2018_2019学年高考物理主题二机械能及其守恒定律第四章机械能及其守恒定律2.4.3势能学案教科版57
8.4机械能守恒定律课件-2023学年高一物理人教版(2019)必修第二册

v1 2gH sin
v2 长为L的均匀链条,放在光滑的水平桌面上,且
使其长度的1/4垂在桌边,如图所示,松手后链
条从静止开始沿桌边下滑,则链条滑至刚刚离开
桌边时的速度大小为多大?
末
Ek1 0
E p1 L m g L
代入可得:
= + = +
= + = +
即:
=
结论:
+ = +
+ = +
守恒和相等的区别:
守恒:如果某一个物理量在某个过程中始终保持不变,
A点时 − =
=
可得 =
A
【例】光滑斜面倾角37, A、B是两个质量均为m的物体,
用轻绳跨过定滑轮相连,A搁在斜面上,B竖直
吊着离地面高度为1m,先用手托住B,使B无初
速释放,试求B着地后A还能沿斜面向上滑行多
远?
A
B
【例】如图所示,长为2L的轻杆OB,O端装有转轴,B端固定
这个小实验说明了什么?
小球在往复运动过程中弹性势能和动能在
不断转化。小球在往复运动过程中总能回
到原来的位置。
可见,弹性势能和动能的总和应该保持不
变。即机械能保持不变。
二、动能与势能的相互转化
1. 动能和重力势能可以相互转化
2. 动能和弹性势能可以相互转化
通过重力或弹簧弹力做功,
机械能可以从一种形式转化成另一种形式。
大学物理复习第四章知识点总结

大学物理复习第四章知识点总结大学物理复习第四章知识点总结一.静电场:1.真空中的静电场库仑定律→电场强度→电场线→电通量→真空中的高斯定理qq⑴库仑定律公式:Fk122err适用范围:真空中静止的两个点电荷F⑵电场强度定义式:Eqo⑶电场线:是引入描述电场强度分布的曲线。
曲线上任一点的切线方向表示该点的场强方向,曲线疏密表示场强的大小。
静电场电场线性质:电场线起于正电荷或无穷远,止于负电荷或无穷远,不闭合,在没有电荷的地方不中断,任意两条电场线不相交。
⑷电通量:通过任一闭合曲面S的电通量为eSdS方向为外法线方向1EdS⑸真空中的高斯定理:eSoEdSqi1int只能适用于高度对称性的问题:球对称、轴对称、面对称应用举例:球对称:0均匀带电的球面EQ4r20(rR)(rR)均匀带电的球体Qr40R3EQ240r(rR)(rR)轴对称:无限长均匀带电线E2or0(rR)无限长均匀带电圆柱面E(rR)20r面对称:无限大均匀带电平面EE⑹安培环路定理:dl0l2o★重点:电场强度、电势的计算电场强度的计算方法:①点电荷场强公式+场强叠加原理②高斯定理电势的计算方法:①电势的定义式②点电荷电势公式+电势叠加原理电势的定义式:UAAPEdl(UP0)B电势差的定义式:UABUAUBA电势能:WpqoPP0EdlEdl(WP00)2.有导体存在时的静电场导体静电平衡条件→导体静电平衡时电荷分布→空腔导体静电平衡时电荷分布⑴导体静电平衡条件:Ⅰ.导体内部处处场强为零,即为等势体。
Ⅱ.导体表面紧邻处的电场强度垂直于导体表面,即导体表面是等势面⑵导体静电平衡时电荷分布:在导体的表面⑶空腔导体静电平衡时电荷分布:Ⅰ.空腔无电荷时的分布:只分布在导体外表面上。
Ⅱ.空腔有电荷时的分布(空腔本身不带电,内部放一个带电量为q的点电荷):静电平衡时,空腔内表面带-q电荷,空腔外表面带+q。
3.有电介质存在时的静电场⑴电场中放入相对介电常量为r电介质,电介质中的场强为:E⑵有电介质存在时的高斯定理:SDdSq0,intE0r各项同性的均匀介质D0rE⑶电容器内充满相对介电常量为r的电介质后,电容为CrC0★重点:静电场的能量计算①电容:②孤立导体的电容C4R电容器的电容公式C0QQUUU举例:平行板电容器C圆柱形电容器C4oR1R2os球形电容器CR2R1d2oLR2ln()R1Q211QUC(U)2③电容器储能公式We2C22④静电场的能量公式WewedVE2dVVV12二.静磁场:1.真空中的静磁场磁感应强度→磁感应线→磁通量→磁场的高斯定理⑴磁感应强度:大小BF方向:小磁针的N极指向的方向qvsin⑵磁感应线:是引入描述磁感应强度分布的曲线。
高考物理总复习机械能守恒定律及应用

人)在竖直方向上匀速上升(空气阻力不可忽略),下列说法正确的是( C )
A. 发动机对飞行包不做功
B. 飞行包的重力做正功
C. 飞行包的动能不变
D. 飞行包的机械能不变
返回目录
第3讲
机械能守恒定律及应用
[解析] 飞行包(包括人)在竖直方向上匀速上升的过程中,发动机的动力向上,则发
动机对飞行包做正功,故A错误;高度上升,飞行包的重力做负功,故B错误;飞行
第六章
机械能
第3讲 机械能守恒定律及应用
目录
01
考点1 机械能守恒的理解和判断
Contents
02
考点2 机械Biblioteka 守恒定律的应用03练习帮
练透好题 精准分层
第3讲
机械能守恒定律及应用
课标要求
核心考点
2023:浙
1.理解重力势
能,知道重力势
能的变化与重力
做功的关系.
2.定性了解弹性
势能.
五年考情
核心素养对接
( ✕ )
(4)在运动过程中,铅球的机械能守恒.
(
√
)
(
√
)
1
2
(5)铅球在轨迹最高处的机械能为 m02 +mgh.
返回目录
第3讲
机械能守恒定律及应用
1. [单物体机械能守恒的判断]载人飞行包是一个单人低空飞行装置,如图所示,其
发动机使用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降也可以快速前进,若飞行包(包括
包(包括人)在竖直方向上匀速上升,飞行包的动能不变,故C正确;飞行包在上升过
程中动能不变,重力势能变大,机械能变大,故D错误.
返回目录
第3讲
机械能守恒定律及应用
高考物理-机械能守恒定律

解析:两种情况下加速度相等,合力相等,位移相等,所以合力的功相等,第 一种情况拉力的功W1 =F1x,第二种情况下拉力的功W2 =F2xcosθ,由受力分 析F1-Ff1=ma,F2cos θ-Ff2=ma,Ff1>Ff2,则F1>F2cos θ,即W1>W2,
即斜向拉时拉力的功小.
答案:D
图5-1-2 【例2】 如图5-1-2所示,水平传送带正以2 m/s的速度运行,两端水平距 离l=8 m,把一质量m=2 kg的一个物块轻轻放到传送带的A端,物 块在传送带的带动下向右运动,若物块与传送带间的动摩擦因数 μ=0.1,则把这个物块从A端传送到B端的过程中,不计物块的大小, g取10 m/s2,求摩擦力对物块做功的平均功率.
,2t0时刻的速度v1=a12t0= ,3t0时刻的速度v2=v1+a2t0
,
;所以3t0时刻的瞬时功率P=3F0v2 ,
D对C错. 答案:BD
【例3】一辆汽车保持功率不变驶上一斜坡,其牵引力逐渐增大,阻力保持不 变,则在汽车驶上斜坡的过程中( A.加速度逐渐增大 C.加速度逐渐减小 )
B.速度逐渐增大 D.速度逐渐减小
5-1-1所示,g取10 m/s2,则(
)
A.物体的质量为10 kg B.物体与水平面间的动摩擦因数为0.2 C.第1秒内摩擦力对物体做的功为60 J D.第1秒内拉力对物体做的功为60 J 解析:由动能定理,45 J=mv2/2,第1秒末速度v=3 m/s,解出m=10 kg, 故A正确;撤去拉力后加速度的大小a= m/s2=1 m/s2,摩擦力
②当变力的功率P一定时,可用W=Pt求功,如机车恒定功率启动时.
③将变力做功转化为恒力做功
(3)总功的求法
①总功等于合外力的功
高中物理必修二 第四章 第五节 机械能守恒定律

√A.下落至C处速度最大
B.由A至D的过程中机械能守恒
√C.由B至D的过程中,动能先增大后减小 √D.由A运动到D时,重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
小球从B至C过程,重力大于弹力,合力向下,小球做加速 运动,小球从C至D过程,重力小于弹力,合力向上,小球 做减速运动,所以小球由B至D的过程中,动能先增大后减 小,在C点动能最大,速度最大,故A、C正确; 由A至B下落过程中小球只受重力,其机械能守恒,从B至D过程,小 球和弹簧组成的系统机械能守恒,但小球的机械能不守恒,故B错误; 在D位置小球速度减小到零,小球的动能为零,则从A运动到D时,小 球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量,故D正确.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
题图丁中,不计细绳与滑轮间的摩擦和滑轮质量时,绳子 张力对A做负功,对B做正功,代数和为零,空气阻力对A、 B均做负功所以A、B组成的系统机械能减少,故D错误.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
4.(多选)如图所示,一轻弹簧一端固定于O点,另一端系一重物,将重物 从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放,让它自由 摆下,不计空气阻力,在重物由A点摆到最低点的过程中
答案 32 J 对弹簧和木块组成的系统由机械能守恒定律有12mv02=12mv12+Ep1 则 Ep1=12mv02-12mv12=32 J.
例4 (多选)如图,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上.其上方A位置有
一小球,小球从静止开始下落到B位置接触弹簧的上端,在C位置小球所
受弹力大小等于重力,在D位置小球速度减小到零.不计空气阻力,弹簧
针对训练 (多选)如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是
高考物理功能关系守恒定律考点总结

[思路点拨] 解答本题时注意三方面的关系: (1)小滑块动能的改变量对应合外力做的功; (2)小滑块重力势能的改变量对应重力做的功; (3)小滑块机械能的改变量对应除重力以外的力做的功.
[课堂笔记] (1)据动能定理,动能的改变量等于外力做功 的代数和,其中做负功的有空气阻力、斜面对滑块的作用 力(因弹力不做功,实际上为摩擦阻力做的功). 因此ΔEk=A-B+C-D. (2)滑块重力势能的减少等于重力做的功,因此ΔEp=-C. (3)滑块机械能的改变量等于重力之外的其他力做的功, 因此ΔE=A-B-D. [答案] (1)A-B+C-D (2)-C (3)A-B- D
2.高考考查该类问题时,常综合平抛、圆周运动及电学、 磁学、热学等知识,考查学生的判断、推理及综合分析 问题的能力.
3.(2010·盐城模拟)NBA篮球赛非常精彩,吸引了众多观
众.经常有这样的场面:在终场前0.1 s,运动员把球投
出且准确命中,获得比赛的胜利.如果运动员投篮过程
中对篮球做功为W,出手高度(相对地面)为h1,篮筐距地
2.运动员跳伞将经历开伞前后的加速下降和减速下降两
个过程.将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,
下列说法正确的是
()
A.阻力对系统始终做负功
B.系统受到的合外力始终向下
C.重力做功使系统的重力势能增加
D.任意相等的时间内重力做的功相等
解析:阻力的方向总与运动方向相反,故阻力总做负功, A项正确;运动员加速下降时合外力向下,减速下降时合 外力向上,B项错误;重力做功使系统重力势能减少,C 项错误;由于做变速运动,任意相等时间内的下落高度h 不相等,所以重力做功W=mgh不相等,D项错误. 答案:A
[思路点拨]
[解题样板] (1)滑块在由A到B的过程中机械能守恒,
教科版必修2物理试题第4章机械能及其守恒定律

功功率(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.关于力对物体做功,下列说法正确的是( )A.静摩擦力对物体一定不做功B.滑动摩擦力对物体一定做功C.一对平衡力对物体做功的代数和一定为零D.合外力对物体不做功,物体一定处于平衡状态【解析】选C。
如果静摩擦力是动力或者阻力,就会对物体做正功或者负功,A错误;如果滑动摩擦力既不是动力也不是阻力,就对物体不做功,B错误;一对平衡力要么对物体都不做功,要么一个正功一个负功且代数和为零,C正确;合外力对物体不做功,合外力不一定为零,物体不一定处于平衡状态,故D错误。
2.(2020·本溪高一检测)一辆汽车在水平公路上行驶,设汽车在行驶过程中所受阻力不变,汽车的发动机始终以额定功率输出。
关于牵引力和汽车速度,下列说法中正确的是( )A.汽车加速行驶时,牵引力不变,速度增大B.汽车加速行驶时,牵引力增大,速度增大C.汽车加速行驶时,牵引力减小,速度增大D.当牵引力等于零时,速度达到最大值【解析】选C。
汽车的发动机输出功率恒定,即P一定,则由公式P=Fv可得出v增大,此时F减小,但由于合外力方向与汽车运动方向一致,因此汽车速度仍在增大;当汽车受到的牵引力和阻力相等时,汽车速度达到最大值,而后做匀速直线运动,故C正确。
3.下面四幅图是小新提包回家的情景,小新对提包的拉力没有做功的是( )【解析】选B。
根据功的概念及做功的两个因素可知,只有同时满足力及在力的方向上有位移两个条件时,力对物体才做功,A、C、D做功,B没有做功。
【加固训练】有下列几种运动情况:①用水平推力F推一质量为m的物体在光滑水平面上前进位移x;②用水平推力F推一质量为2m的物体在粗糙水平面上前进位移x;③用与水平方向成60°角斜向上的拉力F拉一质量为m的物体在光滑水平地面上前进位移2x;④用与斜面平行的力F拉一质量为3m的物体在光滑斜面上前进位移x。
机械能及其守恒定律

机械能及其守恒定律
机械能及其守恒定律是物理学中的重要概念之一。
机械能是指物体所具有的动能和势能的总和。
动能是物体由于运动而具有的能量,势能则是物体在某个位置上由于受到重力或弹性力等而具有的能量。
机械能守恒定律是指在一个封闭系统中,机械能总量始终保持不变。
机械能守恒定律在很多实际问题中都有应用。
例如,当一个物体从高处自由落下时,它的势能转化为动能,而在着地时,动能转化为热能和声能等其他形式的能量。
在这个过程中,机械能总量保持不变。
机械能守恒定律的应用还包括弹性碰撞问题。
在完全弹性碰撞中,物体的动能会在碰撞前后保持不变,而势能则不会改变。
这意味着在碰撞前后,机械能总量保持不变。
机械能及其守恒定律是物理学中的重要概念,对于理解物体运动和相互作用有着重要的作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2.4.3 势 能学习目标核心凝炼1.理解重力势能的概念,会用重力势能的定义进行计算。
2个概念——重力势能、弹性势能2个关系——重力做功与重力势能变化的关系、弹力做功与弹性势能变化的关系2.理解重力势能的变化和重力做功的关系,知道重力做功与路径无关。
3.知道重力势能的相对性。
4.理解弹性势能的概念,会分析决定弹簧弹性势能大小的相关因素。
一、重力势能 [观图助学](1)瀑布中的水落下的过程中重力做什么功?怎样计算重力做的功?水的重力势能怎样变化?(2)货物被起重机吊起的过程中重力做什么功?怎样计算重力做的功?货物的重力势能怎样变化? 1.重力势能(1)定义:物体由于位于高处而具有的能量。
(2)表达式:E p =mgh 。
(3)标矢性:重力势能是标量,只有大小,没有方向。
(4)单位:焦耳,符号:J 。
2.重力做功(1)做功表达式:W G =mgh =mgh 1-mgh 2,式中h 指初位置与末位置的高度差;h 1、h 2分别指初位置、末位置的高度。
(2)做功的正负:物体下降时重力做正功;物体被举高时重力做负功。
(3)做功的特点:物体运动时,重力对它做的功只跟它的起点和终点的位置有关,而跟物体运动的路径无关。
3.重力做功与重力势能变化的关系 (1)表达式:W G =E p1-E p2=-ΔE p 。
(2)两种情况①当物体从高处运动到低处时,重力做正功,重力势能减少,即W G >0,E p1>E p2。
②当物体由低处运动到高处时,重力做负功,重力势能增加,即W G<0,E p1<E p2。
重力做负功也可以说成物体克服重力做功。
4.重力势能的相对性物体处于不同的高度,它的重力势能就不同,就需要选择参考平面。
选择不同的参考平面,物体重力势能的数值是不同的。
对选定的参考平面,上方物体的重力势能是正值,下方物体的重力势能是负值,负号表示物体在这个位置具有的重力势能要比在参考平面上具有的重力势能小。
[理解概念]判断下列说法是否正确。
(1)瀑布中的水落下的过程中重力做正功。
(√)(2)重力做功与位移有关。
(×)(3)不同物体在同一高度,重力势能一定不同。
(×)(4)同一物体的重力势能E p1=2 J,E p2=-3 J,则E p1>E p2。
(√)(5)重力做功W G=-20 J时,物体的重力势能减小20 J。
(×)二、弹性势能[观图助学]上图中的弓、金属圈、弹性杆在发生形变时,都会具有什么形式的能量?1.定义:物体由于发生弹性形变而具有的能量。
2.影响弹性势能的因素:取决于物体的弹性形变的大小,形变越大,弹性势能越大。
[理解概念]判断下列说法是否正确。
(1)弹性势能与弹簧的弹性形变量和劲度系数有关。
(√)(2)不同弹簧发生相同的形变量时弹力做功相同。
(×)(3)弹簧被压缩时,弹性势能为负;弹簧被拉伸时,弹性势能为正。
(×)(4)弹力做正功,弹性势能就增大;弹力做负功,弹性势能就减小。
(×)三、势能是系统所共有的1.重力势能是地球与受重力作用的物体组成的系统共有的。
2.弹性势能是弹力装置与受弹力作用的物体组成的系统所共有的。
对重力做功的理解[观察探究]如图1所示,将质量为m的物块从A移到B可以有如下方式:图1方式1:沿着折线AOB路径①移动。
方式2:沿着直线AB路径②移动。
方式3:沿着曲线ACB路径③移动。
(1)沿着上述三条路径移动物块,重力做的功分别是多少?(2)结合上面的讨论,分析重力做功有什么特点。
答案(1)沿路径①,重力做的功W1=mgh。
沿路径②,重力做的功W2=mg sin α·hsin α=mgh。
沿路径③,我们可以把整个路径分成许多很短的间隔,每小段曲线的长度都很小,近似可以看成是一段倾斜的直线,设每小段的高度差为Δh1、Δh2、Δh3……整个路径重力所做的功等于每小段上重力所做功的代数和,则W总=mgΔh1+mgΔh2+…=mgh。
(2)重力做的功与路径无关,只与初末两个位置有关,重力做的功等于重力与沿着重力方向的位移的乘积。
[探究归纳]1.重力做功大小只与重力和物体高度变化有关,与受其他力及运动状态均无关。
2.物体下降时重力做正功,物体上升时重力做负功。
3.在一些往复运动或多个运动过程的复杂问题中求重力做功时,利用重力做功的特点,可以省去大量中间过程,一步求解。
[试题案例][例1] 某游客领着孩子游泰山时,孩子不小心将手中的皮球滑落,球从A点滚到了山脚下的B点,高度标记如图2所示,则下列说法正确的是( )图2A.从A到B的曲线轨迹长度不知道,无法求出此过程重力做的功B.从A到B过程中阻力大小不知道,无法求出此过程重力做的功C.从A到B重力做功mg(H+h)D.从A到B重力做功mgH解析重力对物体所做的功只与初、末位置的高度差有关,大小为W G=mgH,故选项D正确。
答案 D[针对训练1] 如图3所示,一物体从A点出发,分别沿粗糙斜面AB和光滑斜面AC下滑及斜向上抛出,运动后到达同一水平面上的B、C、D三点。
关于重力的做功情况,下列说法正确的是( )图3A.沿AB面滑下时,重力做功最多B.沿AC面滑下时,重力做功最多C.沿AD抛物线运动时,重力做功最多D.三种情况下运动时,重力做的功相等解析由于重力做功与路径无关,只与初末位置的高度差有关,故D正确。
答案 D对重力势能的理解[观察探究]1.如图4所示,打夯时,夯锤被高高举起,然后砸向地面,设夯锤质量为m。
图4(1)选择地面为参考平面,夯锤在地面上的重力势能是多少?夯锤从地面被举高h米后重力势能是多少?(2)选择离地面高度h处为参考平面,夯锤在地面上的重力势能是多少?夯锤在h米高处重力势能是多少?答案(1)0 mgh (2)-mgh02.如图5所示,幼儿园小朋友们正在玩滑梯:图5(1)小朋友从最高点滑落到地面的过程中重力做正功还是负功?重力势能是增加还是减少?(2)小朋友从地面爬上滑梯最高点的过程中重力做正功还是负功?重力势能是增加还是减少?答案(1)小朋友沿滑梯滑下的过程中重力做正功,重力势能减少。
(2)小朋友从地面爬上滑梯最高点的过程中重力做负功,重力势能增加。
[探究归纳]1.重力势能的“四性”(1)标量性:重力势能是标量,只有大小,没有方向,但有正、负。
重力势能正、负的含义:正、负值分别表示物体处于参考平面上方和下方。
(2)相对性选取不同的水平面作为参考平面,其重力势能具有不同的数值,即重力势能的大小与参考平面的选取有关。
(3)绝对性物体在两个高度不同的位置时,由于高度差一定,重力势能之差也是一定的,即物体的重力势能的变化与参考平面的选取无关。
(4)系统性重力是地球对物体吸引而产生的,如果没有地球对物体的吸引,就不会有重力,也不存在重力势能,所以重力势能是这个系统共同具有的,平时所说的“物体”的重力势能只是一种简化的说法。
2.重力做功与重力势能的关系[例2] (2018·唐山高一检测)在离地面80 m 处无初速度地释放一小球,小球质量为m =200 g ,不计空气阻力,g 取10 m/s 2,取释放点所在水平面为参考平面。
求: (1)在第2 s 末小球的重力势能;(2)在第3 s 内重力所做的功和重力势能的变化。
【思路点拨】(1)计算重力势能时要注意重力势能的正负和物体所在位置相对于参考平面的高度。
(2)在第3 s 内重力所做的功等于物体重力势能的减少量。
解析 (1)以释放点所在水平面为参考平面,在第2 s 末小球所处的高度为h =-12gt 2=-12×10×22 m =-20 m重力势能E p =mgh =200×10-3×10×(-20) J =-40 JE p <0,说明小球在参考平面的下方。
(2)在第3 s 末小球所处的高度为h ′=-12gt ′2=-12×10×32 m =-45 m第3 s 内重力做的功为W =mg (h -h ′)=200×10-3×10×(-20+45) J =50 J由重力做功与重力势能改变的关系可知,小球的重力势能减少了50 J 。
答案 (1)-40 J (2)50 J ,小球的重力势能减少了50 J重力势能的三种求解方法(1)根据重力势能的定义求解:选取零势能参考平面,由E p =mgh 可求质量为m 的物体在离零势能参考平面h 高度处的重力势能。
(2)由重力做功与重力势能变化的关系求解 由W G =E p1-E p2知E p2=E p1-W G 或E p1=W G +E p2。
(3)由等效法求重力势能:重力势能的变化与运动过程无关,只与初、末状态有关。
ΔE p =mg ·Δh =E p2-E p1。
[针对训练2] 如图6所示,质量为m 的小球,从离桌面H 高处由静止下落,桌面离地高度为h 。
若以桌面为参考平面,那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化分别是( )图6A.mgh ,减少mg (H -h )B.mgh ,增加mg (H +h )C.-mgh ,增加mg (H -h )D.-mgh ,减少mg (H +h )解析 以桌面为参考平面,落地时物体的重力势能为-mgh ,初状态重力势能为mgH ,即重力势能的变化ΔE p =-mgh -mgH =-mg (H +h ),所以重力势能减少了mg (H +h ),D 正确。
答案 D对弹性势能的理解[观察探究]如图7所示,某人正在用拉力器锻炼臂力。
图7(1)人不用力时,弹簧不伸长,此时弹簧有弹性势能吗? (2)人拉弹簧时对弹簧做什么功?弹簧的弹性势能怎么变化?(3)在弹簧弹性限度内,人将弹簧拉得越长,克服弹力做功越多吗?弹性势能越大吗? (4)拉力器有2条弹簧和有4条弹簧,拉伸相同长度,用力一样吗?克服弹力做功相同吗? 答案 (1)弹簧不伸长,没有弹性势能。
(2)人对弹簧做正功,弹性势能增加。
(3)将弹簧拉得越长,克服弹力做功越多,弹性势能越大。
(4)用力不一样,克服弹力做功也不相同。
[探究归纳]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.影响弹性势能大小的因素⎩⎪⎨⎪⎧(1)弹簧的形变量x(2)弹簧的劲度系数k3.弹性势能与弹力做功的关系(1)弹力做正功时,弹性势能减小。
(2)弹力做负功时,弹性势能增大。
(3)弹力做功与弹性势能变化的关系为W弹=-ΔE p。
[试题案例][例3] 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加B.当弹簧变短时,它的弹性势能一定减少C.在拉伸长度相同时,劲度系数越大的弹簧,它的弹性势能越大D.弹簧拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能解析如果弹簧原来处于压缩状态,那么当它恢复原长时,它的弹性势能减小,当它变短时,它的弹性势能增大,弹簧拉伸时的弹性势能可能大于、小于或等于压缩时的弹性势能,需根据形变量来判定,所以选项A、B、D错误;当拉伸长度相同时,劲度系数越大的弹簧,需要克服弹力做的功越多,弹簧的弹性势能越大,选项C正确。