人教高中物理必修二探究弹性势能的表达式PPT课件

1、1. 知道探究弹性势能表达式的思路。2. 理解弹性势能的概念，会分析决定弹簧弹性势能大小的相关因素。3. 体会探究过程中的猜想、分析和转化的方法。4. 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。第1页/共22页 首先通过视频和图片来展示生活中常见的一些片段，比如：撑杆跳高、张弓射箭、蹦极等，引出发生形变的物体会具有能量，来得到弹性势能的概念，接着以常见的弹簧为例来推导弹性势能的表达式，最后，通过计算弹簧对做物体的功及弹簧弹性势能的变化来得到：弹力做功与弹性势能变化的关系。 弹簧在形变时，弹簧的弹力一直在变化，我们可以用微元法和图像法来计算弹力所做的功，通过让学生自己动手去拉伸或压缩弹

2、簧，让他对弹性势能与哪些因素有关有深刻的认识。第2页/共22页这几张图中的物体有什么共同点这几张图中的物体有什么共同点第3页/共22页 发生发生弹性形变弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，而具有势能，这种势能叫做弹性势能。的相互作用，而具有势能，这种势能叫做弹性势能。弹簧的弹性势能可能与哪些物理量有关？弹簧的弹性势能可能与哪些物理量有关？第4页/共22页1. 1.猜想与假设猜想与假设与弹簧的形变量有关与弹簧的形变量有关 ? ?与弹簧的劲度系数有关与弹簧的劲度系数有关 ? ?2. 2.设计实验方案设计实验方案3.3.实验方法实验方法 控制变量法控制变量

3、法第5页/共22页弹簧的弹性形变量越大，弹性势能越大。弹簧的弹性形变量越大，弹性势能越大。弹簧的劲度系数（硬度）越大，弹性势能越大。弹簧的劲度系数（硬度）越大，弹性势能越大。第6页/共22页 弹簧的弹性势能与形变量弹簧的弹性势能与形变量 l 和劲度系数和劲度系数 k 有关，那么，具体的表达式是什么？有关，那么，具体的表达式是什么？第7页/共22页 弹簧弹性势能和形变量弹簧弹性势能和形变量是正比关系吗？是正比关系吗？ 重力势能与高度成正重力势能与高度成正比关系比关系第8页/共22页弹性势能的表达式可能会是怎样的？弹性势能的表达式可能会是怎样的？猜想与假设猜想与假设 你能用所学的知识初步判断上面给

4、出的弹性你能用所学的知识初步判断上面给出的弹性势能的表达式最有可能是哪个吗？势能的表达式最有可能是哪个吗？2322 2,klklklk lk lk l 联系重力势能，如果联系重力势能，如果要证明你的要证明你的“猜想猜想”，你该怎么办？你该怎么办？第9页/共22页 转化法转化法：缓慢缓慢拉动的过程中，拉动的过程中，拉力做的功拉力做的功等于等于克服弹力所做的功，等于弹性势能的增加量克服弹力所做的功，等于弹性势能的增加量 直接分析弹力做功，从而得到弹性势能与弹力直接分析弹力做功，从而得到弹性势能与弹力的关系可行吗？的关系可行吗？怎样解决这怎样解决这个难题？个难题？第10页/共22页l1l2lnF=F

5、弹弹= k llW1 = F1 l1W2 = F2 l2W3 = F3 l3W = W1 + W2 + W3 + F 是恒力吗？怎样计算是恒力吗？怎样计算 F 做的功？做的功？F这个式子怎这个式子怎样求和？样求和？第11页/共22页v0vOttv4t1t2t3t4v3v2v1v0vOttv0vOttv0vOttv0vOtt联想联想：匀变速直线运动的位移与速度的关系匀变速直线运动的位移与速度的关系 vStx 面面积积在在图图象象中中，物物体体的的位位移移第12页/共22页F拉拉lF拉拉Olll1l2l3l5l4F2F3F4F5F1F拉 = kl对应对应：拉力做功与弹簧伸长的关系拉力做功与弹簧伸长

6、的关系21=2Wkl拉拉第13页/共22页F拉拉l21=2Wkl拉拉212Wkl 弹弹21=2EklP P(1) l 为弹簧的伸长量或压缩量，为弹簧的伸长量或压缩量， k 为弹簧的劲度系数为弹簧的劲度系数;(2) 一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零;(3) 弹形势能具有相对性，一般相对弹簧原长时的弹性势能弹形势能具有相对性，一般相对弹簧原长时的弹性势能;(4) 弹形势能具有系统性。弹形势能具有系统性。第14页/共22页OABO 点为弹簧的原长弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做负功，弹性势能增加弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做负功，弹性势能

7、增加P21PPEEEW 弹弹OBOAAOBO第15页/共22页一、弹性势能一、弹性势能二、弹簧的弹性势能的表达式二、弹簧的弹性势能的表达式三、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系三、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做负功，弹性势能增加弹簧弹力做负功，弹性势能增加 发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的相互作用而发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的相互作用而具有的势能，叫做弹性势能。具有的势能，叫做弹性势能。21=2EklP P第16页/共22页1. 关于弹性势能，下列说法中正确的是关于弹性势能，下列说法中正确的是 ( ) A. 任何

8、发生弹性形变的物体都具有弹性势能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，都一定发生了弹性形变任何具有弹性势能的物体，都一定发生了弹性形变 C. 物体只要发生形变就一定有弹性势能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弹簧的弹性势能只跟弹簧的形变量有关AB第17页/共22页 2. 一物体以初速度一物体以初速度 v0 冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁与物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中，下列说墙壁与物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中，下列说法正确的是法正确的是 ( ) A. 物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量

9、成正比物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比 B. 物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等 C. 弹力做正功，弹簧的弹性势能减小弹力做正功，弹簧的弹性势能减小 D. 弹力做负功，弹簧的弹性势能增加弹力做负功，弹簧的弹性势能增加BDv0第18页/共22页3. 如图所示，在光滑的水平面上有一物体，它的左端连一如图所示，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，在力弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力 F 作用下物体处于静作用下物体处于静止状态。当撤去止状态。当撤去 F 后，物体将向右运动，在物体向右运动后，物体将向右运动，在物体向

10、右运动的过程中，下列说法正确的是的过程中，下列说法正确的是 ( ) A. 弹簧的弹性势能逐渐减小弹簧的弹性势能逐渐减小 B. 弹簧的弹性势能逐渐增大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弹簧的弹性势能先减小再增大BFD第19页/共22页4. 将同一弹簧拉长或压缩相同长度，弹力大小变化相同，将同一弹簧拉长或压缩相同长度，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是关于弹力做功和弹性势能变化的正确说法是 ( )A.拉长时弹力做正功，弹性势能增加；压缩时弹力做负拉长时弹力做正功，弹性势能增加；压缩时弹力做负功，弹性势能减小功，弹性势能减小B.拉长和压缩时弹性势能均增加拉长和压缩时弹性势能均增加C.拉长或压缩相同长度时，弹性势能改变相同拉长或压缩相同长度时，弹性势能改变相同D.形变量相同时，弹性势能相同形变量相同时，弹性势能相同BCD第20页/共22页5. 在水平面上竖直放置一轻质弹簧，有一物体在它的正上在水平面上竖直放置一轻