第七章第5节 探究弹性势能的表达式-2020-2021学年高中物理必修2【导学教程】同步辅导（人教版）课件PPT

第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 第5节　探究弹性势能的表达式 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 [学习目标] 1．知道探究弹性势能表达式的思路。 2．理解弹性势能的概念，会分析决定弹性势能大小的相关因素。 3．体会探究过程中的猜想、分析和转化的方法。 4．领悟求弹力做功时通过细分过程化变力为恒力的思想方法。 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 1．概念：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于________的相互作用而具有的势能。 一、弹性势能 弹力 课前预习·落实基础 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 2．决定弹性势能大小的相关因素的猜想 (1)猜想依据：弹性势能和重力势能同属_____，重力势能大小与物体的_____和_____有关，弹性势能与其__________和________有关。 (2)猜想结论：弹性势能与弹簧的_____________和________有关，在弹簧的形变量l相同时，弹簧的劲度系数k越大，弹簧的弹性势能______。在弹簧劲度系数k相同时，弹簧形变量l越大，弹簧的弹性势能______。 势能 重力 高度 劲度系数 形变量 劲度系数k 形变量l 越大 越大 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 1．(1)弹簧处于自然状态时，不具有弹性势能。( √ ) (2)一物体压缩弹簧，弹性势能是物体与弹簧共有的。( × ) ►自主思考——判一判 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 1．弹力做功特点：随弹簧________的变化而变化，还因______的不同而不同。 2．弹力做功与弹性势能的关系 弹力做正功时，弹性势能_____，______的弹性势能_____弹力做的功；弹力做负功时，弹性势能____，_____的弹性势能______克服弹力做的功。 二、弹性势能(变化)大小探究 形变量 弹簧 减少 减少 等于 增加 增加 等于 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 3．“化变为恒”求拉力功：W总＝F1Δl1＋F2Δl2＋…＋FnΔln。 4．“F－l”图像面积意义：表示________的值。 弹性势能 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 2．(1)不同弹簧发生相同的形变时具有的弹性势能相同。( × ) (2)同一弹簧发生的形变量不同时具有的弹性势能不同。( √ ) (3)弹簧弹力做正功，弹簧弹性势能增加。( × ) ►自主思考——判一判 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 1．系统性：弹性势能是发生弹性形变的物体上所有质点因相对位置改变而具有的能量，因而弹性势能是整个系统所具有的。 考点一　对弹性势能的理解 课堂互动·考点突破 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 2．相对性：弹性势能的大小与选定的零势能位置有关，对于弹簧，一般规定弹簧处于原长时的势能为零。 3．弹簧弹性势能大小的影响因素：(1)弹簧的劲度系数。(2)弹簧的形变量。(3)对于同一弹簧，伸长和压缩相同的长度时弹性势能相同。 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 4．弹性势能与弹力做功的关系 如图7－5－1所示，O为弹簧的原长处。 图7－5－1 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 (1)弹力做负功：如物体由O向A运动(压缩)或者由O向A′运动(伸长)时，弹性势能增大，其他形式的能转化为弹性势能。 (2)弹力做正功：如物体由A向O运动或者由A′向O运动时，弹性势能减小，弹性势能转化为其他形式的能。 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 (3)弹力做功与弹性势能变化的关系：弹性势能的变化量总等于弹力对外做功的负值，表达式为W弹＝Ep1－Ep2＝－ΔEp。 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 5．弹性势能表达式 图7－5－2 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 (1)弹簧弹力随形变量x的变化图线及围成面积的意义。 类比v－t图像的面积表示位移，F－x图像与x轴所围的面积表示弹力的功，如图7－5－2所示。所以当弹簧的形变量为x时，弹力做功W弹＝－eq \f(1,2)kx·x＝－eq \f(1,2)kx2。 (2)弹性势能的大小：Ep＝－W弹＝eq \f(1,2)kx2。 第七章 机械能守恒定律 物理·必修2 菜 单 ［例1］如图7－5－3所示，在水平地面上竖直放置一轻质弹簧，弹簧上端与一个质量为0.2 kg的木块相连。若在木块上再作用一个竖直向下的变力