高中物理 第七章 第五节 探究弹性势能的表达式课件 新人教版必修2

问题二 如何比较弹性势能和重力势能？
名师点睛：弹性势能表达式 Ep＝12kl2 高中阶段不作要求，但熟 记公式可迅速判断弹性势能的大小与弹性势能的变化．
►尝试应用 2．如图所示，劲度系数为 k 的轻质弹簧一端固定，另一端与物 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？
解析：当弹簧由压缩状态恢复原长时，弹簧变长，但形变量减小， 弹性势能减少，A 错；同样当弹簧压缩到越来越短时，弹性势能增大， B 错；由 Ep＝21kl2 知，C 对；只要拉伸时形变量小于压缩时形变量， 则拉伸时弹性势能小，D 错．
答案：AB
名师归纳：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ห้องสมุดไป่ตู้弹性势能．
►变式应用 1．关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是(C) A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大 B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小 C．当拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，弹性势能越大 D．弹簧拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能
(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．
(3)弹力做功与弹性势能变化的关系为 W 弹＝－ΔEp.
4．弹性势能表达式． (1)弹力随形变量 l 的变化图线及围成面积的意义． 类比 v－t 图象的“面积”表示位移，F－l 图象的“面积”表示 功．弹力 F＝kl，对同一弹簧 k 一定，F 与 l 成正比．作图如图所示． 当发生位移为 l 时，弹力做功 W 弹＝－12kl·l＝－21kl2.
(2)弹性势能的大小． Ep＝－W 弹＝12kl2. 名师点睛：(1)对于同一弹簧伸长和压缩相同的长度时弹性势能 是一样的． (2)形变量 l＝0 时，弹簧为原长，弹性势能为零，此时弹性势能 最小．
►尝试应用 1．(多选)关于弹性势能，下列说法正确的是(CD) A．任何发生形变的物体都具有弹性势能 B．只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能 C．弹性势能可以与其他形式的能相互转化 D．弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳
解析：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的相互作用， 都具有弹性势能；A 错；其他物体在发生弹性形变时也具有弹性势能， B 错；弹性势能可以与其他形式的能相互转化，C 正确；所有能在国 际单位制中的单位都是焦耳，D 正确．
解析：由弹性势能的定义和相关因素进行判断．发生弹性形变的 物体的各部分之间，由于弹力作用而具有势能，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，但是非弹性形变，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.
解析：缓慢拉动物块，外力所做的功为 W 等于弹簧弹力做的功．
若以 Ep 表示弹簧最终的弹性势能，则外力所做的功 W＝Ep＝12
kl2.
所以，弹簧的伸长量亦即物块移动的距离 l＝
2W k.
答案：
2W k
对弹性势能的理解 (多选)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
第七章 机械能守恒定律
第五节 探究弹性势能的表达式
问题一 怎样理解弹性势能？ 1．弹性势能的产生原因． (1)物体发生了弹性形变． (2)各部分间的弹力作用． 2．影响弹性势能的因素． (1)弹簧的形变量 l. (2)弹簧的劲度系数 k.
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．