高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 5 探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式習(xí)題 新人教版必修2

1、5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練知識(shí)點(diǎn)一對(duì)彈性勢(shì)能概念的理解1(多選)關(guān)于彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是()a發(fā)生形變的物體都具有彈性勢(shì)能b彈性勢(shì)能是一個(gè)標(biāo)量c在國(guó)際單位制中，彈性勢(shì)能的單位是焦耳d彈性勢(shì)能是狀態(tài)量2如圖l751所示，撐桿跳是運(yùn)動(dòng)會(huì)中常見的比賽項(xiàng)目，用于撐起運(yùn)動(dòng)員的桿要求具有很好的彈性，下列關(guān)于運(yùn)動(dòng)員撐桿跳起過(guò)程的說(shuō)法中正確的是()圖l751a運(yùn)動(dòng)員撐桿剛剛觸地時(shí)，桿彈性勢(shì)能最大b運(yùn)動(dòng)員撐桿跳起到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，桿彈性勢(shì)能最大c運(yùn)動(dòng)員撐桿觸地后上升到最高點(diǎn)之前某時(shí)刻，桿彈性勢(shì)能最大d以上說(shuō)法均有可能知識(shí)點(diǎn)二彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系3(多選)關(guān)于彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是()a任何

2、發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能b物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢(shì)能c外力對(duì)彈性物體做功，物體的彈性勢(shì)能就發(fā)生變化d發(fā)生彈性形變的物體在恢復(fù)原狀時(shí)都能對(duì)外界做功4一根彈簧的彈力伸長(zhǎng)量圖像如圖l752所示，那么彈簧由伸長(zhǎng)8cm到伸長(zhǎng)4cm的過(guò)程中，彈力做的功和彈性勢(shì)能的變化量分別為()圖l752a3.6j，3.6jb3.6j，3.6jc1.8j，1.8jd1.8j，1.8j5如圖l753所示，輕彈簧下端系一重物，o點(diǎn)為其平衡位置(即重力和彈簧彈力大小相等的位置)，今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到a點(diǎn)，彈力做功w1，第二次把它拉到b點(diǎn)后再讓其回到a點(diǎn)，彈力做功w2，則這兩次彈力做功的關(guān)系為(

3、)圖l753aw1<w2bw12w2cw22w1dw1w26在光滑的水平面上，物體a以較大速度va向前運(yùn)動(dòng)，與以較小速度vb向同一方向運(yùn)動(dòng)且連有輕質(zhì)彈簧的物體b發(fā)生相互作用，如圖l754所示在相互作用的過(guò)程中，當(dāng)系統(tǒng)的彈性勢(shì)能最大時(shí)()圖l754ava>vbbvavbcva<vbd無(wú)法確定圖l7557如圖l755所示，小明玩蹦蹦桿，在小明將蹦蹦桿中的彈簧向下壓縮的過(guò)程中，小明的重力勢(shì)能、彈簧的彈性勢(shì)能的變化是()a重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能增大b重力勢(shì)能增大，彈性勢(shì)能減少c重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能減少d重力勢(shì)能不變，彈性勢(shì)能增大圖l7568如圖l756所示，在一次蹦極運(yùn)動(dòng)中，人由高

4、空跳下到最低點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()a重力對(duì)人做正功b人的重力勢(shì)能減小c橡皮繩對(duì)人做正功d橡皮繩的彈性勢(shì)能增加知識(shí)點(diǎn)三探究彈性勢(shì)能9如圖l757所示，光滑水平軌道與光滑圓弧軌道相切，輕彈簧的一端固定在軌道的左端，op是可繞o點(diǎn)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)的輕桿，且擺到某處就能停在該處，另有一小球，現(xiàn)在利用這些器材測(cè)定彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能圖l757(1)還需要的器材是_、_(2)以上測(cè)量實(shí)際上是把對(duì)彈性勢(shì)能的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)_的計(jì)算，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為對(duì)_和_的直接測(cè)量綜合拓展10在一次演示實(shí)驗(yàn)中，一壓緊的彈簧沿一粗糙水平面射出一小球，測(cè)得彈簧壓縮的距離d和小球在粗糙水平面上滾動(dòng)的距離s如下表所示由此表可以歸

5、納出小球滾動(dòng)的距離s跟彈簧壓縮的距離d之間的關(guān)系，并猜測(cè)彈簧的彈性勢(shì)能ep跟彈簧壓縮的距離d之間的關(guān)系分別是(選項(xiàng)中k1、k2是常量)()實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234d/cm0.501.002.004.00s/cm4.9820.0280.10319.5a.sk1depk2dbsk1depk2d2csk1d2epk2ddsk1d2epk2d211如圖l758所示，在光滑水平面上有a、b兩物體，中間連一彈簧，已知ma2mb.今用水平恒力f向右拉b，當(dāng)a、b一起向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為ep1，如果用水平恒力f向左拉a，當(dāng)a、b一起向左勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為ep2，則ep1ep2是多大？(epx

6、2)圖l75812彈簧原長(zhǎng)l015cm，受拉力作用后彈簧逐漸伸長(zhǎng)，當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)到長(zhǎng)度為l120cm時(shí)，作用在彈簧上的力為400n.(1)彈簧的勁度系數(shù)k為多少？(2)在該過(guò)程中彈力做了多少功？(3)彈簧的彈性勢(shì)能如何變化？1bcd解析只有發(fā)生彈性形變的物體才具有彈性勢(shì)能，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；彈性勢(shì)能是一個(gè)標(biāo)量，在國(guó)際單位制中，其單位是焦耳，彈性勢(shì)能是一個(gè)狀態(tài)量，選項(xiàng)b、c、d正確2c解析運(yùn)動(dòng)員撐桿剛剛觸地和到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，桿幾乎沒有形變，彈性勢(shì)能很小；運(yùn)動(dòng)員撐桿觸地后上升到最高點(diǎn)之前某時(shí)刻桿形變量最大時(shí)，彈性勢(shì)能最大，c正確3ad解析物體具有彈性勢(shì)能的條件只有一個(gè)，那就是發(fā)生彈性形變，所以選項(xiàng)a正確，b錯(cuò)

7、誤；外力對(duì)彈性物體做功，只要物體的形變量不變，則物體的彈性勢(shì)能就不變，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢(shì)能，在它們恢復(fù)原狀的過(guò)程中，彈性勢(shì)能減少而轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，這個(gè)過(guò)程就是一個(gè)對(duì)外界做功的過(guò)程，故選項(xiàng)d正確4c解析fx圖像與坐標(biāo)軸所圍圖形的面積表示彈力做的功，則w×0.08×60j×0.04×30j1.8j，此過(guò)程彈力做正功，彈簧的彈性勢(shì)能減小1.8j，故選項(xiàng)c正確5d解析彈力做功的特點(diǎn)與重力做功一樣，不用考慮路徑，只看起始與終止位置，故選項(xiàng)d正確6b解析只要va>vb，a、b就有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，彈簧就會(huì)被繼續(xù)壓縮，彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加

8、，當(dāng)vavb時(shí)，a、b相距最近，彈簧的形變量最大，彈性勢(shì)能最大，故選項(xiàng)b正確7a解析彈簧向下壓縮的過(guò)程中，彈簧壓縮量增大，彈性勢(shì)能增大；小明重心下降，重力做正功，重力勢(shì)能減少，a正確8c解析人在下落的過(guò)程中，重力對(duì)人做正功，人的重力勢(shì)能不斷減小，選項(xiàng)a、b正確；橡皮繩不斷伸長(zhǎng)，彈力對(duì)人做負(fù)功，故橡皮繩的彈性勢(shì)能不斷增大，選項(xiàng)d正確，c錯(cuò)誤9(1)天平刻度尺(2)重力勢(shì)能小球質(zhì)量上升高度解析壓縮彈簧的小球被松開后，當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能，小球通過(guò)光滑水平面后沿光滑圓弧軌道上升到最高點(diǎn)，小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為小球的重力勢(shì)能，由輕桿op最后停的位置可測(cè)出小球上升的高度，再測(cè)出小球

9、的質(zhì)量即可求出其重力勢(shì)能，這樣就把不易測(cè)量的彈性勢(shì)能，轉(zhuǎn)化為易計(jì)算的重力勢(shì)能了10d解析分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可看出在誤差允許的范圍內(nèi)20，即sk1d2.彈性勢(shì)能越大，小球滾動(dòng)的距離越遠(yuǎn)，eps，則epd2，epk2d2.1141解析a、b一起勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度a向右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)彈簧的伸長(zhǎng)量為x右，由牛頓第二定律得kx右maa2mb·向左勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)彈簧的伸長(zhǎng)量為x左，由牛頓第二定律得kx左mbamb·故x右x左21又知epx2則ep1ep241.12(1)8000n/m(2)10j(3)增加了10j解析 (1)kn/m8000n/m.(2)由于fkl，作出fl圖像如圖所示，圖中畫斜線部分面積為彈力做功的絕對(duì)值，由于在伸長(zhǎng)過(guò)程中彈力f方向與位移方向相反，故彈力f在此過(guò)程中做負(fù)功w(l1l0)×0.05j10j.(3)epw10j，即彈性勢(shì)能增加了10j.6edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2