高中物理 7.5 探究弹性势能的表达式学案2 新人教版必修2

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1、第5节探究弹性势能的表达式【学习目标】1.知道什么叫弹性势能.2.知道探究弹簧弹性势能表达式的思路.3.会定性分析决定弹簧弹性势能大小的相关因素.4.体会探究过程的猜想、分析和转化的方法.【方法指导】提出猜想即弹性势能的表达式可能与弹簧伸长的长度有关系时，用到了与重力势能类比的方法.在求弹力做功时，又用到微元法和极限的思想.学习本节时要积极参与，真正领会涉及到的物理思想与方法，提高自己分析、解决问题的能力.【自主学习】1.发生             的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做.2.在探究弹性势能

2、的表达式的过程中，我们首先猜想弹性势能可能与弹簧的和有关.3.求解弹簧弹力做功时，我们发现：弹簧拉伸的距离L越长，拉力F越，故弹力F做功不能利用公式W=FL来计算.但把拉伸的距离分成许多非常小非常小的小段ΔL1，ΔL2，ΔL3，…，每段对应的力F1，F2，F3，…就可认为是，则整个过程中弹力做的功就可表示为，，，…4.我们用纵轴表示弹力F，用横轴表示伸长量L，那么F-L图象下方的图形面积就表示.5.弹性势能表达式Ep=.你答对了吗?1.弹性形变弹性势能2.形变量L劲度系数k3.大恒力F1ΔL1F2ΔL2F3ΔL34.弹性势能5.kL2【

3、重点突破】重点问题1.对弹性势能的理解典题精析例题1.关于弹性势能，下列说法正确的是（）A.发生弹性形变的物体都具有弹性势能B.只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能C.当弹力做功时弹性势能一定增加D.当物体的弹性势能减小时，弹力一定做了正功解析：发生弹性形变的任何物体各部分之间存在着相互作用的弹力，从而也有了弹性势能，故A对B错.根据弹力做功与弹性势能的关系可知，只有弹力做负功时弹性势能才能增加，如果弹力做正功则弹性势能就会减小，故C错D对.正确选项为AD.答案:AD点拨：弹性势能是一切物体发生弹性形变时具有的能，不要形成只有弹簧才具

4、有弹性势能的思维定势，研究弹性势能的方法同研究重力势能一样.通过研究弹力的功入手来研究弹性势能，这是物理学的一种思想方法.变式练习1.关于弹性势能，下列说法正确的是（）A.当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大B.当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小C.在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大D.弹簧的形变量越大，它的劲度系数k值越大答案：C重点问题2.极限思想在其他问题中的应用典题精析例题2.弹弓是一种兵器，也是一种儿童玩具，它是由两根橡皮条和一个木叉制成的.拉伸橡皮条的过程人对橡皮条做功，使其具有一定的弹性势能，放手后橡皮条的弹力

5、做功，将储存的弹性势能转化为石子的动能，使石子以较大的速度飞出，具有一定的杀伤力.试设计一个实验，求出橡皮条在拉伸到一定长度的过程中，弹力所做的功是多少？橡皮条具有的弹性势能是多少？（只要求设计可行的做法和数据处理方式，不要求得出结论.）解析：（1）准备橡皮条、测力计、坐标纸、铅笔、直尺等.（2）将橡皮条的一端固定，另一端拴一绳扣.（3）用直尺从橡皮条的固定端开始测量橡皮条的原长x0，记录在表格中.（4）用测力计挂在绳扣上，测出在不同拉力F1、F2、F3……的情况下橡皮条的长度x10、x20、x30……（5）计算出在不同拉力时橡皮条的伸

6、长量x1、x2、x3……（6）以橡皮条的伸长量为横坐标，以对应的拉力为纵坐标，在坐标纸上建立坐标系、描点，并用平滑的曲线作出F-xi图.（7）测量曲线与x轴包围的面积S，这个面积在数值上等于外力克服橡皮条的弹力所做的功，也就是弹力所做负功的数值.答案：见解析点拨：本题旨在考查学生对探究方法的理解水平，从目标着眼根据实验问题的特殊性设计构思实验的能力，考查学生对物理图象的理解和微积分思想在处理图象问题中的运用.变式练习2.在“探究弹性势能的表达式”的活动中，为计算弹簧弹力所做的功，把拉伸弹簧的过程分为很多小段，当每一段足够小时，每小段拉力

7、可以认为是恒力，用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功，物理学中把这种研究方法叫做“微元法”。下面几个实例中应用到这一思想方法的是（）A．由速度的定义，当△非常小，就可以表示物体在时刻的瞬时速度B．在探究加速度、力和质量三者之间关系时，先保持质量不变研究加速度与力的关系，再保持力不变研究加速度与质量的关系C．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看做匀速直线运动，然后把各小段的位移相加D．在不需要考虑物体本身的大小和形状时，用有质量的点来代替物体，即质点答案：ＡＣ【视野拓展】形形色色的弹簧在我

8、们的日常生活中，弹簧形态各异，处处都在为我们服务.常见的弹簧是螺旋形的，叫螺旋弹簧.做力学实验用的弹簧秤、扩胸器的弹簧等都是螺旋弹簧.螺旋弹簧有长有短，有粗有细；扩胸器的弹簧就比弹簧秤的粗且长；在抽屉锁里，