2019年高中物理课下能力提升十七第七章第5节探究弹性势能的表达式含解析新人教版必修22019053.wps

探究弹性势能的表达式 基础练 一、选择题 1如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是( ) A如图甲，撑杆跳高的运动员上升过程中，杆的弹性势能 B如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能 C如图丙，用橡皮筋发射出去模型飞机的过程中，橡皮筋的弹性势能 D如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能 2(2016·江门高一检测)某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型。图中两轻质弹簧原 长相等，劲度系数分别为 k1、k2。下列表述正确的是( ) A缓冲效果与弹簧的劲度系数无关 B垫片向右移动时，劲度系数大的弹簧产生的弹力大 C垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等 D垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变 3如图所示，轻弹簧下端系一重物，O 点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位 置)，今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到 A 点，弹力做功 W1，第二次把它拉到 B 点后再 让其回到 A 点，弹力做功 W2，则这两次弹力做功的关系为( ) AW1vb Bvavb Cvah2，小球触到弹簧后向下运动压缩弹簧， 从开始释放小球到获得最大速度的过程中，小球重力势能的减少量 E1、E2的关系及弹簧弹 性势能的增加量 Ep1、Ep2的关系中，正确的一组是( ) AE1E2，Ep1Ep2 BE1E2，Ep1Ep2 CE1E2，Ep1Ep2 DE1E2，Ep1Ep2 二、非选择题 6(2016·江西高一检测)如图所示，水平弹簧劲度系数 k500 N/m。用一外力 F(F 未画 出)推物块，使弹簧压缩 10cm 而静止。突然撤去外力 F，物块被弹开，那么弹簧对物块做多少 功？弹性势能的变化量是多少？(弹簧与物块没连接) 提能练 一、选择题 1如图所示，一轻弹簧一端固定于 O 点，另一端系一重物，将重物从与悬点 O 在同一水 平面且弹簧保持原长的 A 点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由 A 点摆 向最低点 B 的过程中( ) 2 A重力做正功，弹簧弹力不做功 B重力做正功，弹簧弹力做正功 C重力不做功，弹簧弹力不做功，弹性势能不变 D重力做正功，弹簧弹力做负功，弹性势能增加 2多选(2016·珠海高一检测)弹簧的一端固定，原来处于自然长度。现对弹簧的另一 端施加一个拉力，关于拉力做功(或弹簧克服拉力做功)与弹性势能变化的关系，以下说法中正 确的是( ) A拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性势能增加 B拉力对弹簧做正功，弹簧的弹性势能减少 C弹簧克服拉力做功，弹簧的弹性势能增加 D弹簧克服拉力做功，弹簧的弹性势能减少 3一个小孩在蹦床上做游戏，他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度，小孩从高处开 始下落到弹回的整个过程中，他运动的速度 v 随时间 t 变化的图象如图所示，图中只有 Oa 段 和 cd 段为直线。则根据该图象可知，蹦床的弹性势能增大的过程所对应的时间间隔为( ) A仅在 t1到 t2的时间内 B仅在 t2到 t3的时间内 C在 t1到 t3的时间内 D在 t1到 t5的时间内 4如图所示，a、b 两条斜线分别表示两根劲度系数不同的弹簧所受拉力 F 和弹簧伸长量 之间的关系。设它们的劲度系数分别为 ka、kb，拉力都为 F1时的弹性势能分别为 Ea、Eb。则下 列说法正确的是( ) Akakb EaEb BkaEb Ckakb EaEb Dkavb，A、B 就有相对运动，弹簧就会被压缩，弹力做负功，弹性势 能增加，当 vavb 时，A、B 相距最近，弹簧的形变量最大，弹性势能最大，B 正确。 5解析：选 B 小球速度最大时弹簧的弹力大小等于小球所受的重力，两种情况，对应 于同一位置，则 Ep1Ep2，由于 h1h2，所以 E1E2，B 正确。 6解析：弹簧的弹力是变力，不能直接用 WFlcos 进行计算。但由于弹簧的弹力遵 循胡克定律，可以作出胡克定律的图象表示功，弹开过程弹力逐渐减小，当恢复原长时弹力为 4 零，根据胡克定律，弹簧被压缩 10 cm 时，FF 弹k·l50 N，可作物块的受力与位移的 关系如图， 1 根据力位移图象 所围面积表示在这一过程中的功，有 W ×50×0.1 J2.5 J 2 由弹力做功与弹性势能变化的关系可知，弹性势能的变化量 EpW2.5 J 答案：2.5 J 减少 2.5 J 提能练 1解析：选 D 在重物由 A 点摆向最低点 B 的过程中，重力做正功，弹簧伸长，弹力做 负功，弹性势能增加，故 D 正确，A、B、C 错误。 2解析：选 AC 拉力对弹簧做正功，则弹簧对外做负功，即弹簧克服拉力做功，此时弹 性势能增加，故 A、C 正确，B、D 错误。 3解析：选 C 小孩从高处落下，在 0t1时间内小孩只受重力作用；在 t1t2时间内加 速度减小，说明小孩又受到了弹力作用，蹦床受到压力；t3时刻，小孩的速度为零，蹦床受到 的压力最大，弹性势能也最大；t3时刻后小孩被反弹，蹦床的弹性势能减小。故选项 C 正确。 4解析：选 C 由 Fkl 可知，Fl 图线的斜率为弹簧的劲度系数，由图可知，kakb，当 F1 F1 1 F21 F21 拉力为 F1时，两弹簧的形变量为 la ，lb ，可得：Ea kala2 ，Eb ，可得 ka kb 2 2ka 2kb EaEb，故 C 正确。 5解析：选 ABC 整个过程中，重力一直做正功，重力势能一直减小；人从高空落下到 弹性绳子达到原长的过程中，弹性绳子不做功，此后弹性绳子一直做负功，弹性势能一直增加， A、B、C 正确。 6解析：由题意知弹簧的最大伸长量 x0.1 m 则最大弹性势能 1 1 Ep kx2 ×400×0.12 J2 J 2 2 此过程中拉力做的功与弹力做的功数值大小相等， 则有 W1W 弹|Ep|2 J 刚好离开地面时有 GFkx400×0.1 N40 N 则物体缓慢升高时 F40 N 物体上升 h0.5 m，拉力克服重力做功 W2FhGh40×0.5 J20 J 拉力共做功 WW1W220 J2 J22 J 答案：22 J 2 J 5 6