内蒙古自治区呼伦贝尔市大杨树三中2015年高中物理《7.5探究弹性势能的表达式》学案新人教版必修2

7.5探究弹性势能的表达式学案
一．弹性势能
1.弹性形变：发生形变后能，试举出常见的弹性形变的例子：。

2.势能的概念：相互作用的物体凭借其而具有的能量叫势能。

3.弹性势能：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有的相互作用，也具有势能，这种势能叫弹性势能。

二．探究弹性势能的表达式
1.有关因素
⑴在弹簧的弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧的伸长量之间的关系为：F= 。

⑵类比重力势能，重力势能大小与物体的重力和高度有关，那么弹性势能就有可能与
和有关。

⑶事实验证
对同一根弹簧，压缩不同的长度，将木块弹出的距离，说明弹簧弹性势能与有关。

对不同的弹簧，压缩相同的长度，将木块弹出的距离，说明弹簧弹性势能与有关。

2.弹性势能与拉力做功的关系
⑴方法类比重力做功与重力势能变化的关系
⑵弹力做正功，弹性势能
⑶弹力做负功，弹性势能
⑷弹力做功多少与弹性势能变化量的关系。

3.怎样计算拉力做的功？
重力是恒力，重力做功等于重力与物体在竖直方向移动距离的乘积。

那么，拉伸弹簧时，拉力做功该怎样计算？
4.怎样计算求和式？
⑴方法：类比速度——时间图像中求位移的方法
在匀变速直线运动中，曾用v-t图像的面积求一段时间内的位移X。

我们能否用F-L图像的面积求拉力做的功？
X=S面积
WF=？。

弹性势能大小由决定。

V0
o
三．练习
1. 弹簧的一端固定，原处于自然长度。

现对弹簧的另一端施加一个拉力，关于拉力做功（或弹簧克服拉力做功）与弹性势能变化的关系，以下说法中正确的是（ ）
A.拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性势能增加
B.拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性势能减少
C.弹簧克服拉力做功，弹簧的弹性势能增加
D.弹簧克服拉力做功，弹簧的弹性势能减少
2.一根弹簧的劲度系数为k ＝1000N/m ，在弹性限度内，它压缩5cm ，则贮存的弹性势能为 J ，若拉伸5cm ，贮存的弹性势能为 J 。

3.如图所示，表示撑杆跳运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆。

试定性地说明在这几个阶段中能量的转化情况。

四．检测
1．弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关（ ）
A ．弹簧的长度
B ．弹簧的劲度系数
C ．弹簧的形变量
D ．弹簧的原长
2．讨论弹性势能，要从下述哪个问题的分析入手（ ）
A ．重力做功
B ．弹力做功
C ．弹簧的劲度系数
D ．弹簧的形变量
3．弹簧的一端固定，处于自然长度．现对弹簧的另一端施加一个拉力，如图示，关于拉力做功（或弹簧克服拉力做功）与弹性势能变化的关系，以下说法中正确的是（ ）
A ．拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性势能增加
B ．拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性势能减少
C ．弹簧克服拉力做功，弹簧的弹性势能增加
D ．弹簧克服拉力做功，弹簧的弹性势能减少
4.两弹簧的劲度系数之比为1:2，在弹性限度内的形变量之比为2:1，则它们的弹性势能之比为（ ）
A ． 1:2
B ． 2:1
C ． 1:4
D ． 4:1
7.5探究弹性势能的表达式学案答案
一．弹性势能
1.恢复原状，卷紧的发条、拉长的弹簧、拉开的弓、正在击球的网球拍。

2.位置
3.弹力
二．探究弹性势能的表达式
1. kl ，形变量，劲度系数，不同，形变量，不同，劲度系数
2.减小，增大，21P P E E w -=
3.如图，弹簧从A 拉伸到B 的过程被分成很多小段，
它们的长度是
,...,,321l l l ∆∆∆
在各个小段上，拉力可以近似认为是不变的，它们分别是
,...,,321F F F
所以在各个小段上，拉力做的功分别是
,...,,332211l F l F l F ∆∆∆ 拉力在整个过程中做的功可以用它在各小段做功之和来代表
...332211+∆+∆+∆l F l F l F
4.可以用图形面积表示，221kl w =
5. 2
21kl E P =，形变量和劲度系数
三．练习
1.AD
2.1.25，1.25
3.助跑时人本身的化学能转化为动能，撑杆起跳时起跳时，运动员的动能和身体中的化学能转化为人的重力势能和撑杆中的弹性势能，随着人体的继续上升，撑杆中的弹性势能转化为人的重力势能，使人体上升至横杆以上；越过横杆后，运动员的重力势能转化为动能。

四．检测
1.BC
2.B
3.AD
4.B。