高中物理 第七章 機械能守恒定律 5 探究彈性勢能的表達式習題 新人教版必修2

1、5探究彈性勢能的表達式對點訓練知識點一對彈性勢能概念的理解1(多選)關(guān)于彈性勢能，下列說法中正確的是()a發(fā)生形變的物體都具有彈性勢能b彈性勢能是一個標量c在國際單位制中，彈性勢能的單位是焦耳d彈性勢能是狀態(tài)量2如圖l751所示，撐桿跳是運動會中常見的比賽項目，用于撐起運動員的桿要求具有很好的彈性，下列關(guān)于運動員撐桿跳起過程的說法中正確的是()圖l751a運動員撐桿剛剛觸地時，桿彈性勢能最大b運動員撐桿跳起到達最高點時，桿彈性勢能最大c運動員撐桿觸地后上升到最高點之前某時刻，桿彈性勢能最大d以上說法均有可能知識點二彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系3(多選)關(guān)于彈性勢能，下列說法中正確的是()a任何

2、發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能b物體只要發(fā)生形變，就一定具有彈性勢能c外力對彈性物體做功，物體的彈性勢能就發(fā)生變化d發(fā)生彈性形變的物體在恢復原狀時都能對外界做功4一根彈簧的彈力伸長量圖像如圖l752所示，那么彈簧由伸長8cm到伸長4cm的過程中，彈力做的功和彈性勢能的變化量分別為()圖l752a3.6j，3.6jb3.6j，3.6jc1.8j，1.8jd1.8j，1.8j5如圖l753所示，輕彈簧下端系一重物，o點為其平衡位置(即重力和彈簧彈力大小相等的位置)，今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到a點，彈力做功w1，第二次把它拉到b點后再讓其回到a點，彈力做功w2，則這兩次彈力做功的關(guān)系為(

3、)圖l753aw1<w2bw12w2cw22w1dw1w26在光滑的水平面上，物體a以較大速度va向前運動，與以較小速度vb向同一方向運動且連有輕質(zhì)彈簧的物體b發(fā)生相互作用，如圖l754所示在相互作用的過程中，當系統(tǒng)的彈性勢能最大時()圖l754ava>vbbvavbcva<vbd無法確定圖l7557如圖l755所示，小明玩蹦蹦桿，在小明將蹦蹦桿中的彈簧向下壓縮的過程中，小明的重力勢能、彈簧的彈性勢能的變化是()a重力勢能減少，彈性勢能增大b重力勢能增大，彈性勢能減少c重力勢能減少，彈性勢能減少d重力勢能不變，彈性勢能增大圖l7568如圖l756所示，在一次蹦極運動中，人由高

4、空跳下到最低點的整個過程中，下列說法中錯誤的是()a重力對人做正功b人的重力勢能減小c橡皮繩對人做正功d橡皮繩的彈性勢能增加知識點三探究彈性勢能9如圖l757所示，光滑水平軌道與光滑圓弧軌道相切，輕彈簧的一端固定在軌道的左端，op是可繞o點無摩擦轉(zhuǎn)動的輕桿，且擺到某處就能停在該處，另有一小球，現(xiàn)在利用這些器材測定彈簧被壓縮時的彈性勢能圖l757(1)還需要的器材是_、_(2)以上測量實際上是把對彈性勢能的測量轉(zhuǎn)化為對_的計算，進而轉(zhuǎn)化為對_和_的直接測量綜合拓展10在一次演示實驗中，一壓緊的彈簧沿一粗糙水平面射出一小球，測得彈簧壓縮的距離d和小球在粗糙水平面上滾動的距離s如下表所示由此表可以歸

5、納出小球滾動的距離s跟彈簧壓縮的距離d之間的關(guān)系，并猜測彈簧的彈性勢能ep跟彈簧壓縮的距離d之間的關(guān)系分別是(選項中k1、k2是常量)()實驗次數(shù)1234d/cm0.501.002.004.00s/cm4.9820.0280.10319.5a.sk1depk2dbsk1depk2d2csk1d2epk2ddsk1d2epk2d211如圖l758所示，在光滑水平面上有a、b兩物體，中間連一彈簧，已知ma2mb.今用水平恒力f向右拉b，當a、b一起向右勻加速運動時，彈簧的彈性勢能為ep1，如果用水平恒力f向左拉a，當a、b一起向左勻加速運動時，彈簧的彈性勢能為ep2，則ep1ep2是多大？(epx

6、2)圖l75812彈簧原長l015cm，受拉力作用后彈簧逐漸伸長，當彈簧伸長到長度為l120cm時，作用在彈簧上的力為400n.(1)彈簧的勁度系數(shù)k為多少？(2)在該過程中彈力做了多少功？(3)彈簧的彈性勢能如何變化？1bcd解析只有發(fā)生彈性形變的物體才具有彈性勢能，選項a錯誤；彈性勢能是一個標量，在國際單位制中，其單位是焦耳，彈性勢能是一個狀態(tài)量，選項b、c、d正確2c解析運動員撐桿剛剛觸地和到達最高點時，桿幾乎沒有形變，彈性勢能很?。贿\動員撐桿觸地后上升到最高點之前某時刻桿形變量最大時，彈性勢能最大，c正確3ad解析物體具有彈性勢能的條件只有一個，那就是發(fā)生彈性形變，所以選項a正確，b錯

7、誤；外力對彈性物體做功，只要物體的形變量不變，則物體的彈性勢能就不變，選項c錯誤；發(fā)生彈性形變的物體具有彈性勢能，在它們恢復原狀的過程中，彈性勢能減少而轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，這個過程就是一個對外界做功的過程，故選項d正確4c解析fx圖像與坐標軸所圍圖形的面積表示彈力做的功，則w×0.08×60j×0.04×30j1.8j，此過程彈力做正功，彈簧的彈性勢能減小1.8j，故選項c正確5d解析彈力做功的特點與重力做功一樣，不用考慮路徑，只看起始與終止位置，故選項d正確6b解析只要va>vb，a、b就有相對運動，彈簧就會被繼續(xù)壓縮，彈力做負功，彈性勢能增加

8、，當vavb時，a、b相距最近，彈簧的形變量最大，彈性勢能最大，故選項b正確7a解析彈簧向下壓縮的過程中，彈簧壓縮量增大，彈性勢能增大；小明重心下降，重力做正功，重力勢能減少，a正確8c解析人在下落的過程中，重力對人做正功，人的重力勢能不斷減小，選項a、b正確；橡皮繩不斷伸長，彈力對人做負功，故橡皮繩的彈性勢能不斷增大，選項d正確，c錯誤9(1)天平刻度尺(2)重力勢能小球質(zhì)量上升高度解析壓縮彈簧的小球被松開后，當彈簧恢復到原長時彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能，小球通過光滑水平面后沿光滑圓弧軌道上升到最高點，小球的動能轉(zhuǎn)化為小球的重力勢能，由輕桿op最后停的位置可測出小球上升的高度，再測出小球

9、的質(zhì)量即可求出其重力勢能，這樣就把不易測量的彈性勢能，轉(zhuǎn)化為易計算的重力勢能了10d解析分析實驗數(shù)據(jù)，可看出在誤差允許的范圍內(nèi)20，即sk1d2.彈性勢能越大，小球滾動的距離越遠，eps，則epd2，epk2d2.1141解析a、b一起勻加速運動時的加速度a向右勻加速運動時，設(shè)彈簧的伸長量為x右，由牛頓第二定律得kx右maa2mb·向左勻加速運動時，設(shè)彈簧的伸長量為x左，由牛頓第二定律得kx左mbamb·故x右x左21又知epx2則ep1ep241.12(1)8000n/m(2)10j(3)增加了10j解析 (1)kn/m8000n/m.(2)由于fkl，作出fl圖像如圖所示，圖中畫斜線部分面積為彈力做功的絕對值，由于在伸長過程中彈力f方向與位移方向相反，故彈力f在此過程中做負功w(l1l0)×0.05j10j.(3)epw10j，即彈性勢能增加了10j.6edbc3191f2351dd815ff33d4435f3756edbc3191f2