§5－5：探究弹性势能的表达式.pptVIP

回忆：怎样计算这个求和式？ 拉力做功的计算方法 * * 5.5 探究弹性势能的表达式 一、弹性势能的概念 二、探究弹性势能的表达式 三、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系 一、弹性势能 发生弹性形变的物体各部分之间由于弹力的相互作用而具有的势能 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 3、怎样计算拉力所做的功？ F为变力，如何求其做的功？ 微元法 W1=F1ΔL1 W2=F2ΔL2 W3=F3ΔL3 … W=W1+W2+W3+… = F1ΔL1+ F2ΔL2+ F3ΔL3+… 联想 o t v vo o t v vo o t v vo o t v vo o l F o l F o l F o l F 求变力做功的方法： = 4、弹簧的弹性势能的表达式 说明： (1)一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能 为零 (2)L为弹簧的伸长量或压缩量 (3)L , EP具有相对性 EP = 三、弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系 1、弹簧弹力做正功，弹性势能减少 弹簧弹力做负功，弹性势能增加 2、表达式 1、我们的探究过程是怎样的？ （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.数学推理等,这些都是科学探究的一般研究方法 例1 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. 任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变 C. 物体只要发生形变，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 提示:由弹性势能的定义和相关因素进行 判断。 (AB) 解析 :发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力作用而具有的势能，叫做弹性势能。所以，任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能，任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变。物体发生了形变，若是非弹性形变，无弹力作用，则物体就不具有弹性势能。弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关外，还跟弹簧劲度系数的大小有关。正确选项为A、B。 点悟 : 发生形变的物体不一定具有弹性势能，只有发生弹性形变的物体才具有弹性势能。对此，必须有清醒的认识。 例2 在本节课的探究活动中，我们多次采用了类比的研究方法，试举例说明。 提示 认真阅读课本，再给出解答。 解析 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。 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。 点悟 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。 *