2018-2019学年高中物理人教版必修二 第七章 5 探究弹性势能的表达式
2018-2019学年高中物理人教版必修二 第七章 5 探究弹性势能的表达式第2页

(6)弹力做正功,弹性势能就增大;弹力做负功,弹性势能就减小.( × )

一、探究弹性势能的表达式

1.如图1所示,在光滑水平面上用物块向左压缩弹簧一定距离后,把物块静止释放,我们多做几次实验发现,同一根弹簧,压缩的长度越大,物体被弹开的速度越大.不同弹簧,在压缩量相同时,劲度系数越大,物体被弹开的速度越大.

图1

(1)由此我们猜测,弹簧的弹性势能可能与哪些因素有关?

(2)我们在研究重力势能的时候,是从分析重力做功入手的,由此你得到什么启发?

答案 (1)与劲度系数和形变量有关

(2)可以通过探究弹力做功来研究弹性势能.

2.如图2所示,弹簧处于原长时,其右端位于A点.现将弹簧由A点缓慢拉到B点,使其伸长Δl(仍处于弹性限度内):

图2

(1)在从A拉到B的过程中弹簧的弹性势能如何变化?弹性势能与拉力做的功有什么关系?

(2)拉力F是恒力吗?怎样计算拉力的功?

(3)作出F-Δl图象并类比v-t图象中面积的含义,思考F-Δl图象中"面积"有何物理意义?当Δl=x时,其表达式是怎样的?

答案 (1)弹簧的弹性势能变大.拉力做的功越多,弹簧储存的弹性势能越大且拉力做的功等于弹簧的弹性势能.

(2)拉力F不是恒力,故不能用W=FΔl计算拉力的功.若将从A到B的过程分成很多小段Δl1、Δl2、Δl3...,在各个小段上拉力可近似认为是不变的.各小段上拉力做的功分别是F1Δl1、F2Δl2、F3Δl3...,拉力在整个过程中做的功W=F1Δl1+F2Δl2+F3Δl3+....