高中物理 75 探究弹性势能的表达式同步检测 新人教版必修2.doc

第7章 第5课时 探究弹性势能的表达式基础夯实1关于弹性势能，下列说法正确的是()a发生弹性形变的物体都具有弹性势能b只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能c弹性势能可以与其他形式的能相互转化d弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳答案：acd解析：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，都具有弹性势能，a正确；弹性势能跟重力势能一样，可以与其他形式的能相互转化，c正确；所有能的单位都跟功的单位相同，在国际单位制中的单位是焦耳，d正确2(2011江苏盐城中学高一检测)如图所示，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答案：d3如图所示，射箭时人拉弓所做的功转化为弹性势能，此时的弹性势能主要()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：b4(2010湖北省部分重点中学高一检测)如图所示中的几个运动过程中，物体弹性势能增加的是()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：b5如图所示，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()a弹簧对物体做正功，弹簧的弹性势能逐渐减小b弹簧对物体做负功，弹簧的弹性势能逐渐增加c弹簧先对物体做正功，后对物体做负功，弹簧的弹性势能先减少再增加d弹簧先对物体做负功，后对物体做正功，弹簧的弹性势能先增加再减少答案：c解析：开始时，弹簧处于压缩状态，撤去f后物体在向右运动的过程中，弹簧的弹力对物体先做正功后做负功，故弹簧的弹性势能应先减小后增大6(南京模拟)在猜想弹性势能可能与哪几个物理量有关的时候，有人猜想弹性势能可能与弹簧的劲度系数k、与弹簧的伸长量x有关，但究竟是与x的一次方，还是x的二次方，还是x的三次方有关呢？请完成下面练习以帮助思考(1)若弹性势能epkx，由于劲度系数k的单位是n/m，弹簧伸长量x的单位是m，则kx的单位是_(2)若弹性势能epkx2，由于劲度系数k的单位是n/m，弹簧伸长量x的单位是m，则kx2的单位是_(3)若弹性势能epkx3，由于劲度系数k的单位是n/m，弹簧伸长量x的单位是m，则kx3的单位是_从(1)、(2)、(3)对单位的计算，你可以得到的启示：_.答案：(1)n(2)j(3)jm弹性势能ep与弹簧伸长量x的二次方有关的猜想有些道理解析：物理量与单位是否统一是验证探究正确与否的方法之一7如图所示，质量相等的a、b两物体之间连接一轻弹簧，竖直放在水平地面上，今用力f缓慢向上拉a，直到b刚要离开地面，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，试比较ep1、ep2的大小答案：ep1ep2解析：对于同一弹簧，其弹性势能的大小取决于它的形变量开始时，弹簧处于压缩状态，与原长相比，它的压缩量为l1.当b刚要离开地面时，弹簧处于拉伸状态，与原长相比，它的伸长量为l2.因为mamb，所以l1l2.故ep1ep2.能力提升1(哈师大附中高一检测)如图所示，一轻质弹簧原长为l，竖直固定在水平面上，一质量为m的小球从离地面高为h处自由下落，正好压在弹簧上，弹簧的最大压缩量为x，整个过程不计空气阻力，则弹簧的弹性势能的最大值为()amg(hl) bmg(lx)cmg(hlx) dmg(hxl)答案：c2一根弹簧的弹力位移图线如图所示，那么弹簧由伸长量8cm到伸长量4cm的过程中，弹力的功和弹性势能的变化量为()a3.6j，3.6j b3.6j,3.6jc1.8j，1.8j d1.8j,1.8j答案：c解析：fx围成的面积表示弹力的功w0.0860j0.0430j1.8j弹性势能减少1.8j，c对3为了只用一根弹簧和一把刻度尺测定某滑块与水平桌面间的动摩擦因数(设为定值)，某同学经查阅资料知道了一劲度系数为k的轻弹簧在伸长量为x时，弹簧具有的弹性势能为epkx2，于是他设计了下面的实验第1步：如图所示，将弹簧的一端固定在竖直墙壁上，先使滑块紧靠弹簧将其压缩，松手后滑块在水平桌面上滑行一段距离后停止第2步：先将弹簧的一端挂起，再将滑块挂在竖直放置的弹簧下，使弹簧伸长后保持静止状态回答下列问题(1)对于松手后滑块在水平桌面上滑动过程中有关物理量的描述，正确的是()当弹簧恢复原长时，滑块的加速度可达到最大值当弹簧恢复原长时，滑块的速度可达到最大值滑块的加速度先增大，后减小，然后保持不变滑块的加速度先减小，后增大，然后保持不变abcd(2)你认为，该同学应该用刻度尺直接测量的物理量是(写出名称并用符号表示)：_.(3)用测得的物理量表示滑块与水平桌面间的动摩擦因数的计算式：_.答案：(1)d(2)弹簧的压缩量x1，滑块滑行的距离s，滑块挂在竖直弹簧下时弹簧的伸长量x2(3)解析：松手后，滑块受到向右的弹力大于最大静摩擦力，滑块向右做加速运动，随着滑块的运动，弹力逐渐减小，加速度逐渐减小，当弹力等于摩擦力时，加速度为0，速度最大滑块继续运动，摩擦力大于弹力，加速度逐渐增大，速度逐渐减小，当弹簧恢复原长时，弹力消失，以后滑块受滑动摩擦力作用做匀减速运动，直至停止依据弹簧贮存的弹性势能用来克服滑动摩擦力做功求解4在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0kg的木块相连，若在木块上再作用一个竖直向下的力f，使木块缓慢向下移动0.10m，力f做功2.5j.此时木块再次处于平衡状态，力f的大小为50n，如图所示，求：(1)在木块下移0.10m的过程中弹性势能的增加量；(2)弹簧的劲度系数答案：(1)4.5j(2)500n/m解析：弹性势能的增加量等于弹力做负功的值，所以设法求出弹簧弹力做的功是解决问题的关键(1)木块下移0.10m过程中，f与重力的合力等于弹簧弹力，所以力f和重力做功等于弹簧弹性势能的增加量，故弹性势能的增加量为epwfmgh(2.52.0100.10)j4.5j.(2)由平衡条件得，木块再次处于平衡时fkh，所以劲度系数kn/m500n/m.52008年北京奥运会女子蹦床决赛中，中国小将何雯娜(图甲)表现突出，以总分37.80分的成绩为中国蹦床队夺得首枚奥运会金牌在比赛中，如果她受到蹦床对她的弹力的变化规律如图乙所示 图甲 图乙试分析该同