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新人教版高中物理必修二课件:7.5 探究弹性势能的表达式(共21张PPT)

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exit
教学目标 过程与方法 1、体验科学探究方法,发展自主学习能力. 2、体会微分思想在物理学中的应用.
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教学目标 情感、态度与价值观 1、培养探究活动中的合作意识与团队精神
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探究弹性势能的表达式
1、弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有 关?(类比、猜想)
1、弹簧的形变量 2、劲度系数
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新课引入
exit
新课引入
exit
新课引入
F
动力学角度:
功和能量的角度: x
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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叫做弹性势能。
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教学目标 知识与技能 1、理解弹力做功与弹簧弹性势能的关系 2、学会利用力——位移图象求功 3、培养运用类比思想进行知识迁移的能力.
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。2021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021 11:00:27 AM • 11、夫学须志也,才须学也,非学无以广才,非志无以成学。2021/3/182021/3/182021/3/18Mar-2118-Mar-21 • 12、越是无能的人,越喜欢挑剔别人的错儿。2021/3/182021/3/182021/3/18Thursday, March 18, 2021 • 13、志不立,天下无可成之事。2021/3/182021/3/182021/3/182021/3/183/18/2021
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课堂小结 2.在探究过程中,我们用到了哪些研
究方法?
通过猜想、假设,类比迁移,微元分 割等方法,探究了弹簧的弹性势能的表达式, 重温了科学探究的一般方法.
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7.5 探究弹性势能的表达式—人教版高中物理必修二课件(共22张PPT)

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l
W=F1Δl1+F2Δl2ห้องสมุดไป่ตู้F3Δl3+…
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1、公式:EP
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2、如图所示,小明玩蹦蹦杆。在小明将蹦蹦杆中的弹 簧向下压缩的过程中,小明的重力势能、弹簧的弹性势
5、一竖直弹簧下端固定于水平地面上,小球 从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧 上端,如图所示,经几次反弹以后小球最终在
弹簧上静止于某一点A处,则(B )
A.h愈大,弹簧在A点的压缩量愈大
B.弹簧在A点的压缩量与h无关
C.h愈大,最终小球静止在A点时弹簧的
弹性势能愈大
B
D.小球第一次到达A点时弹簧的弹性势能比 最终小球静止在A点时弹簧的弹性势能大
弹性势能表达式
1 kl2 2
k表示弹簧的劲度系数, l表示弹簧的伸长(压缩)量。
2、单位:焦耳,1J=1N·m
3、标量:弹簧为原长时 EP 0
4、弹力做功与弹性势能的关系: 弹力做正功,弹性势能减小 弹力做负功,弹性势能增大
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人教版物理必修二7.5 探究弹性势能的表达式 课件 (共13张PPT)

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弹簧的劲度系数
能 的 表
弹簧的弹 性势能
EP=21 k l 2
达 式
弹簧的伸长量或压缩量
弹力做 的功
WF=EP1-EP2
末态的弹 性势能
初态的弹性势能
思 考
能否规定弹 簧任意长度
时的势能为
重力势能有相对性,弹 零势能?
性势能也有相对性吗?
弹性势能具有相对性,一般指相对 于弹簧原长时的弹性势能,即规定 弹簧处于原长时的弹性势能为0。
• 弹性势能的相对性
弹性势能的大小与零势能面 负 的选取有关,一般选取弹 簧自然长度时为零势能面。 A
正 OB
1.弹力做正功,弹性势能减小,物体运动回原点 (A到O或B到O)
2.弹力做负功,弹性势能增大,物体远离原点 (O到A或O到B)
3.弹力做多少正功,弹性势能减少多少,做多少 负功,弹性势能增加多少
• 关于弹性势能下列说法正确的是( C ) A 当弹簧变长时他的弹性势能一定增大 B 当弹簧变短时他的弹性势能一定变小 C 拉伸长度相同时,k越大弹性势能越大 D 弹簧的行变量越大,劲度系数k越大
将弹簧拉伸或压缩时,通过对弹簧做功,
其他形式的能可以转化为弹性势能,一根 弹簧从原长被拉伸6cm,拉力做功1.8J, 此时弹簧具有的弹性势能为( )J,弹簧 从原长被压缩4cm,弹力做功-0.8J,此时弹 簧具有的弹性势能为( )J。
第七章 机械能守恒定律
5、探究弹性势能的表达式
观 察
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。


弹性势能的大小
可能与哪些因素
有关?
弹性势能的大小 与形变量有关

高一物理《7.5探究弹性势能的表达式》课件

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正确的是:( BD )
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
已知物体质量为m,用一劲度系数为k的弹 簧将其缓慢的拉离地面h高处,则拉力做的 功为多少?
x
h
W拉 Ep E弹

顾 :
v
v


v0
速0 直
线



v
tt
vvvv2143 v0
v0
0
tt


v

0 t1 t2 t3 t4 t t v
速 度
v0
v0

0
tt

0
tt


F拉
势 能 的 表 达 式
拉力所做 的功等于 图线与横 轴所围的
面积
F5 F4 F3
F2
F0 1
W拉=21 k Δl 2
Δl l
Δl1 Δl2 Δl3 Δl4 Δl5
练 在水平面上竖直放置一轻质弹簧,有一物 习 体在它的正上方自由落下,在物体压缩弹簧
速度减为零时 C
A.物体的重力势能最大
B.物体的动能最大
C.弹簧的弹性势能最大
D.弹簧的弹性势能最小
E、在未接触弹簧时,小球加速度不变, 在压缩弹簧的过程中加速度逐渐减小
一竖直弹簧下端固定于水平地面上,
小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下


重力做功
重力势能的变化


重力做正功,重力势能减小

重力做负功,重力势能增加

7.5《探究弹性势能的表达式》课件

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W E 1 kl 2
2 p
所以,弹簧的伸长量亦即物块移动的距离。 l

2W
k
点悟 教材附注指出:“学习这节时,要
着重体会探究的过程和所用的方法,不要 求掌握探究的结论,更不要求用弹性势能 的表达式解题。”这里涉及弹性势能表达 式的应用问题,只是作为“发展级”要求 提出的,仅供学有余力的同学参考。
第七章:机械能守恒定律
探究1:什么是弹性势能?
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。
探究2:弹性势能的大小与哪些因素有 关?(以弹簧为例)
猜想:
设计实验方案:
实验方法:控制变量法
实验结论:影响弹簧弹性势能的因素有:
①弹簧的形变量
②弹簧的劲度系数
F1、F2、F3 …
在各小段上,拉力做的功分别是
F1Δl1 , F2Δl2 , F3Δl3 …
拉力在全过程中所做的功是
积分
W=F1Δl1+F2Δl2+F3Δl3+…
思想
图像法
如何求匀变 速直线运动 的位移的?
图像法
F
o F
o
w 1 kl 2 拉2
F
o Δl
Δl
F
kΔl
o
Δl
Δl Δl
探究4:弹性势能与拉力做功有什么关系?
拉力做功能否直接用
W=Flcosα?
举重时杠铃的重力与 它的位置高低无关
弹簧的弹力与它伸长的多少 有关
可见:这是一个变力做功问题,如何求解这个拉力做功?
微元法
l1 l2 l3
F1 , F2 , F3 ,
微分
把弹簧从A到B的过程分成很多小段 思想

探究弹性势能的表达式PPT精品课件

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解决措施——跨流域调水 修建水库
练习2
((12))写年出径图流中总字量母最代大表的的洲大是洲_名_称_:_;年径流总量最小的洲是_ A_. ____。___ C._____ B(. 3_)_从_降_水_量来D.看_,_非_洲_比_北美洲____,但从年径流总量来 看,非洲比北美洲__,原因是_____________
不要让我们的眼泪成为最后一滴水!
练习1 、读下面“世界七大洲年径流总量分布图”,回答下列问题
(1)世界各大洲江河年径流总量是由 量和
量决定的。
(洲(2年)3径)非总亚洲量洲面比年积非径比洲流南大总美?量洲最大大,,而为且什赤么道近都年穿来过亚两洲大许洲多,国为家什闹么“南水美 荒”?试从自然因素和社会因素分析原因。
缺水的原因
• 全球真正有效利用的淡水资源少
自然原因
• 分布不均(时间和空间)
• 人口增长
• 水污染严重 • 水的重复利用率低
人为原因
• 森林破坏严重
缺水的原因——人为原因
工业废水处理率和排放达标率
80 60 40 20
0 1991
1993
1995
年份
工业废水处理率 (%) 工业废水排放达标 率(%)
有关。 “弹性势能”会与什么因素有关?
问题与思考
6、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?
5-5 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
非洲
亚洲
30
12

课件7: 7.5 探究弹性势能的表达式

课件7: 7.5 探究弹性势能的表达式

3.弹性势能与弹力做功的关系. 如图所示,O 为弹簧的原长处.
(1)弹力做负功时:如物体由 O 向 A 运动(压缩) 或者由 O 向 A′运动(伸长)时,弹性势能增大,其他形 式的能转化为弹性势能.
(2)弹力做正功时:如物体由 A 向 O 运动,或者 由 A′向 O 运动时,弹性势能减小,弹性势能转化为 其他形式的能.
答案:B
知识点二 弹性势能大小(变化)的探究 提炼知识 1.弹力功特点. 随弹簧形变量的变化而变化,还因劲度系数的不 同而不同. 2.弹力功与拉力功的关系:拉力功等于克服弹 力做的功.
3.“化变为恒”求拉力功. W 总=F1Δl1+F2Δl2+F3Δl3+…+FnΔln. 4.“F-l”图象面积意义:表示力 F 做功的值.
的能量
能量
两种势能分别以弹力、重力的存在为前 提,又由物体的初、末位置来决定.同 联系 属机械能的范畴,在一定条件下可相互 转化
【典例 2】(多选)如图所示,轻质弹簧竖直 放置在水平地面上,它的正上方有一金属块从高 处自由下落,从金属块刚与弹簧接触到第一次速 度为零的过程中( )
A.重力一直做正功,重力势能增加 B.金属块速度最大时,弹簧的弹性势能最小 C.弹力一直做负功 D.金属块的速度为零时,弹簧的弹性势能最大
(2)设施加力 F 前弹簧压缩了 h0, 则 mg=kh0.① 施加力 F 后木块再次处于平衡状态时有 F+mg=k(h0+h).② 联立①②两式解得弹簧的劲度系数 k=Fh=05.100 N/m=500 N/m. 答案:(1)4.5 J (2)500 N/m
拓展二 弹性势能与重力势能的比较
如图所示,将固定于竖直弹簧下端的小球由平衡位置 O(小 球原来静止位置)向下拉至位置 M 由静止释放,则从释放点 M 到最高点 N(此时小球加速度小于 g)过程中:

人教版高中物理必修二课件:7.5《探究弹性势能的表达式》+(共22张PPT)

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一、弹性势能
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,而具有势能,这种势能叫做弹性势能。
弹簧的弹性势能可能与哪些物理量有关?
二、弹性势能与什么有关
1.猜想与假设 与弹簧的形变量有关 ? 与弹簧的劲度系数有关 ?
2.设计实验方案 3.实验方法 控制变量法
弹簧的弹性形变量越大,弹性势能越大。 弹簧的劲度系数(硬度)越大,弹性势能越大。
2. 一物体以初速度 v0 冲向与竖直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 ( BD )
A. 物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比 B. 物体向墙壁运动相同的位移,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
•1、“手和脑在一块干是创造教育的开始,手脑双全是创造教育的目的。” •2、一切真理要由学生自己获得,或由他们重新发现,至少由他们重建。 •3、反思自我时展示了勇气,自我反思是一切思想的源泉。 •4、好的教师是让学生发现真理,而不只是传授知识。 •5、数学教学要“淡化形式,注重实质.
6、“教学的艺术不在于传授本领,而在于激励、唤醒、鼓舞”。2021年11月2021/11/92021/11/92021/11/911/9/2021
联系重力势能,如果 要证明你的“猜想”,
你该怎么办?
怎样解决这 个难题?
直接分析弹力做功,从而得到弹性势能与弹力 的关系可行吗?
转化法:缓慢拉动的过程中,拉力做的功等于 克服弹力所做的功,等于弹性势能的增加量
F 是恒力吗?怎样计算 F 做的功?
F=F弹= k l W1 = F1 Δl1 W2 = F2 Δl2 W3 = F3 Δl3

人教版必修二 7.5 探究弹性势能的表达式 课件(共18张PPT)

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W弹= -△EP
F弹
F拉
2020/2/23
F弹
F拉
2020/2/23
F弹
F拉
Ⅱ.弹性势能变化与拉力做功相等
F弹
F拉
功是能量转化的量度,拉力对弹簧做功会 引起弹簧的弹性势能的变化。
2020/2/23
Ⅲ.计算弹簧弹力做的功
l
F
怎样计算拉力做的功?
2020/2/23
Ⅳ.弹性势能表达式
2020/2/23
2020/2/23
一、弹性势能的概念
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。
问题与思考
3、功是能量转化的量度,弹簧弹力做功会引 起什么能量变化?
类比:
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.
2020/2/23
例3、一竖直弹簧下端固定于水平 地面上,小球从弹簧的正上方高
为h的地方自由下落到弹簧上端,
如图所示,经几次反弹以后小球
最终在弹簧上静止于某一点A处。
分析弹簧的弹性势能与小球 动能的变化情况
2020/2/23
课堂讨论:
❖ 试画出弹簧的E-ΔL图像(设ΔL =0时弹性势
能为0)。
2020/2/23
2020/2/23
二、探究弹性势能表达式
Ⅰ.物体的弹性势能跟哪些因素有关?
1、弹簧的形变量∆L 2、劲度系数K
问题与思考
重力做的功与重力势能的改变有何关系? 重力做正功:重力势能减少 重力做负功:重力势能增加
WG= -△EP
弹簧弹力的功与弹性势能的改变有何关系?
弹力做正功:弹性势能减少 弹力做负功:弹性势能增加
A、拉长时弹力做正功,弹性势能增加;压 缩时弹力做负功,弹性势能减小;

高中物理必修二7.5 探究弹性势能的表达式 课件 (共16张PPT)

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一端与物块拴接,物块放在光滑水平面上。现用外力缓慢
拉动物块,若外力所做的功为W,则物块移动了多大的距
离?
F
提示 外力所做的功等于
弹簧弹性势能的增加。
解析: 若以Ep表示弹簧最终的弹性势能,则外力所做
的功
WEp
1kx2 2
所以,弹簧的伸长量亦即物块移动的距离 x
2W
k
7.5探究弹性势能的表达式
一、弹性势能的概念
发生弹性形变的 弹簧具有一定的能 量。
探究弹性势能 发生弹性形变的物体的的表各部达分式之间,
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。


猜想:弹性势能

的大小可能与哪

些因素有关?



弹性势能的大小

与形变量有关

弹性势能的大小 与劲度系数有关
弹性势能的表达式 (原长时的弹性势
能为0)
思考:弹性势能也有正负之分吗?
弹性势能具有系统性
探究 :弹性势能与拉力做功有什么关系? 类比重力所做的功与重力势能的关系:
分析:弹力做正功,则弹性势能减少; 弹力作负功,则弹性势能增加。 弹力做功的多少跟弹性势能变化的多少具
有等量关系
W弹
EP=
1 2
Kx12
势能为零
与参考面的选取无关
弹性势能是弹簧本身具有的 重力势能 弹性势能的变化等于克服弹 重力势能的变化等于克服
功的关系 力所做的功
重力所做的功
例 弹簧自然长度在0点,右侧有个质量
不计的小球,当用力拉至B点释放后,小 球将在B、A间左右振动起来,试分析小 球由B→A的振动过程中的加速度,速度,
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EP
2/2 =kΔl
Δl为弹簧的伸长或缩短量
k为弹簧的劲度系数
练 习
多项
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,都一定 是发生了弹性形变 C、物体只要发生形变就一定有弹性势 能 D、弹簧的弹性势能只跟弹簧的形变量 有关
练 习
多项
温 故 知 新
如图所示,重物A的质量为m, 置于水平地面上,其上表面联 结一根竖直的轻质弹簧,弹簧 的长度为l0劲度系数为k。现将 弹簧的上端P缓慢地竖直山提一 段H,使重物A离地面时,重物 具有的重力势能为多少?
P k A
观 察
两张图中的 物体有什么 共同点?
5、探究弹性势能的表达式
1. 弹 性 势 能
如何求匀变 速直线运动 的位移的?
6. 怎 样 计 算 这 个 求 和 式 ?
F
F
o
Δl
o
Δl
F kΔl
o Δl
Δl Δl 每段拉力做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,就得到了有F和Δl围成的三角形面积,这 块三角形的面积就表示拉力在整个过程中所做的功。
7. 弹 性 势 能 的 表 达 式

5. 怎 样 计 算 拉 力 做 所 做 的 功 ?
W=F1Δl1+F2Δl2+F3Δl3+…
积分 思想
微分 思想
把弹簧从A到B的过程分成很多小段
Δl1,Δl2,Δl3…
在各个小段上,弹力可近似认为是不变的
F1、F2、F3 …
6. 怎 样 计 算 这 个 求 和 式 ?
W=F1Δl1+F2Δl2+F3Δl3+…
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。
2. 猜 想 : 猜 猜 猜
弹簧的弹性势 能可能与哪些 物理量有关?
与弹簧的伸长量Δl,
劲度系数k有关
k一定,Δk越大,弹性势能越大
Δl一定,k越大,弹性势能越大
2. 猜 想 : 猜 猜 猜
弹簧的弹性势 能是否与劲度 系数成正比?
练 习
单项
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 v v B、va <vb B A C、va =vb D、无法确定
A B
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
练 习
单项
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: F A、弹簧的弹性势能逐渐减小 B 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
பைடு நூலகம்
举重时杠铃的重力与它 的位置高低无关
弹簧的弹力与它伸长的多少有关
3. 弹 簧 的 弹 性 表 达 式 到 底 如 何 确 定
类比思想
重力势能
入 手
W=ΔEP减小 W克=ΔEP增加
重力做功
4. 弹 簧 弹 性 势 能 与 拉 力 做 功 关 系
l0
Δl
m l’ F
W =EP

能直接用
W=Flcosα来求W ?
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