講課探究彈性勢能的表達(dá)式

5探究彈性勢能的表達(dá)式拉開的弓撐桿跳運(yùn)動員手中彎曲的桿拉長的彈簧壓縮的彈簧

發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間，由于有彈力的相互作用而具有的勢能叫彈性勢能彈性勢能1彈性勢能是發(fā)生彈性形變的物體上所有質(zhì)點(diǎn)，因相對位置改變而具有的能量，因而彈性勢能是整個系統(tǒng)所具有的2彈性勢能是相對的，其大小在選定了零勢能點(diǎn)后才有意義，對于彈簧，一般選原長的的彈性勢能為零，彈簧被拉長或壓縮，都具有彈性勢能3彈性勢能是標(biāo)量，其單位與功相同，在國際單位制中焦耳探究過程猜想：彈性勢能的表達(dá)式可能與那幾個物理量有關(guān)？重力勢能與高度h有關(guān)，且成正比彈性勢能？類比探究過程彈性勢能的表達(dá)式可能與哪幾個物理量有關(guān)？結(jié)論：彈性勢能與彈簧的伸長量L有關(guān)與彈簧的勁度系數(shù)k有關(guān)對與同一根彈簧，伸長量L越大長，彈性勢能越大。伸長量L相同，勁度系數(shù)k越大，彈性勢能也越大。怎樣得到彈性勢能的表達(dá)式呢？探究過程

重力勢能mgh重力做功WG

彈性勢能彈簧彈力做功類比2．類比與思考把勁度系數(shù)為k的彈簧一端固定，另一端以拉力拉伸彈簧，在此過程中，彈簧彈力F＝kl是變力類似重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，勻速向上拉物體，拉力克服重力做的功等于重力勢能的增加量，若以彈簧原長時的彈性勢能為零勢能點(diǎn)，則拉力克服彈力做的功等于彈簧彈性勢能的增加量，即W＝Ep2－Ep1.3．推導(dǎo)彈簧彈性勢能的表達(dá)式(1)作F－l圖象：由胡克定律知，彈簧的彈力F和形變量l的關(guān)系為F＝kl，如圖甲所示．作出F－l圖象，如圖乙所示．對于同一彈簧，拉得越長，所用的拉力F越大，可見彈簧的彈力是一個變力，顯然不能用恒力做功的公式去計(jì)算．但我們可以用類似于計(jì)算勻變速直線運(yùn)動物體位移的方法，把彈簧拉伸的總長度分割成很多小段Δl1、Δl2、Δl3…在各個小段上，拉力可以近似認(rèn)為是不變的，分別是F1、F2、F3…所以在各小段上，拉力做的功分別是F1Δl1、F2Δl2、F3Δl3…彈簧彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系

彈簧彈力做正功，彈性勢能減少

彈簧彈力做負(fù)功，彈性勢能增加

在以上探究中我們規(guī)定，彈簧處于自然狀態(tài)下，也就是既不伸長也不縮短時的勢能為零勢能．能不能規(guī)定彈簧任意某一長度時的勢能為零?說說你的想法．說一說

此問題可以類比重力勢能的參考平面的規(guī)定．如果我們規(guī)定了彈簧任意長度時的勢能為零勢能，在彈簧從某一位置拉至零勢能位置的過程中，拉力所做的功就等于彈簧的彈性勢能．顯然，這與規(guī)