1、第七章 机械能守恒定律5 探究弹性势能的表达式一、问题引入1. 撑杆跳高运动员在上升过程中,都有哪些能量发生了相互转化?拉弓射箭时,都有哪些能量发生了相互转化?2. 看到的撑杆、弓、拉力器以及弹弓都有什么共同特征?3. 猜想:弹性势能的大小与哪些因素有关?4. 为什么物体由于形变具有的能量叫弹性势能而不是弹性能呢?5. 什么是势能 ? 为什么我们可以引入重力势能这个概念?类比(1)重力做功与重力势能变化的关系 (2)弹簧弹力做功与弹性势能变化的关系W1 W2 W3 W1 W2 小球由 A 到,重力做 功,重力势能 。 物块由到,弹力做 功,弹性势能 。小球由到 A,重力做 功,重力势能 。 物
2、块由到,弹力做 功,弹性势能 。分析三种运动可知:重力做功与路径 , 分析两种运动可知:弹力做功与路径 ,只与物体初末位置的高度差有关。 只与弹簧初末位置有关。弹性势能: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而具有的势能。二、探究弹性势能的表达式(弹力做功)1、已知弹簧劲度系数为 k ,自由长度为 O 位置,拉伸至 A 位置时伸长量为 x,求松手后小物块由 A 位置返回至 O 位置过程中,弹簧弹力对小物块所做的功?思考: 可以直接运用功的计算公式,求弹簧弹力做功吗? 求变力做功都有哪些方法?(提示:分段求和法 、 F-x 图像法)2、已知弹簧劲度系数为 k , 自由长度为 O 位置,拉伸至 A 位置时伸长量为 xA , 拉伸至任意的位置 B 时伸长量为 xB ,求松手后小物块由 A 位置返回至 B 位置过程中,弹簧弹力对小物块所做的功?O AxxBxA总结归纳: W = - Ep = -(E p 末 - Ep 初 )= E p 初 - Ep 末 = 选取弹簧自由长度时,弹性势能 Ep = 0,则弹性势能的表达式为