物理 第七章 机械能守恒定律 第5节 探究弹性势能的表达式1 新人教版必修2 .ppt

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1、5 5 5 5探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式观察1、从力的角度、从力的角度2、从能的角度、从能的角度弹性势能的概念弹性势能的概念 问题问题1 1：关于弹性势能，你想知道什么？：关于弹性势能，你想知道什么？思考与讨论发发生生弹弹性性形形变变的的物物体体各各部部分分之之间间由由于于有有弹弹力力的的相相互互作作用，用，而具有的势能叫弹性势能。而具有的势能叫弹性势能。分组讨论分组讨论寻找研究弹性势能寻找研究弹性势能首先需要知道的问题：首先需要知道的问题：弹性势能的弹性势能的大小与什么有关？大小与什么有关？理论探究的第一步理论探究的第一步思考弹性势能的大小与弹性势能的大小与形变量形变量有关有关

2、弹性势能的大小与弹性势能的大小与劲度系劲度系数数有关有关问问题题2 2：同同学学们们想想想想，类类比比重重力力势势能能，弹弹性性势能可能与哪个量有关？势能可能与哪个量有关？议一议议一议 刚才只是粗略地说明刚才只是粗略地说明刚才只是粗略地说明刚才只是粗略地说明:弹簧的弹性势能与弹簧的弹簧的弹性势能与弹簧的弹簧的弹性势能与弹簧的弹簧的弹性势能与弹簧的形变量、劲度系数有关形变量、劲度系数有关形变量、劲度系数有关形变量、劲度系数有关,是否还与其它因素有关呢是否还与其它因素有关呢是否还与其它因素有关呢是否还与其它因素有关呢?如何找出弹簧弹性势能如何找出弹簧弹性势能如何找出弹簧弹性势能如何找出弹簧弹性势能

3、的表达式呢的表达式呢的表达式呢的表达式呢?合合作作探探究究问问题题3 3：同同学学们们再再想想想想，弹弹性性势势能能可可能能与与重重力力势势能具有相似的形式吗？能具有相似的形式吗？重力势能与高度重力势能与高度成正比成正比,弹性势弹性势能与形变量成正能与形变量成正比吗比吗?问问题题4 4：在在物物体体升升降降的的过过程程中中，重重力力是是否否发发生生变变化化？而而弹弹簧簧的的拉拉力力在在拉拉伸伸过过程中是否发生变化？程中是否发生变化？重力势能重力势能弹性势能物理情景物理情景小球上升过程小球上升过程拉力拉动一端固定的弹簧存在前提存在前提重力做功重力做功弹簧弹力做功受力特征受力特征地球附近重力加速度

4、恒地球附近重力加速度恒定，重力是恒力定，重力是恒力弹簧弹力随形变量的增加而增大，是变力势能改变势能改变重力做负功，重力势能重力做负功，重力势能增加增加弹簧弹力做负功，弹簧形变量增加，弹性势能增加功能关系功能关系温故知新温故知新类比中寻求解决问题的方法问题问题5 5：如何确定弹性势能的表达式？：如何确定弹性势能的表达式？W弹弹E弹？弹？新问题：怎样计算拉力所做的功？新问题：怎样计算拉力所做的功？F弹弹F弹弹=F=k lWWF F1 1 l l1 1F F2 2 l l2 2F F3 3 l l3 3（积（积（积（积分的思想）分的思想）分的思想）分的思想）把弹簧从把弹簧从A到到B的过程分成很多的过

5、程分成很多小段小段l1,l2,l3 在各个小段上，拉力可近似认为是在各个小段上，拉力可近似认为是不变不变的的F1、F2、F3 微分思想l1l2l3l5l4新问题：如何计算拉力功？新问题：如何计算拉力功？WF1l1F2l2F3l3如何计算变量的和？转换类比法的再次运用求解匀变速直线运动位移的微元法FlF拉拉0lll1l2l3l5l4F2F3F4F5F1F=kl拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积W拉拉 kl 21 12 2拉力（变力）做功的计算方法：拉力（变力）做功的计算方法：弹簧的弹性势能的表达式弹簧的弹性势能的表达式说明：一般规定弹簧在原长时，弹簧的弹性势能为零说明：一般规定弹簧在原长时，弹

6、簧的弹性势能为零思维拓展：思维拓展：弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做正功，弹性势能减少弹簧弹力做负功，弹性势能增加弹簧弹力做负功，弹性势能增加表达式表达式验一验验一验 与开始研究时提与开始研究时提出的猜想相符吗出的猜想相符吗?对现象的对现象的一般观察一般观察提出猜想提出猜想运用逻辑运用逻辑(数学数学)得出推论得出推论实验对推论实验对推论进行检验进行检验对假说修对假说修正和推广正和推广科学探究方法科学探究方法课堂小结课堂小结5 5 5 5探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式本堂课你有什么收获呢?1 1、弹性势能弹性势能弹性

7、势能弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间，发生弹性形变的物体的各部分之间，发生弹性形变的物体的各部分之间，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，这种势由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做能叫做能叫做能叫做弹性势能弹性势能弹性势能弹性势能。2、弹性势能的表达式、弹性势能的表达式:E弹弹 k l 21 12 2课堂小结课堂小结5 5 5 5探究弹性势能的表达式探究弹性势能的表达式3、科学探究方法、科学探究方法:猜想与假设、设计方案、猜想与假设、设计方案、逻辑推理、对假说进行修正与推广。逻辑推理、对假说进行修正与推广。4、物理思维方法：、物理思维方法：类比、迁移、微元法、类比、迁移、微元法、图像法图像法