弹性势能(精品)

4.3势能,第2课时弹性势能,观察,三张图中的物体有什么共同点？,弹性势能,1定义：,发生形变的物体，在恢复原状时能够对外做功，因而具有能量，这种能叫做弹性势能。,2决定因素：,与形变程度有关，形变越厉害，弹性势能就越大；与弹簧的劲度系数有关，k越大，弹性势能就越大,3弹簧弹性势能表达式：,弹簧的劲度系数弹簧的伸长量或压缩量,一、弹性势能的表达式中可能涉及到的物理量,探究弹性势能的表达式,1、拉伸过程的弹簧弹力是恒力还是变力？,F=kl,问题与思考,2、怎样求解变力做功？,3、怎样由拉力做功得出弹性势能表达式？,怎样计算弹簧弹力做的功?,二、计算弹簧弹力做的功,F,WFl?,二、计算弹簧弹力做的功,二、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,二、计算弹簧弹力做的功,积分思想,二、计算弹簧弹力做的功,二、计算弹簧弹力做的功,匀速直线运动v-t图象,位移x=vt,二、计算弹簧弹力做的功,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,二、计算弹簧弹力做的功,F,l,O,弹簧的F-l图象,图41,四,三、弹簧弹性势能的表达式,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,例题1：,解析：可将整个过程分为两个阶段：一是弹簧伸长到m刚要离开地面阶段，拉力克服弹力做功WF1W弹，等于弹性势能的增加，二是弹簧长度不变，物体上升h，拉力克服重力做功WF2WGmgh，等于重力势能的增加，又由WF1WF2WF可知A、B、C错，D对答案：D,【反思总结】利用平均值法可求变力的功，但一般只适用于力F随位移l均匀变化的情况，即力F与位移l成线性关系的情况,课前自主学案,1发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有_的相互作用而具有的势能叫做弹性势能举例：卷紧的发条，拉长或压缩的弹簧，拉开的弓等都具有弹性势能,弹力,2弹簧弹性势能的大小与_、弹簧的_或_有关二、弹力做功与弹性势能变化的关系1弹力做正功时，弹性势能_，弹力做负功时，弹性势能_2弹力做的功等于弹性势能的_，即WEpEp1Ep2.,劲度系数,伸长量,压缩量,减小,增加,减少量,核心要点突破,一、弹簧弹性势能的表达式1.如图751所示，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,图751,2.根据胡克定律Fkl画出F随l变化的图线如图752所示，根据WFl知，图线与横轴所围的面积应等于F所做的功，即图752,二、弹力做功跟弹性势能变化的关系如图所示，O为弹簧的原长处1.物体由O向A运动(压缩)或者由O向A运动(伸长)时，弹力做负功，弹性势能增大，其他形式的能转化为弹性势能,2物体由A向O运动，或者由A向O运动时，弹力做正功，弹性势能减小，弹性势能转化为其他形式的能3弹力做功与弹性势能变化的关系可表示为WEp.,特别提醒：弹力做功与弹性势能变化有唯一的对应关系，弹力做多少正(负)功，弹性势能减少(增加)多少,三、弹性势能与重力势能的区别,课堂互动讲练,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，一定发生了弹性形变C物体只要发生形变，就一定具有弹性势能D弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关,对弹性势能的理解,【答案】AB【误区警示】发生形变的物体不一定具有弹性势能，只有发生弹性形变的物体才具有弹性势能对此，必须有清醒的认识,变式训练1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,解析：选ACD.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，都具有弹性势能，故选项A正确，B错误弹性势能跟重力势能一样，可以与其他形式的能相互转化，选项C正确在国际单位制中，能的单位跟功的单位相同，都是焦耳，选项D正确,在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0kg的木块相连，若在木块上再作用一个竖直向下的力F，使木块缓慢向下移动0.10m，力F做功2.5J此时木块再次处于平衡状态，力F的大小为50N，如图所示求：,弹力做功与弹性势能变化的关系,(1)在木块下移0.10m的过程中弹性势能的增加量(2)弹簧的劲度系数(g取10N/kg)【思路点拨】本题的关键是表示出弹力做功，由于弹力是变力，不能直接用功的公式表示，但可由木块平衡，用力F与G表示弹力，从而表示出弹力的功,变式训练2一