【同步備課】2020年高中物理課時(shí)訓(xùn)練人教版必修2-7.5探究彈性勢能的表達(dá)式_第1頁
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5探究彈性勢能的表達(dá)式(時(shí)間:60分鐘)學(xué)問點(diǎn)基礎(chǔ)中檔稍難彈性勢能的理解1、23、45彈力做功與彈性勢能的變化6、78綜合提升910學(xué)問點(diǎn)一彈性勢能的理解1.關(guān)于彈簧的彈性勢能,下列說法正確的是().A.彈簧的彈性勢能跟拉伸(或壓縮)的長度有關(guān)B.彈簧的彈性勢能跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)C.同一彈簧,在彈性限度內(nèi),形變量越大,彈性勢能越大D.彈性勢能的大小跟使彈簧發(fā)生形變的物體有關(guān)解析彈性勢能的大小跟形變的大小有關(guān),同一彈簧形變量越大,彈性勢能也越大.彈簧的彈性勢能還與勁度系數(shù)有關(guān),當(dāng)形變量肯定時(shí),勁度系數(shù)越大的彈簧彈性勢能也越大,故正確答案為A、B、C.答案ABC2.關(guān)于彈簧的彈性勢能,下列說法中正確的是().A.當(dāng)彈簧變長時(shí),它的彈性勢能肯定增大B.當(dāng)彈簧變短時(shí),它的彈性勢能肯定變小C.在拉伸長度相同時(shí),k越大的彈簧,它的彈性勢能越大D.彈簧在拉伸時(shí)的彈性勢能肯定大于壓縮時(shí)的彈性勢能解析彈簧的彈性勢能的大小,除了跟勁度系數(shù)k有關(guān)外,還跟它的形變量(拉伸或壓縮的長度)有關(guān).假如彈簧原來處在壓縮狀態(tài),當(dāng)它變長時(shí),它的彈性勢能應(yīng)當(dāng)先減小,在原特長它的彈性勢能最?。訟、B、D均不對.答案C3.一豎直彈簧下端固定于水平地面上,小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上端,如圖7-5-8所示,經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點(diǎn)A處,則()..圖7-5-8A.h愈大,彈簧在A點(diǎn)的壓縮量愈大B.彈簧在A點(diǎn)的壓縮量與h無關(guān)C.h愈大,最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能愈大D.小球第一次到達(dá)A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能比最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能大解析最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí),通過受力分析,小球受自身重力與彈簧的彈力作用,由彈力公式F=kx,即可得出彈簧在A點(diǎn)的壓縮量與h無關(guān),彈簧彈性勢能與h無關(guān).答案B4.某緩沖裝置可抽象成如圖7-5-9所示的簡潔模型.圖中k1、k2為原長相等、勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧.下列表述正確的是().圖7-5-9A.緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無關(guān)B.墊片向右移動(dòng)時(shí),兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等C.墊片向右移動(dòng)時(shí),兩彈簧的長度保持相等D.墊片向右移動(dòng)時(shí),兩彈簧的彈性勢能發(fā)生轉(zhuǎn)變解析彈簧的緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān),A錯(cuò)誤;在墊片向右運(yùn)動(dòng)的過程中,由于兩個(gè)彈簧相連,故它們之間的作用力等大,B正確;由于兩彈簧的勁度系數(shù)不同,由胡克定律F=kx可知,兩彈簧的彈力做功,則彈性勢能將發(fā)生變化,D正確.故選B、D.答案BD5.如圖7-5-10所示,質(zhì)量相等的兩木塊中間連有一彈簧,今用力F緩慢向上提A,直到B恰好離開地面.開頭時(shí)物體A靜止在彈簧上面.設(shè)開頭時(shí)彈簧的彈性勢能為Ep1,B剛要離開地面時(shí),彈簧的彈性勢能為Ep2,則關(guān)于Ep1、Ep2大小關(guān)系及彈性勢能變化ΔEp說法中正確的是().圖7-5-A.Ep1=Ep2 B.Ep1>Ep2C.ΔEp>0 D.ΔEp<0解析開頭時(shí)彈簧形變量為x1,有kx1=mg,則設(shè)B離開地面時(shí)形變量為x2,有kx2=mg.由于x1=x2所以Ep1=Ep2,ΔEp=0,A對.答案A學(xué)問點(diǎn)二彈力做功與彈性勢能的變化6.(2011·臺州高一檢測)如圖7-5-11所示的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,物體的彈性勢能增加的是().圖7-5-11A.如圖(甲),撐桿跳高的運(yùn)動(dòng)員上升過程中,桿的彈性勢能B.如圖(乙),人拉長彈簧過程中,彈簧的彈性勢能C.如圖(丙),模型飛機(jī)用橡皮筋放射出去的過程中,橡皮筋的彈性勢能D.如圖(丁),小球被彈簧向上彈起的過程中,彈簧的彈性勢能解析選項(xiàng)A、C、D中彈力均做正功,所以彈性勢能減小,B中物體的形變量增大,所以彈性勢能增加.所以B正確.答案B7.一根彈簧的彈力(F)—伸長量(x)圖線如圖7-5-12所示,那么彈簧由伸長量8cm到伸長量4cm().圖7-5-12A.3.6J,-3.6JB.-3.6J,3.6JC.1.8J,-1.8JD.-1.8J,1.8J解析Fx圍成的“面積”表示彈力做的功.W=eq\f(1,2)×0.08×60J-eq\f(1,2)×0.04×30J=1.8J,彈性勢能削減1.8J,C對.答案C8.如圖7-5-13所示,小球自a點(diǎn)由靜止自由下落,到b點(diǎn)時(shí)與豎直放置的輕彈簧接觸,到c點(diǎn)時(shí)彈簧被壓縮到最短.若不計(jì)空氣阻力,在小球由a→b→c的運(yùn)動(dòng)過程中().圖7-5-13A.小球的加速度,在ab段不變,在bc段漸漸減小B.小球的重力勢能隨時(shí)間均勻削減C.小球在b點(diǎn)時(shí)速度最大D.到c點(diǎn)時(shí)小球重力勢能的削減量等于彈簧彈性勢能的增加量解析在小球運(yùn)動(dòng)的過程中,在ab段做自由落體運(yùn)動(dòng),加速度不變,在bc段小球的加速度先減小后增大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;重力勢能Ep=mgh,由于小球從a到b是勻加速運(yùn)動(dòng),從b到平衡位置(題中未給出,是重力等于彈力的點(diǎn))小球做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),從平衡位置到最低點(diǎn)c,小球做加速度增加的減速運(yùn)動(dòng).不是勻速下降,所以重力勢能隨時(shí)間不是均勻變化,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在平衡位置時(shí),小球受到的重力與彈簧的彈力大小相等,方向相反,合力為零,加速度為零,小球有最大速度,這個(gè)平衡位置不是b點(diǎn),而是在b、c之間的某點(diǎn)處,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;小球在a點(diǎn)和在c點(diǎn)的動(dòng)能都是零,所以從a到c重力勢能的削減量全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能,選項(xiàng)D正確.答案D9.在水平地面上放一個(gè)豎直輕彈簧,彈簧上端與一個(gè)質(zhì)量為2.0kg的木塊相連,若在木塊上再作用一個(gè)豎直向下的力F,使木塊緩慢向下移動(dòng)0.10m,力F做功2.5J.此時(shí)木塊再次處于平衡狀態(tài),力F的大小為50N圖7-5-14(1)在木塊下移0.10m(2)彈簧的勁度系數(shù)(g取10N/kg).解析(1)彈性勢能的增加量等于彈力做負(fù)功的確定值,所以設(shè)法求出彈簧彈力所做的功是解決問題的關(guān)鍵.木塊下移0.1m的過程中,力F和重力做的功全部用于增加彈簧的彈性勢能,故彈性勢能的增加量為ΔEp=WFmgh=(2.5+2.0×10×0.10)J=4.5J.(2)由平衡條件得,木塊再次處于平衡時(shí)ΔF=k·Δx.所以勁度系數(shù)k=eq\f(ΔF,Δx)=eq\f(50,0.10)N/m=500N/m.答案(1)4.5J(2)500N/m10.彈簧原長為l0,勁度系數(shù)為k.用力把它拉到伸長量為l處,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l,拉力在連續(xù)拉伸的過程中所做的功為W2.試求W1與W2的比值.解

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