高中定量 · 初中直观拓展 · 力学 · 弹性势能
多压一倍,能量会多一倍吗?
线性弹簧,忽略摩擦;压缩后释放至原长,把弹性势能转为滑块动能。压缩弹簧,比较力—位移图下面积。
弹簧能量仓:问题从哪里来?
钟表制造需要能够反复储存、释放能量的弹簧。胡克公开了弹力与形变关系,弹性物体从工匠经验走向可测量的规律。
读一段背景,带着问题动手
从观察到解释
把证据带回纸上
展开关系与推导
E=kx²/2=mv²/2;v=x√(k/m)。
固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。
先预测,再用证据解释
把这次发现,留给下次的自己
储能翻几倍,释放后的速度又翻几倍?
换个条件,再试一次
没有压缩时,能否凭弹簧获得动能?
看哪里?
旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。
仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。
尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。
先修与两种探索深度
先认识力学 · 弹性势能涉及的量与单位:压缩量(m)、劲度系数(N/m)、滑块质量(kg)、释放进度(无量纲)。高中定量 · 初中直观拓展为内容层次提示,未核对具体教材。
先看现象:压缩弹簧,比较力—位移图下面积。
再做定量:保持其他条件,比较压缩量与弹性势能(J),再对照下方关系。
模型、来源与核验边界
E=kx²/2=mv²/2;v=x√(k/m)。
对照核验提示:压缩一点:压缩量 0.1 m;压缩两倍:只改变压缩量 0.2 m。按这些题设自己操作并比较弹性势能,不把参考情景当个人完成。
适用范围:储能0.500 J;不能把变化的弹力当作恒力计算功。 相同压缩位置下刚度改变弹力,质量改变释放速度与播放时间尺度。
OpenStax · Potential Energy(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗
本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。