高中物理 7.5 探究彈性勢能的表達式課件 新人教版必修2.ppt

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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(guān) 二 彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系1 彈力做正功時 彈性勢能 彈力做負(fù)功時 彈性勢能 2 彈力做的功等于彈性勢能的 即W Ep Ep1 Ep2 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(guān)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(fù)功 彈性勢能增大 其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢能 核心要點突破 2 物體由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(zhuǎn)化為其他形式的能 3 彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系可表示為W Ep 特別提醒 彈力做功與彈性勢能變化有唯一的對應(yīng)關(guān)系 彈力做多少正 負(fù) 功 彈性勢能減少 增加 多少 即時應(yīng)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(zhì)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(fù)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W1與W2的比值 提示利用F l圖象分析 解析拉力F與彈簧的伸長量l成正比 故在F l圖象中是一條傾斜直線 如圖5 33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一個過程中拉力所做的功W1 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1 3 即W1 W2 1 3 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F k l畫出F隨 l變化的圖線如圖所示 根據(jù)W F l知 圖線與橫軸所圍的面積應(yīng)等于F所做的功 即 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 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大B 當(dāng)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 即時應(yīng)用 即時突破 小試牛刀 3 關(guān)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(guān)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(guān) 對彈性勢能的理解 AB 精講精析 由彈性勢能的定義和相關(guān)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(guān)外 還跟彈簧勁度系數(shù)的大小有關(guān) 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(rèn)識 變式訓(xùn)練1 汕頭高一檢測 關(guān)于彈性勢能 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(zhuǎn)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(zhì)量為2 0kg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 10m 力F做功2 5J 此時木塊再次處于平衡狀態(tài) 力F的大小為50N 如圖所示 求 1 在木塊下移0 10m的過程中彈性勢能的增加量 2 彈簧的勁度系數(shù) g取10N kg 彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系 思路點撥 本題的關(guān)鍵是表示出彈力做功 由于彈力是變力 不能直接用功的公式表示 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 答案 1 4 5J 2 500N m 方法總結(jié) 彈性勢能與重力勢能等其他形式的能之間可以相互轉(zhuǎn)化 彈性勢能的變化量總等于彈力所做的功 變式訓(xùn)練2一根彈簧的彈力 位移圖線如圖7 5 6所示 那么彈簧由伸長量8cm到伸長量4cm的過程中 彈力做功和彈性勢能的變化量為 A 3 6J 3 6JB 3 6J 3 6JC 1 8J 1 8JD 1 8J 1 8J C 例5如圖所示 勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定 另一端與物塊拴接 物塊放在光滑水平面上 現(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 所以 彈簧的伸長量亦即物塊移動的距離 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(nèi)容已經(jīng)結(jié)束 作業(yè)為練習(xí)冊本節(jié)課內(nèi)容