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1、探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式
課題:7.5 探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.知道探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的方法.
2.理解彈性勢(shì)能的概念,會(huì)分析決定彈簧彈性勢(shì)能大小的相關(guān)因素.
3.體會(huì)探究過(guò)程中的猜想、分析和轉(zhuǎn)化的方法.
4.領(lǐng)悟求彈力做功時(shí),通過(guò)細(xì)分過(guò)程化變力為恒力的思想方法.
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
1.讓學(xué)生體驗(yàn)探究的過(guò)程,體驗(yàn)知識(shí)遷移、類比的推理方法.
2.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)流程】
■問(wèn)題引導(dǎo)(自主學(xué)習(xí))
閱讀教材內(nèi)容,完成下列問(wèn)題,
1.什么是彈性勢(shì)能?
彈性勢(shì)能與哪個(gè)力做功有關(guān)?
3
2、.分析決定彈簧彈性勢(shì)能大小的因素.
彈力做的功能不能直接用公式W=FL計(jì)算?為什么?
5.找出彈力做功的計(jì)算方法,用心體會(huì)你用到的思想方法.
6.根據(jù)功和能的關(guān)系,如何得到彈性勢(shì)能的表達(dá)式?
■誘思討論(合作學(xué)習(xí))
例1.關(guān)于彈性勢(shì)能,下列說(shuō)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、物體只要發(fā)生形變,就一定具有彈性勢(shì)能
C、外力對(duì)彈性物體做功,物體的彈性勢(shì)能就發(fā)生變化
D、發(fā)生彈性形變的物體,在它們恢復(fù)原狀時(shí)都能對(duì)外界做功
例2.質(zhì)量為m的物體(視為
3、質(zhì)點(diǎn))放在水平地面上,物體上要裝著一根長(zhǎng)為l0,勁度系數(shù)為k的輕彈簧,現(xiàn)用手拉著彈簧的上端P緩慢上提,如圖所示,直到物體離開(kāi)地面一段距離。已知在這一過(guò)程中,P點(diǎn)的位移是h,則物體重力勢(shì)能的增加量是多少?彈簧的彈性勢(shì)能增加量為多大?
■重點(diǎn)點(diǎn)撥(方法學(xué)習(xí))
■及時(shí)訓(xùn)練(鞏固學(xué)習(xí))
1、關(guān)于彈性勢(shì)能下列說(shuō)法中正確的是( )
A、發(fā)生形變的物體都具有彈性勢(shì)能
B、彈性勢(shì)能是一個(gè)標(biāo)量
C、彈性勢(shì)能的單位是焦耳(在國(guó)際單位制中)
D、彈性勢(shì)能是狀態(tài)量
2.關(guān)于彈力做功與彈性勢(shì)能
4、的關(guān)系,我們?cè)谶M(jìn)行猜想時(shí),可以參考對(duì)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系的討論.下面的猜想有道理的是( )
A.彈力做功將引起彈性勢(shì)能的變化,當(dāng)彈力做正功時(shí),彈性勢(shì)能將增加.
B.彈力做功將引起彈性勢(shì)能的變化,當(dāng)彈力做正功時(shí),彈性勢(shì)能將減少.
C.彈力做功將引起彈性勢(shì)能的變化,當(dāng)彈力做負(fù)功時(shí),彈性勢(shì)能將減少.
D.彈力做功將引起彈性勢(shì)能的變化,當(dāng)彈力做負(fù)功時(shí),彈性勢(shì)能將增加.
3、如圖所示,在光滑水平面上有一物體,它的左端連一彈簧,彈簧的另一端固定在墻上,在力F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)撤去F后,物體將向右運(yùn)動(dòng),在物體向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是( )
A、彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減
5、少
B、彈簧的彈性勢(shì)能逐漸增加
C、彈簧的彈性勢(shì)能先增加再減少
D、彈簧的彈性勢(shì)能先減少再增加
4、上題中,在彈簧向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,彈簧彈力對(duì)物體的做功情況,下列說(shuō)法正確的是( )
彈簧對(duì)物體做正功
B.彈簧對(duì)物體做負(fù)功
C.彈簧先對(duì)物體做正功,后對(duì)物體做負(fù)功
D.彈簧先對(duì)物體做負(fù)功,后對(duì)物體做正功
5、計(jì)算變力不能直接把數(shù)據(jù)代入公式W=Flcosα計(jì)算功,此時(shí)可以用“微元法”來(lái)計(jì)算,如圖所示為用力緩慢拉升彈簧時(shí),拉力與彈簧升長(zhǎng)量之間的關(guān)系圖像,試推證將彈簧從自由長(zhǎng)度到拉升長(zhǎng)度為x的過(guò)程中,拉力做的功等于kx2/2,彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能也為kx2/2。(設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k
6、)
6、下列關(guān)于彈簧的彈力和彈性勢(shì)能的說(shuō)法正確的是( )
A、彈力與彈簧的形變量成正比,彈性勢(shì)能與彈簧的形變量成正比
B、彈力與彈簧的形變量的平方成正比,彈性勢(shì)能與彈簧的形變量成正比
C、彈力與彈簧的形變量成正比,彈性勢(shì)能與彈簧的形變量的平方成正比。
D、彈力與彈簧的形變量的平方成正比,彈性勢(shì)能與彈簧的形變量的平方成正比
7、如圖所示為一根彈簧彈力F與形變量x的關(guān)系圖線:
(1)確定彈簧的勁度系數(shù);
(2)將此彈簧從原長(zhǎng)拉伸6cm時(shí),彈性勢(shì)能為多的大?
(3)將此彈簧壓縮4cm時(shí),彈性勢(shì)能為多大?
■課堂小結(jié) 備注(教師二次備課欄及學(xué)生筆記欄)
教學(xué)反思(教師教后反思,學(xué)生課后復(fù)習(xí)心得)