人教版高中物理必修第章第节《探究弹性势能的表达式》学案.docx

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1、精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师精编优秀教案第七章机械能守恒定律 第五节探究弹性势能的表达式拉满的弯弓可以把箭射出去。压缩的弹簧可以把小球弹得很远。上紧的钟表发条能够驱动表针走动可见，发生弹性形变的物体在复原原状的过程中能够做功，说明它具有能量1明白探究弹性势能表达式的思路2懂得弹性势能的概念，会分析打算弹簧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领会求弹力做功时，通过细分过程化变力为恒力的思想方法可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1

2、 页，共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师精编优秀教案一、弹性势能1弹性势能的概念发生 弹性形变 的物体各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有势能2探究弹性势能的表达式(1) 猜想依据弹性势能与重力势能同属势能重力势能与物体被举起的高度 有关，故弹性势能可能与 弹簧的 形变量 有关。不同质量物体高度相同时，重力势能不同 ，形变量相同但劲度系数k 不同的弹簧，弹性势能不同 ，因此弹性势能表达式中应含有形变量 和 劲度系数 (2) 弹性势能与弹力做功的关系：重

3、力势能的变化等于克服重力做的功，故弹性势能的变化等于克服弹力 做的功当用外力拉弹簧时，弹力做的功等于克服拉力做的功(3) 拉力做功的运算微元法：用微分的方法，把每一小段位移上的力看成恒力，就W F1l 1 F2 l 2 F3 l 3图象法：每段弹力的功就可用图中细窄的矩形面积 表示，整个三角形的面积就表示弹力在整个过程中做的功(4) 猜想结论弹性势能与弹簧的形变量 l 和 劲度系数k 有关当形变量l 相同时，劲度系数k 越大，弹性势能 越大 。在劲度系数k 相同时，形变量l 越大，弹性势能越大 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - -

4、- -第 2 页，共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师精编优秀教案弹簧弹力做功的求解方法一、图象法作出弹力F 随弹簧形变量l 变化的关系图象即F l 图象，如下列图在图象上，图线与l 轴所围面积即为弹力F 在这段位移l 上所做的功二、典例剖析弹簧原长L0 15 cm ，受拉力作用后弹簧逐步伸长，当弹簧伸长到L120 cm时，作用在弹簧上的力为400 N ，问：(1) 弹簧的劲度系数k 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

5、少？ 解析： 1 据胡克定律F kx ，F400得 k x 0.05 N/m 8 000 N/m.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页，共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师精编优秀教案(2) 由于 F kx ，作出Fx 图象如下列图，求出图中阴影面积，即为弹力做功的肯定值，由1于在伸长过程中弹力F 方向与位移x 方向相反，故弹力F 在此过程中做负功W 2 400 0.05J 1

6、0 J.(3) 弹力F 做负功，就弹簧弹性势能增加，且做功的多少等于弹性势能的变化量， Ep 10 J.答案： 18 000 N/m2 10 J310 J1关于弹簧的弹性势能，以下说法不正确选项 D A弹簧的弹性势能跟拉伸 或压缩 的长度有关 B弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关 C同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大 D弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关 2关于弹性势能和重力势能，以下说法不正确选项 B A重力势能属于物体和的球这个系统，弹性势能属于发生弹性形变的物体B重力势能是相对的，弹性势能是肯定的 C重力势能和弹性势能都是相对的D重力势能和弹性势能都是状态量3一根弹簧

7、的弹力位移图线如下列图，那么弹簧由伸长量8 cm 到伸长量4 cm 的过程可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页，共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师精编优秀教案中，弹力功和弹性势能的变化量为 CA 3.6 J， 3.6 JB 3.6 J ， 3.6 JC 1.8 J， 1.8 JD 1.8 J ， 1.8 J一、挑选题1撑杆跳高是运动会上常见的竞赛项目，用于撑起运动员的杆要求具

8、有很好的弹性，以下关于运动员撑杆跳起过程中的说法正确选项 CA运动员撑杆刚刚触的时，杆弹性势能最大 B运动员撑杆跳起到达最高点时，杆弹性势能最大 C运动员撑杆触的后上升到达最高点之前某时刻，杆弹性势能最大D以上说法均有可能解析： 杆的形变量最大时，弹性势能最大，杆的最大形变量位置应当在运动员上升阶段到达最高点之前的某一时刻，故只有选项C 正确2以下现象中，弹性势能转化为动能的是 BD A秋千在最高处荡向最低处 B张开的弓把箭水平射出去 C骑自行车匀速驶上斜坡 D跳水运动员从跳板上跳起解析： A 是重力势能转化为动能，C 是其他形式的能转化为重力势能，B、D 是弹性势能转可编辑资料 - - -

9、欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页，共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师精编优秀教案化为动能3关于弹力做功与弹性势能变化的关系，我们在进行猜想时，可以参考对重力做功与重力势能变化的关系的争论，就下面的猜想有道理的是 B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，弹性势能将削减弹力做功将引起弹性势能的变 化，当弹力做负功时，弹性势能将增加弹

10、力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹性势能将削减AB CD解析： 弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将削减。当弹力做负功时，弹性势能将增加应选项B 正确4在光滑的水平面上，物体A 以较大速度va 向前运动，与以较小速度v b 向同一方向运动的、连有轻质弹簧的物体B 发生相互作用，如下列图在相互作用的过程中，当系统的弹性势能最大时 BA v a vb B v a vbC v a vb D 无法确定解析： 当两物体A、B 第一次相距最近时，va v b，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，B 正确5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

11、减为零时 CA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弹簧的弹性势能最小解析： 物体压缩弹簧速度减为零时，即物体处于最低位置，此时重力势能最小，动能为零，弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，故正确答案为C.6 . 弹簧的弹性势能与以下哪些因素有关 BC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页，共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师精编优秀教案A弹簧的长度B 弹簧的劲度系

12、数C弹簧的形变量D 弹簧的原长12解析： 弹簧的弹性势能表达式为Ep 2kl ，其中k 为弹簧的劲度系数，l为弹簧的形变量，故 B、C 正确7如下列图，一个物体以速度v 0 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，在此过程中以下说法正确选项 BDA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弹力做正功，弹簧的弹性势能减小 D弹力做负功，弹簧的弹性势能增加解析： 由功的运算公式W Flcos知，恒力做功时，做功的多少与物体的位移成正比，而弹簧对物体的弹力F kl 是一个变力，所以A不正确弹簧开头被压缩时弹力小，弹力做的功也少，弹簧的压缩

13、量变大时弹力变大，物体移动相同的距离做的功多，故B 正确物体压缩弹簧的过程中，弹簧的弹力与弹力作用点的位移方向相反，所以弹力做负功，弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，故C 错误， D 正确8如下列图，一轻弹簧一端固定于O 点，另一端系一重物，从弹簧保持原长的A 点无初速度的释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A 点摆向最低点B 的过程中 BCA重力势能削减，弹性势能削减B重力势能削减，弹性势能增加可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 7 页，共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎

14、下载精品名师归纳总结资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -名师精编优秀教案C如用与弹簧原长相等的不行伸长的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功 D如用与弹簧原长相等的不行伸长的细绳代替弹簧，更换细绳前后重力做功不变，弹力不做功解析： 小球下摆时，重力做正功，弹簧要伸长，弹力做负功，因此重力势能削减，弹性势能增加， A 错， B 对用不行伸长的细绳代替弹簧向下摇摆，弹力由于始终与运动方向垂直而不做功，重力仍旧做正功，做功数值大小小于更换细绳前重力做的功，C 对， D 错.二、非挑选题9在水平的面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0 kg的木块相连，

15、如在木块上再作用一个竖直向下的力F，使木块缓慢向下移动0.10 m ，力 F 做功 2.5 J 此时木块再次处于平稳状态，力F 的大小为50 N ，如下列图求：(1) 在木块下移0.10 m 的过程中弹性势能的增加量。(2) 弹簧的劲度系数g 取 10 N/kg解析： 1 弹性势能的增加量等于弹力做负功的值，所以设法求出弹簧弹力所做的功是解决问题的关键木块下移0.10 m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 EP WF mgh 2.5 2.0 10 0.10 J 4.5 J.2 由平稳条件得，木块再次处于平稳时 F k l可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结所以劲度系数k F l500.10N/m 500 N/m.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结答案： 14.5 J2500 N/m可编辑资料 - - - 欢迎下载精品名师归纳总结学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 8 页，共 8 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载