5556实验探究弹性势能表达式课件.pptx

1、5 探究弹性势能的表达式知识复习：知识复习：1 1、势能和动能。、势能和动能。2 2、形变和弹性形变、形变和弹性形变 3 3、重力做功与重力势能变化的关系。、重力做功与重力势能变化的关系。势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量。动能：物体由于运动而具有的能量。动能：物体由于运动而具有的能量。形变：物体在力的作用下形状或体积发生改变的现象形变：物体在力的作用下形状或体积发生改变的现象 弹性形变：物体在形变后能够自动恢复原状的形变弹性形变：物体在形变后能够自动恢复原状的形变重力做正功，重力势能减少；重力做正功，重力势能减少；重力做负功，重力热能增加。

2、重力做负功，重力热能增加。WGEp1Ep2Ep -3-根据演示及视频思考以下问题：根据演示及视频思考以下问题： 1 1、看到的弹簧、弓、撑杆都有什么共同特征？、看到的弹簧、弓、撑杆都有什么共同特征？ 2 2、为什么能说它们具有能量呢？这是什么能量呢？、为什么能说它们具有能量呢？这是什么能量呢？弹性势能：弹性势能： 发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有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叫弹力的相互作用而具有的势能叫弹性势能弹性势能一、问题引入-4-二、探究弹簧的弹性势能表达式 提出问题提出问题1 1： 猜想：弹性势能的大小可能与哪些因素有关？猜想：弹性势能的大小可

3、能与哪些因素有关？（提示：可以类比重力势能的影响因素）（提示：可以类比重力势能的影响因素） 试设计实验进行验证试设计实验进行验证 实验验证：准备两个劲度系数不同的弹簧和一个小实验验证：准备两个劲度系数不同的弹簧和一个小车，请同学们讨论并设计方案来验证猜想。车，请同学们讨论并设计方案来验证猜想。-5-二、探究弹簧的弹性势能表达式二、探究弹簧的弹性势能表达式 讨论并回答以下问题：1.弹性势能与弹力做功的关系是怎样的？2.弹性势能与拉力做功的关系是怎样的？3.匀变速直线运动求位移的表达式如何得出的？涉及到什么数学思想？ 弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增大拉力做正功，弹性势能增大；拉力

4、做负功，弹性势能减小微分思想、积分思想由此类推，即探究弹簧拉由此类推，即探究弹簧拉力做功表达式力做功表达式 和式和式和式和式 三、弹性势能与弹力做功关系表达式 BDC-16-小结： 我们现在已经得到了弹性势能的表达式，回顾本节内容：我们现在已经得到了弹性势能的表达式，回顾本节内容：（1）我们的探究过程是怎样的？）我们的探究过程是怎样的？（2）在探究中我们用了哪些方法？）在探究中我们用了哪些方法？重力势能重力势能弹性势能弹性势能重重 力力 做做 功功弹簧弹力做功弹簧弹力做功动动 能能？7.6 探究功与物体速度变化的关系探究功与物体速度变化的关系7.6探究功与物体速度变化的关系探究功与物体速度变化

5、的关系 木板、小车、橡皮筋木板、小车、橡皮筋(若干）、打点若干）、打点计时器、电源、纸带、钉子计时器、电源、纸带、钉子2枚枚一、探究的器材一、探究的器材:二、探二、探 究的究的 思思 路路1、测量橡皮筋对小车做的功、测量橡皮筋对小车做的功W2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v3、数据处理，寻找、数据处理，寻找W与与v的关系的关系实验实验视频视频三、探究的技巧三、探究的技巧1、测量橡皮筋对小车做的功、测量橡皮筋对小车做的功W 问题问题a：橡皮筋对小车做的功如何测量？：橡皮筋对小车做的功如何测量？ F为变力，做的功很难测量。为变力，做的功很难测量。 问题

6、问题b：探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？：探究过程中，我们是否需要测出橡皮筋做功的具体数值？ 措施：措施： 设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为设法让橡皮筋每次对小车做的功分别为W、2W、3W 问题问题c：每次实验中橡皮筋和橡皮筋拉伸的长度有什么要求？：每次实验中橡皮筋和橡皮筋拉伸的长度有什么要求？ 不需要不需要相同相同注意：注意： 小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？小车在木板上运动时会受到阻力，可以采用什么方法进行补偿？ 使木板稍微倾斜，用重力的分力（下滑力）来平衡小车运动使木板稍微倾斜，用重力的分力（下滑力）来平衡小车运动过程中受到的阻力。（平衡摩擦力

7、）过程中受到的阻力。（平衡摩擦力） 2、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度、测量由于橡皮筋做功而使小车获得的速度v 问题问题a：如何测量小车的速度？：如何测量小车的速度？ 利用打点计时器打出的纸带利用打点计时器打出的纸带 问题问题b：纸带上打出的点并不都是均匀的，应该采用那些点来计：纸带上打出的点并不都是均匀的，应该采用那些点来计 算小车的速度？为什么？算小车的速度？为什么？ 取点迹清晰且间距均匀的部分，即选小车匀速运动的时候取点迹清晰且间距均匀的部分，即选小车匀速运动的时候 例例: 为研究功与物体速度变化的关系，在某次实验中某同学得到为研究功与物体速度变化的关系，在某次实验中某同学得到了如

8、图所示的一条纸带了如图所示的一条纸带,（1）应选哪些点间距进行测量？）应选哪些点间距进行测量？（2）怎样根据测得的数据进行确定小车的速度？）怎样根据测得的数据进行确定小车的速度？ . . . . . . . . . . . A B C D E F G （1）选用）选用DG段段 （2）V=LDG / tDG 3、数据处理，寻找、数据处理，寻找W与与v的关系的关系 问题：如何找到功与速度的关系？问题：如何找到功与速度的关系？ 方法一：计算法方法一：计算法 方法二：图像法方法二：图像法 比较麻烦比较麻烦简便直观，可以减少偶然误差简便直观，可以减少偶然误差1.画画Wv图像图像2.画画Wv2图像图像参考

9、实验步骤参考实验步骤1、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力、按图装好实验器材，把木板稍微倾斜，平衡阻力2、先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置，理好纸带，接通、先用一条橡皮筋做实验，把橡皮筋拉长到一定的位置，理好纸带，接通电源，释放小车。电源，释放小车。3、换用纸带，改用、换用纸带，改用2条、条、3条条同样的橡皮筋进行实验，同样的橡皮筋进行实验，保持每次实验中保持每次实验中橡皮筋拉长的长度相同橡皮筋拉长的长度相同。4 4、由纸带算出小车获得的速度，把小车第一次获得的功计为、由纸带算出小车获得的速度，把小车第一次获得的功计为W W，第，第2 2次，第次，第3 3次次计为计为2W

10、2W，3W 3W 5 5、对测量数据进行估算，大致判断两个量可能的关系，然后以、对测量数据进行估算，大致判断两个量可能的关系，然后以W W为纵坐标，为纵坐标，v v，v v2 2（或其它）为横坐标作图。（或其它）为横坐标作图。 弹力对小车做的功与速度的平方成正比弹力对小车做的功与速度的平方成正比 即：即：W v2注：注：这里的弹力就是物体受到的合外力这里的弹力就是物体受到的合外力，因为小车因为小车从静止开始运动，初速度为零，末速度就是小车从静止开始运动，初速度为零，末速度就是小车速度的变化。速度的变化。 拓展：如果小车的初速度不为零，功与速度之间拓展：如果小车的初速度不为零，功与速度之间应该有

11、什么样的关系？应该有什么样的关系？思考，你能否根据牛顿第二定律和运动学公思考，你能否根据牛顿第二定律和运动学公式式理论探究理论探究功与速度的关系？功与速度的关系？四、四、结论：结论：理论探究：理论探究： 设物体的质量为设物体的质量为m m，静止在水平面上，在与运动方，静止在水平面上，在与运动方向相同的恒力向相同的恒力F F的作用下发生一段位移的作用下发生一段位移l,l,速度为速度为v,v,试推试推导力导力F F做功与速度做功与速度v v的关系。的关系。根据牛顿第二定律：F=ma由运动学公式：v2-0=2al把F、l的表达式代入W=Fl，可得F做的功 w= mv2 /2由此可见，力由此可见，力F做的功与做的功与v2成正比，即：成正比，即：W v2小结：小结：1、探究实验的一般思路是什么？、探究实验的一般思路是什么？2、如何测量功与速度？、如何测量功与速度？3、如何减小误差？、如何减小误差？4、如何处理数据？、如何处理数据？5、实验结论、实验结论