7.5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式 學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.理解彈性勢(shì)能的概念及意義，學(xué)習(xí)計(jì)算變力做功的思想方法2猜測(cè)彈性勢(shì)能的表達(dá)式與哪些因素有關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)預(yù)測(cè)的能力3體會(huì)計(jì)算拉力做功的方法，體會(huì)微分思想和積分思想在物理學(xué)上的應(yīng)用4.通過(guò)對(duì)彈性勢(shì)能公式的探究過(guò)程和所用方法，培養(yǎng)學(xué)生探究知識(shí)的欲望和學(xué)習(xí)興趣，體味彈性勢(shì)能在生活中的意義，提高物理在生活中的應(yīng)用意識(shí)【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】利用微元法和圖象法計(jì)算變力做功的問(wèn)題.【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】理解微元法把變力做功轉(zhuǎn)化為恒力做功.知識(shí)回顧 1、功的概念 2、重力勢(shì)能 【自主導(dǎo)學(xué)】一個(gè)彈簧自然伸長(zhǎng)，一個(gè)小球在光滑的水平面上從彈簧的右側(cè)向彈簧運(yùn)動(dòng)，遇到彈簧，請(qǐng)觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。V圖1問(wèn)1：在第三章我們研究了彈簧彈力與形變的關(guān)系，如何用圖象來(lái)反映彈力F和形變量x的關(guān)系？問(wèn)2：剛才大家觀察到什么樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象呢？試著畫出速度-時(shí)間圖象。.問(wèn)3：小球速度為什么減小了? 能否從動(dòng)力學(xué)角度分析？能否從功能的角度給于分析？ 問(wèn)4：彈簧增加的能量與哪個(gè)力做功有關(guān)呢?問(wèn)5：現(xiàn)在來(lái)猜想一下彈簧的彈性勢(shì)能與什么因素有關(guān). 問(wèn)6：驗(yàn)證你的想法，你應(yīng)該怎樣做? 大家把重力勢(shì)能的研究對(duì)照一下。 問(wèn)7：回憶一下，在研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)，我們采用了什么方法?問(wèn)8：從原長(zhǎng)緩慢地被拉長(zhǎng)一段距離L時(shí)，拉力和彈力是什么關(guān)系？拉力所做的功與彈簧增加的彈性勢(shì)能是什么關(guān)系？拉力做功的表達(dá)式？問(wèn)9：根據(jù)我們剛才的推論，當(dāng)彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)，彈性勢(shì)能值取為零，這個(gè)彈簧被拉長(zhǎng)L時(shí)拉力做的功就等于彈簧的彈性勢(shì)能，所以有Ep= W ，這就是我們這節(jié)課要得到的結(jié)論1、物體由于_而具有的與它的_量有關(guān)的勢(shì)能，叫彈性勢(shì)能。請(qǐng)舉例！2、彈性勢(shì)能大?。何矬w的彈性形變量越大，彈性勢(shì)能越_ .3、彈性勢(shì)能是_（標(biāo)、矢）量 4、彈力做正功，彈性勢(shì)能_ 彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能_ 彈力做的功量度了彈性勢(shì)能的變化.搶答：以上彈力指的是彈簧對(duì)人的力，還是人對(duì)彈簧的力？5、彈簧的彈性勢(shì)能：只取決于彈簧的_和_。跟與它相連的物體無(wú)關(guān)。問(wèn)題探究：在以上探究中我們規(guī)定，彈簧處于自然狀態(tài)下，也就是既不伸長(zhǎng)也不縮短時(shí)的勢(shì)能為零勢(shì)能能不能規(guī)定彈簧任意某一長(zhǎng)度時(shí)的勢(shì)能為零?說(shuō)說(shuō)你的想法【例題解析】例題：質(zhì)量為m的物體（視為質(zhì)點(diǎn)）放在水平地面上，物體上裝著一根長(zhǎng)為l0，勁度系數(shù)為k的輕彈簧，現(xiàn)用手拉著彈簧的上端P緩慢上提，如圖所示，直到物體離開(kāi)地面一段距離。已知在這一過(guò)程中，P點(diǎn)的位移是h，則物體重力勢(shì)能的增加量是多少？彈簧的彈性勢(shì)能增加量為多大？解析 ： 設(shè)彈簧的伸長(zhǎng)量為l，則kl=mg有幾何關(guān)系l0+l+H=h+ l0物體的重力勢(shì)能增加量為EP=mgH彈簧的彈性勢(shì)能增加量為EP=kl2/2整理得重力勢(shì)能增加量為EP=mg(h -mg/k)；彈性勢(shì)能增加量為EP=m2g2/2k拓展 重力勢(shì)能（或彈性勢(shì)能）的變化量與重力（或彈力）做功緊密聯(lián)系在一起，它們都和路徑無(wú)關(guān)，結(jié)合平衡條件，通過(guò)幾何分析確定物體上升的距離、彈簧形變量的變化量（本題即為彈簧伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度），是計(jì)算重力勢(shì)能或彈性勢(shì)能改變量的關(guān)鍵【課堂練習(xí)】1、關(guān)于彈性勢(shì)能下列說(shuō)法中正確的是（ ）A、發(fā)生形變的物體都具有彈性勢(shì)能 B、彈性勢(shì)能是一個(gè)標(biāo)量 C、彈性勢(shì)能的單位是焦耳（在國(guó)際單位制中） D、彈性勢(shì)能是狀態(tài)量答案:BCD2、關(guān)于彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A、任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能B、物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢(shì)能C、外力對(duì)彈性物體做功，物體的彈性勢(shì)能就發(fā)生變化D、發(fā)生彈性形變的物體，在它們恢復(fù)原狀時(shí)都能對(duì)外界做功答案:AD3、在水平地面上放一豎直輕彈簧，彈簧上端與一個(gè)質(zhì)量為2.0Kg的木塊相連，若在木塊上再作用一個(gè)豎直向下的力F，使木塊緩慢向下移動(dòng)0.10m，力F做功2.5J，此時(shí)木塊再次處于平衡狀態(tài)，力F的大小為50N，如圖所示，則F在木塊下降0.1m的過(guò)程中彈性勢(shì)能的增加量？彈簧的勁度系數(shù)？ 。答案: (1)4.5J (2)900N/m3用心 愛(ài)心 專心