《同步课堂》高中物理人教版必修二名师教学课件：第七章 机械能守恒定律（10份）

应用创新演练 理解教材新知 把握热点考向 考向一 考向二 随堂基础巩固 第 七章 机械能守恒定律 课时跟踪训练 知识点一 知识点二 第 5 节 探究弹性势能的表达式 * 返回 返回 返回 1.弹力做正功，弹性势能减少，弹力做 负功，弹性势能增加。弹力做了多少 功，弹簧的弹性势能就变化多少。 2．弹簧的弹性势能的大小跟劲度系数和形变量有关，其表达式为Ep＝eq \f(1,2)kl2，其中l表示弹簧的形变量而不是长度。 返回 返回 1．定义 发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有 的相互作用而具有的能。 2．决定弹性势能大小相关因素的猜想 (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，弹簧弹力与其 和 有关。 弹力 势能 重力 高度 劲度系数 形变量 [自学教材] 返回 (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，弹簧形变量越大，弹簧弹性势能 。 劲度系数k 形变量l 越大 越大 返回 3．弹性势能(变化)大小探究 (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 ，减少的弹性势能 弹力做的功；弹力做负功时，弹性势能 ，增加的弹性势能 克服弹力做的功。 形变量 弹簧 减少 等于 增加 等于 返回 [重点诠释] 1．弹性势能的产生原因 (1)物体发生了弹性形变。 (2)各部分间的弹力作用。 2．弹性势能的影响因素 (1)弹簧的形变量x。 (2)弹簧的劲度系数k。 返回 3．弹性势能的大小 (1)如图7－5－1所示，弹簧的劲度 系数为k，左端固定，不加外力时，右 端在A处，今用力F缓慢向右拉弹簧， 使弹簧伸长到B处，若规定弹簧自由 长度的弹性势能为零，则手克服弹簧弹力所做的功，等于弹簧的弹性势能。 图7－5－1 返回 图7－5－2 (2)根据胡克定律F＝kΔl画出F随 Δl变化的图线如图7－5－2所示，根据 W＝Fl知，图线与横轴所围的“面积” 应等于F所做的功，即 W＝eq \f(kΔl·Δl,2)＝eq \f(1,2)kΔl2， 所以Ep＝eq \f(1,2)kΔl2。 返回 4．弹性势能的相对性 (1)对于弹簧，我们可以规定其自由长度时的势能为零势能，把弹簧从零势能位置拉至某一位置的过程中，克服弹力所做的功就等于弹簧的弹性势能。 (2)弹簧在某一位置时的弹性势能是与零势能位置的选取有关的，即弹簧的弹性势能具有相对性，但弹性势能的变化与零势能位置的选取无关。 返回 [特别提醒] (1)在Ep＝eq \f(1,2)kΔl2中，Ep为弹簧的弹性势能，k为弹簧的劲度系数，Δl为形变量。 (2)对于同一个弹簧伸长和压缩相同的长度时弹性势能是一样的，所以对于某一个弹性势能可能对应着伸长和压缩两个不同的状态。 返回 1．弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关 (　　) A．弹簧的长度　　　　　　 B．弹簧的劲度系数 C．弹簧的形变量 D．弹簧的原长 答案：BC 解析：弹簧的弹性势能Ep＝eq \f(1,2)kl2，Ep与k和l有关。 返回 (1)如图7－5－3所示，O为弹簧的 原长位置。 ①物体由O向A运动(压缩)或者由O向A′运 动(伸长)时，弹力做负功，弹性势能增大， 其他形式能转化为弹性势能。 ②物体由A向O运动，或者由A′向O运动时，弹力做正功，弹性势能减小，弹性势能转化为其他形式的能。 ③弹力做功与弹性势能变化的关系可表示为W＝－ΔEp。 图7－5－3 返回 (2)弹性势能与重力势能的比较： 物理量 比较内容 弹性势能 重力势能 定义 发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的相互作用而具有的势能 物体由于被举高而具有的势能 表达式 Ep＝eq \f(1,2)kl2 Ep＝mgh 相对性 弹性势能与零势能位置选取有关，通常选自然长度时，势能为零，表达式最为简洁 重力势能大小与零势面