彈簧的彈性勢能公式在什麼情況下不適用?(彈性限度內)

時間 2021-05-06 04:42:42

1樓:匿名使用者

必須要把原長位置定義為彈性零勢能點才可以用e=1/2kx^2

第2問,為什麼不可以直接用彈性勢能的表示式

2樓:匿名使用者

書上彈性勢能的表示式是在初狀態為原長的情況下給出的。

若初狀態並非原長,δx²無法簡單相加,所以只根據k和δx無法算出初狀態非原長時的彈性勢能變化量。

3樓:鵝子野心

因為下移過程中有重力做功。

彈性勢能公式計算:

其中,k為彈性係數,x為形變數。注意:此公式中的x 必須在彈簧的彈性限度內。

彈力做功與彈性勢能變化的關係:彈性勢能是彈力做功轉化而來,彈力做正功,彈性勢能減少,彈力做負功,彈性勢能增加。彈性勢能的定義:

發生彈性形變的物體各部分之間,由於有彈力的相互作用而具有勢能,這種勢能就是叫做彈性勢能。

我們還可以從另外一種角度看彈力做功問題,功=力x距離。我們知道力和距離的圖象中,曲線圍成的面積就是做的功的大小。彈性力和距離的軸圍成的圖形是三角形,那麼就是三角形的面積公式:

。但是我們不能錯誤的認為彈力做功就是彈性勢能,功是功,能是能,做功伴隨能量的變化,功不是能。

4樓:

高中物理必修2(人教版)中,第七章第5節標題為「**彈性勢能的表示式」,課本中並沒有給出明確的公式,例如重力勢能ep=mgh。此外,彈性勢能的表示式ep=1/2kx2可能在某些教輔用書中出現過,但高考以課本為準,因此,除非題目中特別說明,一般情況下不能使用。

彈性勢能計算公式

5樓:雨說情感

其中,k為彈性係數,x為形變數。注意:此公式中的x 必須在彈簧的彈性限度內。

彈力做功與彈性勢能變化的關係:彈性勢能是彈力做功轉化而來,彈力做正功,彈性勢能減少,彈力做負功,彈性勢能增加。彈性勢能的定義:

發生彈性形變的物體各部分之間,由於有彈力的相互作用而具有勢能,這種勢能就是叫做彈性勢能。

擴充套件資料

(1)不是所有發生形變的物體都具有彈性勢能,如橡皮泥發生形變就不具有彈性勢能,因為它發生形變後不能恢復原狀,屬於塑性形變。具有彈性的物體也不一定具有彈性勢能,如放在桌面上自由伸長的彈簧。

(2)要判斷物體的彈性勢能是否發生了變化,關鍵看此物體的形變程度有沒有發生改變。若物體的形變程度變大,則物體的彈性勢能變大;若物體的形變程度變小,則物體的彈性勢能變小。

6樓:月似當時

ep=1/2*kx。k是彈性係數,x是物體發生彈性形變的程度,即伸長或被壓縮的距離。

彈力做功與彈性勢能變化的關係:彈性勢能是彈力做功轉化而來,彈力做正功,彈性勢能減少,彈力做負功,彈性勢能增加。彈性勢能的定義:

發生彈性形變的物體各部分之間,由於有彈力的相互作用而具有勢能,這種勢能就是叫做彈性勢能。

彈性勢能可與動能直接相互轉化,但不能與重力勢能直接轉化。核心或實質:(勢能和動能間之間可直接轉化,但勢能不能與勢能直接相互轉化,就是說不可能在動能不變的情況下轉化)

擴充套件資料

彈性勢能是以彈力的存在為前提,所以彈性勢能是發生彈性形變,各部分之間有彈性力作用的物體所具有的。如果兩物體相互作用都發生形變,那麼每一物體都有彈性勢能,總彈性勢能為二者之和。

彈性的本質是可逆性。應用於彈性材料的力將能量轉移到材料中,在將能量轉移到其周圍環境之後,能夠恢復其原始形狀。然而,所有材料對於它們可以承受的變形程度都有限制,而不會破壞或不可逆地改變其內部結構。

因此,固體材料的特徵包括通常在應變方面的彈性極限的規格。超過彈性極限,材料不再以彈性能量的形式儲存在其上進行的機械作業的所有能量。

物質內或物質內的彈性能量是構型的靜態能量。它對應於主要通過改變核之間的原子間距離而儲存的能量。熱能是材料內動能的隨機分布,導致材料關於平衡構型的統計波動。但是有一些互動。

例如,對於某些固體物體,扭曲,彎曲和其他變形可能會產生熱能,導致材料的溫度公升高。固體中的熱能通常由稱為聲子的內部彈性波進行。

孤立物體規模較大的彈性波通常產生足夠缺乏隨機化的巨集觀振動,它們的振盪僅僅是物體內的(彈性)勢能與整體物體的運動動能之間的重複交換。

7樓:落帥

錯了 樓上的 k(單位是n/m)是勁度係數 而不是你所說的彈性勢能e=kx2/2 彈性勢能=勁度係數*彈性形變數再除以2我們直到功=力*距離 彈力=1/2*勁度係數*彈性形變數 而對於彈簧來說功=其能,即彈性勢能的改變量 而且距離=形變數

所以彈性勢能=1/2*力*彈性形變數*彈性形變數明白了吧

求採納為滿意回答。

8樓:塞羅奧特曼

彈性勢能是個複雜勢能,沒有公式,

初高中一般用把彈性勢能轉化為其他能量後再測量。

大學時可以使用微積分進行直接計算,前提是知道各形變數時的彈力大小。

比如勁度固定的彈簧,就可用積分求得其公式為(kx^2)/2。其中,k為勁度係數(初高中叫彈性係數),x為相對平衡位置的位移量。

彈性勢能公式是什麼

9樓:匿名使用者

根據胡克定律,f=kx。

而功等於力乘以距離,因此位移為x時的彈性勢能在f-x圖上表示為斜線kx下方的三角形區域。

因此有e=x*kx/2。

10樓:捲捲卷兒吖

彈簧的彈性勢能ep=1/2*x^2(注:x^2表示x的平方,x為彈簧的形變數)

f=kx

f:彈力

k:平衡常數

x:伸長

11樓:

的公式在高中物理上有所設立,希望你了解。

12樓:匿名使用者

、彈性勢能

(elastic potential energy)是物體因為彈性形變而具有的能量。公式為ep=1/2 kx^2

13樓:匿名使用者

彈性勢能=彈力做功=∫(0-x) kx*dx =1/2 k*x^2 。其中,k為彈性係數,x為壓縮量。 彈性勢能的計算公式

注意:此公式中的x 必須在彈簧的彈性限度內。   彈力做功與彈性勢能變化的關係:

彈力做正功,彈性勢能減少,彈力做負功,彈性勢能增加。彈性勢能的定義:發生彈性形變的物體各部分之間,由於有彈力的相互作用而具有勢能,這種勢能就是叫做彈性勢能

在彈簧的彈性限度內,將勁度係數為k的輕彈簧,從原長開始緩慢拉伸長度l,系統的彈性勢能為——?

14樓:匿名使用者

取彈簧沒變形時為彈性勢能零點,彈性勢能v=k(l)^2/2。輕彈簧的勢能只與伸長量或縮短量有關,緩慢拉長和快速拉長是一樣的,因為是輕彈簧。

如何計算彈簧的彈性勢能 30

15樓:匿名使用者

彈簧的彈性勢能表示式e=(1/2)*kx^2

設想在重力作用下,乙個物體緩慢從地面公升至高度h處。

在有限高度內,重力可視為恒量mg。不隨高度的變化而變化。

因此 重力對物體所做的功為 -mgh。(重力與位移方向相反,所以功為負)

重力屬於保守力,保守力所做的功 + 保守力勢能 = 常量。

因此,重力勢能的表示式為 mgh。(以地面為勢能零點)

------------------------------

而對乙個彈性系統,彈性恢復力 f = - kx。

(k為彈性恢復係數,x表示離開平衡位置的距離)。

與重力不同,彈性恢復力不是常量,隨著位移x的變化而變化。

因此 這個題目需要微積分知識的基礎。

距離平衡位置為x時,恢復力為 f = -kx,負號表示恢復力的方向是指向平衡位置。其中k為彈性恢復係數。

從平衡位置 到達x位置,恢復力所做的功為 恢復力與位移乘積 從0到x 的定積分。即

w = ∫f*dx = ∫-kx * dx = -kx^2/2 (從0到x)= - kx^2/2 - 0 = - kx^/2

恢復力屬於彈性系統的內力,和重力一樣,也屬於保守力。

保守力所做的功 = 保守勢能變化的負值

以平衡位置為勢能零參考點。因此

彈性勢能 e = -w = kx^2/2

做 f---x 關係曲線。從這條直線的 起點和終點 分別向x軸做垂線。

那麼由 這兩條垂線、x軸、f--x曲線 圍成了乙個閉合圖形。

這個圖形的面積 就是 力f所做的功 w。

上面講的這段 在中學 接觸過沒?如果沒有的話,那就直接承認。對於知識儲備不足而尚不能證明的理論,先暫且直接承認,這也是常用的學習方法。

對於本題目,

以 彈性力 f = -kx 作為y軸,

以 伸縮量 x 作為 x軸

f--x「曲線」是通過座標原點的一條直線。

經從該直線的起點和終點向x軸做投影後,得到第四象限的乙個三角形。

三角形的面積為

s = 底*高/2 = (x-0)*kx/2 = kx^2/2

由於力的方向與位移方向相反(同時也因為是在x軸下方),所以 f所做的功是面積的負值,即

w = -s = -kx^2/2

而彈性勢能為

e = -w = kx^2/2

為什麼說影象的面積就是彈簧彈性勢能呢?

彈性勢能的公式是中學階段乙個非常「基本」的物理公式,但在教科書上卻見不到其推導過程。原因就在於其推導過程超出了中學生的知識範圍。

求知慾強的學生 總是希望能知道其推導過程。但是把推導過程給出後,因為知識基礎不夠用,所以看不懂,會產生各種疑問。當這些疑問解決不了的時候,希望不要心急,因為你的知識儲備不足。

簡單回答你的疑問。

因變數f作為自變數x的函式,該曲線下的面積 就是 f所做的功。這是乙個數學結論。

你可以設想,假設 f 是乙個常量。那麼經過位移 x-x0後,f所做的功就是 f*(x-x0)。現在把這個結論數學化!

依然做 f-x函式圖象。那麼圖象是一條與 x 軸平行的直線。該直線距離x軸的距離就是f。

因此 功 f(x-x0) 就在該函式圖象上對應著 乙個矩形的面積,而該矩形由從f直線的起點和終點向x軸做投影而形成。

上一段討論中 f 是乙個常量。f所做的功的表示式也因此很簡單。而當 函式圖象不在是與x軸平行時,f所做的功就等於 f關於x的積分。

而「積分」這個數學概念在中學階段還沒有接觸,所以你會很難理解。而在數學上,「積分」的結果依然是函式曲線向x軸做投影後所圍成的圖形的面積。

16樓:物理大神

高中物理,彈性勢能大小,如何比價?

17樓:我的穹妹

計算彈簧的彈性勢能公式:

彈性勢能簡介:發生彈性形變的物體的各部分之間,由於有彈力的相互作用,也具有勢能,這種勢能叫做彈性勢能(elastic potential energy)。同一彈性物體在一定範圍內形變越大,具有的彈性勢能就越多,反之,則越小。

18樓:

中學階段的彈性勢能不需要用公式,在題目中一定可以求出初始的能量(動能和重力勢能),而根據能量守恆,減去末的能量,就可以求出彈性勢能

19樓:和你分享的秘密

用機械能守恆

初始能量—終止能量=減少的彈性勢能

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