弹力做功与弹性势能导学案（选考）一、学习任务1.掌握分析变力做功的方法；2.理解弹力做功与弹性势能的关系；3.掌握应用动能定理及能量守恒分析弹性势能的方法。二、学习准备准备好教材及纸笔三、教学环节怎样求弹力做的功？类比速度-时间图线（画图并分析）拉力所做的功等于图线与横轴所围的面积：221klW拉221-klW弹2P21klE例1：如图所示，弹簧的一端固定,另一端连接一个物块，弹簧质量不计．物块（可视为质点）的质量为m，在水平桌面上沿x轴运动，与桌面间的摩擦忽略不计．以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O，当弹簧的伸长量为x时，物块所受弹簧弹力大小为F=kx，k为常量。(1)有甲乙两位同学画出了F随x变化的示意图，你认为哪位同学的图像更有道理？并说明原因；(2)根据选择的F-x图像求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功；(3)若物块由x1处向右运动到x3处，然后由x3处返回到x2处，在这个过程中，求弹力所做的功。F拉0LlOxx1x2x3例2：如图所示，把质量为m的物体放在竖直放置的弹簧上，并把物体往下按至位置A保持平衡。迅速松手后，弹簧把物体弹起，物体升至最高位置C，途中经过位置B时弹簧正好处于原长位置。已知A、B的高度差h1，B、C的高度差h2，弹簧质量和空气阻力均可忽略，重力加速度为g，取B处所在水平面为零势面。求：(1)物体在C处具有的重力势能；(2)物体在位置A处时弹簧的弹性势能；(3)物体上升过程中获得最大速度时，弹簧的形变量(弹簧劲度系数为k)。例3：如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连）、高度h可调的斜轨道AB组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径r=0.1m，OE长L1=0.2m，AC长L2=0.4m，圆轨道和AE光滑，滑块与AB、OE之间的动摩擦因数μ=0.5。滑块质量m=200g且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力，各部分平滑连接，g=10m/s2。求：（1）滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小；（2）当h=0.1m且游戏成功时，滑块通过圆轨道最高点后经过E点时对圆轨道的压力大小及弹簧系统初始时的弹性势能。
