高中物理75探究彈性勢能的表達式精講優(yōu)練課型課件新人教版必修2-資料下載頁
2024-11-17 23:12本頁面
【導(dǎo)讀】用而具有的勢能。：彈簧的長度為_____時，彈性勢能為0。k_____，彈性勢能越大。段做功的代數(shù)和：W總=F1Δl1+F2Δl2+…等于F-l圖像與l軸___________。同一彈簧伸長量不同時，彈性勢能不同。同一彈簧，伸長量不同時彈力做功不同，彈性勢能不同。彈簧彈力做正功時，彈簧彈性勢能減少，做負功時，彈簧彈。如圖所示，小朋友用力將彈簧拉長至一定長度。物體發(fā)生了彈性形變。表達式：根據(jù)W=-ΔEp得W=Ep0-Ep=0-Ep，所以Ep=kx2。簧處于壓縮狀態(tài)時，彈簧長度變長，它的彈性勢能變小。彈簧在拉伸時的彈性勢能不一定大于壓縮時的彈性勢能，故D錯誤。做多少功，表明彈性勢能變化了多少，與物體含有多少彈性勢能無關(guān)，能增加，C、D對。由功的計算公式W=Flcosθ知，恒力做功時，做功。將彈簧拉力器用力拉開的過程中，彈簧的伸長量變大，運動時，彈簧的彈性勢能為Ep2，試比較Ep1與Ep2的大小關(guān)系。若距離MO=ON，則小球位于M和N位置時，彈簧的彈性勢能相同嗎？
【正文】 空中，不受彈力作用，彈性勢能為零，重力勢能先變大再變小。 t5～ t6段時間內(nèi)與蹦床接觸，是先下落又上升的過程。彈性勢能先變大再變小，重力勢能先變小再變大。 答案： t4～ t5段時間內(nèi)彈性勢能為零，重力勢能先變大再變小； t5～t6段時間內(nèi)彈性勢能先變大再變小，重力勢能先變小再變大。 【 拓展例題 】 考查內(nèi)容：現(xiàn)實生活中的彈力與彈性勢能 【 典例示范 】 (多選 )某緩沖裝置可抽象成如圖所示 的簡單模型。圖中 k k2為原長相等、勁度系數(shù)不 同的輕質(zhì)彈簧。下列表述正確的是 ( ) ，兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等 ，兩彈簧的長度保持相等 ，兩彈簧的彈性勢能發(fā)生改變 【 正確解答 】 選 B、 D。彈簧勁度系數(shù) k越大向右壓縮單位長度彈力越大，物體減速越快，緩沖效果越好， A錯。由牛頓第三定律可知兩彈簧彈力總是大小相等， B對。由于 k1x1=k2x2， k1≠k 2，所以 x1≠x 2，又因原長相等，故壓縮后兩彈簧的長度不相等， C錯。墊片向右移動時，彈簧形變量越來越大，彈性勢能越來越大， D對。 平均值法求彈簧彈力的功 【 案例體驗 】 彈簧原長為 l0，勁度系數(shù)為 k。用力把它拉到伸長量為 l處，拉力所做的功為 W1；繼續(xù)拉彈簧，使彈簧在彈性限度內(nèi)再伸長 l，拉力在繼續(xù)拉伸的過程中所做的功為 W2。試求 W1與 W2的比值。 【 解析 】 拉力 F與彈簧的彈力大小相等，與伸長量成正比。故把它拉 到伸長量為 l過程中拉力的平均值 F1= kl，拉力做功 W1=F1l= kl2。第 二個過程中拉力的平均值 F2= (kl+k 2l)= kl，所做的功 W2=F2l= kl2。故 W1∶W 2=1∶3 。 答案： 1∶3 12 12123232【 方法技巧 】 如何利用平均值法求彈簧彈力的功 (1)由胡克定律 F=kl可知，彈簧的彈力 F跟形變量 l成正比 (線性關(guān)系 )，所以彈力做的功可以用平均力去求。 (2)方法：先求得彈簧的形變量由 l1變?yōu)?l2時，彈力大小的平均值 = (l1+l2)；由于位移為 l2l1，故由 W=Fx得彈力做功 W= x= k(l22l12)。 F k2 F12【 補償訓(xùn)練 】 如圖所示，輕質(zhì)彈簧直立在水平地面上，將質(zhì)量為 m的物塊輕輕地放在彈簧上，達到穩(wěn)定狀態(tài)時彈簧被壓縮了 l，則此時彈簧具有的彈性勢能為多大？ 【 解析 】 當(dāng)物塊處于穩(wěn)定狀態(tài)時，物塊所受的重力與彈簧的彈力大小相等，即 mg=kl。從物塊與彈簧接觸到壓縮 l過程彈簧彈力隨位移的變化的平均值 = kl= mg，故該過程彈力做功 W= l= mgl。所以此時彈簧具有的彈性勢能 Ep=W= mgl。 答案： mgl F 12 12 F 121212
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