高中物理《探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式》課件二（20張PPT）（新人教版必修2）

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自信的人生從探究問題開始 學(xué)習(xí)目標(biāo) 學(xué)習(xí)重點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 學(xué)習(xí)難點(diǎn) 第5章機(jī)械能及其守恒定律 第5節(jié)探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式 教材分析 新課教學(xué) 一 彈性勢(shì)能 二 影響彈性勢(shì)能的因素 三 彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系 四 彈性勢(shì)能是系統(tǒng)共有的 例題練習(xí) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 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左側(cè)向彈簧運(yùn)動(dòng) 當(dāng)它遇到彈簧后減速 1 小球速度為什么減小了 分別從力與運(yùn)動(dòng)的角度和能量的角度來分析 2 小球的動(dòng)能減少了 應(yīng)該對(duì)應(yīng)一種能量的增加 這種能量與什么因素有關(guān) 與彈簧彈力做功有關(guān) 3 我們知道 重力做功對(duì)應(yīng)著重力勢(shì)能的變化 那么彈簧彈力做功也應(yīng)該對(duì)應(yīng)著一種能量的變化 那是什么能呢 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 一 發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間 由于有彈力作用 也具有勢(shì)能叫彈性勢(shì)能 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 一 發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間 由于有彈力作用 也具有勢(shì)能叫彈性勢(shì)能 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 二 彈性勢(shì)能大小的因素 1 研究彈性勢(shì)能的出發(fā)點(diǎn)2 彈性勢(shì)能表達(dá)式中相關(guān)物理量的猜測(cè)3 彈性勢(shì)能與拉力做功的關(guān)系 彈力做功應(yīng)是我們研究彈性勢(shì)能的出發(fā)點(diǎn) 可能與彈簧被拉伸 或壓縮 的長(zhǎng)度有關(guān)可能與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān) 當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度為原長(zhǎng)時(shí) 我們?cè)O(shè)它的彈性勢(shì)能為0 彈簧被拉長(zhǎng)或縮短后就具有了彈性勢(shì)能 我們研究彈簧被拉長(zhǎng)的情況 那么彈簧的彈性勢(shì)能應(yīng)該與拉力所做的功相等 可見 研究彈性勢(shì)能的表達(dá)式 只需研究拉力做功的表達(dá)式 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 二 2 彈性勢(shì)能表達(dá)式中相關(guān)物理量的猜測(cè) 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 4 如何計(jì)算拉力所做的功 在拉伸彈簧的過程中 拉力是隨彈簧的形變量的變化而變化的 拉力還因彈簧的不同而不同 因此 拉力做功不能直接用功的公式W FLcos 那么 如何求出拉力的功呢 與研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移方法類似 就是將彈簧的形變過程分成很多小段 每一小段中近似認(rèn)為拉力是不變的 所以 每一小段的功分別為W1 F1 L1 W2 F2 L2 W3 F3 L3 拉力在整個(gè)過程中所做的功為W W1 W2 W3 F1 L1 F2 L2 F3 L3 二 彈性勢(shì)能大小的因素 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 二 彈性勢(shì)能大小的因素 如何計(jì)算求和式 1 如何求勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移的 利用v t圖象求位移x相似2 我們可以畫出F L 如圖所示 每段拉力的功就可用圖中細(xì)窄的矩形面積表示 對(duì)這些矩形面積求和 就得到了由F和L圍成的三角形的面積 這塊三角形面積就表示拉力在整個(gè)過程中所做的功 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 三 彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系 彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系 跟重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系及其相似 重力做正功 重力勢(shì)能減少 重力做負(fù)功 物體克服重力做功 重力勢(shì)能增加 彈力做正功 彈性勢(shì)能減少 彈力做負(fù)功 物體克服彈力做功 彈性勢(shì)能增加 四 彈性勢(shì)能也具有相對(duì)性 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 練習(xí) 關(guān)于彈性勢(shì)能 下列說法中正確的是 A 任何發(fā)生彈性形變的物體 都具有彈性勢(shì)能B 任何具有彈性勢(shì)能的物體 一定發(fā)生了彈性形變C 物體只要發(fā)生形變 就一定具有彈性勢(shì)能D 彈簧的彈性勢(shì)能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長(zhǎng)度有關(guān) 答案 AB 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 練習(xí) 在本節(jié)課的探究活動(dòng)中 我們多次采用了類比的研究方法 試舉例說明 研究彈性勢(shì)能的出發(fā)點(diǎn) 將重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能類比 討論重力勢(shì)能從分析重力做功入手 討論彈性勢(shì)能則從分析彈力做功入手 彈性勢(shì)能表達(dá)式中相關(guān)物理量的猜測(cè) 將重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能 重力與彈力類比 重力勢(shì)能與物體被舉起的高度有關(guān) 所以彈性勢(shì)能很可能與彈簧被拉伸的長(zhǎng)度有關(guān) 彈力與重力的變化規(guī)律不一樣 彈性勢(shì)能與重力勢(shì)能的表達(dá)式很可能也不一樣 計(jì)算拉力所做的功 與計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移類比 計(jì)算勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí) 將位移分成很多小段 每一小段的速度可近似認(rèn)為相等 物體在整個(gè)過程中的位移等于各小段位移之和 計(jì)算拉力所做的功 可將彈簧的形變過程分成很多小段 每一小段的拉力可近似認(rèn)為是不變的 拉力在整個(gè)過程中的功等于各小段功之和 計(jì)算各小段功的求和式 將由v t圖象求位移與由F l圖象求功類比 v t圖象下的相關(guān)面積表示位移 F l圖象下的相關(guān)面積則表示功 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 練習(xí) 彈簧原長(zhǎng)為L(zhǎng)0 勁度系數(shù)為k 用力把它拉到伸長(zhǎng)量為L(zhǎng) 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(zhǎng)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 提示 可利用圖像求解答案 1 3 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 練習(xí) 如圖所示 勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧一端固定 另一端與物塊拴接 物塊放在光滑水平面上 現(xiàn)用外力緩慢拉動(dòng)物塊 若外力所做的功為W 則物塊移動(dòng)了多大的距離 答案 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 練習(xí) 一豎直彈簧下端固定于水平地面上 小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上端 如圖所示 經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點(diǎn)A處 則 A h愈大 彈簧在A點(diǎn)的壓縮量愈大B 彈簧在A點(diǎn)的壓縮量與h無關(guān)C h愈大 最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能愈大D 小球第一次到達(dá)A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能比最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能大 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 練習(xí) 如圖所示 質(zhì)量為m物體靜止在地面上 物體上面連著一個(gè)直立的輕質(zhì)彈簧 彈簧的勁度系數(shù)為k 現(xiàn)用手拉住彈簧上端 使彈簧上端緩慢提升高度h 此時(shí)物體已經(jīng)離開地面 求拉力所做的功 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 練習(xí)1 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(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)彈簧被壓縮了L 則此時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能為多大 練習(xí)2 如圖所示 輕質(zhì)彈簧一端固定 另一端與物塊拴接 物塊放在光滑水平面上 現(xiàn)用外力緩慢拉動(dòng)物塊 使物塊移動(dòng)了距離L 在此過程中外力所做的功為W 則彈簧的勁度系數(shù)為多大 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 謝謝 學(xué)習(xí)目標(biāo) 一 知識(shí)與技能理解彈性勢(shì)能的概念及意義 學(xué)習(xí)計(jì)算變力做功的思想方法 二 過程與方法1 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 2 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 三 情感 態(tài)度與價(jià)值觀通過對(duì)彈性勢(shì)能公式的探究過程和所用方法 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)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 學(xué)習(xí)重點(diǎn) 探究彈性勢(shì)能公式的過程和所用方法學(xué)習(xí)難點(diǎn)推導(dǎo)拉伸彈簧時(shí) 用微分思想和積分思想求解拉力所做功的表達(dá)式 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點(diǎn)難點(diǎn) 新知學(xué)習(xí) 例題練習(xí) 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全