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1、7.5 探 究 彈 性 勢 能 的 表 達 式 課前回顧1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叫做彈性勢能舉例：卷緊的發(fā)條，拉長或壓縮的彈簧，拉開的弓等都具有彈性勢能彈力 2彈簧彈性勢能的大小與_、彈簧的_或_有關二、彈力做功與彈性勢能變化的關系1彈力做正功時，彈性勢能_，彈力做負功時，彈性勢能_2彈力做的功等于彈性勢能的_，即WEpEp1Ep2.勁度系數(shù)伸長量壓縮量減小增加減少量 一、彈力做功跟彈性勢能變化的關系如圖所示，O為彈簧的原長處1.物體由O向A運動(壓縮)或者由O向A運動(伸長)時，彈力做負功，彈性勢能增大，其他形式的能轉化為彈性勢能核心要點突破 2物體由
2、A向O運動，或者由A向O運動時，彈力做正功，彈性勢能減小，彈性勢能轉化為其他形式的能3彈力做功與彈性勢能變化的關系可表示為WEp.特別提醒：彈力做功與彈性勢能變化有唯一的對應關系，彈力做多少正(負)功，彈性勢能減少(增加)多少 即時應用(即時突破，小試牛刀)1.如圖所示，一個物體以速度v0沖向與豎直墻壁相連的輕質彈簧，墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮，在此過程中以下說法正確的是()A物體對彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比B物體向墻壁運動相同的位移，彈力做的功不相等C彈力做正功，彈簧的彈性勢能減小D彈簧的彈力做負功，彈性勢能增加BD 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
3、功為W1；繼續(xù)拉彈簧，使彈簧在彈性限度內再伸長l，拉力在繼續(xù)拉伸的過程中所做的功為W2。試求W1與W2的比值。提示 利用Fl圖象分析。解析 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533所示，直線下的相關面積表示功的大小。其中，線段OA下的三角形面積表示第一個過程中拉力所做的功W 1，線段AB下的梯形面積表示第二個過程中拉力所做的功W2。顯然，兩塊面積之比為13，即W1W2=13。BF O l l 2lA 二 、 彈 性 勢 能 發(fā)生彈性形變的物體各部分之間由于彈力的相互作用而具有的勢能 彈簧彈性勢能的表達式1.如圖所示，彈簧的勁度系數(shù)為k，左端固定，不加外力時，右端在
4、A處，今用力F緩慢向右拉彈簧，使彈簧伸長到B處，若規(guī)定彈簧自由長度的彈性勢能為零，則手克服彈簧彈力所做的功，等于彈簧的彈性勢能 2.根據(jù)胡克定律Fkl畫出F隨l變化的圖線如圖所示，根據(jù)WFl知，圖線與橫軸所圍的面積應等于F所做的功，即特別提醒：(1)在Ep12kl2中，Ep為彈簧的彈性勢能，k為彈簧的勁度系數(shù)，l為形變量(即彈簧被壓縮或伸長的長度)；(2)本公式不要求學生掌握 即時應用(即時突破，小試牛刀)1關于彈簧的彈性勢能，下列說法中正確的是( )A當彈簧變長時，它的彈性勢能一定增大B當彈簧變短時，它的彈性勢能一定變小C在拉伸長度相同時，k越大的彈簧，它的彈性勢能越大D彈簧在拉伸時的彈性勢
5、能一定大于壓縮時的彈性勢能C 三、彈性勢能與重力勢能的區(qū)別 特別提醒：(1)彈性勢能與重力勢能同屬機械能范疇(2)彈性勢能與零勢能位置的選取有關但選擇自然狀態(tài)為零勢能位置時表達式最為簡潔，為Ep12kx2. 即時應用(即時突破，小試牛刀)3關于彈性勢能和重力勢能，下列說法正確的是()A重力勢能屬于物體和地球這個系統(tǒng)，彈性勢能屬于發(fā)生彈性形變的物體B重力勢能是相對的，彈性勢能是絕對的C重力勢能和彈性勢能都是相對的D重力勢能和彈性勢能都是狀態(tài)量ACD 課堂互動講練 關于彈性勢能，下列說法中正確的是()A任何發(fā)生彈性形變的物體，都具有彈性勢能B任何具有彈性勢能的物體，一定發(fā)生了彈性形變C物體只要發(fā)生
6、形變，就一定具有彈性勢能D彈簧的彈性勢能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關對彈性勢能的理解例1 AB 【精講精析】由彈性勢能的定義和相關因素進行判斷發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于彈力作用而具有的勢能，叫做彈性勢能所以，任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能，任何具有彈性勢能的物體一定發(fā)生了彈性形變物體發(fā)生了形變，若是非彈性形變，無彈力作用，則物體就不具有彈性勢能彈簧的彈性勢能除了跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關外，還跟彈簧勁度系數(shù)的大小有關正確選項為A、B. 【誤區(qū)警示】發(fā)生形變的物體不一定具有彈性勢能，只有發(fā)生彈性形變的物體才具有彈性勢能對此，必須有清醒的認識 變式訓練1(汕頭高一檢測)關于彈性
7、勢能，下列說法正確的是()A發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能B只有彈簧在發(fā)生彈性形變時才具有彈性勢能C彈性勢能可以與其他形式的能相互轉化D彈性勢能在國際單位制中的單位是焦耳ACD 在水平地面上放一個豎直輕彈簧，彈簧上端與一個質量為2.0 kg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0.10 m，力F做功2.5 J此時木塊再次處于平衡狀態(tài)，力F的大小為50 N，如圖所示求：(1)在木塊下移0.10 m的過程中彈性勢能的增加量(2)彈簧的勁度系數(shù)(g取10 N/kg)彈力做功與彈性勢能變化的關系例2 【思路點撥】本題的關鍵是表示出彈力做功，由于彈力是變力，不能直接用功的
8、公式表示，但可由木塊平衡，用力F與G表示彈力，從而表示出彈力的功 【自主解答】(1)木塊下移0.10 m的過程中，力F和重力做的功全部用于增加彈簧的彈性勢能，故彈性勢能的增加量為EpWFmgh(2.52.0100.10)J4.5 J .(2)由平衡條件得，木塊再次處于平衡時Fkl所以勁度系數(shù)kFl500.10 N/m500N/m .【答案】(1)4.5 J(2)500 N/m 【方法總結】彈性勢能與重力勢能等其他形式的能之間可以相互轉化，彈性勢能的變化量總等于彈力所做的功 變式訓練2一根彈簧的彈力位移圖線如圖756所示，那么彈簧由伸長量8 cm到伸長量4 cm的過程中，彈力做功和彈性勢能的變化量為()A3.6 J，3.6 JB3.6 J,3.6 JC1.8 J，1.8 JD1.8 J,1.8 J C F例5 如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕質彈簧一端固定，另一端與物塊拴接，物塊放在光滑水平面上?，F(xiàn)用外力緩慢拉動物塊，若外力所做的功為W，則物塊移動了多大的距離？ 提示 外力所做的功等于彈簧彈性勢能的增加。 221 klEW p 所以，彈簧的伸長量亦即物塊移動的距離。kWl 2解析 若以Ep表示彈簧最終的彈性勢能，則外力所做 的功 本節(jié)課內容已經結束，作業(yè)為練習冊本節(jié)課內容，
高中物理 7_5 探究彈性勢能的表達式課件 新人教版必修21
