2010年高一物理《探究弹性势能的表达式》问题导学案.docVIP

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 高一年级全体物理老师 【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。 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，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 ⑴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（ ） A 等于MgH B 大于MgH C 小于MgH D 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