7.5 探究弹性势能的表达式 每课一练3(人教版必修2).docVIP

金太阳新课标资源网 7.5 探究弹性势能的表达式 每课一练3（人教版必修2）基础巩固1.关于弹性势能，下列说法中正确的是（ ）A.发生形变的物体都具有弹性势能 B.弹性势能是一个标量C.弹性势能的单位是焦耳（在国际单位制中） D.弹性势能是状态量解析：本题的四个选项中，点明了弹性势能的特点.物体的形变有两种:一种是弹性形变，另一种是非弹性形变（也称范性形变）.只有发生弹性形变的物体才具有弹性势能，A错.弹性势能只有大小、没有方向，是一个标量，B正确.弹性势能的单位与功的单位是相同的，都是焦耳，C正确.弹性势能对应着发生弹性形变的物体的某一状态，是一个状态量，D正确.答案：BCD2.关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（ ）A.弹簧的弹性势能跟拉伸（或压缩）的长度有关B.弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关C.同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大D.弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关解析：由弹性势能的表达式Ep=可知，弹性势能Ep与弹簧拉伸（或压缩）的长度有关，A选项正确.Ep的大小还与k有关，B选项正确.在弹性限度内，Ep的大小还与x有关，x越大，Ep越大，C正确.弹簧的弹性势能是由弹簧的劲度系数k和形变量x决定的，与使弹簧发生形变的物体无关.答案：ABC3.如图5-5-7所示，在光滑水平面上有一物体，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（ ）图5-5-7A.弹簧的弹性势能逐渐减少 B.弹簧的弹性势能逐渐增加C.弹簧的弹性势能先增加再减少 D.弹簧的弹性势能先减少再增加解析：当力F作用在物体上时，弹簧处于压缩状态，具有弹性势能，当撤去力F后，物体向右运动.随着物体向右运动，弹簧的压缩量逐渐减小，弹性势能减少，当弹簧恢复原长时，弹性势能为零，但物体的运动速度仍然向右，继续向右运动，弹簧被拉长，弹性势能增加，所以正确选项为D.答案：D4.上题中，在弹簧向右运动的过程中，弹簧弹力对物体的做功情况，下列说法正确的是（ ）A.弹簧对物体做正功B.弹簧对物体做负功C.弹簧先对物体做正功，后对物体做负功D.弹簧先对物体做负功，后对物体做正功解析：当撤去力F后，物体向右运动，物体受到了弹簧的弹力方向向右，位移的方向也向右，弹力对物体做正功；当弹簧变为伸长时，弹力的方向向左，位移方向向右，弹力对物体做负功，所以正确选项为C.答案：C5.如图5-5-8所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端在水平力F作用下缓慢拉伸了x.关于拉力F随伸长量x的变化图线，图5-5-9中正确的是（ ）图5-5-8图5-5-9解析：根据胡克定律：F=kx，外力F与弹簧弹力F始终平衡，所以有F=kx，拉力F随伸长量x的变化图线如A图所示.答案：A6.在一次“蹦极”运动中，人由高空跌下，到最低点的整个过程中，下列说法中正确的是（ ）A.重力对人做正功 B.人的重力势能减少了C.橡皮绳对人做负功 D.橡皮绳的弹性势能增加了解析：在“蹦极”运动中，人由高空跌下到最低点的过程中，重力方向和位移方向均向下，重力对物体做正功，重力势能减少，A、B选项正确.在人和橡皮绳相互作用的过程中，橡皮绳对人的拉力向上，人的位移方向向下，绳的拉力对人做负功，橡皮绳的弹性势能也增加了，C、D选项正确.答案：ABCD7.如图5-5-10所示，质量为m的物体A静止在地面上，其上表面竖直连接着一根长L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端P将物体缓慢提高h,则物体的重力势能增加了_，人对弹簧拉力所做的功_物体克服重力所做的功（填“大于”“小于”或“等于”）.若弹簧的上端P点升高了H，物体恰已离开地面，则物体的重力势能增加了_；人对弹簧拉力所做的功_mgH（填“大于”“小于”或“等于”）.图5-5-10解析：因将物体缓慢提高h，物体的重心升高h，故物体的重力势能增加了mgh，克服重力所做的功等于（重力势能的增加）mgh；由功能关系，人对弹簧拉力所做的功等于物体重力势能的增加mgh和弹簧弹性势能的增量之和.所以人做的功应大于mgh.在缓慢拉物体上升过程中，物体所受弹簧向上的拉力kx与重力mg平衡.由此求出弹簧伸长的长度.现弹簧的上端P升高了H，物体升高的高度为h=H-x=.故物体的重力势能增加了mgh=mg().因为人对弹簧的拉力F是变力，物体离地以前，Fmg；物体离地以后，F=mg，所以人的拉力F做的功小于mgH.答案：mgh 大于 mg() 小于综合应用8.如图5-5-11甲所示，物体在力F作用下由静止开始运动，F随物体位移的变化图线如图5-5-11乙所示，在物体移动5 m的过程中，力F所做的功为多少？图5-5-11解析：根据v-t图象中v与坐标轴所围成的面积表示物体所发生的位移，基于这种思想方法的影响，在Fl图象中，F与坐标轴l所围的面积即为力F对物体所做的功W=S梯形=（4+10）5 J=35 J.9.在光滑水平面上有两个小球，如图5-5-12所示，假设它们之间存在着相互排斥的力，也具有一种势能，我们把它叫做x势能.当A小球不动，B小球在外力作用下向A靠近时，试分析它们间的x势能将如何变化？图5-5-12解析：变换情景、采用类比分析的方法，可以将复杂的问题简单化.将两球类比为弹簧两端连接的小球.A小球不动，B小球在外力作用下向A靠近，外力对B、A组成的系统做正功，B球则克服A、B间的斥力作用做正功，肯定使得A、B间的x势能增加.10.当v不变时，我们可以用s=vt求位移，还可以利用v-t图象下梯形的面积来求解速度变化时的位移.当F不变时，我们可以用W=FL来求功，还可以利用F-L图象下梯形的面积来求解变力作用下的功.沿着这个思路，请你探究下列问题：有一个物理量I，当F不变时，我们可以用I=Ft来求I，是否可以用F-t图象下梯形的面积来求解变力作用下的I？解析：分析该题时，要注意对所学知识的灵活迁移，特别是物理研究方法的迁移，恰当的迁移可以使复杂的问题变得简单化. 由s=vt可知，物体的位移可以理解成速度对时间的积累，由W=FL可知，力对物体所做的功，可以理解为力对位移的积累，所以I=Ft，可以理解为力F对时间t的积累，可以用Ft图象下的面积来求解变力作用下的I.11.图5-5-13所示，在光滑水平面上有A、B两球，中间连一弹簧，A球固定.今用手拿住B球将弹簧压缩一定距离，然后释放了B球，在B球向右运动到最大距离的过程中，试分析B球的加速度怎样变化？速度怎样变化？弹簧的弹性势能怎样变化？图5-5-13解析：小球从开始到弹簧恢复原长的过程中，B球由于受到向