弹性势能(精品)PPT课件
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l1
二、计算弹簧弹力做的功
l1 l2
二、计算弹簧弹力做的功
l1 l2 l3
F1,F2,F3, 把弹簧伸长的过程分成很多 足够小的过程
l1,l2,l3,
在各个小段上，弹力可 近似认为是不变的
——微分思想
二、计算弹簧弹力做的功
l1 l2 l3 F1,F2,F3, W1 F1l1 W2F2l2 W3 F3l3
【答案】 AB 【误区警示】 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．
变式训练1 关于弹性势能，下列说法正 确的是( )
A．发生弹性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
特别提醒： (1)弹性势能与重力势能同属机 械能范畴．
(2)弹性势能与零势能位置的选取有关．但选 择自然状态为零势能位置时表达式最为简 洁，为 Ep＝12kx2.
课堂互动讲练
对弹性势能的理解
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
2
2
三四、求解变力做功的四种方法 1．平均值法：当力 F 的大小发生变化， 且 F、l 成线性关系时，F 的平均值 F ＝ F1＋2 F2，用 F 计算 F 做的功．
图4－1
三、弹簧弹性势能的表达式
Ep
1 kl2 2
其中，k是弹簧的劲度系数， l是弹簧的弹性伸长量或压缩量
弹簧处于原长时弹性势能为0
解析： 可将整个过程分为两个阶段：一是弹 簧伸长到m刚要离开地面阶段，拉力克服弹力做 功WF1＝－W弹，等于弹性势能的增加，二是弹 簧长度不变，物体上升h，拉力克服重力做功 WF2＝－WG＝mgh，等于重力势能的增加，又 由WF1＋WF2＝WF可知A、B、C错，D对． 答案： D
弹力做功与弹性势能的变化关系 某弹簧的劲度系数为 360 N/m，在外力的作 用下它伸长了 10 cm，则弹簧储存的弹性势能为 多少？
W F 1 l1 F 2 l2 F 3 l3
——积分思想
二、计算弹簧弹力做的功
v
O
ຫໍສະໝຸດ Baidu
t
匀速直线运动v-t图象
位移x=vt
二、计算弹簧弹力做的功
v
v
O
t
O
t
匀速直线运动v-t图象 匀变速直线运动v-t图象
位移x=vt
二、计算弹簧弹力做的功
F
O
l
弹簧的F-l 图象
F kl
W 1 Fl 1 kl 2
核心要点突破
一、弹簧弹性势能的表达式 1.如图7－5－1所示，弹簧的劲度系数为k，左 端固定，不加外力时，右端在A处，今用力F 缓慢向右拉弹簧，使弹簧伸长到B处，若规定 弹簧自由长度的弹性势能为零，则手克服弹簧 弹力所做的功，等于弹簧的弹性势能．
图7－5－1
2.根据胡克定律F＝kΔl画出F随Δl变化的图 线如图7－5－2所示，根据W＝FΔl知，图线 与横轴所围的面积应等于F所做的功，即
2．弹簧弹性势能的大小与_劲__度__系__数_、弹簧 的伸__长__量__或_压__缩__量_有关． 二、弹力做功与弹性势能变化的关系
1．弹力做正功时，弹性势能_减__小_，弹力做 负功时，弹性势能_增__加_． 2．弹力做的功等于弹性势能的_减__少__量_，即 W＝－ΔEp＝Ep1－Ep2.
D．弹性势能在国际单位制中的单位是焦 耳
解析：选ACD.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，都具有弹 性势能，故选项A正确，B错误．弹性势能 跟重力势能一样，可以与其他形式的能相互 转化，选项C正确．在国际单位制中，能的 单位跟功的单位相同，都是焦耳，选项D正 确．
4.3 势能
第2课时 弹性势能
观 察
三张图中的 物体有什么 共同点？
1 定义： 发生形变的物体，在恢复原状时能够对外 做功，因而具有能量，这种能叫做弹性势 能。
2
决定因素： 与形变程度有关，形变越厉害，弹性势 能就越大；
与弹簧的劲度系数有关，k越大，弹性势 能就越大
3 弹簧弹性势能表达式：
Ep
解析： 方法一：平均值法、转化法
方法二：公式法 弹性势能 Ep＝21kl2＝1.8 J.
【反思总结】 利用平均值法可求变力的功，但 一般只适用于力F随位移l均匀变化的情况，即力 F与位移l成线性关系的情况．
课前自主学案
1．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叫做弹性势 能． 举例：卷紧的发条，拉长或压缩的弹簧，拉 开的弓等都具有弹性势能．
例题1：
如右图所示，质量为 m 的物体静 止在地面上，物体上面连着一个轻
弹簧，用手拉住弹簧上端上移 H， 将物体缓缓提高 h，拉力 F 做功 WF，不计弹簧的质量，则下列说 法正确的是( ) A．重力做功－mgh，重力势能减少 mgh B．弹力做功－WF，弹性势能增加 WF C．重力势能增加 mgh，弹性势能增加 FH D．重力势能增加 mgh，弹性势能增加 WF－mgh
W弹＝－Ep
2．物体由A向O运动，或者由A′向O运动时， 弹力做正功，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可表示 为W＝－ΔEp.
特别提醒：弹力做功与弹性势能变化有唯一 的对应关系，弹力做多少正(负)功，弹性势 能减少(增加)多少．
三、弹性势能与重力势能的区别
1 2
kx2
探究弹性势能的表达式
一、弹性势能的表达式中可能涉及到的物理量
弹簧的劲度系数 弹簧的伸长量或压缩量
问题与思考
1、拉伸过程的弹簧弹力是恒力还是变力？
F=kl
2、怎样求解变力做功？
3、怎样由拉力做功得出弹性势能表达式？
二、计算弹簧弹力做的功
l
F
怎样计算弹簧弹力做的功?
W＝Fl ?
二、计算弹簧弹力做的功
图7－5－2
W＝kΔ2l·Δl＝12kΔl2
所以 Ep＝12kΔl2. 特别提醒：(1)在 Ep＝12kΔl2 中，Ep 为弹簧的 弹性势能，k 为弹簧的劲度系数，Δl 为形变 量(即弹簧被压缩或伸长的长度)； (2)本公式不要求学生掌握．
二、弹力做功跟弹性势能变化的关系 如图所示，O为弹簧的原长处． 1.物体由O向A运动(压缩)或者由O向A′运动(伸长)时，弹力 做负功，弹性势能增大，其他形式的能转化为弹性势能．
二、计算弹簧弹力做的功
l1 l2
二、计算弹簧弹力做的功
l1 l2 l3
F1,F2,F3, 把弹簧伸长的过程分成很多 足够小的过程
l1,l2,l3,
在各个小段上，弹力可 近似认为是不变的
——微分思想
二、计算弹簧弹力做的功
l1 l2 l3 F1,F2,F3, W1 F1l1 W2F2l2 W3 F3l3
【答案】 AB 【误区警示】 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．
变式训练1 关于弹性势能，下列说法正 确的是( )
A．发生弹性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
特别提醒： (1)弹性势能与重力势能同属机 械能范畴．
(2)弹性势能与零势能位置的选取有关．但选 择自然状态为零势能位置时表达式最为简 洁，为 Ep＝12kx2.
课堂互动讲练
对弹性势能的理解
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
2
2
三四、求解变力做功的四种方法 1．平均值法：当力 F 的大小发生变化， 且 F、l 成线性关系时，F 的平均值 F ＝ F1＋2 F2，用 F 计算 F 做的功．
图4－1
三、弹簧弹性势能的表达式
Ep
1 kl2 2
其中，k是弹簧的劲度系数， l是弹簧的弹性伸长量或压缩量
弹簧处于原长时弹性势能为0
解析： 可将整个过程分为两个阶段：一是弹 簧伸长到m刚要离开地面阶段，拉力克服弹力做 功WF1＝－W弹，等于弹性势能的增加，二是弹 簧长度不变，物体上升h，拉力克服重力做功 WF2＝－WG＝mgh，等于重力势能的增加，又 由WF1＋WF2＝WF可知A、B、C错，D对． 答案： D
弹力做功与弹性势能的变化关系 某弹簧的劲度系数为 360 N/m，在外力的作 用下它伸长了 10 cm，则弹簧储存的弹性势能为 多少？
W F 1 l1 F 2 l2 F 3 l3
——积分思想
二、计算弹簧弹力做的功
v
O
ຫໍສະໝຸດ Baidu
t
匀速直线运动v-t图象
位移x=vt
二、计算弹簧弹力做的功
v
v
O
t
O
t
匀速直线运动v-t图象 匀变速直线运动v-t图象
位移x=vt
二、计算弹簧弹力做的功
F
O
l
弹簧的F-l 图象
F kl
W 1 Fl 1 kl 2
核心要点突破
一、弹簧弹性势能的表达式 1.如图7－5－1所示，弹簧的劲度系数为k，左 端固定，不加外力时，右端在A处，今用力F 缓慢向右拉弹簧，使弹簧伸长到B处，若规定 弹簧自由长度的弹性势能为零，则手克服弹簧 弹力所做的功，等于弹簧的弹性势能．
图7－5－1
2.根据胡克定律F＝kΔl画出F随Δl变化的图 线如图7－5－2所示，根据W＝FΔl知，图线 与横轴所围的面积应等于F所做的功，即
2．弹簧弹性势能的大小与_劲__度__系__数_、弹簧 的伸__长__量__或_压__缩__量_有关． 二、弹力做功与弹性势能变化的关系
1．弹力做正功时，弹性势能_减__小_，弹力做 负功时，弹性势能_增__加_． 2．弹力做的功等于弹性势能的_减__少__量_，即 W＝－ΔEp＝Ep1－Ep2.
D．弹性势能在国际单位制中的单位是焦 耳
解析：选ACD.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，都具有弹 性势能，故选项A正确，B错误．弹性势能 跟重力势能一样，可以与其他形式的能相互 转化，选项C正确．在国际单位制中，能的 单位跟功的单位相同，都是焦耳，选项D正 确．
4.3 势能
第2课时 弹性势能
观 察
三张图中的 物体有什么 共同点？
1 定义： 发生形变的物体，在恢复原状时能够对外 做功，因而具有能量，这种能叫做弹性势 能。
2
决定因素： 与形变程度有关，形变越厉害，弹性势 能就越大；
与弹簧的劲度系数有关，k越大，弹性势 能就越大
3 弹簧弹性势能表达式：
Ep
解析： 方法一：平均值法、转化法
方法二：公式法 弹性势能 Ep＝21kl2＝1.8 J.
【反思总结】 利用平均值法可求变力的功，但 一般只适用于力F随位移l均匀变化的情况，即力 F与位移l成线性关系的情况．
课前自主学案
1．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叫做弹性势 能． 举例：卷紧的发条，拉长或压缩的弹簧，拉 开的弓等都具有弹性势能．
例题1：
如右图所示，质量为 m 的物体静 止在地面上，物体上面连着一个轻
弹簧，用手拉住弹簧上端上移 H， 将物体缓缓提高 h，拉力 F 做功 WF，不计弹簧的质量，则下列说 法正确的是( ) A．重力做功－mgh，重力势能减少 mgh B．弹力做功－WF，弹性势能增加 WF C．重力势能增加 mgh，弹性势能增加 FH D．重力势能增加 mgh，弹性势能增加 WF－mgh
W弹＝－Ep
2．物体由A向O运动，或者由A′向O运动时， 弹力做正功，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可表示 为W＝－ΔEp.
特别提醒：弹力做功与弹性势能变化有唯一 的对应关系，弹力做多少正(负)功，弹性势 能减少(增加)多少．
三、弹性势能与重力势能的区别
1 2
kx2
探究弹性势能的表达式
一、弹性势能的表达式中可能涉及到的物理量
弹簧的劲度系数 弹簧的伸长量或压缩量
问题与思考
1、拉伸过程的弹簧弹力是恒力还是变力？
F=kl
2、怎样求解变力做功？
3、怎样由拉力做功得出弹性势能表达式？
二、计算弹簧弹力做的功
l
F
怎样计算弹簧弹力做的功?
W＝Fl ?
二、计算弹簧弹力做的功
图7－5－2
W＝kΔ2l·Δl＝12kΔl2
所以 Ep＝12kΔl2. 特别提醒：(1)在 Ep＝12kΔl2 中，Ep 为弹簧的 弹性势能，k 为弹簧的劲度系数，Δl 为形变 量(即弹簧被压缩或伸长的长度)； (2)本公式不要求学生掌握．
二、弹力做功跟弹性势能变化的关系 如图所示，O为弹簧的原长处． 1.物体由O向A运动(压缩)或者由O向A′运动(伸长)时，弹力 做负功，弹性势能增大，其他形式的能转化为弹性势能．