高中物理 7.5《探究弹性势能的表达式》精练精析 新人教版必修2

1、7.5 探究弹性势能的表达式【学业达标训练】1.关于弹性势能和重力势能,下列说法不正确的是（ ）A.重力势能属于物体和地球这个系统,弹性势能属于发生弹性形变的物体B.重力势能是相对的,弹性势能是绝对的C.重力势能和弹性势能都是相对的D.重力势能和弹性势能都是状态量【解析】选B.重力势能、弹性势能都是相对于势能零点的,B错,A、C、D对,故只选B.2.如图7-5-5所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点B的过程中（ ）A.重力做正功,弹力不做功B.重力做正功,弹力做正功C.若用

2、与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功D.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功【解析】选C.用细绳拴住小球向下摆动时重力做正功，弹力不做功，C对.用弹簧拴住小球下摆时，弹簧要伸长，重力做正功，且做功多，小球轨迹不是圆弧，弹力做负功，A、B、D错.3.先后用两只不同的弹簧A、B（kA>kB）拉着同一物体沿同一粗糙水平面匀速运动时，就两弹簧的弹性势能的大小，下列说法正确的是（ ）A.A的弹性势能大B.B的弹性势能大C.A、B弹性势能相同D.无法判断4.如图7-5-6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作用下来物

3、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少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【解析】选C.弹簧由压缩到原长再到伸长,刚开始时弹力方向与运动方向同向做正功,弹性势能应减小.越过原长位置后弹力方向与运动反向,弹力做负功,故弹性势能增加,所以只有C正确,A、B、D错误.5.（2010·青岛高一检测）如图7-5-7所示，某同学利用橡皮条将模型飞机弹出，在弹出过程中

4、，下述说法正确的是（ ）A.橡皮条收缩，弹力对飞机做功B.飞机的动能增加C.橡皮条的弹性势能减少D.飞机的重力势能减小，转化为飞机的动能【解析】选A、B、C.橡皮条收缩产生弹力将飞机推出，弹力对飞机做正功，飞机动能增加，橡皮条弹性势能减少，飞机上升重力势能增加，A、B、C对，D错.【素能综合检测】一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分.至少一个选项正确）1.自由下落的小球，从接触竖直放置的轻弹簧开始，到压缩弹簧有最大形变的过程中，以下说法中正确的是（ ）A.小球的速度逐渐减小B.小球、地球组成系统的重力势能逐渐减小C.小球、弹簧组成系统的弹性势能先逐渐增大再逐渐减小D.小球的加速度逐

5、渐增大【解析】选B.小球做加速度先减小到0后逐渐增大的变速运动，小球速度先增大后减小.故A、D错，小球的重力势能逐渐减小，由于弹簧的压缩量逐渐增大，因此弹簧的弹性势能逐渐增大，故B正确，C错.2.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1所示.在相互作用的过程中，当系统的弹性势能最大时( )A.vavb B.va=vb C.vavb D.无法确定【解析】选B.va=vb时，A、B相距最近，弹簧压缩量最大，弹性势能最大.3.某缓冲装置可抽象成图2所示的简单模型.图中k1、k2为原长相等、劲度系数不同的轻质弹簧.下列表

6、述正确的是（ ）A缓冲效果与弹簧的劲度系数无关B垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等C垫片向右移动时，两弹簧的长度保持相等D垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变【解析】选B、D.弹簧劲度系数k越大向右压缩单位长度弹力越大，物体减速越快，缓冲效果越好，A错.由牛顿第三定律可知两弹簧弹力总是大小相等，B对.由于k1x1=k2x2,k1k2，所以x1x2，又因原长相等，故压缩后两弹簧的长度不相等，C错；弹簧形变量越来越大，弹性势能越来越大，D对.4.如图3所示,质量为m的物体静止在地面上,物体上面连着一个轻弹簧,用手拉住弹簧上端上移H,将物体缓缓提高h,拉力F做功WF,不计弹簧的质量,则下列

7、说法正确的是（ ）A.重力做功-mgh,重力势能减少mghC.重力势能增加mgh,弹性势能增加FHD.重力势能增加mgh,弹性势能增加WF-mgh【解析】选D.可将整个过程分为两个阶段:一是弹簧伸长到m刚要离开地面阶段,拉力克服弹力做功WF1=-W弹,等于弹性势能的增加,二是弹簧长度不变,物体上升h，拉力克服重力做功WF2=-WG=mgh,等于重力势能的增加,又由WF1+WF2=WF可知A、B、C错,D对.5.（2010·上海高一检测）在一次演示实验中，一个压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小物体，测得弹簧压缩的距离d和小球在粗糙水平面滑动的距离x如下表所示.由此表可以归纳出小物体滑动

8、的距离x跟弹簧压缩的距离d之间的关系，并猜测弹簧的弹性势能Ep跟弹簧压缩的距离d之间的关系分别是（选项中k1、k2是常量）( )A.x=k1d,Ep=k2d B.x=k1d,Ep=k2d2C.x=k2d2,Ep=k1d D.x=k1d2,Ep=k2d2【解析】选D.研究表中的d、x各组数值不难看出x=k1d2，从能的转化守恒角度知弹性势能的减少等于物体克服摩擦力所做的功，即Ep=mg·x=mg·k1d2=k2d2,所以正确选项为D.二、非选择题（本题包括3小题，共30分.有必要的文字叙述）6.（10分）小玲同学平时使用带弹簧的圆珠笔写字，她想估测里面小弹簧在圆珠笔尾端压紧情

9、况下的弹性势能的增加量.请你帮助她完成这一想法.（1）写出实验所用的器材：_.（2）写出实验的步骤和所要测量的物理量（用字母量表示）（要求能符合实际并尽量减少误差.）（3）弹性势能的增加量的表达式Ep=_.（用测得量表示）【解析】（1）米尺、天平（2）将圆珠笔紧靠米尺竖直放在桌面上在桌面上将圆珠笔尾端压紧，记下笔尖处的读数x1突然放开圆珠笔，观察并记下笔尖到达最高峰的读数x2用天平测出圆珠笔的质量m（3）Ep=mg(x2-x1)答案：（1）米尺、天平 （2）见解析 （3）mg(x2-x1)7.（思维拓展题）（10分）如图5所示，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处，另有一小球，现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能.（1）还需要的器材是_、_（2）以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对_的测量，进而转化为对_和_的直接测量.（3）为了研究弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量的关系，除以上器材外，还准备了三个轻弹簧，所有弹簧的劲度系数均不相同.试设计记录数据的表格.【解析】小球被松开后，当弹簧恢复到原长时弹簧的弹性势能转化为小球的动能，小球通过光滑水平面后沿光滑圆弧轨道上升到最高点，小球的动能转化为小球的重力势能，由轻杆OP可求出小球上升的高度，再测出小球的质量即可求出其重