【課時(shí)講練通】高中物理配套課時(shí)提升卷：第七章-5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式(人教版必修2)

溫馨提示：此套題為Word版，請(qǐng)按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)整合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時(shí)提升卷(十六)探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式(40分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分。每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確)1.彈簧的彈性勢(shì)能與下列哪些因素有關(guān)()A.彈簧的長(zhǎng)度 B.彈簧的勁度系數(shù)C.彈簧的形變量 D.彈簧的原長(zhǎng)2.假如取彈簧伸長(zhǎng)Δx時(shí)的彈性勢(shì)能為0,則下列說(shuō)法中正確的是()A.彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),彈簧彈性勢(shì)能為正值B.彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),彈簧彈性勢(shì)能為0C.當(dāng)彈簧的壓縮量為Δx時(shí),彈性勢(shì)能的值為0D.只要彈簧被壓縮,彈性勢(shì)能就為負(fù)值3.如圖所示,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)能減小,彈簧的彈性勢(shì)能增大B.重力勢(shì)能增大,彈簧的彈性勢(shì)能減小C.重力勢(shì)能減小,彈簧的彈性勢(shì)能減小D.重力勢(shì)能不變,彈簧的彈性勢(shì)能增大4.在一次“蹦極”運(yùn)動(dòng)中,人由高空下落到最低點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是()A.重力對(duì)人始終做正功B.人的重力勢(shì)能始終減小C.橡皮繩對(duì)人始終做負(fù)功D.橡皮繩的彈性勢(shì)能始終增加5.(2021·大連高一檢測(cè))如圖所示,質(zhì)量為m的物體靜止在地面上,物體上面連著一個(gè)輕彈簧,用手拉住彈簧上端上移H,將物體緩緩提高h(yuǎn),拉力F做功WF,不計(jì)彈簧的質(zhì)量,則下列說(shuō)法中正確的是()A.重力做功-mgh,重力勢(shì)能削減mghB.彈力做功-WF,彈性勢(shì)能增加WFC.重力勢(shì)能增加mgh,彈性勢(shì)能增加FHD.重力勢(shì)能增加mgh,彈性勢(shì)能增加WF-mgh6.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)的、連有輕質(zhì)彈簧的物體B發(fā)生相互作用,如圖所示。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)()A.va>vb B.va=vb C.va<vb D.無(wú)法確定二、非選擇題(本大題共2小題,共20分。要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)7.(10分)(2021·新課標(biāo)全國(guó)卷Ⅱ)某同學(xué)利用下述裝置對(duì)輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能進(jìn)行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一小球接觸而不固連：彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),小球恰好在桌面邊緣,如圖甲所示。向左推小球,使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放,小球離開(kāi)桌面后落到水平地面。通過(guò)測(cè)量和計(jì)算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)本試驗(yàn)中可認(rèn)為,彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能Ep與小球拋出時(shí)的動(dòng)能Ek相等。已知重力加速度大小為g。為求得Ek,至少需要測(cè)量下列物理量中的()A.小球的質(zhì)量mB.小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離sC.桌面到地面的高度hD.彈簧的壓縮量ΔxE.彈簧原長(zhǎng)l0(2)用所選取的測(cè)量量和已知量表示Ek,得Ek=。(3)圖乙中的直線是試驗(yàn)測(cè)量得到的s-Δx圖線。從理論上可推出,假如h不變,m增加,s-Δx圖線的斜率會(huì)(選填“增大”“減小”或“不變”);假如m不變,h增加,s-Δx圖線的斜率會(huì)(選填“增大”“減小”或“不變”)。由圖乙中給出的直線關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知,Ep與Δx的次方成正比。8.(10分)(力量挑戰(zhàn)題)彈簧原長(zhǎng)為l0,勁度系數(shù)為k。用力把它拉到伸長(zhǎng)量為l,拉力所做的功為W1;連續(xù)拉彈簧,使彈簧在彈性限度內(nèi)再伸長(zhǎng)l,拉力在連續(xù)拉伸的過(guò)程中所做的功為W2。試求W1與W2的比值。答案解析1.【解析】選B、C。彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式為Ep=12kl2,其中k為彈簧的勁度系數(shù),l2.【解析】選C。若取伸長(zhǎng)Δx時(shí)的彈性勢(shì)能為0,則彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),彈性勢(shì)能為負(fù)值,故A、B錯(cuò)。當(dāng)彈簧壓縮量為Δx時(shí),彈性勢(shì)能也為0,故C對(duì)。被壓縮量大于Δx時(shí),彈性勢(shì)能為正值,壓縮量小于Δx時(shí),彈性勢(shì)能為負(fù)值,故D錯(cuò)。3.【解析】選A。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;重力做正功,重力勢(shì)能減小,故選項(xiàng)A正確。4.【解析】選A、B。整個(gè)過(guò)程中,重力始終做正功,重力勢(shì)能始終減小;人從高空下落到橡皮繩達(dá)到原長(zhǎng)的過(guò)程中,橡皮繩不做功,此后橡皮繩始終做負(fù)功,彈性勢(shì)能始終增加,正確選項(xiàng)為A、B。5.【解析】選D。彈簧伸長(zhǎng)到物體剛要離開(kāi)地面階段,拉力克服彈力做功WF1=W彈,等于彈性勢(shì)能的增加;彈簧長(zhǎng)度不變,物體上升h,拉力克服重力做功WF2=mgh,等于重力勢(shì)能的增加;又WF6.【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)明確彈簧彈性勢(shì)能大小的打算因素。(2)在追及問(wèn)題中,兩物體速度大小相等時(shí),兩物體間的距離要么最大,要么最小?！窘馕觥窟xB。彈簧的壓縮量越大,彈性勢(shì)能越大。若va>vb,則彈簧壓縮,彈性勢(shì)能增大;若va<vb,則彈簧伸長(zhǎng),彈簧的彈性勢(shì)能減小,所以當(dāng)va=vb時(shí),A、B相距最近,彈簧壓縮量最大,彈性勢(shì)能最大。7.【解題指南】解答本題應(yīng)理解以下兩點(diǎn)：(1)彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能;(2)小球做平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程,水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng),豎直方向?yàn)樽杂陕潴w運(yùn)動(dòng)?！窘馕觥?1)彈簧被壓縮后的彈性勢(shì)能Ep=Ek=12mv2,小球以初速度v做平拋運(yùn)動(dòng),s=vt,h=12gt2,聯(lián)立方程得Ep=(2)用所選取的測(cè)量量和已知量表示Ek,得Ek=mg(3)彈性勢(shì)能的大小與彈簧壓縮量Δx有關(guān),由s-Δx圖線可知,s與Δx成正比,即s=kΔx;所以Ep=mgs24h=mgk2(Δx)24h,Ep與Δx的2次方成正比,即Ep=k′(Δx)2=mgs2答案：(1)A、B、C(2)mg8.【解析】方法一：利用F-l圖像分析。拉力F與彈簧的伸長(zhǎng)量l成正比,故在F-l圖像中是一條傾斜直線,如圖所示,直線下的相關(guān)面積表示功的大小。其中,線段OA下的三角形面積表示第一個(gè)過(guò)程中拉力所做的功W1,線段AB下的梯形面積表示其次個(gè)過(guò)程中拉力所做的功W2。明顯,兩塊面積之比為1∶3,即W1∶W2=1∶3。方法二：應(yīng)用彈性勢(shì)能表達(dá)式求解：W1=12klW2=12k(2l)2-12kl2=3故W1∶W2=1∶3答案：1∶3【總結(jié)提升】求彈簧彈力做功的三種方法彈簧的彈力隨其形變量變化而變化,故彈簧彈力做的功不能用公式W=Fx直接去求。在此總結(jié)出求彈簧彈力做的功的三種方法。方法一：由于彈簧的彈力大小與其形變量成正比,先求出彈力大小隨彈簧長(zhǎng)度變化的平均