2022-2023年人教版(新课标)高中物理必修2 第7章机械能守恒定律第5节探究弹簧弹性势能的表达式课件

1第七章守机械能守恒定律5探究弹性势能的表达式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。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4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5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7一.弹性势能的定义

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。8二.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••AB9三.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。10三.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？？11三.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12三.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13三.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=Flcosa计算吗？（2）思考讨论：14三.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）Δl1,Δl2,Δl3…

F1,F2,F3…

转化思想（化变为恒）W1=F1Δl1

W2=F2Δl2

W3=F3Δl3…弹力在全过程中所做的功是:W=W1+W2+W3+…+Wn

F1Δl1+F2Δl2+F3Δl3+…+FnΔln=积分思想这个式子怎样求和？15三.探究弹簧弹性势能的表达式（4）联想II：匀变速直线运动的位移与速度的关系v0vOttv0vOttv0vOttv0vOtt16三.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OllΔl1Δl2Δl3Δl5Δl4F2F3F4F5F1

拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积！17三.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

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