2020年高中物理学案(新人教必修二)7.5《探究弹性势能的表达式》3.docx

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，会分析打算弹簧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。 重点：1.探究弹性势能公式的过程和所用方法。 2.理论探究的方法。难点：1.推导拉伸弹簧时，用数学思想求解拉力所做功的表达式。2.用图象法解决问题。 学习过程一，课前预习，自主学习（一），弹性势能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势能。2.当弹簧的长度为_时，它的弹性势能为0，当弹簧被_或被_后，就具有了弹性势能。二、打算弹性势能大小的相关因素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。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_；在弹簧的劲度系数k相同时，弹簧的形变量越大，弹簧的弹性势能_。 三、弹性势能(变化)大小的探究1.弹力特点：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。3.“化变为恒”求拉力功:W总=F1l1+F2l2+Fnln。4.“F-l”图象面积的意义：表示_的值。【判一判】(1)发生形变的物体就具有弹性势能。( )(2)弹性势能是一个标量。( )(3)当弹簧变长时，它的弹性势能肯定增大。( )(4)若规定弹簧处于原长时，弹簧弹性势能为零，则弹簧的弹性势能不会有负值。( ) 二课堂导学，小组合作探究主题一：弹性势能1.试验装置如图所示：将一木块靠在弹簧一端，弹簧另一端固定在墙上，压缩后松手，弹簧将木块弹出。结合表格分析试验现象。提示：2.依据上面试验，试分析弹性势能的产生条件。提示：(1)物体发生了弹性形变。 (2)物体各部分之间有弹力作用。3.试从能量的角度分析木块被弹出的缘由。提示：被压缩的弹簧对木块做功，把自身的弹性势能转化为木块的动能。【探究归纳】弹性势能1.产生条件(1)物体发生弹性形变。(2)物体各部分之间有弹力作用。2.弹性势能的变化往往伴随着其他能量的变化。【典例1】如图所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，弹簧被压缩，在此过程中以下说法正确的是( )A.物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比B.物体向墙壁运动相同的距离，弹力做的功不相等C.弹簧的弹力做正功，弹性势能减小D.弹簧的弹力做负功，弹性势能增加主题二：探究弹性势能的表达式1.探究影响弹性势能大小的因素(1)结合图猜想影响弹性势能的因素。(2)通过下列实例猜想影响弹性势能的因素。a.在拉弓射箭时，拉相同的距离，弓的“硬度”越大，箭射出去的距离越远。b.压缩同样长度的弹簧到相同的位置，压缩“硬”弹簧要困难些。c.同样长度的橡皮筋制作的弹弓，拉开相同的距离，“粗”橡皮筋制作的弹弓打出的弹丸远。2.探究弹性势能的表达式(1)物体具有做功的本事，我们称物体具有能。弹簧既然有弹性势能，确定具有对外做功的本事，依据功能关系，弹簧对外做功的大小等于它弹性势能的转变量。若依据图示计算弹力做的功，能否直接运用公式W=Fl计算？不行的话，应怎样求解？ (2) 如何利用图象法求出弹力所做的功及弹性势能的表达式？【探究归纳】探究弹性势能的表达式1.影响弹簧弹性势能的因素(1)弹簧的形变量l(形变量是指拉伸或压缩的变化量)； (2)弹簧的劲度系数k。2.变力做功的处理方法(1)微元法； (2)图象法。【典例2】一根弹簧的F-x图象如图所示，那么弹簧由伸长量8 cm到伸长量4 cm的过程中，弹力做功和弹性势能的变化量为( )A.3.6 J,-3.6 J B.-3.6 J,3.6 J C.1.8 J,-1.8 J D.-1.8 J,1.8 J三自主归纳整理本节学习的学问四分层达标训练【基础达标】1关于弹性势能，下列说法中不正确的是( )A发生弹性形变的物体都具有弹性势能B弹簧只有在发生弹性形变时才具有弹性势能C弹性势能可以与其他形式的能相互转化D弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳2.假如取弹簧伸长x时的弹性势能为0，则下列说法中正确的是( )A.弹簧处于原长时，弹簧弹性势能为正值B.弹簧处于原长时，弹簧弹性势能为0C.当弹簧的压缩量为x时，弹性势能的值为0D.只要弹簧被压缩，弹性势能就为负值3在一次“蹦极”运动中，人由高空下落到最低点的整个过程中，下列说法正确的是( )A重力对人始终做正功B人的重力势能始终减小C橡皮绳对人始终做负功D橡皮绳的弹性势能始终增加4.(2022石家庄高一检测)某同学利用橡皮条将模型飞机弹出，在弹出过程中，下述说法中正确的是( )A.橡皮条被拉伸，弹力对飞机做正功B.飞机的动能增加C.橡皮条的弹性势能削减D.飞机的重力势能减小，转化为飞机的动能5如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一小球，将小球从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在小球由A点摆向最低点B的过程中( )A重力做正功,弹力不做功B重力做正功,弹力做正功C若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功D若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功6.如图所示,在光滑水平面上有一物体,它的左端连一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F作用下物体处于静止状态,当撤去力F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是( )A.弹簧对物体做正功,弹簧的弹性势能渐渐削减B.弹簧对物体做负功,弹簧的弹性势能渐渐增加C.弹簧先对物体做正功,后对物体做负功,弹簧的弹性势能先削减再增加D.弹簧先对物体做负功,后对物体做正功,弹簧的弹性势能先增加再削减7.如图所示，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点无摩擦转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处，另有一小球，现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。(1)还需要的器材是_、_。(2)以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对_的计算，进而转化为对_和_的直接测量。【力量提升】8.如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是( )A.重力势能减小，弹性势能增大B.重力势能增大，弹性势能减小C.重力势能减小，弹性势能减小D.重力势能不变，弹性势能增大9.(2022徐州高一检测)一竖直弹簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端，如图所示，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点A处，则( )Ah愈大，弹簧在A点的压缩量愈大B弹簧在A点的压缩量与h无关Ch愈大，最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能愈大D小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大10.在光滑的水平面上，物体A以较大速度va向前运动，与以较小速度vb向同一方向运动的、连有轻质弹簧的物体B发生相互作用，如图所示。在相互作用的过程中，当系统的弹性势能最大时( )A.vavbB.va=vbC.vavbD.无法确定11.弹簧原长l0=15 cm，受拉力作用后弹簧渐渐伸长，当弹簧伸长到l1=20 cm时，作用在弹簧上的力为400 N，问：(1)弹簧的劲度系数k为多少？(2)在该过程中弹力做了多少功？(3)弹簧的弹性势能变化了多少？学校名录参见： aspx?ClassID=3060