高中物理《探究弹性势能的表达式》的教案

时间:2023-05-05 03:16:40 物理教案 我要投稿
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高中物理《探究弹性势能的表达式》的教案

  一、预习目标

高中物理《探究弹性势能的表达式》的教案

  预习“探究弹性势能的表达式”,初步了解弹性势能特点及其决定因素,变力功的计算方法。

  二、预习内容

  1.弹性势能的定义:________________________

  2.____________________________________叫重力势能。重力势能的表达式是________,当物体的质量一定时,重力势能与 _________成正比。

  重力做功的特点_______________________________________________________________

  3.在弹性限度内,弹簧所受到的弹力跟_________成正比。用公式表示则为F=__________

  4.弹力与重力的变化规律不同表现在哪方面?______________________

  5.教材中弹性势能与弹力的功有什么关系?与拉力的功呢?

  三、提出疑惑

  同学们,通过你的自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面的表格中

  疑惑点 疑惑内容

  课内探究学案

  一、学习目标

  1.理解弹性势能的概念和物理意义。

  2.学习计算变力做功的思想方法。

  3.理解弹力的功与弹性势能变化的关系。

  4.知道弹性势能具有相对性

  二、学习重难点:

  解决弹簧拉力做功时如何想到用过的分割、求和、逼近的微积分方法。

  三、学习过程

  探究一:弹性势能与哪些因素有关?

  1.我们学过的重力势能与哪些因素有关,什么关系?

  2.重力势能中的高度是如何确定的?

  3.你能不能给弹性势能下定义?

  定义:发生_______形变的物体的各部分之间,由于 的相互作用,也具有势能,这种势能叫做弹性势能。

  4.弹簧被拉长时的弹性势能的探究:弹性势能可能与哪几个物理量有关?

  阅读教材、小组商量进行猜测,可能与 有关。

  5.重力势能 物体被举起的高度 ,弹性势能是不是与弹簧被拉伸的长度 成正比?

  答: ____________________

  探究二:推导弹性势能的表达式

  1.我们怎样得到了重力势能的表达式?

  2.我们能否借鉴同样的思路,来分析弹力做功的情况呢?

  3.弹簧的弹性势能与弹力做功有什么关系?

  被压缩的弹簧弹出物体,弹簧对物体做功,物体的 能增加,弹簧的 减少

  4.怎样计算弹力做功?

  思路点拨:设计一个缓慢的拉伸过程,整个过程中拉力始终等于弹力,这样,就可以用拉力的功来替代弹力的功(替代法)。

  问:缓慢拉弹簧过程中,每经相等的位移,拉力做的功都相等吗? ,

  经相等的位移做的功是如何变化的?

  5.我们如何解决这样一个变力做功的问题呢?

  6.能不能用图象来表示弹力做的功?(提示:以弹力F为纵坐标,以位移X为横坐标,在图象上标出每一小段拉力做的功)

  提示:在必修1中,为了导出匀变速直线运动的位移公式,针对变速求位移我们曾经用过一种办法……是什么办法?怎样用的?

  师问:我们能不能采用与求位移类似的方法处理呢?

  7.由图象可得出拉力做功是____________,弹性势能的表达式是Ep=___________

  8.你认为弹簧弹性势能为零的位置在哪里?这个位置可以随意规定吗?

  四、反思总结

  1.什么是弹性势能?

  2.弹簧弹性势能的大小与什么因素有关?

  3.弹簧弹性势能与拉力做功有什么关系?

  4.弹簧弹性势能的表达式是怎样的?

  (四)当堂检测

  1.关于弹性势能,以以下说法正确的是 ( )

  A.任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能

  B.物体只要发生形变,就一定具有弹性势能

  C.外力对弹性物体做功,物体的弹性势能就发生变化

  D.弹簧的弹性势能只由弹簧的形变量决定

  2.关于弹力做功与弹性势能的说法正确的是 ( )

  A.弹力对物体所做的功等于物体所具有的弹性势能.

  B.物体克服弹力所做的功等于物体所具有的弹性势能.

  C. 弹力对物体所做的功等于物体弹性势能的减少.

  D. 物体克服弹力所做的功等于物体弹性势能的增加.

  3.别弹性势能的表达式与以下那些量有关 ( )

  A.弹簧的长度. B.弹簧伸长的长度或缩短的长度.

  C.弹簧的劲度系数. D.弹簧的质量.

  4.当弹簧的弹性势能,下列说法中正确的是:( )

  A. 当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大

  B. 当弹簧变短时,它的弹性势能一定减小

  C. 若选弹簧自然长度时的势能为0,则其他长度的势能均为正值

  D. 若选弹簧自然长度的势能为0,则伸长时弹性势能为正值,压缩时弹性势能为负值

  课后练习与提高

  1.下列现象中,物体的动能转化为弹性势能的是 ( )

  A.秋千在最高处荡向最低处 B.张开的弓把箭水平射出去

  C.骑自行车匀速驶上斜坡 D.跳水运动员从跳板上跳起

  2.一物体在竖直弹簧的上方h米处下落,然后又被弹簧弹回,则物体动能最大时是( )

  A.物体刚接触弹簧时 B.物体将弹簧压缩至最短时

  C.物体重力与弹力相等时 D.弹簧等于原长时

  3.如图所示,一个物体以速度v0冲向竖直墙壁,墙壁和物体间的弹簧被物体压缩,在此过程中以下说法正确的是 ( )

  A.物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比

  B.物体向墙壁运动相同的位移,弹力做的功不相等

  C.弹力做正功,弹簧的弹性势能减小

  D.弹簧的弹力做负功,弹性势能增加

  4. 如图所示,质量不计的弹簧一端固定在地面上,弹簧竖直放置.将一小球从距弹簧自由端高度分别为h1、h2的地方先后由静止释放,h1>h2 ,小球落到弹簧后向下运动压缩弹簧.从开始释放小球到获得最大速度的过程中,小球重力势能的变化量ΔEp1与ΔEp2的关系是ΔEp1 ΔEp2 ,弹簧弹性势能的增加量ΔEp1,与ΔEp2,的关系是ΔEp1, ΔEp2, (填“>”、“<”或“=”).

  5.如图所示,一根弹簧一固定在墙上,另一端与物体接触但不连接,物体与地面间的动摩擦因素为μ,物体的质量为m.现用力推物体m使之压缩弹簧,放手后物体在弹力作用下沿地面运动距离x而停止(物体已与弹簧分离),弹簧被压缩后具有的弹性势能为多大?

  6.如果取弹簧伸长Δx时的弹性势能为0,则下列说法中正确的

  是 ( )

  A.弹簧处于原长时,弹簧的弹性势能为正值

  B.弹簧处于原长时,弹簧的弹性势能为负值

  C.当弹簧的压缩量为Δx时,弹性势能的值为0

  D.只要弹簧被压缩,弹性势能的值都为负值

  7.如图所示,在光滑水平面上有A、B两球,中间连一弹簧,A球固定,今用手拿住B球将弹簧压缩一定距离,然后释放B球,在B球向右运动到最大距离的过程中,B球的加速度将 ,B球的速度将 ,弹簧的弹性势能将 .

  课后练习答案:1.A 2.C 3.BC 4.C

  答案:1.BD 2.C 3.BD 4. > = 5. μmgx 6.BC 7.先变小后变大 先变大后变小 先减小后变大

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