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2020版高中物理人教必修二课件:7.5探究弹性势能的表达式

2020版高中物理人教必修二课件:7.5探究弹性势能的表达式

【规律方法】 判断弹性势能大小的方法 (1)弹性势能大小与弹力做功有关,弹力做正功,弹性势 能减小,弹力做负功,弹性势能增大。 (2)弹性势能大小与弹簧形变量大小有关,形变量越大, 弹性势能越大。
【探究训练】 1.(多选)(2019·唐山高一检测)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
3.弹性势能(变化)大小的探究: (1)弹力特点:随弹簧_形__变__量__的变化而变化,还因_弹__簧__ 的不同而不同。 (2)弹力做功与弹性势能的关系:弹力做正功时,弹性势 能_减__少__,_减__少__的弹性势能_等__于__弹力做的功;弹力做负 功时,弹性势能_增__加__,_增__加__的弹性势能_等__于__克服弹力 做的功。
又被弹起到原高度,小孩从高处开始下落到弹回的整个 过程中,他运动的速度v随时间t变化的图象如图所示, 图中只有Oa段和cd段为直线。则根据该图象可知,蹦床 的弹性势能增大的过程所对应的时间间隔为 ( )
A.仅在t1到t2的时间内 B.仅在t2到t3的时间内 C.在t1到t3的时间内 D.在t1到t5的时间内
【探究总结】 1.弹性势能的产生条件: (1)物体发生弹性形变。 (2)物体各部分之间有弹力作用。
2.弹力做功与弹性势能变化的关系:当弹簧的弹力做正 功时,弹簧的弹性势能减小,弹性势能转化成其他形式 的能;当弹簧的弹力做负功时,弹簧的弹性势能增大,其 他形式的能转化为弹簧的弹性势能。 这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相似。
(2)由于F=kl,作出F-l图象如图所示,求出图中阴影部 分的面积,即为弹力做功的绝对值,由于在伸长过程中 弹力F与位移l方向相反,故弹力做负功,弹力做功为W= - 1 ×400×0.05 J=-10 J。

2020人教版物理课件必修2 第7章 第5节 探究弹性势能的表达式

2020人教版物理课件必修2 第7章 第5节 探究弹性势能的表达式

3.两个不同的弹簧 A、B,劲度系数分别为 k1、k2,且 k1>k2。现用 相同的力从自然长度开始拉弹簧,则下列说法正确的是 ( )
A.A 弹簧的弹性势能大
B.B 弹簧的弹性势能大
C.两弹簧的弹性势能相同
D.无法判断
解析:选 B 以相同的力 F 拉弹簧 A、B,由胡克定律得 A 弹簧
的伸长量 l1=kF1,B 弹簧的伸长量 l2=kF2,由于 k1>k2,故 l1<l2,
对弹性势能的理解 1.弹性势能的产生及影响因素
2.弹性势能与弹力做功的关系 如图所示,O 为弹簧的原长处。
(1)弹力做负功: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: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。
[审题指导] (1)根据平衡条件可以求出木块初始平衡状态和加力 F 后平衡状 态时弹簧的压缩量。 (2)木块缓慢下移的距离为弹簧压缩量的变化量。 (3)弹簧弹性势能的增加量等于木块下移时克服弹力所做的功。 [解析] (1)设木块开始静止时,弹簧的压缩量为 l1。 后来静止时,弹簧的压缩量为 l2,由胡克定律及平衡条件得, 未施加力 F 时,弹力 F1=mg=kl1=20 N, 施加力 F 后,弹力 F2=F+mg=kl2=70 N, 且 l2-l1=0.1 m,联立以上各式得 k=500 N/m。
C 正确。
2.一竖直弹簧下端固定于水平地面上,小球从弹
簧上端的正上方高为 h 的地方自由下落到弹
簧上端,如图所示。经几次反弹以后小球最终
在弹簧上静止于某一点 A 处,则
()
A.h 越大,弹簧在 A 点的压缩量越大

弹性势能

弹性势能
误差
画W-v图像
画W-v2图像
数 据 处 理
W 1 2 3 4 5 6 0
v /(m/s) 0.80 1.10 1.28 1.53 1.76 1.89 0
W-v图
为什么图象会通过原点?
数 据 处 W v2/(m2· -2) s 理 0 0
1 2 3 4 5 6 0.64 1.21 1.64 2.34 3.10 3.57
探究的技巧
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, 应该采用那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
探究技巧
3、数据处理,寻找W与v的关系 问题: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
3.
探 究
W=F1Δl1+F2Δl2+F3Δl3+…
怎 样 计 算 拉 力 做 所 做 的 功?
积 分 思 想 把弹簧从A到B的过程分成很多小段 微分 思想
Δl1,Δl2,Δl3…
在各个小段上,弹力可近似认为是不变 的 F1、F2、F3 … 变化很小
4.
探 究
想一想
W=F1Δl1+F2Δl2+F3Δl3+…
做功W
第二次用两条完全相同的橡 皮筋并联起来栓到小车上拉 小车,且使每条橡皮筋的伸 长都和第一次的伸长量一样
做功2W
依次类推,并联三条、四条……橡皮筋,且拉伸 的长度都一样,做的功为3W、4W……
思 考
橡皮筋对小车做的功是合力做的功吗?
F阻 F
还有摩擦 力做功
如何使拉力做的功等于合力做的功?即 如何抵消摩擦力。 把木板的 FN 一端垫高, 使重力沿 F阻 F1 F 斜面向下 的力与摩 擦力平衡 F

专题3 高中物理 弹性势能(课件)

专题3 高中物理   弹性势能(课件)

典例分析
【典例3】(2021·江苏淮安市·高一月考)如图所示,将弹簧拉力 器用力拉开的过程中弹簧的弹力做功、弹簧的弹力和弹性势能的 变化情况是( ) A.弹力做正功,弹力变大,弹性势能变小 B.弹力做正功,弹力变小,弹性势能变大 C.弹力做负功,弹力和弹性势能都变大 D.弹力做负功,弹力和弹性势能都变小 【正确答案】C
5.弹簧的弹性势能的表达式:
Ep
1 2
kl2
典例分析
【典例1】(2021·全国高一课时练习)如图所示,射箭时人通过拉 弓引起弹性势能的增加,此时的弹性势能主要( ) A.存储在箭上 B.存储在弓上 C.存储在弦上 D.存储于拉弓人的手上 【正确答案】B
典例分析
【典例2】(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,都一定发生了弹性形变 C.物体只要发生形变就一定有弹性势能 D.弹簧的弹性势能只跟弹簧的形变量有关 【正确答案】AB
A. W1 W2
B.W1 2W2
C.W2 2W1 D.W1 W2
【正确答案】D
典例分析
【典例5】(2021·江苏扬州市·扬州中学高一月考)一根弹簧的 弹力﹣位移图线如图所示,那么弹簧由伸长量8cm变到伸长量 4cm的过程中( ) A.弹力所做的功是 3.6J,弹性势能减少了3.6J B.弹力所做的功是 1.8J,弹性势能减少了1.8J C.弹力所做的功是﹣3.6J,弹性势能增加了3.6J D.弹力所做的功是﹣1.8J,弹性势能增加了1.8J 【正确答案】B
典例分析
【典例4】(2021·全国高一课时练习)如图所示,轻弹簧下端系一重 物,O点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置),今用 手向下拉重物,第一次把它直接拉到A点,弹力做功为W1,第二次把 它拉到B点后再让其回到A点,弹力做功为W2,已知,弹簧始终在弹 性限度内,则这两次弹力做功的关系为( )

人教版物理高中必修二《探究弹性势能的表达式》课件(共13张PPT)

人教版物理高中必修二《探究弹性势能的表达式》课件(共13张PPT)


10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/8/92021/8/92021/8/98/9/2021 9:20:28 AM

11、一个好的教师,是一个懂得心理 学和教 育学的 人。2021/8/92021/8/92021/8/9Aug-219-Aug-21

12、要记住,你不仅是教课的教师, 也是学 生的教 育者, 生活的 导师和 道德的 引路人 。2021/8/92021/8/92021/8/9M onday, August 09, 2021
❖ 弹性势能的大 小与劲度系数 有关

力 做
重力做功
重力势能的变化


重力做正功,重力势能减重小力势能与高
弹 性
度成正比, 弹 重力做负功,重力势能增性加势能与形变

量成正比吗?

弹力做功

弹力势能的变化


弹力做正功,弹性势能减小
关 系
弹力做负功,弹性势能增加
弹 力 做
怎样求弹 力做的功?

F =F =k Δl1 Δl2 Δl3 Δl4 Δl5
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇,谁就心想事成 。2021/8/92021/8/92021/8/92021/8/98/9/2021

14、谁要是自己还没有发展培养和教 育好, 他就不 能发展 培养和 教育别 人。2021年8月 9日星 期一2021/8/92021/8/92021/8/9
思 考
能否规定弹 簧任意长度
时的势能为
重力势能有相对性,弹 零势能?
性势能也有相对性吗?

高一物理人教版必修2课件:第七章 6 探究弹性势能的表达式

高一物理人教版必修2课件:第七章 6 探究弹性势能的表达式

(3)作出F-Δl图象并类比v-t图象中面积的含义,思考F-Δl 图象中“面积”有何物理意义?当Δl=x时,其表达式是怎 样的? 答案 根据胡克定律,F-Δl 图象是 一条过原点的倾斜直线,如图.阴影部 分面积代表拉力做的功即弹性势能, 当 Δl=x 时,Ep=12kx2,k 为弹簧的劲 度系数,x 为弹簧的伸长量.
为啥总是听懂了ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 但不会做,做不好?
高效学习模型-内外脑模型
2
内脑-思考内化
思维导图&超级记忆法&费曼学习法
1
外脑-体系优化
知识体系&笔记体系
内外脑高效学习模型
超级记忆法
超级记忆法-记忆规律
记忆前
选择记忆的黄金时段 前摄抑制:可以理解为先进入大脑的信息抑制了后进 入大脑的信息
后摄抑制:可以理解为因为接受了新的内容,而把前 面看过的忘记了
问题设计
1.如图1所示,水平面上把物块向左压
缩弹簧一定距离后处于静止,然后把物
块释放,会看到什么现象?说明什么?
图1
答案 弹簧会恢复原长,在弹簧恢复原长的过程中,弹力推着物
块前进,即弹力对物块做功,物块具有了速度.弹簧能对物块做功,
说明弹簧具有弹性势能.
2.我们在研究重力势能的时候,是从分析重力做功入手 的,由此你得到什么启发? 答案 可以通过探究弹力做功来研究弹性势能.
忙忙叨叨,起早贪黑, 上课认真,笔记认真, 小A 就是成绩不咋地……
好像天天在玩, 上课没事儿还调皮气老师, 笔记有时让人看不懂, 但一考试就挺好…… 小B
目 录/contents
1. 什么是学习力 2. 高效学习模型 3. 超级记忆法 4. 费曼学习法
什么是学习力

弹性势能(精品)

弹性势能(精品)
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:
能的增加量. (2)弹簧的劲度系数(g取10 N/kg). 【思路点拨】 本题的关键是表示出弹力做功, 由于弹力是变力,不能直接用功的公式表示,但可 由木块平衡,用力F与G表示弹力,从而表示出弹 力的功.
【自主解答】 (1)木块下移 0.10 m 的过 程中,力 F 和重力做的功全部用于增加 弹簧的弹性势能,故弹性势能的增加量 为 ΔEp = WF + mgh = (2.5 + 2.0×10×0.10) J=4.5 J . (2)由平衡条件得,木块再次处于平衡时 ΔF=k·Δl ΔF 50 所以劲度系数 k= = N/m=500 Δl 0.10 N/m.
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 1 2 洁,为 Ep= kx . 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
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: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.

7.5 探究弹性势能的表达式—人教版高中物理必修二课件(共18张PPT)

7.5 探究弹性势能的表达式—人教版高中物理必修二课件(共18张PPT)
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弹簧的弹性势能
弹力做功与弹性势能变化的关系
弹力做正功, 弹性势能减少;
在各个小段上,弹力可近似认为是不变的
F1、F2、F3 …
探究弹性势能的表达式
怎样计算这个求和式?
如何求匀变 W=F1Δl1+F2Δl2+F3Δl3+…
速直线运动 的位移的?
探究弹性势能的表达式
F
F
o
Δl
o
Δl
F
kΔl
o
Δl
Δl Δl
每段拉力做的功就可用图中细窄的矩形面积表示,对这些矩 形面积求和,就得到了有F和Δl围成的三角形面积,这块三 角形的面积就表示拉力在整个过程中所做的功。
弹性势能
弓被拉开时,发生了弹性形变, 因而具有势能。
手表中的发条上满后,具有很大的势能, 发条对外做功带动手表中机械运转。
弹性势能
1、概念 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,也具有势能,这 种势能叫做弹性势能。
弹性势能
探究弹性势能的表达式
讨论:
弹性势能可能跟 弹簧的弹性势
的是:(AB)
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,都一定是发生
了弹性形变
C、物体只要发生形变就一定有弹性势能 D、弹簧的弹性势能只跟弹簧的形变量有关
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学习目标
重点难点
新知学习
例题练习
二、弹性势能大小的因素
如何计算求和式?
1、如何求匀变速直线运动的位 移的?
利用v— t图象求位移x相似 2、我们可以画出F— L,如图
所示。每段拉力的功就可用图 中细窄的矩形面积表示,对这 些矩形面积求和,就得到了由
F和L围成的三角形的面积,这
块三角形面积就表示拉力在整 个过程中所做的功。
练习:一竖直弹簧下端固定于水平地面上,小球
从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端,
如图所示,经几次反弹以后小球最终在弹簧上静
止于某一点A处,则( ) A.h愈大,弹簧在A点的压缩量愈大 B.弹簧在A点的压缩量与h无关 C.h愈大,最终小球静止在A点时弹簧
的弹性势能愈大
D.小球第一次到达A点时弹簧的弹性 势能比最终小球静止在A点时弹簧的弹
学习目标
重点难点
新知学习
例题练习
三、弹力做功与弹性势能变化的关系
弹力做功与弹性势能变化的关系,跟重力 做功与重力势能变化的关系及其相似。
重力做正功,重力势能减少;重力做负功 (物体克服重力做功),重力势能增加。
弹力做正功,弹性势能减少;弹力做负功 (物体克服弹力做功),弹性势能增加。
四、弹性势能也具有相对性
江苏省滨海中学物理课堂 梁加琪
自信的人生从探究问题开始
学习目标
学习重点
学习难点
新知学习
例题练习
第5章 机械能及其守恒定律
第5节
教材分析
探究弹性势能的表达式
一、弹性势能
新课教学
二、影响弹性势能的因素 三、弹力做功与弹性势能变化的关系
例题练习
四、弹性势能是系统共有的
学习目标
重点难点
新知学习
例题练习
一个弹簧自然伸长,一个小球在光滑的水平面上从弹 簧的左侧向弹簧运动,当它遇到弹簧后减速。
mg(h ) m
k 2k
2k
学习目标
重点难点
新知学习
例题练习
练习1:如图所示,轻质弹簧直立在水平地面上,
将质量为m的物块轻轻地放在弹簧上,达到稳定状 态时弹簧被压缩了L,则此时弹簧具有的弹性势能
2、弹性势能表达式中相关物理量的猜测
可能与弹簧被拉伸(或压缩)的长度有关 可能与弹簧的劲度系数有关
3、弹性势能与拉力做功的关系
当弹簧的长度为原长时,我们设它的弹性势能为0,弹 簧被拉长或缩短后就具有了弹性势能。我们研究弹簧被拉 长的情况,那么弹簧的弹性势能应该与拉力所做的功相等。 可见,研究弹性势能的表达式,只需研究拉力做功的表达 式
答案:AB
新知学习
例题练习
练习:在本节课的探究活动中,我们多次采
用了类比的研究方法,试举例说明。
① 研究弹性势能的出发点,将重力势能与弹性势能类比。讨论重力 势能从分析重力做功入手,讨论弹性势能则从分析弹力做功入手
② 弹性势能表达式中相关物理量的猜测,将重力势能与弹性势能、 重力与弹力类比。重力势能与物体被举起的高度有关,所以弹性 势能很可能与弹簧被拉伸的长度有关。弹力与重力的变化规律不 一样,弹性势能与重力势能的表达式很可能也不一样。
一、发生弹性形变的物体的各部分之间,由 于有弹力作用,也具有势能叫弹性势能。
学习目标
重点难点
新知学习
例题练习
一、发生弹性形变的物体的各部分之间,由 于有弹力作用,也具有势能叫弹性势能。
学习目标
重点难点
新知学习
例题练习
二、弹性势能大小的因素
1、研究弹性势能的出发点
弹力做功应是我们研究弹性势能的出发点
学习目标
重点难点
新知学习
例题练习
二、弹性势能大小的因素
4、如何计算拉力所做的功? 在拉伸弹簧的过程中,拉力是随弹簧的形变量的变
化而变化的,拉力还因弹簧的不同而不同。因此,拉 力做功不能直接用功的公式W=FLcosα。
那么,如何求出拉力的功呢? 与研究匀变速直线运动的位移方法类似,就是将弹 簧的形变过程分成很多小段,每一小段中近似认为拉 力是不变的。所以,每一小段的功分别为 W1=F1△L1,W2=F2△L2,W3=F3△L3,…… 拉力在整个过程中所做的功为 W=W1+W2+W3+……=F1△L1+ F2△L2+ F3△L3+……
性势能大
学习目标
重点难点
新知学习
例题练习
练习: 如图所示,质量为m物体静止在地面上,
物体上面连着一个直立的轻质弹簧,弹簧的劲度
系数为k。现用手拉住弹簧上端,使弹簧上端缓 慢提升高度h,此时物体已经离开地面,求拉力
所做的功。
F
W Ep Ep k
mg m2 g 2
mg
mg(h )
③ 计算拉力所做的功,与计算匀变速直线运动的位移类比。计算匀
变速直线运动的位移时,将位移分成很多小段,每一小段的速度 可近似认为相等,物体在整个过程中的位移等于各小段位移之和。 计算拉力所做的功,可将弹簧的形变过程分成很多小段,每
一小段的拉力可近似认为是不变的,拉力在整个过程中的功等于各 小段功之和。
学习目标
重点难点
新知学习
例题练习
练习
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
学习目标
重点难点
④ 计算各小段功的求和式,将由v— t图象求位移与由F—l图象求功 类比。v— t图象下的相关面积表示位移,F—l图象下的相关面积
则表示功。
学习目标
重点难点
新知学习
例题练习
练习:弹簧原长为L0,劲度系数为k。用力把它 拉到伸长量为L,拉力所做的功为W1;继续拉弹 簧,使弹簧在弹性限度内再伸长L,拉力在继续 拉伸的过程中所做的功为W2。试求W1与W2的比
值。
F
B
提示:可利用图像求解
A
答案:1:3
O

l
l
2l
学习目标
重点难点
新知学习
例题练习
练习: 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?
F
答案: l 2W
k
学习目标
重点难点
新知学习
例题练习
1.小球速度为什么减小了?
V
(分别从力与运动的角度和 能量的角度来分析)
2.小球的动能减少了,应该对应一种能量的增加, 这种能量与什么因素有关?
与弹簧弹力做功有关
3.我们知道,重力做功对应着重力势能的变化,那么 弹簧弹力做功也应该对应着一种能量的变化,那是什 么能呢?
学习目标
重点难点
新知学习
例题练习
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