【物理】7.5 探究弹性势能的表达式 课件2(人教版必修2).ppt

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1、第七章机械能守恒定律第五节探究弹性势能的表达式人教版必修2弓被拉开时,发生了弹性形变,因而具有势能。手表中的发条上满后,具有很大的势能,发条对外做功带动手表中机械运转。弹性势能弹性势能1、概念发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能,这种势能叫做弹性势能。讨论:弹性势能可能跟哪些因素有关?1、弹簧的长度2、劲度系数1、弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关?(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、进一步建构功能关系思想)二、探究弹性势能的表达式W外→E弹弹性势能发生弹性形

2、变的物体,在恢复原状时能够对外界做功,因而具有能量,这种能量叫做弹性势能。弹簧的弹性势能跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关,被拉伸或压缩的长度越长,恢复原状时对外做的功就越多,弹簧的弹性势能就越大.弹簧的弹性势能还跟弹簧的劲度系数有关,被拉伸或压缩的长度相同时,劲度系数大的弹簧的弹性势能大。2、弹簧的弹性势能的影响因素:(1)弹簧被压缩或拉伸的形变越大,其弹性势能越大。(2)不同弹簧的劲度系数不同,相同形变的弹性势能也不同。弹簧的弹性势能1、弹簧的长度为原长时,它的弹性势能为0。3、弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做正功,弹性

3、势能减少;弹力做负功,弹性势能增加。蹦极是一项适宜于青年人的富有刺激的新兴运动。蹦极者先从制高点作自由落体运动,转化为;当达到蹦极索的自由长度后,会向和转化;当达到蹦极索的最大伸展长度时,弹性势能达到值。然后继续上下弹数次,完成全过程。弹性势能重力势能动能重力势能动能弹性势能最大1、我们的探究的过程是怎样的?(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

4、理等,这些都是科学探究的一般研究方法在本节课的探究活动中,采用类比研究方法的地方主要有:①研究弹性势能的出发点,将重力势能与弹性势能类比。讨论重力势能从分析重力做功入手,讨论弹性势能则从分析弹力做功入手。②弹性势能表达式中相关物理量的猜测,将重力势能与弹性势能、重力与弹力类比。重力势能与物体被举起的高度有关,所以弹性势能很可能与弹簧被拉伸的长度有关。弹力与重力的变化规律不一样,弹性势能与重力势能的表达式很可能也不一样。类比,就是将同类型的事物或问题进行对比,从中找出规律性的东西。类比的方法,是物理学中一种重要的研究方法。

5、③计算拉力所做的功,与计算匀变速直线运动的位移类比。计算匀变速直线运动的位移时,将位移分成很多小段,每一小段的速度可近似认为相等,物体在整个过程中的位移等于各小段位移之和。计算拉力所做的功,可将弹簧的形变过程分成很多小段,每一小段的拉力可近似认为是不变的,拉力在整个过程中的功等于各小段功之和。④计算各小段功的求和式,将由v— t图象求位移与由F—l图象求功类比。v— t图象下的相关面积表示位移,F—l图象下的相关面积则表示功。课堂练习1、关于重力做功和物体的重力势能,下列说法正确的是:()A、当重力对物体做正功时,物体的

6、重力势能一定减少;B、物体克服重力做功时,物体的重力势能一定增加;C、地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值;D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。ABD2、物体在运动过程中,克服重力做功为50J,则:()A、重力做功为50J;B、物体的重力势能一定增加了50J;C、物体的重力势能一定减少50J;D、重力做了50J的负功。BD3、一人托20N的物体先竖直向下移动0.5m,接着水平移动1m。这过程中,重力做功为J,物体的重力势能减少量为J。10104、在排球比赛中,某运动员用400N的力把质量为270g的排球从2.8

7、m的高度扣向对方的场地中,在球被扣到落地过程中,排球的重力势能变化了多少?(g取10m/s2)解:选地面为参考平面,则Δh=2.8mEP=mgΔh=0.27×10×2.8J=7.56J答:势能减少了7.56J。研究重力势能问题的步骤:1、选取研究对象;2、选择参考平面;3、确定物体初末位置相对参考平面的高度;4、利用重力做功合重力势能改变的关系。

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