8.2.2弹性势能 课件-2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第八章 机械能守恒定律 8.2.2 弹性势能 人教版（2019） 授课人： 2022-2023学年高中物理同步备课必修第二册 1 压缩的弹簧 弯曲的撑杆 弯曲的杆、拉伸和压缩的弹簧都具有能量 导 1、定义：发生弹性形变的物体各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能（elastic potential energe)。 2、猜想，弹性势能与哪些因素有关？ 3、弹性势能与形变量和劲度系数有哪些定量关系？（公式） 思 阅读教材82页关于弹性势能的部分 F/N x/m 弹簧弹力F与形变量x的关系如图，公式为F=kx 则弹力做功 W 即为图像的__________ 弹性势能 Ep = ___________ 弹性势能与重力势能的异同 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能量。一方面与重力做功相关，另一方面随高度变化而变化，因而叫做物体的重力势能 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 重力势能的大小与零势能面的选取有关，但变化量与参考面的选取无关 系统性 弹性势能是弹簧本身具有的能量 重力势能是物体与地球这一系统所共有的 与力做 功的关系 弹性势能的变化等于克服弹力所做的功 重力势能的变化等于克服重力所做的功 【例题】（多选）关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（   ） A．弹簧的弹性势能与其被拉伸（或压缩）的长度有关 B．弹簧的弹性势能与弹簧的劲度系数有关 C．对于同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，则弹性势能越大 D．弹性势能的大小与使弹簧发生形变的物体有关 小试牛刀 ABC 【例题】如图所示，在光滑水平桌面上有一根轻质弹簧，将弹簧一端固定，另一端施以水平拉力弹簧缓慢伸长。使弹簧伸长量为x时，外力对弹簧做功W1，使弹簧伸长量为2x时，外力对弹簧做功W2，弹簧始终处在弹性限度内，则（　　） A．W2=W1 B．W2=2W1 C．W2=3W1 D．W2=4W1 小试牛刀 D 【例题】位于重庆永川乐和乐都主题公园的极限蹦极高度约60米，是西南地区的蹦极“第一高”。为了研究蹦极运动过程，做以下简化：将游客视为质点，他的运动始终沿竖直方向。弹性绳的一端固定在O点，另一端和游客相连。游客从O点自由下落，至B点弹性绳自然伸直，经过合力为零的C点到达最低点D，然后弹起，整个过程中弹性绳始终在弹性限度内。游客从O→B→C→D的过程中，下列说法正确的是（　　） A．从B到C过程中，游客速度先变大再变小 B．从B到C过程中，弹性绳的弹性势能先增大后减小 C．从O到C过程中，重力势能减少，动能增加 D．从B到D过程中，游客的加速度一直减小 小试牛刀 C 【例题】 （多选）如图所示，质量m=1kg的物块放置在竖直固定的弹簧上方（未栓接），用力向下压物块至某一位置，然后由静止释放，取该位置为物块运动的起始位置，物块上升过程的a-x图像如图所示，不计空气阻力，重力加速度g=10m/s2。则下列说法正确的是（    ） A．物块运动过程的最大加速度大小为20m/s2 B．弹簧的劲度系数为100N/m C．弹簧最大弹性势能为9J D．物块加速度为0时离开弹簧 小试牛刀 AB 【例题】如图甲所示，平行于光滑斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为θ的斜面底端，另一端与物块A连接；两物块A、B质量均为m，初始时均静止。现用平行于斜面向上的力F拉动物块B，使B做加速度为a的匀加速运动，A、B两物块在开始一段时间内的v-t关系分别对应图乙中A、B图线（t1时刻A、B的图线相切，t2时刻对应A图线的最高点），重力加速度为g，则（　　） A．平行于斜面向上的拉力F一直增大 B．t2时刻，弹簧形变量为 C．从0开始到t1时刻，弹簧释放的弹性势能为 D．t2时刻弹簧恢复到原长，物块A达到速度最大值 小试牛刀 B 【解析】A．从开始到t1时刻，对AB整体，根据牛顿第二定律得： 得 ，x减小，F增大；t1时刻到t2时刻，对B，由牛顿第二定律得： 得 ，可知F不变，A错误； B．由图知， 时刻A的加速度为零，速度最大，设弹簧压缩量为 ，根据牛顿第二定律和胡克定律得 ，则得 ，B正确；C．从0开始到t1时刻，由动能定理，对A有 弹簧释放的弹性势能等于弹簧弹力做的功 不等于 mv12，C错误； D．t2时刻，A图线的斜率为0，即A物体加速度为零，设此时压缩量为x2，由平衡条件： 解得 弹簧处于压缩状态，由v-t图像可知，物块A达到速度最大值。D错误；故选B。 $$