2019年高中物理第七章机械能守恒定律第五节探究弹性势能的表达式分层训练新人教版.docx

第五节 探究弹性势能的表达式A级抓基础1将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是()A弹力变大，弹性势能变小B弹力变小，弹性势能变大C弹力和弹性势能都变小D弹力和弹性势能都变大解析：由胡克定律表达式Fkl可知，弹簧的弹力F变大；由弹性势能的表达式EPkl2可知，弹簧的弹性势能EP变大故正确选项为D.答案：D2(多选)关于弹力做功与弹性势能的说法正确的是()A弹力所做的功等于弹簧所具有的弹性势能B克服弹力所做的功等于弹簧所具有的弹性势能C弹力所做的功等于弹簧弹性势能的减少D克服弹力所做的功等于弹簧弹性势能的增加解析：弹力做功的过程是弹簧弹性势能变化的过程，弹力做多少功，表明弹性势能变化了多少，与物体含有多少弹性势能无关，A、B错；弹力做正功，弹簧的弹性势能减少，做负功则弹簧的弹性势能增加，C、D对答案：CD3(多选)如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是()A重力势能减少B重力势能增大C弹性势能减少D弹性势能增大解析：重力做正功，重力势能减小，A正确，B错误；弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，C错误，D正确答案：AD4在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下面猜想有一定道理的是()A重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧的长度有关B重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧的位置有关C重力势能与物体所受的重力mg大小有关，所以弹性势能很可能与弹簧的弹力大小有关D重力势能与物体的质量有关，所以弹性势能很可能与弹簧的质量大小有关解析：根据Epmgh知，重力势能与物体被举起的高度有关，采用类比的方法知，弹簧的弹性势能与弹簧的拉伸长度有关，即与形变量有关；根据Epmgh知，重力势能与物体的重力有关，采用类比的方法知，弹簧的弹性势能与弹簧的弹力大小或劲度系数有关由以上分析可知，弹性势能应与弹簧长度、位置以及弹簧的质量无关，故C正确答案：C5.如图所示，在光滑的水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是()A弹簧的弹性势能逐渐减小B弹簧的弹性势能逐渐增大C弹簧的弹性势能先增大后减小D弹簧的弹性势能先减小后增大解析：撤去F后物体向右运动的过程中，弹簧的弹力先做正功后做负功，故弹簧的弹性势能先减小后增大，故选项D正确答案：D6.如图所示，轻弹簧下端系一重物，O点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置)，今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A点，弹力做功W1，第二次把它拉到B点后再让其回到A点，弹力做功W2，则这两次弹力做功的关系为()AW1W2BW12W2CW22W1 DW1W2解析：弹力做功的特点与重力做功一样，不用考虑路径，只看起始与终止位置，故D项正确答案：D7.如图所示，质量为m的物体静止于地面上，物体上表面固定一轻质弹簧，用手缓慢提升弹簧上端，使物体升高h，则人做的功应为()A小于mgh B等于mghC大于mgh D无法确定解析：功是能量转化的量度，拉力做的功一部分转化为弹簧的弹性势能，一部分转化为物体的重力势能由于克服重力做功mgh，故物体重力势能增加mgh，外力做功大于mgh，故C选项正确答案：CB级提能力8.如图所示，a、b两条斜线分别表示两根劲度系数不同的弹簧所受拉力F和弹簧伸长量之间的关系设它们的劲度系数分别为ka、kb，拉力都为F1时的弹性势能分别为Ea、Eb.则下列说法正确的是()AkakbEaEb BkakbEaEbCkakbEaRb DkakbEaEb解析：由Fkl可知，Fl图线的斜率为弹簧的劲度系数，由图可知，kakb，当拉力为F1时，两弹簧的形变量为la，lb，可得：Eakal，Eb，可得EaEb.故C正确答案：C9.如图所示，质量相等的两木块中间连有一弹簧，今用力F缓慢向上提A，直到B恰好离开地面开始时物体A静止在弹簧上面设开始时弹簧的弹性势能为Ep1，B刚要离开地面时，弹簧的弹性势能为Ep2，则关于Ep1、Ep2大小关系及弹性势能变化Ep的说法中正确的是()AEp1Ep2BEp1Ep2CEp0 DEp0解析：开始时弹簧形变量为x1，有kx1mg.则它离开地面时形变量为x2，有kx2mg.由于x1x2，所以Ep1Ep2，Ep0，A对答案：A10一个小孩在蹦床上做游戏，他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度，小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中，他运动的速度v随时间t变化的图象如图所示，图中只有Oa段和cd段为直线则根据该图象可知，蹦床的弹性势能增大的过程所对应的时间间隔为()A仅在t1到t2的时间内B仅在t2到t3的时间内C在t1到t3的时间内 D在t1到t5的时间内解析：小孩从高处落下，在0t1时间内小孩只受重力作用；在t1t2时间内加速度减小，说明小孩又受到了弹力作用，蹦床受到压力；t3时刻，小孩的速度为零，蹦床受到的压力最大，弹性势能也最大；t3时刻后小孩反弹，蹦床的弹性势能减小故选项C正确答案：C11.如图所示，水平弹簧劲度系数k500 N/m，现用一外力推物块，使弹簧压缩10 cm而静止突然撤去外力F，物块被弹开，那么弹簧对物块做了多少功？(弹簧与物块未连接)解析：弹簧的弹力是变力，不能直接用WFl进行计算，但由于弹簧的弹力满足Fkx，可作出弹力F随形变量x变化的图象如图甲所示物块被弹开时，所受弹力逐渐减小，弹簧恢复原长时弹力为零，可作物块的受力F与位移x的关系图象，如图乙所示则Wkxx5000.10.1 J2.5 J.答案：2.5 J12.如图所示，质量为m的物体静止在地面上，物体上面连着一个直立的轻质弹簧，弹簧的劲度系数为k.现用手拉住弹簧上端，使弹簧上端缓慢提升高度h，此时物体已经离开地面，求拉力所做的功解析：拉