高中物理《探究弹性势能的表达式》导学案 新人教版必修2(1)

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1、高一年级物理学科“问题导学案”【课题】:探究弹性势能的表达式【课型】问题生成解决拓展课【学习目标】1.理解弹性势能的概念及意义,学习计算变力做功的思想方法.2.猜测弹性势能的表达式与哪些因素有关,培养学生科学预测的能力.3.体会计算拉力做功的方法,体会微分思想和积分思想在物理学上的应用.4.通过对弹性势能公式的探究过程和所用方法,培养学生探究知识的欲望和学习兴趣,体味弹性势能在生活中的意义,提高物理在生活中的应用意识.【重点】利用微元法和图象法计算变力做功的问题.【难点】理解微元法把变力做功转化为恒力做功.[知识回顾]1、功的概念2、重力势能【自主导学】一

2、个弹簧自然伸长,一个小球在光滑的水平面上从弹簧的右侧向弹簧运动,遇到弹簧,请观察、分析实验现象。V图1问1:在第三章我们研究了弹簧弹力与形变的关系,如何用图象来反映弹力F和形变量x的关系?问2:刚才大家观察到什么样的实验现象呢?试着画出速度-时间图象。.问3:小球速度为什么减小了?能否从动力学角度分析?能否从功能的角度给于分析?问4:弹簧增加的能量与哪个力做功有关呢?问5:现在来猜想一下弹簧的弹性势能与什么因素有关.问6:验证你的想法,你应该怎样做?大家把重力势能的研究对照一下。问7:回忆一下,在研究匀变速直线运动的位移时,我们采用了什么方法?问8:从原长

3、缓慢地被拉长一段距离L时,拉力和弹力是什么关系?拉力所做的功与弹簧增加的弹性势能是什么关系?拉力做功的表达式?问9:根据我们刚才的推论,当弹簧处于原长时,弹性势能值取为零,这个弹簧被拉长L时拉力做的功就等于弹簧的弹性势能,所以有Ep=W=,这就是我们这节课要得到的结论.1、物体由于__________而具有的与它的_______________量有关的势能,叫弹性势能。请举例!2、弹性势能大小:物体的弹性形变量越大,弹性势能越________.3、弹性势能是_____________(标、矢)量4、弹力做正功,弹性势能__________弹力做负功,弹性势

4、能_________弹力做的功量度了弹性势能的变化.抢答:以上弹力指的是弹簧对人的力,还是人对弹簧的力?5、弹簧的弹性势能:只取决于弹簧的__________和_________。跟与它相连的物体无关。[问题探究]:在以上探究中我们规定,弹簧处于自然状态下,也就是既不伸长也不缩短时的势能为零势能.能不能规定弹簧任意某一长度时的势能为零?说说你的想法.【例题解析】例题:质量为m的物体(视为质点)放在水平地面上,物体上要装着一根长为l0,劲度系数为k的轻弹簧,现用手拉着弹簧的上端P缓慢上提,如图所示,直到物体离开地面一段距离。已知在这一过程中,P点的位移是h,

5、则物体重力势能的增加量是多少?弹簧的弹性势能增加量为多大?【夯实基础】1、关于弹性势能下列说法中正确的是()A、发生形变的物体都具有弹性势能B、弹性势能是一个标量C、弹性势能的单位是焦耳(在国际单位制中)D、弹性势能是状态量2、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、物体只要发生形变,就一定具有弹性势能C、外力对弹性物体做功,物体的弹性势能就发生变化D、发生弹性形变的物体,在它们恢复原状时都能对外界做功3、在水平地面上放一竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为2.0Kg的木块相连,若在木块上再作用一个竖直向下的力F,使木块

6、缓慢向下移动0.10m,力F做功2.5J,此时木块再次处于平衡状态,力F的大小为50N,如图所示,则F⑴在木块下降0.1m的过程中弹性势能的增加量?⑵弹簧的劲度系数?【知能提升】1、如图所示,质量为M的物体静止在地面上,物体上面连着一个轻弹簧,用手拉住弹簧上端将物体缓缓提高H,则人做的功()FA等于MgHB大于MgHC小于MgHD无法确定2、如图所示,在光滑水平面上有一物体,它的左端连一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F作用下物体处于静止状态,当撤去F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中下列说法正确的是()A、弹簧的弹性势能逐渐减少B、弹簧的弹性势

7、能逐渐增加C、弹簧的弹性势能先增加再减少D、弹簧的弹性势能先减少再增加3、上题中,在弹簧向右运动的过程中,弹簧弹力对物体的做功情况,下列说法正确的是()A.弹簧对物体做正功B。弹簧对物体做负功C.弹簧先对物体做正功,后对物体做负功D。弹簧先对物体做负功,后对物体做正功4、下列关于弹簧的弹力和弹性势能的说法正确的是()A、弹力与弹簧的形变量成正比,弹性势能与弹簧的形变量成正比B、弹力与弹簧的形变量的平方成正比,弹性势能与弹簧的形变量成正比C、弹力与弹簧的形变量成正比,弹性势能与弹簧的形变量的平方成正比。D、弹力与弹簧的形变量的平方成正比,弹性势能与弹簧的形变

8、量的平方成正比5、在一次演示实验中,一压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出

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