（通用版）2018-2019版高考物理總復(fù)習(xí) 主題三 機械能及其守恒定律 3.5探究彈性勢能的表達式課件 新人教版.ppt

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1、3.5探究彈性勢能的表達式,一、彈性勢能 1.定義：發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有________的相互作用而具有的勢能。 2.彈簧的彈性勢能：彈簧的長度為_______時，彈性勢能為0。彈簧被_______或被_______時，就具有了彈性勢能。,彈力,原長,拉長,壓縮,思維拓展,下列三張圖中的物體有什么共同點？有沒有彈性勢能？,答案弓、金屬圈、彈性桿在發(fā)生形變時，都會伴隨著彈性勢能的產(chǎn)生，在適當(dāng)?shù)臈l件下通過彈力做功將彈性勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。,二、探究彈性勢能的表達式 1.猜想,(1)彈性勢能與彈簧被拉伸的長度有關(guān)，同一個彈簧，拉伸的長度________，彈簧的彈性勢能也越大。

2、(2)彈性勢能與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，在拉伸長度l相同時，勁度系數(shù)k ________，彈性勢能越大。,2.探究思想：彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系同_______做功與重力勢能的變化關(guān)系相似。,越大,越大,重力,減少,增加,Wp,3.兩種方法計算彈簧彈力的功,(1)微元法：把整個過程劃分為很多小段，整個過程做的總功等于各段做功的代數(shù)和：W總F1l1F2l2________。 (2)圖象法：作出彈力F與彈簧伸長量l關(guān)系的Fl圖象，則彈力做的功等于Fl圖象與l軸____________。,Fnln,所圍的面積,思維拓展,如圖所示，用彈簧制作一彈射裝置。要想把小球彈得越遠，彈簧的形變量必須怎樣？要想把

3、小球彈得越遠，彈簧的勁度系數(shù)應(yīng)該怎樣？由此設(shè)想，對同一彈簧而言，彈性勢能與什么有關(guān)？,答案要想把小球彈得越遠，彈簧的形變量必須很大，但在彈性限度內(nèi)，所用彈簧的勁度系數(shù)應(yīng)該更大。彈性勢能與彈簧的形變量及勁度系數(shù)有關(guān)。,彈性勢能的理解,要點歸納 1.彈性勢能的產(chǎn)生原因,(1)物體發(fā)生了彈性形變。 (2)物體各部分間有彈力的作用。,2.影響彈簧彈性勢能大小的因素,(1)彈簧的勁度系數(shù)。 (2)彈簧的形變量。,3.彈性勢能表達式,(1)彈簧彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系：彈簧彈力做的功等于彈性勢能的減少量，或者說彈性勢能的增加量等于彈簧彈力做功的負(fù)值，即WEp。 (2)彈簧彈力做功。如圖1所示，對于彈簧

4、彈力F與其伸長量x的關(guān)系Fx 圖象，其與橫軸所圍圖形(圖中陰影部分)的面積就表示克服彈力所做的功。,圖1,圖2,例1 如圖2所示，在光滑水平面上有一物體，它的左端連接著一輕彈簧，彈簧的另一端固定在墻上，在力F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)撤去力F后，物體將向右運動，在物體向右運動的過程中，下列說法正確的是(),A.彈簧的彈性勢能逐漸減少 B.物體的機械能不變 C.彈簧的彈性勢能先增加后減少 D.彈簧的彈性勢能先減少后增加,解析因彈簧左端固定在墻上，右端與物體連接，故撤去F后，彈簧先伸長到原長后，再被物體拉伸，其彈性勢能先減少后增加，物體的機械能先增大后減小，故D正確，A、B、C均錯誤。 答案D,誤

5、區(qū)警示 理解彈力做功與彈性勢能變化關(guān)系應(yīng)注意的問題,(1)彈力做功和重力做功一樣也和路徑無關(guān)，彈力對其他物體做了多少功，彈性勢能就減少多少；克服彈力做多少功，彈性勢能就增加多少。 (2)彈性勢能的增加量與減少量由彈力做功多少來量度。彈性勢能的變化量總等于彈力做功的負(fù)值。,針對訓(xùn)練1 (多選)如圖3所示，彈簧的一端固定在墻上，另一端在水平力F作用下緩慢拉伸了x。關(guān)于拉力F、彈性勢能Ep隨伸長量x的變化圖象正確的是(),圖3,解析因為是緩慢拉伸，所以拉力始終與彈簧彈力大小相等，由胡克定律知Fkx，F(xiàn)x圖象為傾斜直線，A正確，B錯誤；因為Epx2，所以D正確，C錯誤。 答案AD,探究彈性勢能的表達式

6、,要點歸納 1.應(yīng)用Fl圖象計算彈力做功的方法：,圖4,精典示例 例2 彈簧原長為l0，勁度系數(shù)為k。用力把它拉到伸長量為l，拉力所做的功為W1；繼續(xù)拉彈簧，使彈簧在彈性限度內(nèi)再伸長l，拉力在繼續(xù)拉伸的過程中所做的功為W2。試求：,(1)W1與W2的比值； (2)對應(yīng)的彈性勢能Ep1與Ep2之比。,解析法一 (1)拉力F與彈簧的伸長量l成正比，故在Fl圖象中是一條傾斜直線，如圖所示，直線下的相關(guān)面積表示功的大小。其中，線段OA下的三角形面積表示第,針對訓(xùn)練2 (2018黃岡高一檢測)如圖5所示，質(zhì)量相等的兩木塊間連有一彈簧。今用力F緩慢向上提A，直到B恰好離開地面。開始時物體A靜止在彈簧上面，

7、設(shè)開始時彈簧彈性勢能為Ep1，B剛要離,開地面時，彈簧的彈性勢能為Ep2，則關(guān)于Ep1、Ep2大小關(guān)系及彈性勢能變化量Ep的說法中正確的是() A.Ep1Ep2 B.Ep1Ep2 C.Ep0 D.Ep0,圖5,解析開始時彈簧壓縮量為x1，對A有kx1mg。B離開地面時伸長量為x2，對B有kx2mg，由于x1x2，所以Ep1Ep2，Ep0，故A選項正確。 答案A,1.(2018佛山高一檢測)如圖6所示，撐桿跳是運動會中常見的比賽項目，用于撐起運動員的桿要求具有很好的彈性，下列關(guān)于運動員撐桿跳起過程的說法正確的是(),圖6,A.運動員撐桿剛剛觸地時，桿彈性勢能最大 B.運動員撐桿跳起到達最高點時，

8、桿彈性勢能最大 C.運動員撐桿觸地后上升到最高點之前某時刻，桿彈性勢能最大 D.以上說法均有可能 解析桿形變量最大時，彈性勢能最大，桿剛觸地時沒有形變，人到最高點時，桿已由彎曲到基本完全伸直。故選項C正確。 答案C,2.兩只不同的彈簧A、B，勁度系數(shù)分別為k1、k2，并且k1k2，現(xiàn)在用相同的力從自然長度開始拉彈簧，當(dāng)彈簧處于平衡狀態(tài)時，下列說法正確的是(),A.A的彈性勢能大 B.B的彈性勢能大 C.彈性勢能相同 D.無法判斷,答案B,3.在光滑的水平面上，物體A以較大速度va向前運動，與以較小速度vb向同一方向運動的、連有輕質(zhì)彈簧的物體B發(fā)生相互作用，如圖7所示。在相互作用的過程中，當(dāng)系統(tǒng)

9、的彈性勢能最大時(),A.vavb B.vavb C.vavb D.無法確定,圖7,解析彈簧的壓縮量越大，彈性勢能越大。當(dāng)vavb時，則彈簧壓縮，彈性勢能增大；當(dāng)vavb時，A、B相距最近，彈簧壓縮量最大，彈性勢能最大；當(dāng)vavb時，彈簧伸長，彈簧的彈性勢能減小。 答案B,4.在水平地面上放一個豎直輕彈簧，彈簧上端與一個質(zhì)量為m的木塊相連，若在木塊上再作用一個豎直向下的力F，使木塊緩慢向下移動h，力F做功W1，此時木塊再次處于平衡狀態(tài)，如圖8所示。求：,(1)在木塊下移h的過程中重力勢能的減少量； (2)在木塊下移h的過程中彈性勢能的增加量。,圖8,解析(1)據(jù)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系有 Ep減WGmgh (2)據(jù)彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系有Ep增W彈 又因木塊緩慢下移，力F與重力mg的合力與彈力等大、反向，所以W彈W1WGW1mgh 所以彈性勢能增量Ep增W1mgh 答案(1)mgh(2)W1mgh,