高中物理《探究彈性勢能的表達式》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 學習目標 學習重點 新知學習 例題練習 學習難點 第5章機械能及其守恒定律 第5節(jié)探究彈性勢能的表達式 教材分析 新課教學 一 彈性勢能 二 影響彈性勢能的因素 三 彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系 四 彈性勢能是系統(tǒng)共有的 例題練習 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 一個彈簧自然伸長 一個小球在光滑的水平面上從彈簧的左側(cè)向彈簧運動 當它遇到彈簧后減速 1 小球速度為什么減小了 分別從力與運動的角度和能量的角度來分析 2 小球的動能減少了 應該對應一種能量的增加 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 重力做功對應著重力勢能的變化 那么彈簧彈力做功也應該對應著一種能量的變化 那是什么能呢 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 一 發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間 由于有彈力作用 也具有勢能叫彈性勢能 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 一 發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間 由于有彈力作用 也具有勢能叫彈性勢能 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 二 彈性勢能大小的因素 1 研究彈性勢能的出發(fā)點2 彈性勢能表達式中相關(guān)物理量的猜測3 彈性勢能與拉力做功的關(guān)系 彈力做功應是我們研究彈性勢能的出發(fā)點 可能與彈簧被拉伸 或壓縮 的長度有關(guān)可能與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān) 當彈簧的長度為原長時 我們設(shè)它的彈性勢能為0 彈簧被拉長或縮短后就具有了彈性勢能 我們研究彈簧被拉長的情況 那么彈簧的彈性勢能應該與拉力所做的功相等 可見 研究彈性勢能的表達式 只需研究拉力做功的表達式 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 二 2 彈性勢能表達式中相關(guān)物理量的猜測 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 4 如何計算拉力所做的功 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動的位移方法類似 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 拉力在整個過程中所做的功為W W1 W2 W3 F1 L1 F2 L2 F3 L3 二 彈性勢能大小的因素 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 二 彈性勢能大小的因素 如何計算求和式 1 如何求勻變速直線運動的位移的 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窄的矩形面積表示 對這些矩形面積求和 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過程中所做的功 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 三 彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系 彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系 跟重力做功與重力勢能變化的關(guān)系及其相似 重力做正功 重力勢能減少 重力做負功 物體克服重力做功 重力勢能增加 彈力做正功 彈性勢能減少 彈力做負功 物體克服彈力做功 彈性勢能增加 四 彈性勢能也具有相對性 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 練習 關(guān)于彈性勢能 下列說法中正確的是 A 任何發(fā)生彈性形變的物體 都具有彈性勢能B 任何具有彈性勢能的物體 一定發(fā)生了彈性形變C 物體只要發(fā)生形變 就一定具有彈性勢能D 彈簧的彈性勢能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān) 答案 AB 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 練習 在本節(jié)課的探究活動中 我們多次采用了類比的研究方法 試舉例說明 研究彈性勢能的出發(fā)點 將重力勢能與彈性勢能類比 討論重力勢能從分析重力做功入手 討論彈性勢能則從分析彈力做功入手 彈性勢能表達式中相關(guān)物理量的猜測 將重力勢能與彈性勢能 重力與彈力類比 重力勢能與物體被舉起的高度有關(guān) 所以彈性勢能很可能與彈簧被拉伸的長度有關(guān) 彈力與重力的變化規(guī)律不一樣 彈性勢能與重力勢能的表達式很可能也不一樣 計算拉力所做的功 與計算勻變速直線運動的位移類比 計算勻變速直線運動的位移時 將位移分成很多小段 每一小段的速度可近似認為相等 物體在整個過程中的位移等于各小段位移之和 計算拉力所做的功 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為是不變的 拉力在整個過程中的功等于各小段功之和 計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 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 練習 彈簧原長為L0 勁度系數(shù)為k 用力把它拉到伸長量為L 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 提示 可利用圖像求解答案 1 3 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 練習 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)用外力緩慢拉動物塊 若外力所做的功為W 則物塊移動了多大的距離 答案 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 練習 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A處 則 A h愈大 彈簧在A點的壓縮量愈大B 彈簧在A點的壓縮量與h無關(guān)C h愈大 最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能愈大D 小球第一次到達A點時彈簧的彈性勢能比最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能大 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 練習 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 此時物體已經(jīng)離開地面 求拉力所做的功 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 練習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 練習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)用外力緩慢拉動物塊 使物塊移動了距離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 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 謝謝 學習目標 一 知識與技能理解彈性勢能的概念及意義 學習計算變力做功的思想方法 二 過程與方法1 猜測彈性勢能的表達式與哪些因素有關(guān) 培養(yǎng)學生科學預測的能力 2 體會計算拉力做功的方法 體會微分思想和積分思想在物理學上的應用 三 情感 態(tài)度與價值觀通過對彈性勢能公式的探究過程和所用方法 培養(yǎng)學生探究知識的欲望和學習興趣 體味彈性勢能在生活中的意義 提高物理在生活中的應用意識 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 學習重點 探究彈性勢能公式的過程和所用方法學習難點推導拉伸彈簧時 用微分思想和積分思想求解拉力所做功的表達式 學習目標 重點難點 新知學習 例題練習 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全