弹性势能[下学期]

课件20张PPT。第五节 探究弹性势能的表达式 请同学们讨论这类图片的共同特征是什么? 1.弓、撑杆、弹簧都发生了形变 2.他们在恢复形变的过程中都能对其它物体做功，说明它们在发生形变的过程中储存了能量。弹性势能： 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，也具有势能，叫弹性势能。用符号EP表示。科学探究的一般方法提出问题猜想与假设制定计划与 设计实验 进行实验并 收集数据分析数据 并论证交流、评估 与合作　一、提出问题: 弹簧的弹性势能的表达式是怎样的？ 　二、猜想与假设 弹性势能与哪些因素有关？ 1.重力势能与物体所在的高度成正比，弹性势能与弹簧的形变量有关。 　2.不同弹簧的劲度系数不同。 　猜想结果： 　 弹簧的弹性势能可能与劲度系数、 形变量有关。 三、实验探究：弹性势能与哪些因素有关? 给出的实验仪器:几根劲度系数不一样的弹簧、 两个完全相同的小车、弹弓、导轨等。 实验的方法：控制变量法 思考与讨论:弹簧弹性势能和形变量x、劲度系数k有什么样的定量关系呢？ WG=mg(h1-h2) =mgh1-mgh2 =Ep1-Ep2 重力做功与重力势能变化的关系AB刚开始弹簧处于自然状态，现用拉力FT将其缓慢拉到位置B： WF =Ep1-Ep2 如令Ep1=0，则： WF =-Ep2 WFT =Ep2 要求弹簧的弹性势能,只要求出拉力做的功.四、弹性势能与弹力做功的关系四、怎样计算拉力做的功？弹簧弹力随着形变量的增加而增加, 且 . 而上式只能只能求恒力的功 思考与讨论:用W=FLcosα=Fx=kx2求出弹力的功吗? 思考与讨论:那么我们怎么用W=FLcosα求变力的功呢? 求拉力做功的方法:求拉力做功的方法:微元法 1.将弹簧从A拉伸到B的过程分成很多小段,每一小段的长度分别为: 2.在各个小段上,拉力可以近似的认为是不变的,分别是: 3.在各个小段上拉力做的功分别为: 4.AB的过程中拉力做的功为: 那么,怎么求和式呢? 图象法求和式:当把整个过程分成无数段时: W=S=Fχ/2=kχ2/2五.探究结论五.探究结论六、讨论 1.弹力做功与弹性势能变化的关系 弹力做功与弹性势能变化的关系，跟重力做功与重力势能变化的关系及其相似。重力做正功，重力势能减少；重力做负功（物体克服重力做功），重力势能增加。同样，弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功（物体克服弹力做功），弹性势能增加。 2. 弹性势能也具有相对性 在本节的“说一说”栏目中，提出了“能不能规定弹簧某一任意长度时的势能为0势能”的问题。这个问题可与重力势能参考平面的选取相比较。如果我们规定了弹簧某一任意长度时的势能为0势能，在弹簧从0势能位置拉至某一位置的过程中，拉力所做的功就等于弹簧处于该位置的弹性势能。显然，这与规定自然长度为0势能时，从从0势能位置拉至该位置的功是不同的。所以，弹簧在某一位置时的弹性势能是与0势能位置的规定有关的，弹性势能也具有相对性。 课堂小结： 我们现在已经得出了弹性势能的表达式，回头看看： 1．我们的探究过程是怎样的？ ①提出问题：弹簧的弹性势能的表达式是怎样的？ ②猜想：弹性势能可能与哪些因素有关? ③弹簧的弹性势能与拉力做功有什么关系？ ④怎样计算拉力的功？ ⑤得出探究结果 2．在探究过程中，我们用到了哪些研究方法？ 猜想与假设法、类比法、迁移法、微元法、图象法、控制变量法、数学推理等。 例题：例题1:关于弹性势能，下列说法中正确的是（ ） A. 任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能 B. 任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变 C. 物体只要发生形变，就一定具有弹性势能 D. 弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关 AB例题2 弹簧原长为l0，劲度系数为k。用力把它拉到伸长量为l，拉力所做的功为W1；继续拉弹簧，使弹簧在弹性限度内再伸长l，拉力在继续拉伸的过程中所做的功为W2。试求W1与W2的比 ... ...