高中物理人教版必修二 第七章 第五節 探究彈性勢能的表達式.pptx

探究彈性勢能的表達式,,教學目標,知道探究彈性勢能表達式的思路,理解彈性勢能的概念，會分析決定彈性勢能大小的相關因素,體會探究過程中的猜想、分析和轉化的方法,領悟求彈力做功時通過細分過程化變力為恒力的思想方法,,教學重點,,教學難點,利用微元法和圖象法計算變力做功的問題,運用邏輯推理得出彈力做功與彈性勢能的關系,理解微元法把變力做功轉化為恒力做功,理解利用力—位移的圖象計算變力做功的依據,被捏緊的握力器 具有彈性勢能,被拉緊的弓具有彈性勢能,正在擊球的網球拍具有彈性勢能,撐桿跳高運動員手中彎曲的桿具有彈性勢能,被踩至最低點的蹦蹦床具有彈性勢能,上緊發條的玩具青蛙具有彈性勢能,拉緊的彈性布料具有彈性勢能,拉長或壓縮的彈簧具有彈性勢能,這些物體都發生了彈性形變,每個物體的各部分之間都有彈力的相互作用,定義：,發生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用也具有勢能，這種勢能叫做,彈性勢能,,,彈性勢能,那么彈性勢能的大小和什么有關？,,彈性勢能,,理解并掌握彈性勢能的概念,理解并掌握彈力做功與彈性勢能的關系,理解彈簧彈性勢能的表達式,彈性勢能的概念和表達式,我們在討論重力勢能的時候，是如何入手的？,重力勢能,先分析重力做功的情況,彈性勢能,先分析彈力做功的情況,當彈簧的長度為原長時，它的彈性勢能為0，彈簧被拉成或被壓縮后，就具有了彈性勢能,,,彈性勢能,我們以彈簧被拉成的情況為例，探究彈性勢能的表達式,在探究的過程中，要依次解決下面幾個問題,①彈性勢能的表達式可能與哪幾個物理量有關？,②彈簧的彈性勢能與拉力做的功有什么關系？,③怎樣計算拉力做的功？,,,彈性勢能的影響因素,彈性勢能的表達式可能與哪幾個物理量有關？,重力勢能,彈性勢能,與物體被舉起的高度h有關,很可能與彈簧被拉伸的長度l有關,彈性勢能與彈簧被拉伸的長度l有什么樣的關系？,重力勢能,,與高度h成正比,彈性勢能,也會是“拉伸的長度越大，彈簧的彈性勢能也越大”,盡管如此，但會是正比例關系嗎？,,,彈性勢能的影響因素,不一定,因為對于同一個彈簧，拉得越長，所用的力就越大,而要舉起同一個重物，所用的力并不隨高度變化,,,彈性勢能的影響因素,如果拉伸的長度l相同，不同彈簧的彈性勢能會一樣嗎？,即使拉伸的長度l相同，不同彈簧的彈性勢能也不會一樣，因為不同彈簧的“軟硬”并不一樣，即進度系數k不同,這點也應在彈性勢能的表達式中反應出來,拉伸長度l越長，k越大，彈性勢能越大,,,彈性勢能的影響因素,在拉伸長度l相同時，k越大，彈性勢能越大,,而且應該是,下面我們探究一下彈性勢能的表達式,探究彈性勢能表達式之前，類似于重力勢能，我們先思考一個問題,,彈簧的彈性勢能與拉力做的功有什么關系？,我們一貫的思想是：,研究做功對某種能量的影響，從而了解這種能量,在這個問題中則是考慮，怎樣由拉力做的功得出彈性勢能的表達式,,怎樣計算拉力做的功？,重力做的功,,,在地面附近是不變的,,,彈力做的功,,拉力隨l變化,,,,？,如何計算勻變速直線運動物體位移？,,變化,,微元法,當各小段分得非常非常小時，得到的就是勻變速直線運動的位移表達式,對于彈力做功，可以用類似的方法處理,,,彈簧彈力做的功,如圖，彈簧從A （不是原長）拉伸到B的過程,此過程被分成很多小段，它們的長度是,在各個小段上，拉力可以近似認為是不變的，它們分別是,,,,,彈簧彈力做的功,如圖，彈簧從A （不是原長）拉伸到B的過程,在各個小段上，拉力做的功分別是,拉力在整個過程中做的功可以用它在各小段做功之和來代表,,,,,彈簧彈力做的功,怎樣計算這個求和式？,在處理勻變速直線運動的位移時，我們利用v-t圖象下梯形的面積來代表位移,這里是否可以用F-l圖象下一個梯形的面積來代表功？,可以,,,彈簧彈力做的功,試畫出彈簧彈力和拉伸長度的F-l 圖象？,彈簧彈力做功的表達式？,,,從A到B的過程中，彈力做功就是直線與x 軸所圍梯形 的面積,,,,,彈簧彈力做的功,彈簧彈力勢能的表達式,彈簧壓縮時的彈力勢能表達式是怎樣的？,,,,彈簧拉伸長度,,,彈簧壓縮長度,,,彈性勢能,,在上述過程中，彈簧彈力做功與彈力勢能變化量有什么關系？,,,初態的彈性勢能,,,,末態的彈性勢能,,彈力做負功，彈力勢能增加,彈力做正功，彈力勢能增加,彈力做功的多少等于彈力勢能變化的多少,,,彈性勢能,,重力勢能具有相對性，彈性勢能也具有相對性嗎？,彈性勢能具有相對性，我們說到彈簧彈性勢能大小時一般指相對彈簧原長時的彈性勢能,即規定彈簧原長時彈性勢能為零,重力勢能是系統共有的，彈性勢能也是系統共有的,,,彈性勢能的相對性,關于彈簧的彈性勢能，下列說法正確的是（ ）,A. 只與勁度系數有關系,B. 只與形變量有關系,C. 彈力做正功，彈性勢能增加,D. 彈力做正功，彈性勢能減少,D,,,問題與練習,關于彈性勢能，下列說法中正確的是（ ）,A. 只有彈簧發生彈性形變時才具有彈性勢能，其他物體發生彈性形變時是不會有彈性勢能的,B. 彈簧伸長時有彈性勢能，壓縮時沒有彈性勢能,C. 同一個彈簧形變量越大，彈性勢能就越大,D. 火車車廂底下的彈簧比自行車座底下的彈簧硬，所以將它們壓縮相同的長度時，火車車廂底下的彈簧具有的彈性勢能小,C,,,問題與練習,彈簧彈性勢能的表達式,一般選取彈簧長度為 時為彈性勢能的零勢能面,彈簧彈力做的功與彈性勢能變化的關系,彈性勢能是系統 的,原長,,,,,,,,,,共有,,,總結,,,【分析】,,【解答】,,【點評】,,,例題,,,【分析】,,【解答】,,【點評】,,,例題,,【分析】,,【解答】,,【點評】,,,例題,,,【分析】,,【解答】,,【點評】,,,例題,