（新课标）高一物理暑假作业13（重力势能、弹性势能） (2).doc

新课标2015年高一物理暑假作业13重力势能、弹性势能。学校:_姓名：_班级：_考号：_一、选择题（本题共6道小题）1.关于重力势能，下列说法中正确的 a物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定b物体与零势能面的距离越大，它的重力势能也越大c一个物体的重力势能从5 j变化到3 j，重力势能减少了d重力势能的变化量与零势能面的选取无关 2.物体运动过程中，重力对其做功500j，则物体的（ ）a动能一定增加500j b动能一定减少500jc重力势能一定增加500j d重力势能一定减少500j3.桌面高为h1，质量为m的小球从高出桌面h2的a点从静止开始下落到地面上的b点，以桌面为参考面，在此过程中小球重力做功和小球在桌面处的机械能分别为（）a、mg（h1+h2）b、mgh2，mgh2c、mgh2，mg（h1+h2）d、mg（h1+h2），mg（h1+h2）4.下列关于重力势能的说法中正确的是（ ）a.重力势能的大小只由重物本身决定 b.重力势能恒大于零c.当物体放在地面上，它具有的重力势能一定为零d.重力势能是相对于零势能面而言的，因此重力势能具有相对性5.如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连弹簧处于自然长度时物块位于o点（图中未标出）物块的质量为m，ab=a，物块与桌面间的动摩擦因数为现用水平向右的力将物块从o点拉至a点，拉力做的功为w撤去拉力后物块由静止向左运动，经o点到达b点时速度为零重力加速度为g 则上述过程中（） a 物块在a点时，弹簧的弹性势能等于wmga b 物块在b点时，弹簧的弹性势能小于wmga c 经o点时，物块的动能小于wmga d 物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在b点时弹簧的弹性势能6.如图所示，将一轻弹簧下端固定在倾角为的粗糙斜面底端，弹簧处于自然状态时上端位于a点。质量为m的物体从斜面上的b点由静止下滑，与弹簧发生相互作用后，最终停在斜面上。则下列说法正确的是 ( )a物体最终将停在a点b物体第一次反弹后不可能到达b点c整个过程中重力势能的减少量大于物体克服摩擦力做的功d整个过程中物体在a点的动能最大二、实验题（本题共2道小题）7.一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如下图甲所示，在离地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。重力加速度为g（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点p痕迹到o点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为 ；（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：弹簧压缩量x/cm1.001.502.002.503.003.50小球飞行水平距离s/102cm2.013.004.014.986.016.99结合（1）问与表中数据，弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为 ；（3）完成实验后，该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变：（i）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹o；（ii）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板上得到痕迹p；（iii）用刻度尺测量纸上o点到p点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为l，则（ii）步骤中弹簧的压缩量应该为 。8.某同学想研究弹簧的弹性势能ep和弹簧形变量x间的函数关系。设想用水平力缓慢地将弹簧从原长拉伸x,该过程拉力做的功w等于弹性势能的增加,即ep。根据本实验所得,弹力f和弹簧伸长x的关系为f=kx。拉力的平均值为kx,所以w=kx2。他猜想弹性势能的表达式应该就是ep=kx2。他找到一根弹簧、一个木板、一个重g=5.0n的长方体形金属块，设计了一个实验，利用一把毫米刻度尺来验证这个结论。步骤是：（1）将金属块悬挂在该弹簧下方，静止时测得弹簧的伸长量为1.00cm,由此得出该弹簧在受到单位作用力时的伸长量，即f=kx式中的比例系数k为_n/m；（2）将金属块放在长木板上，调节长木板的倾角，当金属块刚好能匀速下滑时测出斜面的高度为10.00cm,底边长为40.00cm,由此测得金属块和长木板间的动摩擦因数=_。（3）如图将木板固定在地面上，金属块放置于木板上。弹簧一端固定在竖直墙上，另一端与金属块接触，用手向左压金属块使弹簧压缩一定长度后由静止释放，滑块脱离弹簧后，又沿长木板滑行一段距离而停下。测出每次弹簧的压缩量x和金属块脱离弹簧后在长木板上滑行的距离s，将对应的数据填写在下面的表格中。x/cm1.502.002.503.003.504.00s/cm3.006.0210.0514.9620.9728.05为验证结果是否符合猜想ep=kx2，则应该根据以上数据作出得图像为（ ） a：图像 b：图像c：图像 d：图像在右图的坐标系中作出你所选择的的图像，请注明横纵坐标所代表的物理量及单位，并注明你所选的标度，由图可得到ep和x2间的关系式为 则该同学的猜想是 （填“正确”或者“错误”）的。三、计算题（本题共3道小题）9.质量为50kg的运动员，在一座高桥上做“蹦极”运动。他所用的弹性绳自由长度l=12m，假设弹性绳中的弹力与弹性绳的伸长之间的关系遵循胡克定律，在整个运动中弹性绳不超过弹性限度。运动员从桥面下落，能到达距桥面h=40m的最低点d 处，运动员下落速率v跟下落距离s 的关系如图所示，运动员在c 点时的速度最大。空气阻力不计，g取10m/s2，求：（1）弹性绳的劲度系数；（2）运动员到达d点时，弹性绳的弹性势能；（3）运动员到达d点时的加速度。10.一水平放置的轻弹簧，一端固定，另一端与一小滑块接触，但不粘连；初始时滑块静止于水平气垫导轨上的o点，如图(a)所示现利用此装置探究弹簧的弹性势能ep与期其被压缩时长度的改变量x的关系，先推动小滑块压缩弹簧，用米尺测出x的数值；然后将小滑块从天静止释放。用计时器测出小滑块从o点运动至气垫导轨上另一固定点a所用的时间t。多次改变x，测得的x值及其对应的t值如下表所示。(表中的l/t值是根据t值计算得出的)。x(cm)1.001.502.002.503.00t(s)3.332.201.601.321.081/t(s-1)0.3000.4550.6250.7580.926(1)根据表中数据，在图(b)中的方格纸上作图线。(2)回答下列问题：(不要求写出计算或推导过程)已知点（0，0）在(1/t)-x图线上，从(1/t)-x图线看，1/t与x是什么关系？从理论上分析，小滑块刚脱离弹簧时的动能ek与1/t是什么关系(不考虑摩擦力)当弹簧长度改变量为x时，弹性势能ep与相应的ek是什么关系?综合考虑以上分析，ep与x是什么关系?11.如图所示，轻质弹簧的一端与墙相连，质量为2kg的滑块以5m/s的速度沿光滑平面运动并压缩弹簧，求：（1）弹簧在被压缩过程中最大弹性势能，（2）当弹簧的弹性势能为最大弹性势能的一半时，木块速度的大小。试卷答案1.d2.d3.解：小球下落的始末位置的高度差为：h1+h2，故重力做功为：w=mg（h1+h2）小球下落过程中机械能守恒，则知小球在桌面处的机械能等于刚开始下落时的机械能，为e=mgh2；故选：a4.d5.解：a、如果没有摩擦力，则o点应该在ab中间，由于有摩擦力，物体从a到b过程中机械能损失，故无法到达没有摩擦力情况下的b点，也即o点靠近b点故oa，此过程物体克服摩擦力做功大于，所以物块在a点时，弹簧的弹性势能小于，故a错误；b、由a分析得物块从开始运动到最终停在b点，路程大于a+=，故整个过程物体克服阻力做功大于，故物块在b点时，弹簧的弹性势能小于，故b正确；c、从o点开始到再次到达o点，物体路程大于a，故由动能定理得，物块的动能小于wmga，故c正确；d、物块动能最大时，弹力等于摩擦力，而在b点弹力与摩擦力的大小关系未知，故物块动能最大时弹簧伸长量与物块在b点时弹簧伸长量大小未知，故此两位置弹性势能大小关系不好判断，故d错误故选：bc6.bc7.（1）（2分） （2）（2分） （3）（2分） 8.（1）。（2）金属块刚好能沿斜面匀速下滑，则有mgsin=mgcos，即得金属块和长木板间的动摩擦因数=tan=h/l=0.25。（