是系统
?
?
?
?的
原长
共有
总结
【分析】
【解答】
【点评】
例题
【分析】
【解答】
【点评】
例题
【分析】
【解答】
【点评】
例题
【分析】
【解答】
【点评】
例题