2016-2017学年高中物理 第7章 机械能守恒定律新人教版必修2_5

1 第 5 节 探究弹性势能的表达式 基础夯实 一、选择题(14 题为单选题，5 题为多选题) 1如图所示，射箭时人通过拉弓引起弹性势能的增加，此时的弹性势能主要 ( )导 学 号 00820449 A存储在箭上 B存储在弓上 C存储在弦上 D存储于拉弓人的手上 答案：B 解析：人拉弓时，弓发生了明显的弹性形变，弹性势能主要存储在弓上，故 B 正确。 2关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是 ( )导 学 号 00820450 A当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大 B当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小 C在拉伸长度相同时， k 越大的弹簧，它的弹性势能越大 D弹性势能是弹簧和使它发生形变的物体所共有的 答案：C 解析：弹簧的弹性势能的大小，除了跟劲度系数 k 有关外，还跟它的形变量(拉伸或压 缩的长度)有关，如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长时，它的弹性势能应该减小，当它 变短时，弹性势能应该增大，在原长处它的弹性势能最小，A、B 错误；形变量相同时， k 越大的弹簧，弹性势能越大，C 正确；弹性势能属于弹簧，D 错误。 3如图所示中的几个运动过程中，物体弹性势能增加的是 ( )导 学 号 00820451 2 A如图(甲)，跳高运动员从压杆到杆伸直的过程中，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)，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，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 答案：B 解析：甲中杆的弹性势能先增加后减小，乙中弹簧的弹性势能增加，丙中橡皮筋的弹 性势能减小，丁中弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能减小，故 B 正确，A、C、D 错 误。 4 在光滑的水平面上，物体 A 以较大速度 va向前运动，与以较小速度 vb向同一方向运动 的、连有轻质弹簧的物体 B 发生相互作用，如图所示。在相互作用的过程中，当系统的弹 性势能最大时 ( )导 学 号 00820452 A vavb B va vb C vaEpB C EpAEpB，B 正确。 12 F22k 4(嘉兴一中 20152016 学年高一检测)如图所示，一个物体在 A 时，弹簧处于原长， 将物体从 A 推到 B 时，弹力做功 W1；将物体从 A 推到 B 再推到 C 最后再回到 B，弹力做功 W2。下列说法正确的是 ( )导 学 号 00820458 A W1W2 B W1 W2 C上述两个过程中弹簧的弹性势能变化不同 D上述两个过程中弹簧的弹性势能均增加 W1 答案：BD 解析：对于同一弹簧，其弹性势能的大小取决于它的形变量，将物体由 A 推到 B 和将 物体由 A 推到 B 再推到 C 最后再回到 B 的弹簧形变量相同，故有 W1 W2，而且均是外界对 弹簧做正功，故弹簧弹性势能均增加，A、C 错误，B、D 正确。 5一升降机箱底部装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略 摩擦和空气阻力的影响，则升降机在从弹簧下端触地直到最低点的一段运动过程中 ( )导 学 号 00820459 5 A升降机的速度不断减小 B升降机的加速度不断变大 C先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功 D重力势能减小，弹性势能增大 答案：CD 解析：从弹簧下端触地直到最低点的运动过程中，弹簧的弹力不断变大。当弹力小于 重力大小时，升降机加速度方向向下，升降机做加速运动，由 a 可知，加速度减小， mg Fm 重力做的功要大于弹力做的负功；当弹力大于重力大小时，升降机加速度方向向上，升降 机做减速运动，由 a 可知，加速度变大，重力做的功要小于弹力做的负功。重力势 F mgm 能一直减小，弹性势能一直增大。综上所述，C、D 正确。 二、非选择题 6通过探究得到弹性势能的表达式为 Ep 。式中 k 为弹簧的劲度系 kx22 数， x 为弹簧伸长(或缩短)的长度。请利用弹性势能的表达式计算下列问题。 放在地面上的物体，上端系在劲度系数 k400N/m 的弹簧上，弹簧的另 一端拴在跨过定滑轮的绳子上，如图所示。手拉绳子的另一端，当往下拉 01m 时，物体 开始离开地面，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地 h05m 高处。如果不计弹簧质量和各 种摩擦，求拉力所做的功以及弹簧的弹性势能。 导 学 号 00820460 答案：22J 2J 解析：注意物体刚好离地的条件， x01m 是解决本题的关键，并且物体缓慢升高时， 拉力不变，刚好离开地面后拉力与物体重力的大小相等。 弹性势能 Ep kx2 40001 2J2J。 12