7.5 探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式ppt課件

1、第七章第七章 機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律普通高中課程規(guī)范實(shí)驗(yàn)教科書普通高中課程規(guī)范實(shí)驗(yàn)教科書;1.1.創(chuàng)設(shè)情境創(chuàng)設(shè)情境: :2.2.思索討論：思索討論：有魔力的橡皮筋有魔力的橡皮筋橡皮筋具有魔力的是什么？橡皮筋具有魔力的是什么？會(huì)跳的卡片會(huì)跳的卡片;一、建立概念一、建立概念: : A A B B;二、提出問題二、提出問題: :彈性勢(shì)能在消費(fèi)和生活中的廣泛運(yùn)用彈性勢(shì)能在消費(fèi)和生活中的廣泛運(yùn)用他最想知道哪些知識(shí)？他最想知道哪些知識(shí)？ 關(guān)于彈性勢(shì)能關(guān)于彈性勢(shì)能: :請(qǐng)?zhí)岢鏊膯栴}？請(qǐng)?zhí)岢鏊膯栴}？ ;【問題一】彈簧的彈性勢(shì)能的大小與哪些要素有關(guān)？【問題一】彈簧的彈性勢(shì)能的大小與哪些要素有關(guān)？1.1

2、.猜測(cè)：猜測(cè)：與彈簧的形變量有關(guān)與彈簧的形變量有關(guān)與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)2.2.實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：三、進(jìn)展探求三、進(jìn)展探求: :;3.3.思索討論：思索討論：彈簧的彈性勢(shì)能與形變量彈簧的彈性勢(shì)能與形變量 l 和勁度系數(shù)和勁度系數(shù) k 有關(guān)，那么，詳細(xì)的表達(dá)式是怎樣的呢？有關(guān)，那么，詳細(xì)的表達(dá)式是怎樣的呢？1 1猜測(cè)：猜測(cè)：2 2分析：分析：重力重力G G是是恒力恒力彈簧的彈彈簧的彈力力F=klF=kl是是變力變力根據(jù)所學(xué)知根據(jù)所學(xué)知識(shí)分析，最識(shí)分析，最有能夠是哪有能夠是哪個(gè)？個(gè)？要證明他要證明他的的“猜測(cè)猜測(cè)，該怎，該怎樣辦？樣辦？;分析重分析重力做功力做功重力勢(shì)能重力勢(shì)能

3、與重力做與重力做功有關(guān)功有關(guān)重力勢(shì)能重力勢(shì)能EP=mghEP=mgh重力勢(shì)能重力勢(shì)能 與與m m和和h h有關(guān)有關(guān)分析彈分析彈力做功力做功彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能與彈力做與彈力做功有關(guān)功有關(guān)彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能EP= EP= ？彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能 與與k k和和l l有關(guān)有關(guān)1.1.議一議：尋覓量度彈性勢(shì)能的方法？議一議：尋覓量度彈性勢(shì)能的方法？【問題二】該怎樣探求彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式？【問題二】該怎樣探求彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式？( (類比重力勢(shì)能類比重力勢(shì)能) );2.2.說一說：彈力做功和彈性勢(shì)能的變化有什么關(guān)系？說一說：彈力做功和彈性勢(shì)能的變化有什么關(guān)系？彈力做正功，彈性勢(shì)能減少；彈力做正功，彈性勢(shì)

4、能減少；彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能添加。彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能添加。重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做正功，重力勢(shì)能減少；重力做負(fù)功，重力勢(shì)能添加。重力做負(fù)功，重力勢(shì)能添加。3.3.想一想：該怎樣選取彈簧的彈性勢(shì)能的零參考點(diǎn)？想一想：該怎樣選取彈簧的彈性勢(shì)能的零參考點(diǎn)？通常取彈簧處于原長時(shí)彈性勢(shì)能為零通常取彈簧處于原長時(shí)彈性勢(shì)能為零;4.4.探一探：怎樣計(jì)算彈力做的功？探一探：怎樣計(jì)算彈力做的功？ 轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化法緩慢拉動(dòng)的過程中，拉力做的功緩慢拉動(dòng)的過程中，拉力做的功等于抑制彈力所做的功，等于彈性勢(shì)能的添加量等于抑制彈力所做的功，等于彈性勢(shì)能的添加量怎樣處理這怎樣處理這個(gè)難題？個(gè)難題？拉力拉力F 是恒力嗎

5、？能用公式是恒力嗎？能用公式W=Flcosa計(jì)算嗎？計(jì)算嗎？2 2思索討論：思索討論：1 1創(chuàng)設(shè)情境：創(chuàng)設(shè)情境：緩慢拉動(dòng)彈簧緩慢拉動(dòng)彈簧;從從A A到到B B分成很多小段分成很多小段微分思想化曲為直微分思想化曲為直l1, l2, l3 l1, l2, l3 F1, F2, F3 F1, F2, F3 轉(zhuǎn)化思想化變?yōu)楹戕D(zhuǎn)化思想化變?yōu)楹鉝1=F1lW1=F1l1 1 W2 W2 =F2l2 =F2l2 W3=F3l3W3=F3l3彈力在全過程中所做的功是彈力在全過程中所做的功是: :W= W= W1+W2+W3+Wn W1+W2+W3+Wn F1l1F1l1 +F2l2+F2l2+F3l3+F3l

6、3+ + Fnln+ + Fnln= =積分思想積分思想這個(gè)式這個(gè)式子怎樣子怎樣求和？求和？3 3聯(lián)想聯(lián)想I I：;v0vOttv4t1t2t3t4v3v2v1v0vOttv0vOttv0vOttv0vOtt勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移與速度的關(guān)系 vStx 面面積積在在圖圖象象中中，物物體體的的位位移移4 4聯(lián)想聯(lián)想IIII：;F拉拉= kllF拉拉Olll1 l2 l3l5l4F2F3F4F5F1拉力做功與彈簧伸長的關(guān)系拉力做功與彈簧伸長的關(guān)系5 5遷移：遷移：;1.1.推導(dǎo)：推導(dǎo)：四、得出結(jié)論四、得出結(jié)論: :21=2Wkl拉拉212Wkl 彈彈21=2EklP

7、PolFlkl拉力功的表達(dá)式：拉力功的表達(dá)式：彈力功的表達(dá)式：彈力功的表達(dá)式：彈力勢(shì)能的表達(dá)式：彈力勢(shì)能的表達(dá)式：2.2.思索：思索：經(jīng)過探求得出的彈簧拉伸時(shí)彈性勢(shì)能的經(jīng)過探求得出的彈簧拉伸時(shí)彈性勢(shì)能的表達(dá)式，緊縮時(shí)適用嗎？有無條件限制？表達(dá)式，緊縮時(shí)適用嗎？有無條件限制？ ; 1. 如下圖，小明玩蹦蹦桿。在小明將蹦蹦桿中的彈簧如下圖，小明玩蹦蹦桿。在小明將蹦蹦桿中的彈簧向下緊縮的過程中，小明的重力勢(shì)能、彈簧的彈性勢(shì)能向下緊縮的過程中，小明的重力勢(shì)能、彈簧的彈性勢(shì)能的變化是的變化是 A重力勢(shì)能減小，彈性勢(shì)能增大重力勢(shì)能減小，彈性勢(shì)能增大 B重力勢(shì)能增大，彈性勢(shì)能減小重力勢(shì)能增大，彈性勢(shì)能減小 C重力勢(shì)能減小，彈性勢(shì)能減小重力勢(shì)能減小，彈性勢(shì)能減小 D重力勢(shì)能不變，彈性勢(shì)能增大重力勢(shì)能不變，彈性勢(shì)能增大A; 2. 2.如圖甲所示，如圖甲所示，“蹦極是一項(xiàng)富有刺激性的運(yùn)開蹦極是一項(xiàng)富有刺激性的運(yùn)開工程。某人身系彈性繩自高空工程。某人身系彈性繩自高空P P點(diǎn)自在下落，如圖乙所點(diǎn)自在下落，如圖乙所示，示，a a點(diǎn)是彈性繩的原長位置，點(diǎn)是彈性繩的原長位置，c c點(diǎn)是人所到達(dá)的最低點(diǎn)點(diǎn)是人所到達(dá)的最低點(diǎn)，b b點(diǎn)是人靜止地懸吊著時(shí)的平衡位置。試定性地闡明點(diǎn)是人靜止地懸吊著時(shí)的平衡位置。試定性地闡明蹦極運(yùn)動(dòng)過程中能量的轉(zhuǎn)化情況。蹦極運(yùn)動(dòng)過程中能量的轉(zhuǎn)化情況。圖甲圖