2017-2018学年高中物理（人教版,必修二）同步课件+学业分层测评+教师用书 第7章 5 探究弹性势能的表达式 （3份打包）

5.探究弹性势能的表达式 学 习 目 标 知 识 脉 络 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．(重点) 3．理解探究过程中猜想、分析和转化的方法．(重点) 4．掌握求弹力做功时化变力为恒力的思想方法．(重点、难点) 弹性势能 1．弹性势能的概念 发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能． 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势能，重力势能大小与物体的质量和高度有关，弹簧弹力与其形变量和劲度系数有关． (2)猜想结论 弹性势能与弹簧的形变量l和劲度系数k有关，在弹簧的形变量l相同时，弹簧的劲度系数k越大，弹簧的弹性势能越大．在弹簧劲度系数k相同时，弹簧形变量越大，弹簧弹性势能越大． 1．只要弹簧的形变量相同，弹性势能就相同．(×) 2．弹性势能是由于弹力做功引起的．(√) 3．弹性势能与重力势能没有相似之处．(×) 运动员将箭射出，弓恢复原状，此过程中弓的弹性势能怎么变化？ 图7­5­1 【提示】　弓的形变量减小，弹性势能减少． 如图7­5­2所示，小朋友用力将弹簧拉长至一定长度． 图7­5­2 探讨1：小朋友不用力时，弹簧不伸长，此时弹簧有弹性势能吗？ 【提示】　弹簧不伸长，没有弹性势能． 探讨2：小朋友拉弹簧时对弹簧做什么功？弹簧的弹性势能怎么变化？ 【提示】　小朋友对弹簧做正功，弹性势能增加． 探讨3：在弹簧弹性限度之内，小朋友将弹簧拉得越长，克服弹力做功越多吗？弹性势能越大吗？ 【提示】　将弹簧拉得越长，弹力做功越多，弹性势能越大． 1．弹性势能的产生原因 2．弹性势能的影响因素 3．弹性势能与弹力做功的关系 如图7­5­3，O为弹簧的原长处． 图7­5­3 (1)弹力做负功时：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)弹力做正功时：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． (3)弹力做功与弹性势能变化的关系为W弹＝－ΔEp. 1．关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是(　　) A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大 B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小 C．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大 D．弹性势能是弹簧和使它发生形变的物体所共有的 【解析】　弹簧的弹性势能的大小，除了跟劲度系数k有关外，还跟它的形变量(拉伸或压缩的长度)有关，如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长时，它的弹性势能应该减小，当它变短时，弹性势能应该增大，在原长处它的弹性势能最小，A、B错误；形变量相同时，k越大的弹簧，弹性势能越大，C正确；弹性势能属于弹簧，D错误． 【答案】　C 2．如图7­5­4所示，撑杆跳是运动会上常见的比赛项目，用于撑起运动员的竿要求具有很好的弹性，下列关于运动员撑竿跳起的过程说法中正确的是(　　) 【导学号：50152117】 图7­5­4 A．运动员撑竿刚刚触地时，竿弹性势能最大 B．运动员撑竿跳起到达最高点时，竿弹性势能最大 C．运动员撑竿触地后上升到达最高点之前某时刻，竿弹性势能最大 D．以上说法均有可能 【解析】　竿形变量最大时，弹性势能最大，只有C项正确． 【答案】　C 3．如图7­5­5所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是(　　) 图7­5­5 A．弹力变大，弹性势能变小 B．弹力变小，弹性势能变大 C．弹力和弹性势能都变小 D．弹力和弹性势能都变大 【解析】　将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的伸长量变大，弹簧的弹力变大，弹性势能变大．故A、B、C错误，D正确． 【答案】　D 弹性势能理解时应注意的三个问题 (1)弹簧的弹性势能的大小由弹簧的劲度系数和形变量(拉伸或缩短的长度)共同决定，劲度系数越大，形变量越大，弹簧的弹性势能越大． (2)一般弹簧处于原长时，弹性势能为零，弹簧拉长或压缩弹性势能均为正值． (3)弹性势能具有相对性，但其变化量具有绝对性，因此，在判断弹性势能的变化时不必考虑零势能的位置． 探究弹性势能的表达式 1．弹力功特点 随弹簧形变量的变化而变化，还因劲度系数的不同而不同． 2．弹力功与拉力功的关系：拉力功等于克服弹力做的功． 3．“化变为恒”求拉力功 W总＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…＋FnΔln. 4．“F­l”图象面积意义：表示力F做功的值． 1．不同弹簧发生相同的形变量时弹力做功相同．(×) 2．同一弹簧发生不同的形变量时弹力做功不同．(√) 3．弹簧弹力做正功时，弹簧弹性势能增加．(×) “蹦床”是小朋友们都爱玩的活动，如图7­5­6所示，在某小朋友从空中落至蹦床上到再次被