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弹性势能

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弹性势能的表达式

弹性势能

弹性势能的表达式在高考物理中并不做要求,但是我们最好知道这个表达式:E弹=1/2*k△x^2;

如果你学过微积分,那么最好用微积分推导一下。如果你还没有过微积分,我们可以用这样的方法来简单推导。

我们知道,功=力X距离。弹力所做的功,等于弹性势能的改变量。(这一点与重力势能类似)

见下图,在力和距离的图象中,直线所围成的面积就是做的功的大小。弹性力和距离的轴围成的图形是三角形,那么就是三角形的面积公式:

在数值上有:

W=S面积=E弹=1/2k△x*△x=1/2*k△x^2;

弹簧的弹性势能

弹性势能是什么?

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,也具有势能,这种势能叫做弹性势能(elastic potential energy)。

同一弹性物体在一定范围内形变越大,具有的弹性势能就越多,反之,则越小。

劲度系数k越大,发生同样的形变量,物体所具有的的E弹值也就越大。

弹性势能是机械能的一部分

机械能是三种形式能量之和,包括:动能、重力势能与弹性势能。机械能守恒定律的前提条件是只有重力或弹力做功,当只有弹力做功时,发生的只是弹性势能与动能的互换,总的能量是保持不变的。

弹性势能补充

势能的单位与功的单位是一致的。确定弹力势能的大小需选取零势能的状态,一般选取弹簧未发生任何形变,而处于自由状态的情况下其弹力势能为零。弹力对物体做功等于弹力势能增量的负值。

即弹力所做的功只与弹簧在起始状态和结束状态的伸长量有关,而与弹簧形变过程无关。

弹性势能是以弹力的存在为前提,所以弹性势能是发生弹性形变,各部分之间有弹性力作用的物体所具有的。如果两物体相互作用都发生形变,那么每一物体都有弹性势能,总弹性势能为二者之和。

参考文献

重力势能http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/480393.html

机械能守恒定律http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/43172.html

 

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