《探究弹性势能的表达式》导学案

1、探究弹性势能的表达式学海导航1知道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。学习探究自主学习1弹性势能是指发生形变的物体，由于 具有，这种能量叫弹性势能。2. 弹性势能的大小跟 关。新知探究一、弹性势能1举实例说明生活中许多物体的各部分之间都有弹力的相互作用。2为什么具有弹性的物体在发生形变的时候具有弹性势能 ？3. 弹簧的弹性势能的零点是如何规定的？二、影响弹性势能的因素及弹性势能的表达式1结合影响重力势能的因素，思考弹性势能的因素可能有哪些？为

2、什么？2. 与弹性势能的表达式相关的物理量一一两个猜想（1）弹簧的弹性势能很可能与弹簧被拉伸的长度 I有关，并且拉伸的长度I越长,弹性势能，但不一定是关系；（2）即使拉伸的长度I相同，劲度系数k不同的弹性势能也不一样，并且拉伸的长度I相同时，k越大，弹性势能。3. 弹性势能与拉力做功的关系根据功是 度可知，当弹簧原来的弹性势能为零时，拉力对弹簧做的功就等于。4. 拉力做功的计算一一图解法设弹簧的劲度系数为k,当弹簧被拉伸I时，把这一拉伸过程分为很多小段，它们的长度分别为？ Ii、? I2、? I3各个小段上拉力可以近似认为是不变的，分别为，所做的功分别为，拉力在整个过程做的功为5. 弹性势能的

3、表达式v-t图线下的面积代表 ，F-I图线下的面积代表 当所分成的小段非常短时，F-I图线与I轴所围成的区域形状是 ，该区域的面积为，所以弹性势能的表达式是 。例题精析图 7- 16【例题】如图7-16所示，轻质弹簧的原长为lo，劲度系 数为k,现用水平拉力拉弹簧，使弹簧在时间t内伸长X, 求拉力做的功的平均功率。图 7 - 17解析：【训练】如图7-17所示为一弹簧的弹力一位移图象,那么弹簧由伸长量8 cm到伸长量4 cm的过程中，拉力所做的功和弹性势能的变化量为（）A. 3.6J, -3.6JB. -3.6J, 3.6JC. 1.8J, -1.8JD. -1.8J, 1.8J自我测评1.

4、关于物体的弹性势能，下列说法正确的是（）A. 发生弹性形变的物体一定具有弹性势能。B. 只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能。C. 任何发生形变的物体，一定具有弹性势能。D. 没有发生形变的物体，也可以具有弹性势能。2. 关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（）A. 习惯上取弹簧的长度为原长时，弹簧的弹性势能为零。B. 弹簧被拉伸时具有弹性势能，弹簧被压缩时没有弹性势能。C. 弹簧被压缩时具有弹性势能，弹簧被拉伸时没有弹性势能。D. 弹簧被拉伸或压缩时均具有弹性势能。3. 在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下列猜想有一定的道理的是（） 重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧

5、的长度有关 系 重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧拉伸（或压 缩）的长度有关 重力势能与物体所受的重力 mg大小有关，所以弹性势能很可能与弹簧的弹力大小有关 重力势能与物体的质量有关，所以弹性势能很可能与弹簧的质量大小有关A. B. C. D.4. 关于弹力做功与弹性势能的关系，我们在进行猜想时，可以参考重力做功与重力势能的关系来讨论。则下面的猜想有道理的是（） 弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将增加 弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将减少 弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹性势能将增加 弹力做功将引起弹性势能的

6、变化，当弹力做负功时，弹性势能将减少A B. C. D.5. 在水平面上竖直放置一轻弹簧，有一物体在它的正上方自由落下，在物体压缩弹簧速度减为零时（）A. 物体的重力势能最大B. 物体的动能最大C. 弹簧的弹性势能最大D. 物体的弹性势能最小6. 如图7-18所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端在水平力F作用下缓慢拉伸了 x,关于拉力F随伸长量x的变化图线，图中正确的是（图 7 - 18xOD> x7.在光滑的水平面上，物块 A以较大速度Va向前运动,VaVb与以较小速度Vb向同一方向运动的且连有轻质弹簧的物体B发生相互作用，如图7-19所示，在相互作用过程中，当系统的弹性势能最大时（）图

7、 7 - 19A . Va'>Vb 'B. Va - Vb'C. Va< Vb'D.无法确定拓展提高思维升华单簧的弹性势能与重力势能一样，也具有相对性，即与零势能点的规定有关， 习惯上我们取弹簧处于自然长度时的零势能点。同样，弹簧弹性势能的变化与零 势能点的选取无关，具有绝对性。综合实践与创新根据本节课所学的知识，总结 科学探究的过程”是怎样的？画出它的流程图。参考答案自主学习1有弹力的相互作用势能2. 形变量及弹簧的劲度系数新知探究二、2.（ 1）越大 正比 （2）越大3. 能量转化的获得的弹性势能4. Fi、F2、F3 Fi 小、F2AI2、F303Fi Ali +F2 AI2 +F3 031 2 1 25位移功梯形kl2 Ep kl22 p 2例题精析例题解析：用力F将弹簧拉开，拉力是变力，要求变力的功，必须求出力对位移的平均值，由于弹簧伸长时，弹力与伸长量成正比，所以弹力对位移的平均值为1kx，由功的公式可以求出弹力做的功，也可用F-x图象求出弹力的功