全程方略2012-2013版高中物理 7.5 探究彈性勢能的表達式課后鞏固作業(yè) 新人教版必修2

1、【全程方略】2012-2013版高中物理 7.5 探究彈性勢能的表達式課后鞏固作業(yè) 新人教版必修2一、選擇題(本題包括6小題，每小題5分，共30分。每小題至少一個選項正確)1.彈簧的彈性勢能與下列哪些因素有關( )A.彈簧的長度B.彈簧的勁度系數(shù)C.彈簧的形變量D.彈簧的原長2.關于彈簧的彈性勢能，下列說法中正確的是( )A.當彈簧變長時，它的彈性勢能一定增大B.當彈簧變短時，它的彈性勢能一定減小C.若選彈簧自然長度時的勢能為0，則其他長度的勢能均為正值D.若選彈簧自然長度的勢能為0，則伸長時彈性勢能為正值，壓縮時彈性勢能為負值3.如圖所示,在光滑水平面上有一物體,它的左端連一彈簧,彈簧的另一

2、端固定在墻上,在力F作用下物體處于靜止狀態(tài),當撤去F后,物體將向右運動。在物體向右運動的過程中，下列說法正確的是( )A.彈簧對物體做正功,彈簧的彈性勢能逐漸減少B.彈簧對物體做負功,彈簧的彈性勢能逐漸增加C.彈簧先對物體做正功,后對物體做負功,彈簧的彈性勢能先減少再增加D.彈簧先對物體做負功,后對物體做正功,彈簧的彈性勢能先增加再減少4.如圖所示，一輕彈簧一端固定于O點，另一端系一重物，從彈簧保持原長的A點無初速度地釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力，在重物由A點擺向最低點B的過程中( )A.重力勢能減少，彈性勢能減少B.重力勢能減少，彈性勢能增加C.若用與彈簧原長相等的不可伸長的細繩代替彈簧

3、后，重力做正功，彈力不做功D.若用與彈簧原長相等的不可伸長的細繩代替彈簧，更換細繩前后重力做功不變，彈力不做功5.如圖所示,彈簧的一端固定在墻上,另一端在水平力F作用下緩慢拉伸了x。關于拉力F、彈性勢能Ep隨伸長量x的變化圖象正確的是( )6.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向同一方向運動的、連有輕質(zhì)彈簧的物體B發(fā)生相互作用，如圖所示。在相互作用的過程中，當系統(tǒng)的彈性勢能最大時( )A.vavbB.va=vbC.vavbD.無法確定二、非選擇題(本題包括2小題，共20分，要有必要的文字敘述)7.(10分)(2012·泰州高一檢測)通過探究得到彈性勢能的

4、表達式為Ep=kx2,式中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧伸長(或縮短)的長度，請利用彈性勢能表達式計算下列問題。放在地面上的物體上端系在勁度系數(shù)k=400 N/m的彈簧上，彈簧的另一端拴在跨過定滑輪的繩子上，如圖所示。手拉繩子的另一端，從輕繩處于張緊狀態(tài)開始，當往下拉0.1 m物體開始離開地面時，繼續(xù)拉繩，使物體緩慢升高到離地h=0.5 m高處。如果不計彈簧重和滑輪跟繩的摩擦，求整個過程拉力所做的功以及彈性勢能的最大值。8.(10分)彈簧原長l0=15 cm，受拉力作用后彈簧逐漸伸長，當彈簧伸長到l1=20 cm時，作用在彈簧上的力為400 N，問：(1)彈簧的勁度系數(shù)k為多少？(2)在該過程中

5、彈力做了多少功？(3)彈簧的彈性勢能變化了多少？答案解析1.【解析】選B、C。彈簧的彈性勢能表達式為Ep=kx2,其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，故B、C正確。2.【解析】選C。如果彈簧原來處在壓縮狀態(tài)，當它變長時，它的彈性勢能應該減小，當它變短時，它的彈性勢能應該增大，在原長處它的彈性勢能最小，A、B錯誤；由于彈簧處于自然長度時的彈性勢能最小，若選彈簧自然長度時的勢能為0，則其他長度的勢能均為正值，C對，D錯?！究偨Y提升】關于彈性勢能的三個注意問題(1)決定彈簧彈性勢能大小的不是它的長度，而是它的形變量。(2)彈性勢能的變化由彈力做功唯一決定，與其他力是否做功、做多少功無關。(3)

6、彈性勢能和重力勢能類似，彈性勢能也具有相對性，一般選彈簧處于自由長度時為彈性勢能的零點。3.【解析】選C。彈簧由壓縮到原長再到伸長,剛開始時彈力方向與物體運動方向同向，做正功,彈性勢能減小。越過原長位置后彈力方向與物體運動方向相反,彈力做負功,彈性勢能增加,所以只有C正確,A、B、D錯誤?！咀兪絺溥x】如圖所示，一個物體以速度v0沖向與豎直墻壁相連的輕質(zhì)彈簧，墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮，在此過程中以下說法正確的是( )A.物體對彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比B.物體向墻壁運動相同的位移，彈力做的功不相等C.彈力做正功，彈簧的彈性勢能減小D.彈力做負功，彈簧的彈性勢能增加【解析】選B、D。由功的

7、計算公式W=Flcos知，恒力做功時，做功的多少與物體的位移成正比，而彈簧對物體的彈力F=kl是一個變力，所以A不正確。彈簧開始被壓縮時彈力小，彈力做的功也少，彈簧的壓縮量變大時彈力變大，物體移動相同的距離做的功多，故B正確。物體壓縮彈簧的過程中，彈簧的彈力與彈力作用點的位移方向相反，所以彈力做負功，彈簧的壓縮量增大，彈性勢能增大，故C錯誤，D正確。4.【解析】選B、C。小球下擺時，重力做正功，彈簧要伸長，彈力做負功，因此重力勢能減少，彈性勢能增加，A錯，B對。用不可伸長的細繩代替彈簧向下擺動，彈力由于始終與運動方向垂直而不做功，重力仍然做正功，做功數(shù)值大小小于更換細繩前重力做的功，C對，D錯

8、。5.【解析】選A、D。因為是緩慢拉伸，所以拉力始終與彈簧彈力大小相等，由胡克定律知F=kx,F-x圖象為傾斜直線，A對，B錯。因為Epx2,所以D對，C錯。6.【解題指南】求解該題的關鍵是要清楚彈簧的形變量最大時，它的彈性勢能最大，而彈簧的形變量最大時，兩物體的距離不是最大，就是最小?！窘馕觥窟xB。當兩物體A、B第一次相距最近時，va=vb，彈簧壓縮量最大，彈性勢能最大，B正確。7.【解析】由題意知彈簧的最大伸長量x=0.1 m彈性勢能Ep=kx2=×400×0.12 J=2 J此過程中拉力做的功與彈力做的功數(shù)值相等，則有W1=W彈=Ep=2 J剛好離開地面時G=F=kx=400×0.1 N=40 N物體緩慢升高，F(xiàn)=40 N物體上升h=0.5 m時拉力克服重力做功W2=Fh=40×0.5 J=20 J拉力共做功W=W1+W2=(2+20) J=22 J。答案：22 J 2 J8.【解析】(1)由=8 000 N/m。(2)由于F=kl，作出F -l圖象如圖所示，求出圖中陰影部分的面積，即為彈力做功的絕對