2013高中物理7.5《探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式》同步.ppt
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5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式,1.知道探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的思路.2.理解彈性勢(shì)能的概念,會(huì)分析決定彈性勢(shì)能大小的相關(guān)因素.3.體會(huì)探究過(guò)程中的猜想、分析和轉(zhuǎn)化的方法.4.領(lǐng)悟求彈力做功時(shí)通過(guò)細(xì)分過(guò)程化變力為恒力的思想方法.,一、彈性勢(shì)能1.定義:發(fā)生的物體的各部分之間,由于有的相互作用,也具有勢(shì)能,這種勢(shì)能叫做彈性勢(shì)能.2.當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度為原長(zhǎng)時(shí),它的彈性勢(shì)能為,彈簧被或被后,就具有了彈性勢(shì)能.,彈性形變,彈力,零,拉長(zhǎng),壓縮,二、決定彈性勢(shì)能大小相關(guān)因素的猜想1.猜想依據(jù):彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能同屬,重力勢(shì)能大小與物體的和有關(guān),彈簧彈力與其和有關(guān).2.猜想結(jié)論:彈性勢(shì)能與彈簧的和有關(guān),在彈簧的形變量l相同時(shí),彈簧的勁度系數(shù)k越大,彈簧的彈性勢(shì)能,在彈簧勁度系數(shù)k相同時(shí),彈簧形變量越大,彈簧彈性勢(shì)能.,勢(shì)能,重力,高度,勁度系數(shù),形變量,勁度系數(shù),形變量,越大,越大,三、彈性勢(shì)能(變化)大小探究1.彈力做功特點(diǎn):隨彈簧的變化而變化,還因的不同而不同.2.彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系同重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系相似.彈力做正功時(shí),彈性勢(shì)能,的彈性勢(shì)能等于彈力做的功;彈力做負(fù)功時(shí),彈性勢(shì)能,的彈性勢(shì)能克服彈力做的功.,形變量,勁度系數(shù),減少,減少,增加,增加,等于,3.“化變?yōu)楹恪鼻罄Γ篧總=F1Δl1+F2Δl2+…+FnΔln.4.F-l圖象的物理意義在彈簧彈力與伸長(zhǎng)量的關(guān)系圖象Fl中,圖象與l軸所圍的圖形的表示彈力做的功.,面積,彈性勢(shì)能與彈力做功的關(guān)系如圖7-5-1所示,O為彈簧的原長(zhǎng)處圖7-5-1,(1)彈力做負(fù)功時(shí):如物體由O向A運(yùn)動(dòng)(壓縮)或者由O向A′運(yùn)動(dòng)(伸長(zhǎng))時(shí),彈性勢(shì)能增大,其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能.(2)彈力做正功時(shí):如物體由A向O運(yùn)動(dòng),或者由A′向O運(yùn)動(dòng)時(shí),彈性勢(shì)能減小,彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.(3)彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系為W彈=-ΔEp.,彈性勢(shì)能表達(dá)式的探究重力做功可用WG=Gh來(lái)計(jì)算,而拉力做功不能用W=FL來(lái)計(jì)算,其中F為所用的拉力,L為彈簧的伸長(zhǎng)量,因?yàn)檫@里的F隨L的變化而變化,是一個(gè)變力(F=kL),但我們可以利用計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移的方法相類(lèi)比地解決(無(wú)限分割、逐漸逼近的方法)彈力做功問(wèn)題.,圖7-5-2,如圖7-5-2所示,把輕質(zhì)彈簧從A拉伸到B,設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k,伸長(zhǎng)量為ΔL,作出拉力F與彈簧伸長(zhǎng)量ΔL的關(guān)系圖象,如圖7-5-3所示,圖7-5-3,甲圖中,設(shè)想把總伸長(zhǎng)量ΔL分成很多小段,它們的長(zhǎng)度分別為ΔL1、ΔL2、ΔL3……在各個(gè)小段上,拉力可以近似認(rèn)為是不變的,從一個(gè)小段長(zhǎng)度到下一個(gè)小段長(zhǎng)度,力跳躍性地增加,它們分別為F1、F2、F3……在每一小段長(zhǎng)度上,拉力做的功可用恒力做功的公式計(jì)算,即W1=F1ΔL1、W2=F2ΔL2、W3=F3ΔL3……每一小段上做的功在數(shù)值上等于折線下方畫(huà)有斜線部分的面積.當(dāng)每一小段的長(zhǎng)度分割得足夠小時(shí),折線趨近于直線OP,拉力在各小段上做的功之和也就代表了拉力在整個(gè)過(guò)程中所做的功,斜線部分的面積也就趨近于整個(gè)三角形的面積,,二、彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能的比較,比較內(nèi)容,物理量,【典例1】關(guān)于彈性勢(shì)能,下列說(shuō)法中正確的是().A.任何發(fā)生彈性形變的物體,都具有彈性勢(shì)能B.任何具有彈性勢(shì)能的物體,一定發(fā)生了彈性形變C.物體只要發(fā)生形變,就一定具有彈性勢(shì)能D.彈簧的彈性勢(shì)能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度有關(guān),彈性勢(shì)能的理解,解析發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間,由于彈力作用而具有的勢(shì)能,叫做彈性勢(shì)能.所以,任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能,任何具有彈性勢(shì)能的物體一定發(fā)生了彈性形變.物體的彈性勢(shì)能除了跟彈簧被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度有關(guān)外,還跟彈簧勁度系數(shù)的大小有關(guān).正確選項(xiàng)為A、B.答案AB借題發(fā)揮產(chǎn)生彈性勢(shì)能的原因是物體發(fā)生了彈性形變,物體各部分之間存在彈力作用.,【變式1】關(guān)于彈性勢(shì)能,下列說(shuō)法正確的是().A.發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能B.只有彈簧在發(fā)生彈性形變時(shí)才具有彈性勢(shì)能C.彈性勢(shì)能可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化D.彈性勢(shì)能在國(guó)際單位制中的單位是焦耳解析發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間,由于彈力的相互作用,都具有彈性勢(shì)能,A正確.其他物體在發(fā)生彈性形變時(shí)也具有彈性勢(shì)能,故B錯(cuò);彈性勢(shì)能跟重力勢(shì)能一樣,可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化,故C正確.所有能的單位跟功的單位相同,在國(guó)際單位制中的單位都是焦耳,故D正確.答案ACD,【典例2】如圖7-5-4所示,一個(gè)物體以速度v0沖向與豎直墻壁相連的輕質(zhì)彈簧,墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮,在此過(guò)程中以下說(shuō)法正確的是().A.物體對(duì)彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比B.物體向墻壁運(yùn)動(dòng)相同的位移,彈力做的功不相等C.彈力做正功,彈簧的彈性勢(shì)能減小D.彈簧的彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加,彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系,圖7-5-4,解析本題考查了彈力功與彈性勢(shì)能的變化關(guān)系.由功的計(jì)算公式W=Flcosθ知,恒力做功時(shí),做功的多少與物體的位移成正比,而彈簧對(duì)物體的彈力是一個(gè)變力F=kx,所以A不正確.彈簧開(kāi)始被壓縮時(shí)彈力較小,物體移動(dòng)一定距離時(shí)彈力做的功也少,彈簧的壓縮量變大時(shí),物體移動(dòng)相同的距離做的功多,故B正確.物體壓縮彈簧的過(guò)程中,彈簧的彈力與彈力作用點(diǎn)的位移方向相反,所以彈力做負(fù)功,彈簧的壓縮量增大,彈性勢(shì)能增大,故C錯(cuò)誤、D正確.答案BD借題發(fā)揮彈力做正功,彈性勢(shì)能減少,彈力做負(fù)功彈性勢(shì)能增加,彈性勢(shì)能的增加量總等于彈力做功的負(fù)值,即ΔEp=-W彈.,【變式2】如圖7-5-5所示,一輕彈簧一端固定于O點(diǎn),另一端系一重物,將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速地釋放,讓它自由擺下,不計(jì)空氣阻力,在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過(guò)程中().A.重力做正功,彈力不做功B.重力做正功,彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加C.若用與彈簧原長(zhǎng)相等的細(xì)繩代替彈簧后,重力做正功,彈力不做功D.若用與彈簧原長(zhǎng)相等的細(xì)繩代替彈簧后,重力做功不變,彈力不做功,圖7-5-5,解析用細(xì)繩拴住小球向下擺動(dòng)時(shí)重力做正功,彈力不做功,C對(duì).用彈簧拴住小球下擺時(shí),彈簧要伸長(zhǎng),小球軌跡不是圓弧,彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加,重力做正功,且做功多,所以A、D錯(cuò),B對(duì).答案BC,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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