（新课标）高考物理 2.5 探究弹性势能的表达式学案-人教版高三全册物理学案

2.5 探究弹性势能的表达式学习目标核心凝炼1.知道探究弹性势能表达式的方法。1 个概念——弹性势能2 个方法——化变力为恒力、应用 F－x图象求功2.理解弹性势能的概念，会分析决定弹簧弹性势能大小的相关因素。3.体会探究过程中的猜想、分析和转化的方法。4.领悟求弹力做功时，通过细分过程化变力为恒力的思想方法。一、弹性势能[观图助学]上图中的弓、金属圈、弹性杆在发生形变时，都会具有什么形式的能量？1.定义：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。2.弹簧的弹性势能：弹簧的长度为原长时，弹性势能为 0。弹簧被拉长或被压缩时，就具有了弹性势能。二、探究弹性势能的表达式[观图助学](1)同一根弹簧在不同状态下弹性势能一样大吗？弹簧的弹性势能大小与什么因素有关？(2)撑杆跳中的杆在不同状态下弹性势能一样大吗？杆的弹性势能大小与什么因素有关？1.猜想(1)弹性势能与弹簧被拉伸的长度有关，同一个弹簧，拉伸的长度越大，弹簧的弹性势能也越大。(2)弹性势能与弹簧的劲度系数有关，在拉伸长度 l 相同时，劲度系数 k 越大，弹性势能越大。2.探究思想：弹力做功与弹性势能变化的关系同重力做功与重力势能的变化关系相似。3.两种方法计算弹簧弹力的功(1)微元法：把整个过程划分为很多小段，整个过程做的总功等于各段做功的代数和：W 总＝F1Δl1＋F2Δl2＋…＋FnΔ l n。(2)图象法：作出弹力 F 与弹簧伸长量 l 关系的 F－l 图象，则弹力做的功等于F-l 图象与 l 轴所围的面积。[理解概念]判断下列说法是否正确。(1)弹性势能与弹簧的弹性形变量和劲度系数有关。(√)(2)不同弹簧发生相同的形变量时弹力做功相同。(×)(3)弹簧被压缩时，弹性势能为负；弹簧被拉伸时，弹性势能为正。(×)(4)弹力做正功，弹性势能就增大；弹力做负功，弹性势能就减小。(×) 对弹性势能的理解[观察探究]如图 1 所示，某人正在用拉力器锻炼臂力。图 1(1)人不用力时，弹簧不伸长，此时弹簧有弹性势能吗？(2)人拉弹簧时对弹簧做什么功？弹簧的弹性势能怎么变化？(3)在弹簧弹性限度内，人将弹簧拉得越长，克服弹力做功越多吗？弹性势能越大吗？(4)拉力器有 2 条弹簧和有 4 条弹簧，拉伸相同长度，用力一样吗？克服弹力做功相同吗？答案 (1)弹簧不伸长，没有弹性势能。(2)人对弹簧做正功，弹性势能增加。(3)将弹簧拉得越长，克服弹力做功越多，弹性势能越大。(4)用力不一样，克服弹力做功也不相同。[探究归纳]...