高中物理 必修二 探究弹簧弹性势能的表达式 课件

1、1第七章 守机械能守恒定律5 探究弹性势能的表达式人大附中深圳学校 郎 琦2学习目标通过实例与动手实验，认识弹性势能。2. 通过类比重力势能表达式的推导过程，探究弹簧弹性势能的表达式，体会探究过程中的科学方法。3实例1射箭4实例2跳水5实例3撑杆跳头脑风暴思考：拉长的箭弦、压弯的跳板，压弯的撑杆有什么共同点？弹性形变弹力7动动手有魔力的橡皮筋想一想：橡皮筋具有魔力的秘密是什么？弹性形变弹力8动动手试一试：为什么松手后圆珠笔会跳起来？头脑风暴思考：发生弹性形变的物体是如何使另一物体运动的？牛顿力学角度：弹性形变弹力加速度改变运动状态能量角度：弹性形变内有弹力某种能量动能弹性势能10一.弹性势能的

2、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。11二.提出弹性势能的问题关于弹性势能，我们需要知道哪些知识？弹性势能的大小与哪些因素有关？怎么计算弹性势能的大小？有没有什么表达式？能解决什么？简化从最简单最基本的研究对象入手弹簧的弹性势能AB12三.探究弹簧弹性势能的表达式问题1：弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？与弹簧的形变量有关与弹簧的劲度系数有关对与同一根弹簧，伸长量l越大长，弹性势能越大。伸长量l相同，劲度系数k越大，弹性势能也越大。13三.探究弹簧弹性势能的表达式问题2：怎么探究弹簧的弹性势能的表达式？1.猜想：2.分析：重力G是

3、恒力弹簧的弹力F=kl是变力根据所学知识分析，最有可能是哪个？要证明你的“猜想”，该怎么办？14三.探究弹簧弹性势能的表达式问题2：怎么探究弹簧的弹性势能的表达式？(类比重力势能)分析重力做功重力势能与重力做功有关重力势能EP=mgh重力势能与m和h有关分析弹力做功弹性势能与弹力做功有关弹性势能EP= ？弹性势能与k和l有关 我特别喜欢这些类比我的最可靠的老师，因为它能给我们揭开自然界的各种秘密。 开普勒15三.探究弹簧弹性势能的表达式弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加。重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力势能增加。说一说：弹力做功和弹性势能的变化有什么关系？通常取地面为

4、零势能面通常取弹簧处于原长时弹性势能为零问题转换：求能先求功16三.探究弹簧弹性势能的表达式探一探：怎样计算弹簧弹力做功（1）创设情境：缓慢拉动弹簧转化法缓慢拉动的过程中，拉力做的功等于克服弹力所做的功，等于弹性势能的增加量怎样解决这个难题？拉力F 是恒力吗？能用公式W = Fl cosa计算吗？（2）思考讨论：17三.探究弹簧弹性势能的表达式（3）联想 I：从A到B分成很多小段微分思想（微元法）l1, l2, l3 F1, F2, F3 转化思想（化变为恒）W1=F1l1 W2 =F2l2 W3=F3l3弹力在全过程中所做的功是:W= W1+W2+W3+Wn F1l1+F2l2+F3l3+

5、Fnln=积分思想这个式子怎样求和？18三.探究弹簧弹性势能的表达式（4）联想 I I：匀变速直线运动的位移与速度的关系v0vOttv0vOttv0vOttv0vOtt19三.探究弹簧弹性势能的表达式（5）迁移：拉力做功与弹簧伸长的关系F拉= kllF拉Olll1l2l3l5l4F2F3F4F5F1 拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积！20三.探究弹簧弹性势能的表达式（5）得出结论：olF拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积拉力做功的表达式：弹力做功的表达式：弹力势能的表达式：弹簧的劲度系数弹簧的伸长量或压缩量弹簧的弹性势能【例1】如图所示，小明玩蹦蹦杆。在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程

6、中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是 （ ） A重力势能减小，弹性势能增大 B重力势能增大，弹性势能减小 C重力势能减小，弹性势能减小 D重力势能不变，弹性势能增大课堂训练A【例1】如图所示，小明玩蹦蹦杆。在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是 （ ） A重力势能减小，弹性势能增大 B重力势能增大，弹性势能减小 C重力势能减小，弹性势能减小 D重力势能不变，弹性势能增大课堂训练A【例2】一物体以初速度v0冲向与竖起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，下列说法正确的是：（） A. 物体对弹簧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，弹力做的功不等 C. 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