《（新課標(biāo)）2018-2019學(xué)年高考物理 2.5 探究彈性勢能的表達(dá)式課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（新課標(biāo)）2018-2019學(xué)年高考物理 2.5 探究彈性勢能的表達(dá)式課件.ppt（28頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、2.5探究彈性勢能的表達(dá)式,一、彈性勢能 觀圖助學(xué),上圖中的弓、金屬圈、彈性桿在發(fā)生形變時，都會具有什么形式的能量？,1.定義：發(fā)生__________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。,彈性形變,彈力,原長,拉長,壓縮,二、探究彈性勢能的表達(dá)式 觀圖助學(xué),(1)同一根彈簧在不同狀態(tài)下彈性勢能一樣大嗎？彈簧的彈性勢能大小與什么因素有關(guān)？ (2)撐桿跳中的桿在不同狀態(tài)下彈性勢能一樣大嗎？桿的彈性勢能大小與什么因素有關(guān)？,1.猜想 (1)彈性勢能與彈
2、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)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,增加,Ep,減少,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,理解概念,判
3、斷下列說法是否正確。 (1)彈性勢能與彈簧的彈性形變量和勁度系數(shù)有關(guān)。( ) (2)不同彈簧發(fā)生相同的形變量時彈力做功相同。( ) (3)彈簧被壓縮時，彈性勢能為負(fù)；彈簧被拉伸時，彈性勢能為正。( ) (4)彈力做正功，彈性勢能就增大；彈力做負(fù)功，彈性勢能就減小。( ),,,,,觀察探究,如圖1所示，某人正在用拉力器鍛煉臂力。,對彈性勢能的理解,圖1,(1)人不用力時，彈簧不伸長，此時彈簧有彈性勢能嗎？ (2)人拉彈簧時對彈簧做什么功？彈簧的彈性勢能怎么變化？ (3)在彈簧彈性限度內(nèi)，人將彈簧拉得越長，克服彈力做功越多嗎？彈性勢能越大嗎？ (4)拉力器有2條彈簧和有4條彈簧，拉伸相同長
4、度，用力一樣嗎？克服彈力做功相同嗎？ 答案(1)彈簧不伸長，沒有彈性勢能。 (2)人對彈簧做正功，彈性勢能增加。 (3)將彈簧拉得越長，克服彈力做功越多，彈性勢能越大。 (4)用力不一樣，克服彈力做功也不相同。,探究歸納,3.彈性勢能與彈力做功的關(guān)系 (1)彈力做正功時，彈性勢能減小。 (2)彈力做負(fù)功時，彈性勢能增大。 (3)彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系為W彈Ep。,試題案例 例1 關(guān)于彈簧的彈性勢能，下列說法中正確的是() A.當(dāng)彈簧變長時，它的彈性勢能一定增加 B.當(dāng)彈簧變短時，它的彈性勢能一定減少 C.在拉伸長度相同時，勁度系數(shù)越大的彈簧，它的彈性勢能越大 D.彈簧拉伸時的彈性勢能一定
5、大于壓縮時的彈性勢能,解析如果彈簧原來處于壓縮狀態(tài)，那么當(dāng)它恢復(fù)原長時，它的彈性勢能減小，當(dāng)它變短時，它的彈性勢能增大，彈簧拉伸時的彈性勢能可能大于、小于或等于壓縮時的彈性勢能，需根據(jù)形變量來判定，所以選項A、B、D錯誤；當(dāng)拉伸長度相同時，勁度系數(shù)越大的彈簧，需要克服彈力做的功越多，彈簧的彈性勢能越大，選項C正確。 答案C,,理解彈性勢能時應(yīng)注意的三個問題 (1)彈簧的彈性勢能的大小由彈簧的勁度系數(shù)和形變量(拉伸或縮短的長度)共同決定，勁度系數(shù)越大，形變量越大，彈簧的彈性勢能越大。 (2)彈簧處于原長時，彈性勢能為零，彈簧拉長或壓縮彈性勢能均為正值。 (3)彈性勢能具有相對性，但其變化量具有絕
6、對性，因此，在判斷彈性勢能的變化時不必考慮零勢能的位置。,針對訓(xùn)練1 如圖2所示，撐桿跳是運動會上常見的比賽項目，用于撐起運動員的竿要求具有很好的彈性，下列關(guān)于運動員撐竿跳起的過程說法中正確的是(),A.運動員撐竿剛剛觸地時，竿彈性勢能最大 B.運動員撐竿跳起到達(dá)最高點時，竿彈性勢能最大 C.運動員撐竿觸地后上升到達(dá)最高點之前某時刻，竿彈性勢能最大 D.以上說法均有可能 解析竿形變量最大時，彈性勢能最大，只有C項正確。 答案C,圖2,探究彈性勢能的表達(dá)式,如圖3所示，測出彈簧不同拉力F作用下的伸長量x，并且作出Fx圖象。,觀察探究,圖3,(1)彈簧彈力做的功與彈性勢能的變化有什么關(guān)系？ (2)
7、怎樣計算彈簧彈力做的功？ (3)怎樣表示彈性勢能？ 答案(1)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)如圖所示，在Fx圖象中，圖線與橫軸所圍圖形(圖中陰影部分)的面積就表示克服彈力所做的功。,探究歸納,(1)k為彈簧的勁度系數(shù)，由彈簧本身的因素決定。 (2)x為彈簧的伸長量(或壓縮量)，不是彈簧的長度。,2.重力勢能和彈性勢能的對比,試題案例,例2 如圖4所示，小玲同學(xué)平時使用帶彈簧的圓珠筆寫字，她想估測里面的小彈簧在圓珠筆尾端壓緊情況下的彈性勢能的增加量。請你幫助她完成這一探究過程。,(1)該同學(xué)依據(jù)筆尖釋放后的重力勢能的增加量來估
8、算彈簧的彈性勢能，那么該實驗所用的器材為：_____________________________________________。 (2)寫出實驗的步驟和所要測量的物理量(用字母表示)____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(要求符合實際并盡量減小誤差)。,(3)彈性勢能的增加量的表達(dá)式Ep
9、__________(用測得的量表示)。 【思路點拔】設(shè)計實驗方案時，應(yīng)注意實驗原理和實驗方法，本題測量彈性勢能的大小，要根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒的思想來進行，即將彈性勢能的測量轉(zhuǎn)化成對重力勢能的測量。,解析本題是通過測量筆尖釋放后筆的重力勢能的增加量來估算彈簧的彈性勢能，而重力勢能增加量與物體的質(zhì)量和上升的高度有關(guān)。,(1)刻度尺，天平 (2)將圓珠筆緊靠刻度尺豎直放在桌面上； 在桌面上將圓珠筆尾端壓緊，記下筆尖對應(yīng)的讀數(shù)x1； 突然放開圓珠筆，觀察并記下筆尖到達(dá)的最高處對應(yīng)的讀數(shù)x2； 用天平測出圓珠筆的質(zhì)量m (3)Epmg(x2x1) 答案見解析,針對訓(xùn)練2 如圖5所示，質(zhì)量為m的物體靜止
10、在地面上，物體上面連著一個輕彈簧，用手拉住彈簧上端上移H，將物體緩緩提高h(yuǎn)，拉力F做功WF，不計彈簧的質(zhì)量，則下列說法正確的是(),A.重力做功mgh，重力勢能減少mgh B.彈力做功WF，彈性勢能增加WF C.重力勢能增加mgh，彈性勢能增加FH D.重力勢能增加mgh，彈性勢能增加WFmgh,圖5,解析可將整個過程分為兩個階段：一是彈簧伸長到物體剛要離開地面階段，拉力克服彈力做功WF1W彈，等于彈性勢能的增加；二是彈簧長度不變，物體上升h，拉力克服重力做功WF2WGmgh，等于重力勢能的增加，又由WFWF1WF2，可知A、B、C錯，D正確。 答案D,應(yīng)用圖象中的“面積”巧解問題,物理圖象給
11、人的感覺是直觀、形象，它反映了一個動態(tài)的物理過程，通過圖線描述兩個物理量的變化關(guān)系，而有些圖象中圖線與坐標(biāo)軸所圍成的“面積”往往代表特定的物理意義，應(yīng)用這些“面積”的物理意義解答問題有時可以快速解題，事半功倍。 我們已經(jīng)學(xué)過的，例如：(1)在vt圖象中圖線與t軸圍成的“面積”表示物體的位移；(2)在at圖象中圖線與t軸圍成的“面積”表示物體速度的變化；(3)在Fx圖象中圖線與x軸圍成的“面積”表示力對物體做的功。,【針對練習(xí)】一根彈簧的彈力和形變量的關(guān)系圖線如圖6所示，那么彈簧由伸長量為8 cm到伸長量為4 cm的過程中，彈力做的功和彈性勢能的變化量分別為(),圖6 A.3.6 J，3.6 J B.3.6 J，3.6 J C.1.8 J，1.8 J D.1.8 J，1.8 J,答案C,
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