高中物理 7.5《探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式》精練精析 新人教版必修2

1、7.5 探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式【學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】1.關(guān)于彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能,下列說(shuō)法不正確的是（ ）A.重力勢(shì)能屬于物體和地球這個(gè)系統(tǒng),彈性勢(shì)能屬于發(fā)生彈性形變的物體B.重力勢(shì)能是相對(duì)的,彈性勢(shì)能是絕對(duì)的C.重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都是相對(duì)的D.重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都是狀態(tài)量【解析】選B.重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能都是相對(duì)于勢(shì)能零點(diǎn)的,B錯(cuò),A、C、D對(duì),故只選B.2.如圖7-5-5所示，一輕彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)O在同一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速地釋放，讓它自由擺下，不計(jì)空氣阻力，在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過(guò)程中（ ）A.重力做正功,彈力不做功B.重力做正功,彈力做正功C.若用

2、與彈簧原長(zhǎng)相等的細(xì)繩代替彈簧后，重力做正功，彈力不做功D.若用與彈簧原長(zhǎng)相等的細(xì)繩代替彈簧后，重力做功不變，彈力不做功【解析】選C.用細(xì)繩拴住小球向下擺動(dòng)時(shí)重力做正功，彈力不做功，C對(duì).用彈簧拴住小球下擺時(shí)，彈簧要伸長(zhǎng)，重力做正功，且做功多，小球軌跡不是圓弧，彈力做負(fù)功，A、B、D錯(cuò).3.先后用兩只不同的彈簧A、B（kA>kB）拉著同一物體沿同一粗糙水平面勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，就兩彈簧的彈性勢(shì)能的大小，下列說(shuō)法正確的是（ ）A.A的彈性勢(shì)能大B.B的彈性勢(shì)能大C.A、B彈性勢(shì)能相同D.無(wú)法判斷4.如圖7-5-6所示,在光滑水平面上有一物體,它的左端連一彈簧,彈簧的另一端固定在墻上,在力F作用下來(lái)物

3、體處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)撤去F后,物體將向右運(yùn)動(dòng),在物體向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是（ ）A.彈簧對(duì)物體做正功,彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減少B.彈簧對(duì)物體做負(fù)功,彈簧的彈性勢(shì)能逐漸增加C.彈簧先對(duì)物體做正功,后對(duì)物體做負(fù)功,彈簧的彈性勢(shì)能先減少再增加D.彈簧先對(duì)物體做負(fù)功,后對(duì)物體做正功,彈簧的彈性勢(shì)能先增加再減少【解析】選C.彈簧由壓縮到原長(zhǎng)再到伸長(zhǎng),剛開(kāi)始時(shí)彈力方向與運(yùn)動(dòng)方向同向做正功,彈性勢(shì)能應(yīng)減小.越過(guò)原長(zhǎng)位置后彈力方向與運(yùn)動(dòng)反向,彈力做負(fù)功,故彈性勢(shì)能增加,所以只有C正確,A、B、D錯(cuò)誤.5.（2010·青島高一檢測(cè)）如圖7-5-7所示，某同學(xué)利用橡皮條將模型飛機(jī)彈出，在彈出過(guò)程中

4、，下述說(shuō)法正確的是（ ）A.橡皮條收縮，彈力對(duì)飛機(jī)做功B.飛機(jī)的動(dòng)能增加C.橡皮條的彈性勢(shì)能減少D.飛機(jī)的重力勢(shì)能減小，轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的動(dòng)能【解析】選A、B、C.橡皮條收縮產(chǎn)生彈力將飛機(jī)推出，彈力對(duì)飛機(jī)做正功，飛機(jī)動(dòng)能增加，橡皮條彈性勢(shì)能減少，飛機(jī)上升重力勢(shì)能增加，A、B、C對(duì)，D錯(cuò).【素能綜合檢測(cè)】一、選擇題（本題包括5小題，每小題4分，共20分.至少一個(gè)選項(xiàng)正確）1.自由下落的小球，從接觸豎直放置的輕彈簧開(kāi)始，到壓縮彈簧有最大形變的過(guò)程中，以下說(shuō)法中正確的是（ ）A.小球的速度逐漸減小B.小球、地球組成系統(tǒng)的重力勢(shì)能逐漸減小C.小球、彈簧組成系統(tǒng)的彈性勢(shì)能先逐漸增大再逐漸減小D.小球的加速度逐

5、漸增大【解析】選B.小球做加速度先減小到0后逐漸增大的變速運(yùn)動(dòng)，小球速度先增大后減小.故A、D錯(cuò)，小球的重力勢(shì)能逐漸減小，由于彈簧的壓縮量逐漸增大，因此彈簧的彈性勢(shì)能逐漸增大，故B正確，C錯(cuò).2.在光滑的水平面上，物體A以較大速度va向前運(yùn)動(dòng)，與以較小速度vb向同一方向運(yùn)動(dòng)的、連有輕質(zhì)彈簧的物體B發(fā)生相互作用，如圖1所示.在相互作用的過(guò)程中，當(dāng)系統(tǒng)的彈性勢(shì)能最大時(shí)( )A.vavb B.va=vb C.vavb D.無(wú)法確定【解析】選B.va=vb時(shí)，A、B相距最近，彈簧壓縮量最大，彈性勢(shì)能最大.3.某緩沖裝置可抽象成圖2所示的簡(jiǎn)單模型.圖中k1、k2為原長(zhǎng)相等、勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧.下列表

6、述正確的是（ ）A緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無(wú)關(guān)B墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等C墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧的長(zhǎng)度保持相等D墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧的彈性勢(shì)能發(fā)生改變【解析】選B、D.彈簧勁度系數(shù)k越大向右壓縮單位長(zhǎng)度彈力越大，物體減速越快，緩沖效果越好，A錯(cuò).由牛頓第三定律可知兩彈簧彈力總是大小相等，B對(duì).由于k1x1=k2x2,k1k2，所以x1x2，又因原長(zhǎng)相等，故壓縮后兩彈簧的長(zhǎng)度不相等，C錯(cuò)；彈簧形變量越來(lái)越大，彈性勢(shì)能越來(lái)越大，D對(duì).4.如圖3所示,質(zhì)量為m的物體靜止在地面上,物體上面連著一個(gè)輕彈簧,用手拉住彈簧上端上移H,將物體緩緩提高h(yuǎn),拉力F做功WF,不計(jì)彈簧的質(zhì)量,則下列

7、說(shuō)法正確的是（ ）A.重力做功-mgh,重力勢(shì)能減少mghC.重力勢(shì)能增加mgh,彈性勢(shì)能增加FHD.重力勢(shì)能增加mgh,彈性勢(shì)能增加WF-mgh【解析】選D.可將整個(gè)過(guò)程分為兩個(gè)階段:一是彈簧伸長(zhǎng)到m剛要離開(kāi)地面階段,拉力克服彈力做功WF1=-W彈,等于彈性勢(shì)能的增加,二是彈簧長(zhǎng)度不變,物體上升h，拉力克服重力做功WF2=-WG=mgh,等于重力勢(shì)能的增加,又由WF1+WF2=WF可知A、B、C錯(cuò),D對(duì).5.（2010·上海高一檢測(cè)）在一次演示實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)壓緊的彈簧沿一粗糙水平面射出一個(gè)小物體，測(cè)得彈簧壓縮的距離d和小球在粗糙水平面滑動(dòng)的距離x如下表所示.由此表可以歸納出小物體滑動(dòng)

8、的距離x跟彈簧壓縮的距離d之間的關(guān)系，并猜測(cè)彈簧的彈性勢(shì)能Ep跟彈簧壓縮的距離d之間的關(guān)系分別是（選項(xiàng)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】選D.研究表中的d、x各組數(shù)值不難看出x=k1d2，從能的轉(zhuǎn)化守恒角度知彈性勢(shì)能的減少等于物體克服摩擦力所做的功，即Ep=mg·x=mg·k1d2=k2d2,所以正確選項(xiàng)為D.二、非選擇題（本題包括3小題，共30分.有必要的文字?jǐn)⑹觯?.（10分）小玲同學(xué)平時(shí)使用帶彈簧的圓珠筆寫(xiě)字，她想估測(cè)里面小彈簧在圓珠筆尾端壓緊情

9、況下的彈性勢(shì)能的增加量.請(qǐng)你幫助她完成這一想法.（1）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)所用的器材：_.（2）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)的步驟和所要測(cè)量的物理量（用字母量表示）（要求能符合實(shí)際并盡量減少誤差.）（3）彈性勢(shì)能的增加量的表達(dá)式Ep=_.（用測(cè)得量表示）【解析】（1）米尺、天平（2）將圓珠筆緊靠米尺豎直放在桌面上在桌面上將圓珠筆尾端壓緊，記下筆尖處的讀數(shù)x1突然放開(kāi)圓珠筆，觀察并記下筆尖到達(dá)最高峰的讀數(shù)x2用天平測(cè)出圓珠筆的質(zhì)量m（3）Ep=mg(x2-x1)答案：（1）米尺、天平 （2）見(jiàn)解析 （3）mg(x2-x1)7.（思維拓展題）（10分）如圖5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(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)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(cè)定彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能.（1）還需要的器材是_、_（2）以上測(cè)量實(shí)際上是把對(duì)彈性勢(shì)能的測(cè)量轉(zhuǎn)化為對(duì)_的測(cè)量，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為對(duì)_和_的直接測(cè)量.（3）為了研究彈簧的彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)和形變量的關(guān)系，除以上器材外，還準(zhǔn)備了三個(gè)輕彈簧，所有彈簧的勁度系數(shù)均不相同.試設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格.【解析】小球被松開(kāi)后，當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為小球的動(dòng)能，小球通過(guò)光滑水平面后沿光滑圓弧軌道上升到最高點(diǎn)，小球的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為小球的重力勢(shì)能，由輕桿OP可求出小球上升的高度，再測(cè)出小球的質(zhì)量即可求出其重