第七章第五节弹性势能的表达式导学案带答案中学教育中学学案_中学教育-中学学案.pdf

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1、学习必备 欢迎下载【课题名称】第五节 探究弹性势能的表达式【学习目标】1理解弹性势能的概念和物理意义。2学习计算变力做功的思想方法。3理解弹力的功与弹性势能变化的关系。4知道弹性势能具有相对性。【课前预习】1_的物体的各部分之间，由于_，也具有势能，这种势能叫做弹性势能研究弹性势能要从分析_入手，对弹簧来说，规定 _，它的弹性势能为零，当弹簧_，就具有了 弹性势能 2(1)弹簧的弹性势能与弹簧被拉伸的长度 l 有关，并且，拉伸的长度 l 越大，弹性势能 _，但不一定是_关系；(2)即使拉伸的长度 l 相同，劲度系数 k 不同的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

2、势能_ 3根据功是_可知，弹性势能的变化量与拉力对弹簧做功的关系为 _ 4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 长度分别是 l1、l2、l3各个小段上拉力可以近似认为是不变的，分别为 F1、F2、F3，所做的功分别为_ 5vt 图线下的面积代表_，Fl 图线下的面积代表_；当所分成的小段 非常短时，Fl 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_【预习自测】1关于弹性势能，下列说法中正确的是()A发生弹性形变的物体都具有弹性势能 B只要弹簧发生形变，就一定具有弹性势能 C弹性势能可以与其他形式的能相互转化 D弹性势

3、能在国际单位制中的单位是焦耳 2关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是()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 【自主学习-课堂探究】知识点一 弹性势能 问题 1：为什么拉满弦的弯弓可以把箭射出去？压缩的弹簧可以把小球弹出去？（引导学生从弯弓和弹簧想恢复原状而要对与它接触的物体做功思考）问题 2：你能不能给弹性势能下定义？定义：发生_形变的物体的各部分之间，由于弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫作弹性势能。知识点二 弹簧被拉长时的弹性势能的探究 弹性势能

4、可能与哪几个物理量有关。问题 3：重力势能物体被举起的高度，弹性势能是不是与弹簧被拉伸的长度成正比？（引导学生从重力和弹力的大小区别思考）问题 4：弹性势能除与弹簧被拉伸长度有关外还与什么因素有关？定量分析：问题 5：弹簧的弹性势能与弹力做功有什么关系？（引导学生从力做功和能量变化关系思考）学习必备 欢迎下载 问题 6：怎样计算弹力做功？思路点拨：设计一个缓慢的拉伸过程，整个过程中拉力始终等于弹力，这样，就可以用拉力的功来替代弹力的功（替代法）。问题 7：弹力做功能不能直接用进行计算？（引导学生从的使用条件思考）思路点拨：利用以前匀变速直线运动图像求位移的经验 图像求位移的经验。公式：弹性势能

5、。问题 8：弹力做正功时物体怎么移动？弹性势能如何改变？弹力作负功又会怎样？（引导学生从弹性势能公式考虑，且引导学生寻找势能变化的共性）拓展：当弹簧被压缩时，公式仍可使用。【随堂训练】1关于弹性势能，下列说法中正确的是()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弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关 2关于弹性势能和重力势能下列说法正确的是()A重力势能属于物体和地球这个系统，弹性势能属于发生弹性形变的物体 B重力势能是相对的，弹性势能是绝对的 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

6、是状态量 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弹簧在被拉伸时的弹性势能一定大于被压缩时的弹性势能 4关于弹力做功与弹性势能的关系，我们在进行猜想时，可以参考对重力做功与重力势 能的关系的讨论，则下面的猜想有道理的是()A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 B弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将减少 C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 D弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹

7、性势能将减少 5.图 1 如图 1 所示，一个物体以速度 v0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的是()A物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比 B压缩弹簧的过程中，物体向墙壁移动相同的距离，弹力做的功不相等 C弹簧的弹力做正功，弹性势能减少 D弹簧的弹力做负功，弹性势能增加【当堂检测】6在猜想弹性势能可能与哪几个物理量有关的时候，有人猜想弹性势能与弹簧的劲度系 数 k 及弹簧的伸长量 l 有关，但究竟是与 l 的一次方，还是 l 的二次方，还是 l 的三次方 有关呢？请完成下面练习以帮助思考(1)若弹性势能 Epkl，由于劲度系数 k 的单位是

8、 N/m，弹簧伸长量 l 的单位是 m，则 kl 的单位是_(2)若弹性势能 Epkl2，由于劲度系数 k 的单位是 N/m，弹簧伸长量 l 的单位是 m，则 kl2 的单位是_(3)若弹性势能 Epkl3，由于劲度系数 k 的单位是 N/m，弹簧伸长量 l 的单位是 m，则 kl3 的单位是_ 从(1)、(2)、(3)对单位的计算，你可以得到的启示是_ _ 解弹力的功与弹性势能变化的关系知道弹性势能具有相对性课前预习的物体的各部分之间由于也具有势能这种势能叫做弹性势能研究弹性势能要从分析入手对弹簧来说规定它的弹性势能为零当弹簧就具有了弹性势能弹簧的弹性势能的弹性势能也不一样并且拉伸的长度相同

9、时越大弹性势能根据功是可知弹性势能的变化量与拉力对弹簧做功的关系为设弹簧的劲度系数为当弹簧被拉伸时把这一拉伸过程分为很多小段它们的长度分别是各个小段上拉力可以近似为是域形状是该区域的面积为所以弹性势能的表达式是预习自测学习必备欢迎下载自主学习课堂探究知识点一弹性势能问题为什么拉满弦的弯弓可以把箭射出去压缩的弹簧可以把小球弹出去引导学生从弯弓和弹簧想恢复原状而要对与它学习必备 欢迎下载 图 2 7一根弹簧的弹力位移图线如图 2 所示，那么弹簧由伸长量 8 cm 到伸长量 4 cm 的过 程中，弹力做功和弹性势能的变化量为()A3.6 J，3.6 J B3.6 J,3.6 J C1.8 J，1.8

10、 J D1.8 J,1.8 J 图 3 参考答案 课前预习 1发生弹性形变 有弹力的相互作用 弹力做功 弹簧长度为原长时 被拉长或被压缩后 2(1)越大 正比(2)越大 3能量变化的量度 大小相等 4F1 l1、F2 l2、F3 l3 5位移 功 三角形 12kl2 Ep12kl2 预习自测 1ACD 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，都具有弹性势能，A 正确弹性势能跟重力势能一样，可以与其他形式的能相互转化，C 正确所有能的单位跟功的单位相同，在国际单位制中的单位是焦耳，D 正确 2ABC 由弹性势能的表达式 Ep12kl2可知，弹性势能 Ep与弹簧拉伸(或压缩)的长度有

11、关，A选项正确Ep的大小还与 k有关，B 选项正确在弹性限度内，Ep的大小还与 l 有关，l 越大，Ep越大，C 正确弹簧的弹性势能是由弹簧的劲度系数 k和形变量 l 决定的，与使弹簧发生形变的物体无关 随堂训练 1AB 由弹性势能的定义和相关因素进行判断发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力作用而具有的势能，叫做弹性势能所以，任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能，任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变物体发生了形变，若是非弹性形变，无弹力作用，物体就不具有弹性势能弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关外，还跟弹簧劲度系数的大小有关正确选项为 A、B.2ACD 重力势能具有系统性，

12、弹性势能只属于发生弹性形变的物体，故 A 正确；重力势能和弹性势能都是相对的，且都是状态量，故 B 错，C、D 正确 3C 弹簧弹性势能的大小，除了跟劲度系数 k 有关外，还跟它的形变量(拉伸或压缩的长度)有关如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长时，它的弹性势能应该先减小，在原长处它的弹性势能最小，所以 A、B、D 均不对 4BC 5BD 由功的计算公式 WFlcos 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是一个变力，所以 A 不正确；弹簧开始被压缩时弹力小，弹力做的功也少，弹簧的压缩量变大时，物体移动相同的距离做的功增多，故 B 正确；物体压缩弹簧的过程，弹簧的弹力与

13、弹力作用点的位移方向相反，所以弹力做负功，弹性势能增加，故 C 错误，D 正确 当堂检测 6(1)N(2)J(3)J m 弹性势能 Ep与弹簧伸长量 l 的二次方有关 7C 弹力做的功 W603020.04 J1.8 J0，故弹性势能减少 1.8 J，即 EpEp2Ep11.8 J，故选项 C 正确 解弹力的功与弹性势能变化的关系知道弹性势能具有相对性课前预习的物体的各部分之间由于也具有势能这种势能叫做弹性势能研究弹性势能要从分析入手对弹簧来说规定它的弹性势能为零当弹簧就具有了弹性势能弹簧的弹性势能的弹性势能也不一样并且拉伸的长度相同时越大弹性势能根据功是可知弹性势能的变化量与拉力对弹簧做功的关系为设弹簧的劲度系数为当弹簧被拉伸时把这一拉伸过程分为很多小段它们的长度分别是各个小段上拉力可以近似为是域形状是该区域的面积为所以弹性势能的表达式是预习自测学习必备欢迎下载自主学习课堂探究知识点一弹性势能问题为什么拉满弦的弯弓可以把箭射出去压缩的弹簧可以把小球弹出去引导学生从弯弓和弹簧想恢复原状而要对与它