7.5《探究彈勢能的表達(dá)式》課件.ppt

1、第七章：機械能守恒定律,7.5探究彈性勢能的表達(dá)式,探究：什么是彈性勢能？,發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用，也具有勢能，這種勢能叫做彈性勢能。,探究：彈性勢能的大小與哪些因素有關(guān)？（以彈簧為例）,猜想：,設(shè)計實驗方案：,實驗方法：控制變量法,實驗結(jié)論：影響彈簧彈性勢能的因素有： 彈簧的形變量彈簧的勁度系數(shù),探究：彈性勢能表達(dá)式怎樣？,猜一猜： 彈性勢能的表達(dá)式可能會是怎樣的？,想一想： 應(yīng)該怎樣著手進行研究得出彈性勢能的表達(dá)式？,聯(lián)想：研究重力勢能先研究了什么？,類比聯(lián)想：,設(shè)置情景：,注意：緩慢拉動彈簧時，彈力與拉力等大反向，可先求拉力做功！,拉力做功能否直接用W=Fl

2、cos？,舉重時杠鈴的重力與它的位置高低無關(guān),彈簧的彈力與它伸長的多少有關(guān),可見：這是一個變力做功問題，如何求解這個拉力做功？,微元法,把彈簧從A到B的過程分成很多小段,微分 思想,l1 ,l2 ,l3 ,在各個小段上，拉力可近似認(rèn)為是不變的,F1、F2、F3 ,在各小段上，拉力做的功分別是,WF1l1F2l2F3l3,拉力在全過程中所做的功是,F1l1 , F2l2 , F3l3 ,積分 思想,如何求勻變速直線運動的位移的？,圖像法,圖像法,探究：彈性勢能與拉力做功有什么關(guān)系？,類比重力所做的功與重力勢能的關(guān)系：,分析：彈力做正功，則彈性勢能減少； 彈力作負(fù)功，則彈性勢能增加。 彈力做功的多

3、少跟彈性勢能變化的多少具有等量關(guān)系。,。,類比重力勢能與重力做功的關(guān)系,2、表達(dá)式,1、我們求得拉力做功：,則彈力做功：,說明這一過程彈性勢能增加了：,問題：彈簧處于原長時彈性勢能為多少？,零,可見彈簧的彈性勢能表達(dá)式為：,：彈簧的形變量。,：彈簧的勁度系數(shù)。,后續(xù)探究：,、我們剛才以彈簧伸長為例研究了彈性勢 能，那么彈簧壓縮會怎樣？ 、彈性勢能有沒有正負(fù)之分？ 、能否規(guī)定彈簧某一任意長度為零勢能？ 、其他能發(fā)生彈性形變的物體如橡皮繩的 彈性勢能表達(dá)式怎樣？,例1.關(guān)于彈性勢能，下列說法中正確的是（ ） A. 任何發(fā)生彈性形變的物體，都具有彈性勢能 B. 任何具有彈性勢能的物體一定發(fā)生了彈性形

4、變 C. 物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢能 D. 彈簧的彈性勢能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān),提示:由彈性勢能的定義和相關(guān)因素進行 判斷。,AB,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能，叫做彈性勢能。所以，任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能，任何具有彈性勢能的物體一定發(fā)生了彈性形變。物體發(fā)生了形變，若是非彈性形變，無彈力作用，則物體就不具有彈性勢能。彈簧的彈性勢能除了跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)外，還跟彈簧勁度系數(shù)的大小有關(guān)。正確選項為A、B。,點悟 : 發(fā)生形變的物體不一定具有彈性勢能，只有發(fā)生彈性形變的物體才具有彈性勢能。對此，必須有清醒的認(rèn)識。,例2.如

5、圖，在一次“蹦極”運動中，人由高空躍下到最低點的整個過程中，下列說法正確的是( )A.重力對人做正功 B.人的重力勢能減小了C.“蹦極”繩對人做負(fù)功 D.“蹦極”繩的彈性勢能增加了,ABCD,例3: 彈簧原長為l0，勁度系數(shù)為k。用力把它拉到伸長量為l，拉力所做的功為W1；繼續(xù)拉彈簧，使彈簧在彈性限度內(nèi)再伸長l，拉力在繼續(xù)拉伸的過程中所做的功為W2。試求W1與W2的比值。,提示 利用Fl 圖象分析。,解析 : 拉力F與彈簧的伸長量l成正比，故在Fl圖象中是一條傾斜直線，如圖533所示，直線下的相關(guān)面積表示功的大小。其中，線段OA下的三角形面積表示第一個過程中拉力所做的功W1，線段AB下的梯形面

6、積表示第二個過程中拉力所做的功W2。顯然，兩塊面積之比為13，即W1W2=13。,點悟 上述解法采用了教材探究彈性勢能表達(dá)式的研究方法，即應(yīng)用Fl圖象直觀地進行分析。若記得彈性勢能的表達(dá)式，也可由彈性勢能的表達(dá)式進行計算。由于拉力做功增加了彈簧的彈性勢能，故有,所以，W1與W2的比值,W1W2=,=13。,-,例4: 如圖534所示，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與物塊拴接，物塊放在光滑水平面上。現(xiàn)用外力緩慢拉動物塊，若外力所做的功為W，則物塊移動了多大的距離？ F,提示 外力所做的功等于彈簧彈性勢能的增加。,解析 若以Ep表示彈簧最終的彈性勢能，則外力所做 的功,所以，彈簧的伸長量亦即物塊移動的距離。,點悟 教材附注指出：“學(xué)習(xí)這節(jié)時，要著重體會