优化指导高中物理,75,探究弹性势能的表达式同步,必修2.ppt培训总结 教育.docx

本文格式为Word版，下载可任意编辑，页眉双击删除即可优化指导高中物理,75,探究弹性势能的表达式同步,必修2.ppt 培训总结 教育 第五节探究弹性势能的表达式 1 知道弹性势能的概念 2 试验探究确定弹性势能的因素 3 理解弹力做功与弹性势能改变的关系 4 会求弹簧弹力的功 并推导弹性势能表达式 一 弹性势能1 概念 发生弹性形变的物体的各部分之间 由于的互相作用而具有的势能 2 确定弹性势能大小的相关因素的猜测 1 猜测根据 弹性势能和重力势能同属 重力势能大小与物体的和有关 弹性势能与其和有关 弹力 机械能 重力 高度 劲度系数 形变量 2 猜测结论 弹性势能与弹簧的和有关 在弹簧的形变量l相同时 弹簧的劲度系数k越大 弹簧的弹性势能 在弹簧劲度系数k相同时 弹簧形变量l越大 弹簧的弹性势能 劲度系数 形变量 越大 越大 如下图 用一弹簧制作一弹射装置 要想把小球弹得越远 弹簧的形变量必需怎样 由此设想 对同一条弹簧而言 弹性势能与什么因素有关 弹簧把小球弹出过程能量是如何转化的 提示 弹簧形变量越大 小球弹得越远 弹性势能与弹簧形变量有关 小球弹出过程中弹簧弹性势能转化为小球动能 二 弹性势能 改变 大小探究1 弹力功特点 随弹簧的改变而改变 还因的不同而不同 2 弹力功与拉力功关系 拉力功克服弹力做的功 3 化变为恒 求拉力功W总 F1 l1 F2 l2 Fn ln 4 F l 图象面积意义 表示的值 形变量 劲度系数 等于 弹力功 一 弹力做功与弹性势能改变的关系如下图 弹簧左端固定 右端连一物体 O点为弹簧的原长处 当物体由O点向右移动的过程中 弹簧被拉长 弹力对物体做负功 弹性势能增加 当物体由O点向左移动的过程中 弹簧被压缩 弹力对物体做负功 弹簧弹性势能增加 当物体由A点向右移动的过程中 弹簧的压缩量减小 弹力对物体做正功 弹性势能减小 当物体由A 点向左移动的过程中 弹簧的伸长量减小 弹力做正功 弹性势能减小 总之 当弹簧的弹力做正功时 弹簧的弹性势能减小 弹性势能转化为其他形式的能 当弹簧的弹力做负功时 弹簧的弹性势能增加 其他形式的能转化为弹簧的弹性势能 这一过程可类比重力做功与重力势能改变的关系 特殊提示 弹力做功是弹性势能改变的唯一量度 弹力做多少正 负 功 弹性势能就削减 增加 多少 即W弹 Ep 二 弹簧弹性势能表达式如下图 弹簧的劲度系数为k 左端固定 不加外力时 右端在A处 今用力F缓慢向右拉弹簧 使弹簧伸长到B处 若规定弹簧自由长度的弹性势能为零 则手克服弹簧弹力所做的功 等于弹簧的弹性势能 三 弹性势能与重力势能的比较 如下图 质量相等的两木块中间连有一弹簧 今用力F缓慢向上提A 直到B恰好离开地面 开始时物体A静止在弹簧上面 设开始时弹簧的弹性势能为Ep1 B刚要离开地面时 弹簧的弹性势能为Ep2 则关于Ep1 Ep2大小关系及弹性势能改变 Ep说法中正确的选项是A Ep1 Ep2B Ep1 Ep2C Ep 0D Ep 0 答案 A 题后总结 1 对同一根弹簧比较弹性势能大小即比较形变量大小 2 弹性势能的改变量 Ep Ep2 Ep1 针对训练 1 2021南京高一检测 关于弹簧的弹性势能 以下说法中正确的选项是 A 当弹簧变长时 它的弹性势能肯定增大B 当弹簧变短时 它的弹性势能肯定变小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肯定大于压缩时的弹性势能 解析 弹簧的弹性势能的大小 除了跟劲度系数k有关外 还跟它的形变量 拉伸或压缩的长度 有关 假如弹簧原来处在压缩状态 当它变长时 它的弹性势能应当减小 当它变短时 它的弹性势能应当增大 在原长处它的弹性势能最小 A B错误 形变量相同时 k越大的弹簧 它的弹性势能越大 C正确 弹簧无论拉伸还是压缩其弹性势能确定于其形变量的大小 与是拉伸还是压缩无关 D错误 答案 C 如下图 处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触 另一端与置于光滑地面上的物体接触 如今物体上施加一水平推力F 使物体缓慢压缩弹簧 当推力F做功100J时 弹簧的弹力做功 J 以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零 则弹簧的弹性势能为 J 解析 在物体缓慢压缩弹簧的过程中 推力F始终与弹簧弹力等大反向 所以力F做的功等于克服弹簧弹力所做的功 即W弹 WF 100J 由弹力做功与弹性势能的改变关系知 Ep Ep W弹 100J 答案 100100 针对训练 2 如下图 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以下说法正确的选项是 A 弹簧对物体做正功 弹簧的弹性势能渐渐削减B 弹簧对物体做负功 弹簧的弹性势能渐渐增加C 弹簧先对物体做正功 后对物体做负功 弹簧的弹性势能先削减再增加D 弹簧先对物体做负功 后对物体做正功 弹簧的弹性势能先增加再削减解析 弹簧由压缩到原长再到伸长 刚开始时弹力方向与物体运动方向同向做正功 弹性势能减小 越过原长位置后弹力方向与物体运动方向相反 弹力做负功 故弹性势能增加 所以只有C正确 A B D错误 答案 C 误区 对影响弹性势能的因素理解不清造成错误 典型例题 自由下落的小球 从接触竖直放置的轻质弹簧开始 到压缩弹簧到最大形变的过程中 以下说法中正确的选项是A 小球的速度渐渐减小B 小球 地球组成的系统的重力势能渐渐减小C 小球 弹簧组成的系统的弹性势能先渐渐增大再渐渐减小D 小球的加速度渐渐增大 尝试解答 小球做加速度先渐渐减小到0后渐渐增大的变加速运动 小球速度先增大后减小 故A D错误 小球的重力势能渐渐减小 由于弹簧的压缩量渐渐增大 因此弹簧的弹性势能渐渐增大 故B正确 C错误 正确答案 B 误区警示 此题易错选C 误认为弹簧的弹性势能随着小球下落速度的改变而改变 事实上弹簧的弹性势能只与弹簧的劲度系数以及弹簧的形变量有关 第 5 页 共 5 页。