探究弹性势能的表达式公开课.ppt
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探究弹性势能的表达式公开课.ppt
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第七章:
机械能守恒定律,5.探究弹性势能的表达式,探究:
什么是弹性势能?
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。
探究:
弹性势能的大小与哪些因素有关?
(以弹簧为例),猜想:
设计实验方案:
实验方法:
控制变量法,最远,较大,硬弹簧2,较远,较大,软弹簧1,1.与弹簧形变量有关,最短,较小,软弹簧1,实验结论,物块滑行距离,压缩状态,弹簧状态,2.与弹簧劲度系数有关,探究:
弹性势能表达式怎样?
猜一猜:
弹性势能的表达式可能会是怎样的?
想一想:
应该怎样着手进行研究得出弹性势能的表达式?
联想:
研究重力势能先研究了什么?
类比联想:
设置情景:
注意:
缓慢拉动弹簧时,弹力与拉力等大反向,可先求拉力做功!
拉力做功能否直接用W=Flcos?
举重时杠铃的重力与它的位置高低无关,弹簧的弹力与它伸长的多少有关,可见:
这是一个变力做功问题,如何求解这个拉力做功?
微元法,把弹簧从A到B的过程分成很多小段,微分思想,l1,l2,l3,在各个小段上,拉力可近似认为是不变的,F1、F2、F3,在各小段上,拉力做的功分别是,WF1l1F2l2F3l3,拉力在全过程中所做的功是,F1l1,F2l2,F3l3,积分思想,如何求匀变速直线运动的位移的?
图像法,F拉=kl,拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积,探究:
弹性势能与拉力做功有什么关系?
类比重力所做的功与重力势能的关系:
分析:
弹力做正功,则弹性势能减少;弹力作负功,则弹性势能增加。
弹力做功的多少跟弹性势能变化的多少具有等量关系。
我们求得拉力做功:
则弹力做功:
说明这一过程弹性势能增加了:
。
问题:
弹簧处于原长时弹性势能为多少?
零,可见弹簧的弹性势能表达式为:
:
弹簧的形变量。
:
弹簧的劲度系数。
用一用,同学们你参加过蹦极运动吗?
用一用,
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