1、第七章 机械能守恒定律 第五节 探究弹性势能的表达式 人教版必修2弓被拉开时，发生了弹性形变，因而具有势能。手表中的发条上满后，具有很大的势能，发条对外做功带动手表中机械运转。弹性势能弹性势能1、概念发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫做弹性势能。讨论：弹性势能可能跟哪些因素有关？1、弹簧的长度 2、劲度系数 1、弹性势能的表达式可能与哪几个物理量有关？（类比、猜想）2、弹簧的弹性势能与拉力所做的功有什么关系？（类比、进一步建构功能关系思想）二、探究弹性势能的表达式 W外E弹弹性势能 发生弹性形变的物体，在恢复原状时能够对外界做功，因而具有能量，这种能量
2、叫做弹性势能。弹簧的弹性势能跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关，被拉伸或压缩的长度越长，恢复原状时对外做的功就越多，弹簧的弹性势能就越大.弹簧的弹性势能还跟弹簧的劲度系数有关，被拉伸或压缩的长度相同时，劲度系数大的弹簧的弹性势能大。2、弹簧的弹性势能的影响因素：(1)弹簧被压缩或拉伸的形变越大，其弹性势能越大。(2)不同弹簧的劲度系数不同，相同形变的弹性势能也不同。弹簧的弹性势能1、弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为0。3、弹力做功与弹性势能变化的关系 弹力做正功，弹性势能减少；弹力做负功，弹性势能增加。蹦极是一项适宜于青年人的富有刺激的新兴运动。蹦极者先从制高点作自由落体运动，转化为 ；当达到蹦极
3、索的自由长度后，会向 和 转化；当达到蹦极索的最大伸展长度时，弹性势能达到 值。然后继续上下弹数次，完成全过程。弹性势能重力势能动能重力势能动能弹性势能最大1、我们的探究的过程是怎样的？（1）提出问题：弹簧的弹性势能的表达式是怎样的？（2）猜想:弹性势能可能与哪些因素有关？（3）弹性势能与做功有什么关系？（4）怎样计算拉力的功？（5）得出探究结果2、探究方法猜想与假设.类比.迁移.微元.图象.数学推理等,这些都是科学探究的一般研究方法 在本节课的探究活动中，采用类比研究方法的地方主要有：研究弹性势能的出发点，将重力势能与弹性势能类比。讨论重力势能从分析重力做功入手，讨论弹性势能则从分析弹力做功
4、入手。弹性势能表达式中相关物理量的猜测，将重力势能与弹性势能、重力与弹力类比。重力势能与物体被举起的高度有关，所以弹性势能很可能与弹簧被拉伸的长度有关。弹力与重力的变化规律不一样，弹性势能与重力势能的表达式很可能也不一样。类比，就是将同类型的事物或问题进行对比，从中找出规律性的东西。类比的方法，是物理学中一种重要的研究方法。计算拉力所做的功，与计算匀变速直线运动的位移类比。计算匀变速直线运动的位移时，将位移分成很多小段，每一小段的速度可近似认为相等，物体在整个过程中的位移等于各小段位移之和。计算拉力所做的功，可将弹簧的形变过程分成很多小段，每一小段的拉力可近似认为是不变的，拉力在整个过程中的功
5、等于各小段功之和。计算各小段功的求和式，将由v t图象求位移与由 Fl图象求功类比。v t图象下的相关面积表示位移，Fl图象下的相关面积则表示功。课堂练习 1、关于重力做功和物体的重力势能，下列说法正确的是：()A、当重力对物体做正功时，物体的重力势能一定减少；B、物体克服重力做功时，物体的重力势能一定增加；C、地球上任何一个物体的重力势能都有一个确定值；D、重力做功的多少与参考平面的选取无关。ABD 2、物体在运动过程中，克服重力做功为50J，则：()A、重力做功为50J；B、物体的重力势能一定增加了50J；C、物体的重力势能一定减少50J；D、重力做了50J的负功。BD3、一人托20N的物体先竖直向下移动0.5m，接着水平移动1m。这过程中，重力做功为 J，物体的重力势能减少量为 J。10104、在排球比赛中，某运动员用400N的力把质量为270g的排球从2.8m的高度扣向对方的场地中，在球被扣到落地过程中，排球的重力势能变化了多少？（g取10m/s2）解：选地面为参考平面，则h2.8m EPmgh0.27102.8J7.56J 答：势能减少了7.56J。研究重力势能问题的步骤：1、选取研究对象；2、选择参考平面；3、确定物体初末位置相对参考平面的高度；4、利用重力做功合重力势能改变的关系。