【名師一號(hào)】2021年人教版物理雙基限時(shí)練-必修二：第七章-5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式

雙基限時(shí)練(十八)探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式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)解析彈簧的彈性勢(shì)能的表達(dá)式為Ep＝eq\f(1,2)kx2，其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，故B、C選項(xiàng)正確．答案BC2．在探究彈力與彈簧伸長(zhǎng)的關(guān)系試驗(yàn)中，通過(guò)試驗(yàn)作出彈簧彈力F(N)與彈簧的伸長(zhǎng)量x(m)的關(guān)系曲線，如下圖中正確的是()解析由胡克定律F＝kx可知B選項(xiàng)正確．答案B3．如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在地面上，物體上面連一輕彈簧，用手拉著彈簧上端將物體緩慢提高h(yuǎn).若不計(jì)物體動(dòng)能的轉(zhuǎn)變和彈簧重力，則人做的功()A．等于mghB．大于mghC．小于mghD．無(wú)法確定解析在物體被緩慢提高h(yuǎn)的過(guò)程中，人所做的功一部分增加了物體的重力勢(shì)能mgh，另一部分增加了彈簧的彈性勢(shì)能，故B選項(xiàng)正確．答案B4．如圖所示，輕彈簧下端系一重物，O點(diǎn)為其平衡位置，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，其次次把它拉到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()A．W1<W2 B．W1＝2W2C．W2＝2W1 D．W1＝W2解析彈簧彈力做功只跟彈簧的形變量有關(guān)，即與彈簧的初、末位置有關(guān)，與過(guò)程無(wú)關(guān)，故D選項(xiàng)正確．答案D5．如圖所示，質(zhì)量相等的兩木塊間連有一彈簧．今用力F緩慢向上提A，直到B恰好離開(kāi)地面．開(kāi)頭時(shí)物體A靜止在彈簧上面，設(shè)開(kāi)頭時(shí)彈簧彈性勢(shì)能為Ep1，B剛要離開(kāi)地面時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep2，則關(guān)于Ep1、Ep2大小關(guān)系及彈性勢(shì)能變化ΔEp說(shuō)法中正確的是()A．Ep1＝Ep2 B．Ep1>Ep2C．ΔEp>0 D．ΔEp<0解析開(kāi)頭時(shí)彈簧形變量為x1，有kx1＝mg.它離開(kāi)地面時(shí)形變量為x2，有kx2＝mg，由于x1＝x2，所以Ep1＝Ep2，ΔEp＝0，故A選項(xiàng)正確．答案A6．在水平面上豎直放置一輕彈簧，有一物體在它的正上方自由落下，在物體壓縮彈簧速度減為零時(shí)()A．物體的重力勢(shì)能最大 B．物體的動(dòng)能最大C．彈簧的彈性勢(shì)能最大 D．彈簧的彈性勢(shì)能最小解析在物體下落過(guò)程中，彈簧彈力對(duì)物體做負(fù)功，彈簧的彈性勢(shì)能不斷增大，直到物體減速到零時(shí)，彈性勢(shì)能達(dá)到最大，故C選項(xiàng)正確．答案C7．如圖所示，在一次蹦極運(yùn)動(dòng)中，人由高空跳下到最低點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是()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，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，C錯(cuò)誤，D正確．答案ABD8．在一次演示試驗(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跟小球在粗糙水平面滾動(dòng)的距離s如下表所示．由此表可以歸納出小球滾動(dòng)的距離s跟彈簧壓縮的距離d之間的關(guān)系，并猜想彈簧的彈性勢(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)()試驗(yàn)次數(shù)1234d/cm0.501.002.004.00s/cm4.9820.0280.10319.5A.s＝k1d，Ep＝k2d B．s＝k1d，Ep＝k2d2C．s＝k1d2，Ep＝k2d D．s＝k1d2，Ep＝k2d2解析從數(shù)據(jù)比較可得出s/d2是一常量，所以說(shuō)s∝d2，因此也猜想彈簧的彈性勢(shì)能也與d2成正比．答案D9．如圖所示，一輕彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速地釋放，讓它自由擺下，不計(jì)空氣阻力，在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過(guò)程中()A．重力做正功，彈力不做功B．重力做正功，彈力做正功C．若用與彈簧原長(zhǎng)相等的細(xì)繩代替彈簧后，重力做正功，彈力不做功D．若用與彈簧原長(zhǎng)相等的細(xì)繩代替彈簧后，重力做功不變，彈力不做功解析用細(xì)繩拴住小球向下?lián)u擺時(shí)重力做正功，彈力不做功，C項(xiàng)對(duì)．用彈簧拴住小球下擺時(shí)，彈簧要伸長(zhǎng)，重力做正功，因小球軌跡不是圓弧，小球下擺時(shí)，彈力方向與速度方向不再垂直，彈力做負(fù)功，A、B、D項(xiàng)錯(cuò)．答案C10．一根彈簧的彈力(F)與伸長(zhǎng)量(l)之間的變化關(guān)系圖線如圖所示，那么彈簧由伸長(zhǎng)量8cm到伸長(zhǎng)量4cm的過(guò)程中，彈力做功和彈性勢(shì)能的變化量為()A．3.6J，－3.6JB．－3.6J,3.6JC．1.8J，－1.8JD．－1.8J,1.8J解析F－l圍成的面積表示彈力的功W＝eq\f(1,2)×0.08×60J－eq\f(1,2)×0.04×30J＝1.8J，彈性勢(shì)能削減1.8J，C對(duì)．答案C11．小玲同學(xué)平常使用帶彈簧的圓珠筆寫(xiě)字，她想估測(cè)里面小彈簧在圓珠筆尾端壓緊狀況下的彈性勢(shì)能的增加量(如圖所示)．請(qǐng)你掛念她完成這一想法．(1)寫(xiě)出試驗(yàn)所用的器材：________________________________________________________________________.(2)寫(xiě)出試驗(yàn)的步驟和所要測(cè)量的物理量(用字母量表示，要求能符合實(shí)際并盡量削減誤差)．(3)彈性勢(shì)能的增加量的表達(dá)式ΔEp＝______.(用測(cè)得量表示)解析(1)刻度尺、天平．(2)①將圓珠筆緊靠刻度尺豎直放在桌面上；②在桌面上將圓珠筆尾端壓緊，登記筆尖處的讀數(shù)x1；③突然放開(kāi)圓珠筆，觀看并登記筆尖到達(dá)最高點(diǎn)的讀數(shù)x2；④用天平測(cè)出圓珠筆的質(zhì)量m.(3)ΔEp＝mg(x2－x1)答案(1)刻度尺、天平(2)見(jiàn)解析(3)mg(x2－x1)12．如圖所示，在光滑水平面上有A、B兩物體，中間連一彈簧，已知mA＝2mB，今用水平恒力F向右拉B，當(dāng)A、B一起向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep1，假如水平恒力F向左拉A，當(dāng)A、B一起向左加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep2，試比較Ep1與Ep2的大小關(guān)系．解析當(dāng)F向右拉B時(shí)，有F＝(mA＋mB)a，彈簧拉A的力FT1＝mAa＝eq\f(F,mA＋mB)mA，同理，當(dāng)F向左拉A時(shí)，彈簧拉B的力FT2＝eq\f(F,mA＋mB)mB，由于mA＝2mB，所以FT1＝2FT2，由F＝kx可知，當(dāng)F向右拉B時(shí)彈簧的伸長(zhǎng)量大，所以Ep1>Ep2.答案Ep1>Ep213．彈簧原長(zhǎng)l0＝15cm，受拉力作用后彈簧漸漸伸長(zhǎng)，當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)到l1＝20cm時(shí)，作用在彈簧上的力為400N，問(wèn)：(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)能變化了多少？解析(1)由F＝kx得，k＝eq\f(F,x)＝eq\f(400,0.05)N/m＝8000N/m.(2)由于F＝kx，作出F－x圖象．如圖所示求出