7.5探究弹性势能的表达式 (自整理).pptVIP

教学目标 知识与技能 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。 过程与方法 1、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。 2、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。 情感、态度与价值观 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。 【教学重点】 探究弹性势能公式的过程和所用方法。 【教学难点】 推导拉伸弹簧时，用微分思想和积分思想求解拉力所做功的表达式。 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而具有的势能叫弹性势能（elastic potential energe) 。 怎样计算这个求和式？ 拉力做功的计算方法 拉力所做的功 练习 如图，在一次“蹦极”运动中，人由高空跃下到最低点的整个过程中，下列说法正确的是：A.重力对人做正功 B.人的重力势能减小了C.“蹦极”绳对人做负功 D.“蹦极”绳的弹性势能增加了 多项 如图所示，在光滑的水平面上有一物体，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，在物体向右运动过程中下列说法正确的是：A、弹簧的弹性势能逐渐减小 B、弹簧的弹性势能逐渐增大 C、弹簧的弹性势能先增大再减小 D、弹簧的弹性势能先减小再增大 练习 单项 B F 一物体以初速度v0冲向与竖起墙壁相连的轻质弹簧，墙壁与物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中，下列说法正确的是：（　　　） A、物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比 B、物体向墙壁移动相同的距离，弹力做的功不相等 C、弹力做正功，弹簧的弹性势能减小　 D、弹力做负功，弹簧的弹性势能增加 BCD 对弹性势能的理解 多项 在光滑的水平面上，物体A以较大的速度va向右运动，与较小速度vb向同一方向运动的、连有轻质弹簧的物体B发生相互作用，如图所示。在相互作用的过程中，弹簧的弹性势能最大时：A、va vb B、va vb C、va =vb D、无法确定 练习 单项 B A vA vB * * * 希望，只有和勤奋作伴，才能如虎添翼 松弛的琴弦，永远奏不出时代的强音 5 探究弹性势能的表达式 问题与思考 1、如何定义“势能”？ 相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。 2、何为“弹性形变”？发生弹性形变的物体 有何特征? 3、发生弹性形变的物体有能量吗? 弹性势能 弹性形变即撤去外力后物体能恢复原状 重力做功引起重力势能改变; 弹簧弹力做功引起弹性势能改变. 4、功是能量转化的量度，弹簧弹力做功会 引起什么能量变化？ 问题与思考 5、重力做的功等于重力势能增量的负值； 重力做正功：重力势能减少 重力做负功：重力势能增加 弹簧弹力的功与弹性势能的改变有何关系? 问题与思考 6、物体的重力势能“mgh”与重力和高度有关。 “弹性势能”会与什么因素有关？ 探究弹性势能的表达式 一、弹性势能的定义 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而具有的势能 二、弹性势能的表达式中可能涉及到 的物理量 ？ 拉开的弓 有关弹力的知识 撑杆跳运动员手中弯曲的杆 有关弹力的知识 有关弹力的知识 压缩的弹簧 有关弹力的知识 拉长的弹簧 本节课我们主要探究弹簧被拉长的情况的弹性势能的表达式。 猜想：弹性势能的表达式可能与那几个物理量有关？ 重力势能 与高度h有关，且成正比 弹性势能 形变量I 是正比关系吗 类比 弹性势能的表达式可能与那几个物理量有关？ 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。 举重时杠铃所受的重力与它的位置无关 弹簧的拉力与拉伸的长度有关 弹性势能的表达式可能与那几个物理量有关？ 结论：与弹簧的形变量l有关 与弹簧的劲度系数k有关 对与同一根弹簧，形变量I越大长，弹性势能越大。 形变量I相同，劲度系数k越大，弹性势能也越大。 怎样得到弹性势能的表达式呢？ 重力势能mgh 重力做功WG 弹性势能 弹簧弹力做功 类比 怎样计算拉力所做的功？ 在地面附近，重力的大小和方向都不发生变化，所以不管物体移动的距离大小，重力的功可以简单地用重力与物体在竖直方向移动距离的乘积来表示； 对于弹力，情况要比重力做功复杂，这是因为当弹簧被拉伸时，弹簧的拉力的大小会随着拉伸距离的增大而增大．也就是说： 弹力做功应该是一个变力做功的问题． 怎样计算拉力所做的功？ 把整个运动过程分成很多小段，每个小段中物体的速度的变化比较小，可以近似地用小段中任意一时刻的速度和这一