必修二75探究弹性势能的表达式

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1、必修二7.5探究弹性势能的表达式1.的物体的各部分之间，由于,也具有势能，这种势能叫做弹性势能.研究弹性势能耍从分析入手，对弹簧来说，规定它的弹性势能为零，当弹簧,就具有了弹性势能.2.⑴弹簧的弹性势能与弹簧被拉伸的长度I有关，并且，拉伸的长度I越大，弹性势能,但不一定是关系；(2)即使拉伸的长度I相同，劲度系数k不同的弹簧的弹性势能也不一样，并且拉伸的长度I相同时，k越大，弹性势能・3.根据功是可知，弹性势能的变化量与拉力对弹簧做功的关系为・4.设弹簧的劲度系数为k,当弹簧被拉伸I时，把这一拉伸过程

2、分为很多小段，它们的长度分别是AH.A12、A13??各个小段上拉力可以近似认为是不变的，分别为Fl、F2、F3??,所做的功分别为・5.V—t图线下的面积代表,F—I图线下的面积代表;当所分成的小段非常短时,F-I图线与I轴所围成的区域形状是该区域的面积为,所以弹性势能的表达式是・6.关于弹性势能，下列说法中止确的是()A.发生弹性形变的物体都具有弹性势能B.只要弹簧发牛形变，就一定具有弹性势能A.弹性势能可以与其他形式的能相互转化B.弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳1.关于弹簧的弹性势能，下列说

3、法正确的是（）A.弹簧的弹性势能跟拉伸（或压缩）的长度有关B.弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关C.同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大D.弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关【概念规律练】知识点一弹性势能1.弹性势能与重力势能都是物体凭借其位置而具有的能。重力势能的大小与物体的质量和高度有关，类比重力势能的决定因素，猜测弹性势能的决定因素。①可能与弹簧被拉伸（或压缩）的长度有关。这是因为，与重力势能相类比，重力势能与物体被举起（或下降）的高度有关，所以弹性势能很可能与弹簧被拉伸（或压

4、缩）的长度冇关。重力势能与高度成正比，但是弹性势能与弹簧被拉伸（或压缩）的长度则不一定成正比，在地球表面附近可认为重力不随高度变化，而弹力在弹簧形变过程中则是变力。②可能与弹簧的劲度系数有关。这是因为，不同弹簧的“软硬”程度不同，即劲度系数不同，使弹簧发生相同长度的形变所需做的功也不相同。2.类比重力势能的定义方法，弄清弹簧弹力的功与弹性势能的关系。当弹簧的长度为原长时，我们设它的弹性势能为0,弹簧被拉长或缩短后就具有了弹性势能。我们研究弹簧被拉长的情况，那么弹簧的弹性势能应该与弹簧弹力所做的功相等。

5、可见，研究弹性势能的表达式，只需研究弹簧弹力做功的表达式。1.关于弹性势能，下列说法屮正确的是（）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.物体只耍发生形变，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2.关于弹性势能和重力势能下列说法正确的是（）A.重力势能属于物体和地球这个系统，弹性势能属于发生弹性形变的物体B.重力势能是相对的，弹性势能是绝对的1C.重力势能和弹性势能都是相对的D.重力势能和弹性势能都是状态量3.关于弹簧的弹

6、性势能，下列说法中正确的是（）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越人的弹簧，它的弹性势能越人D.弹簧在被拉伸时的弹性势能一定大于被压缩时的弹性势能知识点二弹力做功与弹性势能的关系1•计算弹簧弹力的功在拉伸弹簧的过程中，弹簧弹力是随弹簧的形变量的变化而变化的,弹簧弹力还因弹簧的不同而不同。因此，弹簧弹力做功不能直接用功的公式W=Flcosao与研究匀变速直线运动的位移方法类似，就是将弹簧的形变过程分成很多小段，每一小段中近似认为拉力是不变

7、的。所以，每一小段的功分别为W1=F1AI1,W2=F2AI2,W3=F3AI3,??弹簧弹力在整个过程中所做的功为W=Wl+W2+W3+??=F1AI1+F2AI2+F3AI3+??耍直接计算上述各小段功的求和式是较困难的。与匀变速直线运动中利用v-t图象求位移x相似，我们可以画出F—I图象，如图所示。每段弹簧弹力的功就可用图中细窄的矩形面积表示，对这些矩形面积求和，就得到了由F和I围成的三角形的血积如图所示，这块三角形面积就表示弹簧弹力在整个过程中所做的功。kA12弹簧弹力在整个过程中所做的功为W

8、=k?l2弹性势能的表达式WJ2k?l（其中，k是弹簧的劲度系数，AI是弹簧的伸长量或压缩量）22.弹力做功与弹性势能变化的关系如图所示，弹簧左端固定，右端连一物体，0点为弹簧的原长处。当物体由0点向右移动的过程中，弹簧被拉长，弹力对物体做负功,弹性势能增加；当物体由0点向左移动的过程中，弹簧被压缩，弹力对物体做负功，弹簧弹性势能增加。当物体由A点向0点移动的过程中，弹簧的压缩量减小，弹力对物体做正功，弹性势能减小；当物体由A'点向0点移动的过程屮，弹簧