高中物理必修二 7.5 探究弹性势能的表达式
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新课标物理学讲义----力学 第七章 机械能守恒定律 1 第五节 探究弹性势能的表达式
一、探究弹性势能的表达式
1、弹性势能:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于弹力的相互作用而具有的势能。
2、猜想相关量:k 、x
3、步骤:(弹簧弹力做功与弹簧伸长量之间的关系)
①结论:弹簧弹力做正功,弹性势能减小;弹簧弹力做负功,弹性势能增大。
②弹簧弹力做功等于弹性势能变化的负值。
p F E W ∆-=
③研究弹簧弹力做功
4、弹力做功分析:
面积法(平均作用力法):
()()()()()
222212212111221x x k x x kx kx W x x F F W F F --=-+-==-+-= ()12212221222
1212P P P E E kx kx x x k W E -=-=-=-=∆ 5、结论:22
1kx E P = 二、弹性势能
1、表达式:22
1kx E P = 2、理解:
①弹簧的弹性势能只与k 、x 有关,与研究对象的运动情况等都无关。
②弹性势能为一状态量,即某时刻发生形变量时弹簧具有的能量。
③弹性势能为相对量,表达式选取的势能零点为原长。
(一般与原长为势能零点) ④弹性势能为标量,如果取原长为势能零点,则弹性势能具有非负性。
⑤同一根弹簧,拉伸或压缩同样的形变量,弹性势能相同。
⑥使用范围:弹簧。
无特殊说明橡皮筋也适用。
⑦弹性势能具有系统性,即它是发生弹性形变的物体各部分由于弹力而共同具有的能量。
3、小球在弹簧弹力作用下的做功能量分析:
O →A
A →O
O →B
B →O。