湖南省新田县第一中学高中物理必修二《7.5 探究弹性势能的表达式》课件1.ppt

* * 7.5 探究弹性势能的表达式 一、弹性势能的概念 二、探究弹性势能的表达式 三、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系 7.5 探究弹性势能的表达式 一、弹性势能的概念 二、探究弹性势能的表达式 三、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系 一、弹性势能 发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的相互作用而具有的势能 1、弹簧的长度 2、劲度系数 1弹性势能的表达式可能与哪些物理量有关？（类比、猜想） 2、弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么关系？（类比） 二、探究弹性势能的表达式 W外→使弹性势能增加 3、怎样计算拉力所做的功？ F为变力，如何求其做的功？ 微元法 把拉伸弹簧的过程分过很多小段，拉力在每小段可视为恒力，它在各段做功的和可代表拉力在在整个过程做的功。 W1=F1ΔL1 W2=F2ΔL2 W3=F3ΔL3　　… W=W1+W2+W3+… = F1ΔL1+ F2ΔL2+ F3ΔL3+… 回忆：怎样计算这个求和式？ 联想 o t v vo o t v vo o t v vo o t v vo v-t图象中的位移可用图线与坐标轴所围的面积表示 ΔL1 …… W1=F1ΔL1 W2=F2ΔL2 W3=F3ΔL3　　… W=W1+W2+W3+… = F1ΔL1+ F2ΔL2+ F3ΔL3+… 回忆：怎样计算这个求和式？ o l F o l F o l F o l F 求变力做功的方法： = ΔL1 4、弹簧的弹性势能的表达式 EP = 说明：(1)一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零 (2)L为弹簧的伸长量或压缩量 三弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系 1、弹簧弹力做正功，弹性势能减少 弹簧弹力做负功，弹性势能增加 2、表达式: 功是能量转化的量度 能量的形式发生转化必须通过做功完成。 做功多少焦，能量转化多少焦。 例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 提示:由弹性势能的定义和相关因素进行 判断。 (AB) 例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的比值。 提示 利用F—l图象分析。 解析 拉力F与弹簧的伸长量l成正比，故在F—l图象中是一条倾斜直线，如图所示，直线下的相关面积表示功的大小。其中，线段OA下的三角形面积表示第一个过程中拉力所做的功W1，线段AB下的梯形面积表示第二个过程中拉力所做的功W2。显然，两块面积之比为1︰3，即W1︰W2=1︰3。 B F l l 2l A 所以，W1与W2的比值 ?W1︰W2= =1︰3 ∶ 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）弹性势能与做功有什么关系？ （4）怎样计算拉力的功？ （5）得出探究结果 2、探究方法 猜想与假设.类比.迁移.微元.图象.数学推理等,这些都是科学探究的一般研究方法