課程內(nèi)容:
《探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式》
一、彈性勢(shì)能
【問題1】物體可以具有動(dòng)能、重力勢(shì)能,一個(gè)物體在什么情況下具有彈性勢(shì)能?
什么叫彈性勢(shì)能?
發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間,由于有彈力的相互作用,也具有勢(shì)能,這種勢(shì)能叫做彈性勢(shì)能。
【問題2】重力勢(shì)能與重力做功有關(guān),彈性勢(shì)能與什么力做功有關(guān)呢?
二、探究彈性勢(shì)能的大小
【問題3】彈性勢(shì)能的大小可能與哪些因素有關(guān)?
猜想:彈性勢(shì)能的大小可能與形變有關(guān)。
【問題4】重力勢(shì)能與彈性勢(shì)能有類似的特點(diǎn),重力做功與重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系是什么?你認(rèn)為彈力做功與彈性勢(shì)能變化之間應(yīng)該有什么關(guān)系?
【問題6】你現(xiàn)在知道怎樣求拉力所做的功嗎?計(jì)算的結(jié)果是多少?
【問題】彈性勢(shì)能也有相對(duì)性嗎?在上面的探究過程中,我們規(guī)定彈簧處于自然狀態(tài)下,也就是既不伸長(zhǎng)也不縮短的勢(shì)能為零勢(shì)能,能不能規(guī)定彈簧某一任意長(zhǎng)度時(shí)的勢(shì)能為零勢(shì)能?
例1.關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能,下列說法正確的是( )
A.當(dāng)彈簧變長(zhǎng)時(shí),它的彈性勢(shì)能一定增大
B.當(dāng)彈簧變短時(shí),它的彈性勢(shì)能一定減小
C.在拉伸長(zhǎng)度相同時(shí),k越大的彈簧,它的彈性勢(shì)能越大
D.彈簧在拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能
例2.在水平地面上放一個(gè)豎直輕彈簧,彈簧上端與一個(gè)質(zhì)量為2.0Kg的木塊相連,若在木塊上再作用一個(gè)豎直向下的力F,使木塊緩慢向下移動(dòng)0.10m,力F做功2.5J。此時(shí)木塊再次處于平衡狀態(tài),力F的大小為50N,求:
(1)在木塊下移0.10m的過程中彈性勢(shì)能的增加量;
(2)彈簧的勁度系數(shù)。