2022-2023年高考物理一轮复习 探究弹性势能的表达式 (2)

1．定义发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有的相互作用而具有的能.2．决定弹性势能大小相关因素的猜想(1)猜想依据：弹性势能和重力势能同属,重力势能大小与物体的和有关,弹簧弹力与其和有关.弹力势能重力高度劲度系数形变量\n(2)猜想结论：弹性势能与弹簧的和有关,在弹簧的形变量l相同时,弹簧的劲度系数k越大,弹簧的弹性势能.在弹簧劲度系数k相同时,弹簧形变量越大,弹簧弹性势能.劲度系数k形变量l越大越大\n3．弹性势能(变化)大小探究(1)弹力做功特点：随弹簧的变化而变化,还因的不同而不同.(2)弹力做功与弹性势能的关系：弹力做正功时,弹性势能,减少的弹性势能弹力做的功；弹力做负功时,弹性势能,增加的弹性势能克服弹力做的功.形变量弹簧减少等于增加等于\n1．弹性势能的产生原因(1)物体发生了弹性形变.(2)各部分间的弹力作用.2．弹性势能的影响因素(1)弹簧的形变量x.(2)弹簧的劲度系数k.\n3．弹性势能的大小(1)如图7－5－1所示,弹簧的劲度系数为k,左端固定,不加外力时,右端在A处,今用力F缓慢向右拉弹簧,使弹簧伸长到B处,若规定弹簧自由长度的弹性势能为零,则手克服弹簧弹力所做的功,等于弹簧的弹性势能.图7－5－1\n图7－5－2\n4．弹性势能的相对性(1)对于弹簧,我们可以规定其自由长度时的势能为零势能,把弹簧从零势能位置拉至某一位置的过程中,克服弹力所做的功就等于弹簧的弹性势能.(2)弹簧在某一位置时的弹性势能是与零势能位置的选取有关的,即弹簧的弹性势能具有相对性,但弹性势能的变化与零势能位置的选取无关.\n\n1．弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关()A．弹簧的长度B．弹簧的劲度系数C．弹簧的形变量D．弹簧的原长答案：BC\n(1)如图7－5－3所示,O为弹簧的原长位置.①物体由O向A运动(压缩)或者由O向A′运动(伸长)时,弹力做负功,弹性势能增大,其他形式能转化为弹性势能.②物体由A向O运动,或者由A′向O运动时,弹力做正功,弹性势能减小,弹性势能转化为其他形式的能.③弹力做功与弹性势能变化的关系可表示为W＝－ΔEp.图7－5－3\n(2)弹性势能与重力势能的比较：\n物理量比较内容弹性势能重力势能系统性弹性势能是弹簧本身具有的能量重力势能是物体与地球这一系统所共有的功能关系弹性势能的变化等于克服弹力所做的功重力势能的变化等于克服重力所做的功联系两种势能分别以弹力、重力的存在为前提,又由物体的相对位置来决定.同属机械能的范畴,在一定条件下可相互转化\n\n2.如图7－5－4所示,在光滑水平地面上有一物体,它的左端连一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F的作用下物体处于静止状态,当撤去F后,物体将向右运动.在物体向右运动的过程中,下列说法正确的是()A．弹簧的弹性势能逐渐减小B．弹簧的弹性势能逐渐增大C．弹簧的弹性势能先增大后减小D．弹簧的弹性势能先减小后增大图7－5－4\n解析：由物体处于静止状态可知,弹簧处于压缩状态,撤去F后物体在向右运动的过程中,弹簧的弹力对物体先做正功后做负功,故弹簧的弹性势能应先减小后增大.答案：D\n[例1]关于弹性势能,下列说法中正确的是()A．只有弹簧发生弹性形变时才具有弹性势能,其他物体发生弹性形变时是不会有弹性势能的B．弹簧伸长时有弹性势能,压缩时没有弹性势能C．在弹性限度范围内,同一个弹簧形变量越大,弹性势能就越大D．火车车厢底下的弹簧比自行车座底下的弹簧硬,则将它们压缩相同的长度时,火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能小\n[思路点拨]解答本题时应把握以下两点：(1)所有发生弹性形变的物体都具有弹性势能.(2)弹性势能的大小与劲度系数和形变量两个因素有关.\n[答案]C\n[借题发挥](1)提到弹性势能,不要仅仅想到弹簧的弹性势能,实际上所有发生弹性形变的物体都具有弹性势能.(2)弹性势能的大小与劲度系数和形变量两个因素有关.\n关于弹性势能,下列说法中正确的是()A．任何发生弹性形变的物体,都具有弹性势能B．任何具有弹性势能的物体,一定发生了弹性形变C．物体只要发生形变,就一定具有弹性势能D．弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关解析：任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能,任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变,A、B正确；物体发生形变,若非弹性形变,则物体不具有弹性势能,C错；弹簧的弹性势能除了跟形变量有关,还跟弹簧的劲度系数有关,D错.答案：AB\n图7－5－5\n\n[答案]增大20J2J\n\n在上例中,若弹簧的质量为1kg,其他条件不变,求物体重力势能的变化量和弹性势能的大小.答案：增大15J2J