弹性势能导学案

高一物理第22号导学案课题：探究弹性势能的表达式编写：审核：使用时间：2014.5.27—2817.5探究弹性势能的表达式导学案【学习目标】1、知道探究弹性势能的表达式的思路。2、理解弹性势能的概念，会分析决定弹性势能大小的相关因素。3、体会探究过程中的猜想、分析和转化的方法。4、领悟求弹力做功时通过无限分割的思想方法。【知能准备】1．发生弹性形变的物体的各部分之间，由于____的相互作用，具有势能，这种势能叫做_______。可见，物体具有弹性势能的条件是发生了____________。卷紧的发条、拉长或压缩的弹簧、拉开的弓、正在击球的网球拍、撑杆运动员手中弯曲的杆，等等，都发生了_______形变，都具有____________。2．学习重力势能时，是从_________做功开始入手分析的。讨论弹性势能应该从_________做功分析入手。3．重力势能与物体被举起的_________有关。4、在弹性限度内，弹簧的弹力与弹簧伸长量之间的关系为F=。【同步导学】一、与弹性势能的表达式相关的物理量——两个猜想1、弹簧的弹性势能很可能与弹簧被拉伸的长度l有关，并且拉伸的长度l越长，弹性势能_____，但不一定是______关系；2、即使拉伸的长度l相同，不同弹簧的“_______”程度不同，即______________不同，弹簧的弹性势能也不一样，并且拉伸的长度l相同时，k越大，弹性势能_________。二、弹性势能与拉力做功的关系根据功是_________量度可知，当弹簧原来的弹性势能为零时，拉力对弹簧做的功就等于__________。三、拉力做功的计算——图解法1、设弹簧的劲度系数为k，当弹簧被拉伸l时，把这一拉伸过程分为很多小段，它们的长度分别为ᅀl1、ᅀl2、ᅀl3…各个小段上拉力可以近似认为是不变的，分别为________，所做的功分别为________，拉力在整个过程做的功为______________。2、弹性势能的表达式v-t图线下的面积代表_______，F-l图线下的面积代表_______；当所分成的小段非常短时，F-l图线与l轴所围成的区域形状是_____，该区域的面积为______，所以弹性势能的表达式是______。（其中，k是__________，Δl是________________。）★例题精析★【例题】如图7-16所示，轻质弹簧的原长为l0，劲度系数为k，现用水平拉力拉弹簧，使弹簧在时间t内伸长x，求拉力做的功的平均功率。解析：【训练】如图7-17所示为一弹簧的弹力—位移图象，那么弹簧由伸长量8㎝到伸长量4㎝的过程中，拉力所做的功和弹性势能的变化量为（）A．3.6J，-3.6JB.-3.6J，3.6JC.1.8J，-1.8JD.-1.8J，1.8J同步训练：1.关于物体的弹性势能，下列说法正确的是（）A.发生弹性形变的物体一定具有弹性势能。B.只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能。C.任何发生形变的物体，一定具有弹性势能。D.没有发生形变的物体，也可以具有弹性势能。2.关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（）A.习惯上取弹簧的长度为原长时，弹簧的弹性势能为零。B.弹簧被拉伸时具有弹性势能，弹簧被压缩时没有弹性势能。C.弹簧被压缩时具有弹性势能，弹簧被拉伸时没有弹性势能。D.弹簧被拉伸或压缩时均具有弹性势能。3.在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下列猜想有一定的道理的是（）①重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧的长度有关系②重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧拉伸（或压缩）的长度有关③重力势能与物体所受的重力mg大小有关，所以弹性势能很可能与弹簧的弹力大小有关④重力势能与物体的质量有关，所以弹性势能很可能与弹簧的质量大小有关A.①②B.③④C.②③D.①④4.关于弹力做功与弹性势能的关系，我们在进行猜想时，可以参考重力做功与重力势能的关系来讨论。则下面的猜想有道理的是（）①弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将增加②弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将减少③弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹性势能将增加④弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹性势能将减少A．①④B.②③C.①③D.②④5.在水平面上竖直放置一轻弹簧，有一物体在它的正上方自由落下，在物体压缩弹簧速度减为零图7－16FF/Nx/cm0F=kx483060图7－17olFolFl2-5-22-5-3kΔl高一物理第22号导学案课题：探究弹性势能的表达式编写：审核：使用时间：2014.5.27—282时()A.物体的重力势能最大B.物体的动能最大C.弹簧的弹性势能最大D.物体的弹性势能最小6.如图7-18所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端在水平力F作用下缓慢拉伸了x，关于拉力F随伸长量x的变化图线，图中正确的是（）7.在光滑的水平面上，物块A以较大速度va向前运动，与以较小速度vb向同一方向运动的且连有轻质弹簧的物体B发生相互作用，如图7-19所示，在相互作用过程中，当系统的弹性势能最大时（）A．va′vb′B.va′=vb′C.va′vb′D.无法确定8、以下哪个物体具有弹性势能()A．卷紧的发条.B．拉开的弓.C．飞行的子弹D．烧开的水9、关于物体的弹性势能，下列说法正确的是（）A、发生弹性形变的物体一定具有弹性势能B、发生弹性形变的物体的各部分之间，如果有弹力的相互作用，该物体一定具有弹性势能C、任何发生形变的物体，都具有弹性势能D、没有发生形变的物体，也可以具有弹性势能10、下列因素与弹性势能有关的是（）A、弹簧的长度B、弹簧的劲度系数C、弹簧的形变量D、弹簧的原长11．如图所示，在光滑水平面上有A、B两球，中间连一弹簧，A球固定，今用手拿住B球将弹簧压缩一定距离，然后释放B球，在B球向右运动到最大距离的过程中，B球的加速度将，B球的速度将，弹簧的弹性势能将．12、某弹簧原长l0=15cm，受拉力作用后弹力逐渐伸长，当弹簧伸长到l1=20cm时，作用在弹簧上的力为400N。则：（1）弹簧的劲度系数为多少？（2）在该过程中弹力做了多少功？（3）弹簧的弹性势能变化了多少？13．如图2-5-13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，求物体重力势能的增加量及拉力所做的功。图7－18FFOxFOxFOxFOxABCD图7－19ABvavbB11题A2-5-13kFm