物理弹性势能

问题a：橡皮筋对小车做的功如何？ F为变力，做的功很难测量。 问题b：探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体值？ 措施： 设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为W、2W、3W… 问题c：每次实验中橡皮筋拉伸的长度有什么要求？ 相同 2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v 问题：如何测量小车的速度？（利用打点计时器打出的纸带） 问题：纸带上打出的点并不都是均匀的，应该采用哪些点来计 算小车的速度？为什么？（取点迹清晰且间距均匀的部分） 应该选择匀速部 分的纸带？想想 为什么？怎样求 速度？
新 课
实验：探究功与速度变化的关系
3、在本实验中，小车在运动中会受到阻力作用，这样，在小车沿 木板滑行的过程中，除橡皮筋对其做功以外，还有阻力做功， 这样便会给实验带来误差，我们在实验中想到的办法是，使木 板略微倾斜，对于木板的倾斜程度，下面说法正确的是 BC A、木板只要稍微倾斜一些即可，没有什么严格的要求 B、木板的倾斜程度在理论上应满足下列条件：即重力使物体沿 斜面下滑的分力应等于小车受到的阻力 C、如果小车不受拉力时在滑行的木板上能做匀速运动，这木板 的倾斜程度是符合要求的 D、其实木板不倾斜，问题也不大，因为实验总是存在误差的
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．
劲度系数、弹簧 2．弹簧弹性势能的大小与________ 压缩量有关． 的伸长量 ______或______ 二、弹力做功与弹性势能变化的关系 减小，弹力做 3．弹力做正功时，弹性势能____ 增加． 负功时，弹性势能____ 4．弹力做的功等于弹性势能的______ 减少量，即 W＝－ΔEp＝Ep1－Ep2.
… W=W1+W2+W3+… = F1ΔL1+ F2ΔL2+ F3ΔL3+…
回忆：怎样计算这个求和式？
联想
v
v
vo o v
பைடு நூலகம்
t
vo o v
t
在v t 图象中，物体的位移： x S面积
vo o
t
vo o
t
F
拉力做功的计算方法 F
o F o F
l
l
k l
o o
求变力做功的方法：
l
l
l
2 1 = KL 在F l 图象中： W S面积 2
5 (2011年汕头高一检测)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 D．弹性势能在国际单位制中的单位是焦 耳
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。
图 7－ 5 － 4
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．弹簧的弹力做负功，弹性势能增加
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
一、弹性势能的概念
二、弹簧弹力做功的计算方法
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
二、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、弹簧的伸长 长度
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）
2、劲度系数
W外→E弹
如图7－5－3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．
图 7－ 5－ 3
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．
6．关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的 是( ) 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 ．在拉伸长度相同时， k 越大的弹簧，它的 弹性势能越大 D．弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时 的弹性势能
小结
• 变力坐功的计算方法 • 弹簧的弹力做的功与弹性势能的关系 • 弹性势能的表达式
实验：探究功与速度变化的关系
课本实验分析： 1、探究的器材： 木板、小车、橡皮 筋(若干）、打点计时 器、电源、纸带、钉 子2枚 2、探究的思路： 1、测量橡皮筋对小车做的功W 2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v 3、数据处理，寻找W与v的关系
新 课 1、测量橡皮筋对小车做的功W
实验：探究功与速度变化的关系
加速
匀速
减速
实验：探究功与速度变化的关系
3、数据处理，寻找W与v的关系 问题1：如何找到功与速度的关系？ 方法一：计算法 比较麻烦 方法二：图像法 简便直观，可以减少偶然误差 问题2：画什么样的图像？ 功 V V2 1、画W－v图像 2、画W－v2图像 4、结论：弹簧弹力对小车做的功与速度的平方成正比 注：这里的弹力就是物体受到的合外力 因为小车从静止开始运动，初速度为零，末速度就是小车 速度的变化。 W 2W 3W 4W 5W 6W
实验探究
知识回顾： 重力对物 体做功 弹簧弹力 对外做功 合外力对 物体做功
实验：探究功与速度变化的关系
重力做正功，重力势能减小 重力做负功，重力势能增大 弹力做正功，弹性势能减少 弹力做负功，弹性势能增加 分析
等于物体的重 力势能的改变 等于弹簧的弹 性势能的改变 猜想 等于？能 的改变
物体的动能与它的速度是密切相关 速度的变化又与它的受力有关 所以，我们首先来探究： 力对物体做功与物体速度变化的关系
新 课 一、实验的设计
实验：探究功与速度变化的关系
思考（1）物体动能的变化由做功引起。那么，实验中如何对物
体作功？又怎样来表示功的大小呢？
可以是恒力做功。 例如：用一砝码盘牵引着小车 做实验，可以通过改变砝码盘 的质量，用W=FS表示功的大 小。
也可以是变力做功。 例如： 用书上采用的通过增加每次牵引 小车的橡皮筋数目的办法来表示 功的大小。
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．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
例.如图7－5－4所示，一个物体以速度v0 冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，墙壁和物 体间的弹簧被物体压缩，在此过程中以下说 法正确的是( )