高考物理总复习主题三机械能及其守恒定律3.5探究弹性势能的表达式市赛课公开课一等奖省名师优质课获奖P.pptx

课前自主梳理,课堂互动探究,课时达标训练,3.5,探究,弹性势能,表示式,学习目标,关键提炼,1.知道探究弹性势能表示式方法。,1,个概念,弹性势能,1,个方法,化变力为恒力,2.了解弹性势能概念，知道决定弹簧弹性势能大小相关原因。,3.体会探究过程中猜测、分析和转化方法。,4.领悟求弹力做功时，经过细分过程化变力为恒力思想方法。,1/28,一、弹性势能,1.,定义,：发生弹性形变物体各部分之间，因为有,_,相互作用而含有势能。,2.,弹簧弹性势能：,弹簧长度为,_,时，弹性势能为,0,。弹簧被,_,或被,_,时，就含有了弹性势能。,弹力,原长,拉长,压缩,2/28,思维拓展,以下三张图中物体有什么共同点？有没有弹性势能？,答案,弓、金属圈、弹性杆在发生形变时，都会伴伴随弹性势能产生，在适当条件下经过弹力做功将弹性势能转化为其它形式能。,3/28,二、探究弹性势能表示式,1.,猜测,(1),弹性势能与弹簧被拉伸长度相关，同一个弹簧，拉伸长度,_,，弹簧弹性势能也越大。,(2),弹性势能与弹簧劲度系数相关，在拉伸长度,l,相同时，劲度系数,k _,，弹性势能越大。,2.,探究思想：,弹力做功与弹性势能改变关系同,_,做功与重力势能改变关系相同。,越大,越大,重力,降低,增加,W,p,4/28,3.,两种方法计算弹簧弹力功,(1),微元法：把整个过程划分为很多小段，整个过程做总功等于各段做功代数和：,W,总,F,1,l,1,F,2,l,2,_,。,(2),图象法：作出弹力,F,与弹簧伸长量,l,关系,F,l,图象，则弹力做功等于,F,l,图象与,l,轴,_,。,F,n,l,n,所围面积,5/28,思维拓展,如图所表示，用弹簧制作一弹射装置。要想把小球弹得越远，弹簧形变量必须怎样？要想把小球弹得越远，弹簧劲度系数应该怎样？由此构想，对同一弹簧而言，弹性势能与什么相关？,答案,要想把小球弹得越远，弹簧形变量必须很大，但在弹性程度内，所用弹簧劲度系数应该更大。弹性势能与弹簧形变量及劲度系数相关。,6/28,弹性势能了解,关键点归纳,1.,弹性势能产生原因,(1),物体发生了弹性形变。,(2),物体各部分间有弹力作用。,2.,影响弹簧弹性势能大小原因,(1),弹簧劲度系数。,(2),弹簧形变量。,7/28,3.,弹性势能表示式,(1),弹簧弹力做功与弹性势能改变关系：弹簧弹力做功等于弹性势能降低许，或者说弹性势能增加量等于弹簧弹力做功负值，即,W,E,p,。,(2),弹簧弹力做功。如图,1,所表示，对于弹簧弹力,F,与其伸长量,x,关系,F,x,图象，其与横轴所围图形,(,图中阴影部分,),面积就表示克服弹力所做功。,图,1,8/28,9/28,图,2,例,1,如图,2,所表示，在光滑水平面上有一物体，它左端连接着一轻弹簧，弹簧另一端固定在墙上，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，在物体向右运动过程中，以下说法正确是,(,),A.,弹簧弹性势能逐步降低,B.,物体机械能不变,C.,弹簧弹性势能先增加后降低,D.,弹簧弹性势能先降低后增加,10/28,解析因弹簧左端固定在墙上，右端与物体连接，故撤去,F,后，弹簧先伸长到原长后，再被物体拉伸，其弹性势能先降低后增加，物体机械能先增大后减小，故,D,正确，,A,、,B,、,C,均错误。,答案,D,11/28,误区警示,了解弹力做功与弹性势能改变关系应注意问题,(1),弹力做功和重力做功一样也和路径无关，弹力对其它物体做了多少功，弹性势能就降低多少；克服弹力做多少功，弹性势能就增加多少。,(2),弹性势能增加量与降低许由弹力做功多少来量度。弹性势能改变量总等于弹力做功负值。,12/28,针对训练,1,(,多项选择,),如图,3,所表示，弹簧一端固定在墙上，另一端在水平力,F,作用下迟缓拉伸了,x,。关于拉力,F,、弹性势能,E,p,随伸长量,x,改变图象正确是,(,),图,3,13/28,解析,因为是迟缓拉伸，所以拉力一直与弹簧弹力大小相等，由胡克定律知,F,kx,，,F,x,图象为倾斜直线，,A,正确，,B,错误；因为,E,p,x,2,，所以,D,正确，,C,错误。,答案,AD,14/28,探究弹性势能表示式,关键点归纳,1.,应用,F,l,图象计算弹力做功方法：,图,4,15/28,精典示例,例,2,弹簧原长为,l,0,，劲度系数为,k,。用力把它拉到伸长量为,l,，拉力所做功为,W,1,；继续拉弹簧，使弹簧在弹性程度内再伸长,l,，拉力在继续拉伸过程中所做功为,W,2,。试求：,(1),W,1,与,W,2,比值；,(2),对应弹性势能,E,p1,与,E,p2,之比。,16/28,解析,法一,(1),拉力,F,与弹簧伸长量,l,成正比，故在,F,l,图象中是一条倾斜直线，如图所表示，直线下相关面积表示功大小。其中，线段,OA,下三角形面积表示第,17/28,18/28,针对训练,2,(,黄冈高一检测,),如图,5,所表示，质量相等两木块间连有一弹簧。今用力F,迟缓向上提,A,，直到,B,恰好离开地面。开始时物体,A,静止在弹簧上面，设开始时弹簧弹性势能为,E,p1,，,B,刚要离,开地面时，弹簧弹性势能为,E,p2,，则关于,E,p1,、,E,p2,大小关系及弹性势能改变量,E,p,说法中正确是,(,),A.,E,p1,E,p2,B.,E,p1,E,p2,C.,E,p,0 D.,E,p,0,图,5,19/28,解析,开始时弹簧压缩量为,x,1,，对,A,有,kx,1,mg,。,B,离开地面时伸长量为,x,2,，对,B,有,kx,2,mg,，因为,x,1,x,2,，所以,E,p1,E,p2,，,E,p,0,，故,A,选项正确。,答案,A,20/28,1.,(,佛山高一检测,),如图,6,所表示，撑杆跳是运动会中常见比赛项目，用于撑起运动员杆要求含有很好弹性，以下关于运动员撑杆跳起过程说法正确是,(,),图,6,21/28,A.,运动员撑杆刚才触地时，杆弹性势能最大,B.,运动员撑杆跳起抵达最高点时，杆弹性势能最大,C.,运动员撑杆触地后上升到最高点之前某时刻，杆弹性势能最大,D.,以上说法都有可能,解析,杆形变量最大时，弹性势能最大，杆刚触地时没有形变，人到最高点时，杆已由弯曲到基本完全伸直。故选项,C,正确。,答案,C,22/28,2.,两只不一样弹簧,A,、,B,，劲度系数分别为,k,1,、,k,2,，而且,k,1,k,2,，现在用相同力从自然长度开始拉弹簧，当弹簧处于平衡状态时，以下说法正确是,(,),A.,A,弹性势能大,B.,B,弹性势能大,C.,弹性势能相同,D.,无法判断,答案,B,23/28,3.,在光滑水平面上，物体,A,以较大速度,v,a,向前运动，与以较小速度,v,b,向同一方向运动、连有轻质弹簧物体,B,发生相互作用，如图,7,所表示。在相互作用过程中，当系统弹性势能最大时,(,),A.,v,a,v,b,B.,v,a,v,b,C.,v,a,v,b,D.,无法确定,图,7,24/28,解析,弹簧压缩量越大，弹性势能越大。当,v,a,v,b,时，则弹簧压缩，弹性势能增大；当,v,a,v,b,时，,A,B,相距最近，弹簧压缩量最大，弹性势能最大；当,v,a,v,b,时，弹簧伸长，弹簧弹性势能减小。,答案,B,25/28,4.,在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为,m,木块相连，若在木块上再作用一个竖直向下力,F,，使木块迟缓向下移动,h,，力,F,做功,W,1,，此时木块再次处于平衡状态，如图,8,所表示。求：,(1),在木块下移,h,过程中重力势能降低许；,(2),在木块下移,h,过程中弹性势能增加量。,图,8,26/28,解析,(1),据重力做功与重力势能改变关系有,E,p,减,W,G,mgh,(2),据弹力做功与弹性势能改变关系有,E,p,增,W,弹,又因木块迟缓下移，力,F,与重力,mg,协力与弹力等大、反向，所以,W,弹,W,1,W,G,W,1,mgh,所以弹性势能增量,E,p,增,W,1,mgh,答案,(1),mgh,(2),W,1,mgh,27/28,28/28,