探究弹性势能的表达式(导学案)

高一物理学案高一物理组编7.5探究弹性势能的表达式【学习目标】1.理解拉力做功与弹簧弹性势能的表达式2.掌握利用力—位移图像求变力做功的方法3.利用微元法计算变力做功的问题【重点难点】推理得出弹力做功和弹性势能的关系利用微元法计算变力做功的问题【课前预习】1、定义：发生形变的物体的各部分之间，由于有的相互作用而具有的能，这种势能叫做弹性势能。弹性势能是一个量。在国际单位制中，弹性势能的单位是，符号是。2、弹性势能与弹力做功的关系是。3、弹性势能具有性，弹性势能的表达式。【问题探究】弹性势能的定义1、物体发生弹性形变时，具有弹性势能。思考并举例。【典型例题】1、关于弹性势能下列说法正确的是（）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、只有弹簧才具有弹性势能2、以下事例中物体具有弹性势能的有（）Ａ、卷紧的发条Ｂ、击球的网球拍Ｃ、拉开的弓Ｄ、压扁的泥球【问题探究】弹性势能与哪些因素有关2121GWPPEEmghmgh，即重力做功等于重力势能的减少。我们可以用类似的方法去研究弹簧弹力做功与弹性势能的关系。但注意弹力是变力，如下图所示：高一物理学案高一物理组编1、说出弹力做功与弹性势能的关系：2、怎样计算弹簧弹力（变力）的功？分割（微元法）法结论：弹力做功与弹性势能的关系的表达式。类比重力势能，弹性势能具有性，自然状态为弹簧的零势能，则弹性势能的表达式。【典型例题】3、教材中说：“在探究弹性势能的表达式时，可以参考对重力势能的讨论。”当物体处于参考平面时，重力势能为0；在参考平面上方，重力势能为正；在参考平面下方，重力势能为负。当弹簧的长度为原长时，弹簧的弹性势能为0；弹簧拉伸时，弹性势能为正；那么，弹簧压缩时弹性势能也为负值吗？为什么？【巩固练习】1、如图所示，一个物体以初速度V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，再次过程中以下说法正确的是（）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、弹簧的弹力做正功，弹簧的弹性势能减小D、弹簧的弹力做负功，弹簧的弹性势能增加2、关于弹簧的弹性势能下列说法正确的是（）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3、有一弹簧竖直固定在地面上，小球自弹簧正上方自由下落，从小球落上弹簧到小球到达最低点的过程中，小球的重力势能将，弹簧的弹性势能将（选填“增加”、“减小”、或“不变”）。4、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。与研究匀变速运动类似，将弹簧的形变过程分成无限多段小段，每一段中近似认为拉力是不变的，而整个过程中弹簧的拉力所做的功就是各小段中弹力所做功的总功。V0