課時(shí)分層作業(yè)15 探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式

1、.課時(shí)分層作業(yè)十五根底達(dá)標(biāo)練1多項(xiàng)選擇關(guān)于彈性勢(shì)能，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是A發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能B只有彈簧在發(fā)生彈性形變時(shí)才具有彈性勢(shì)能C彈性勢(shì)能可以與其他形式的能互相轉(zhuǎn)化D在彈性限度內(nèi)，彈簧伸長(zhǎng)時(shí)彈性勢(shì)能增大，彈簧壓縮時(shí)，彈性勢(shì)能減小AC只要發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能，A正確，B錯(cuò)誤；彈性勢(shì)能可以通過(guò)彈力做功與其他形式的能互相轉(zhuǎn)化，C正確；在彈性限度內(nèi)，彈簧無(wú)論伸長(zhǎng)還是壓縮，假設(shè)形變量增加，彈力均做負(fù)功，彈性勢(shì)能都增大，故D錯(cuò)誤圖7­5­102如圖7­5­10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，下述說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A橡皮

2、條收縮，彈力對(duì)飛機(jī)做功B飛機(jī)的速度增加C橡皮條的彈性勢(shì)能減小D飛機(jī)的重力勢(shì)能減小，轉(zhuǎn)化為飛機(jī)的動(dòng)能D橡皮條收縮，彈力對(duì)飛機(jī)做功，橡皮條的彈性勢(shì)能減小，飛機(jī)的重力勢(shì)能和動(dòng)能都增加，選項(xiàng)A、B、C正確，D錯(cuò)誤3如圖7­5­11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(guò)程中，小明的重力勢(shì)能、彈簧的彈性勢(shì)能的變化是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：75612122】圖7­5­11A重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能增大B重力勢(shì)能增大，彈性勢(shì)能減少C重力勢(shì)能減少，彈性勢(shì)能減少D重力勢(shì)能不變，彈性勢(shì)能增大A將彈簧向下壓縮的過(guò)程中，彈簧壓縮量增大，彈性勢(shì)能增大，重力做正功，重力勢(shì)能減少，故

3、A正確4多項(xiàng)選擇關(guān)于彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)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ACD重力勢(shì)能具有系統(tǒng)性，彈性勢(shì)能只屬于發(fā)生彈性形變的物體，故A正確；重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能都是相對(duì)的，且都是狀態(tài)量，故B錯(cuò)誤，C、D正確5一根彈簧的彈力伸長(zhǎng)量圖象如圖7­5­12所示，那么彈簧由伸長(zhǎng)量8 cm到伸長(zhǎng)量4 cm的過(guò)程中，彈力做的功和彈性勢(shì)能的變化量為圖7­5­12A3.6 J，3.6 JB3.6 J,3.6 JC1.8 J，1

4、.8 JD1.8 J,1.8 JCF­x圖象中梯形的“面積表示彈力做的功W×0.08×60 J×0.04×30 J1.8 J，此過(guò)程彈力做正功，彈簧的彈性勢(shì)能減小1.8 J，故只有C選項(xiàng)正確6在光滑的程度面上，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)生互相作用，如圖7­5­13所示在互相作用的過(guò)程中，當(dāng)系統(tǒng)的彈性勢(shì)能最大時(shí)圖7­5­13AvavbBvavbCvavbD無(wú)法確定B只要vavb，A、B就有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，彈簧就會(huì)被壓縮，彈力做負(fù)功，彈性勢(shì)能增加，當(dāng)vav

5、b時(shí)，A、B相距最近，彈簧的形變量最大，彈性勢(shì)能最大，應(yīng)選項(xiàng)B正確7. 多項(xiàng)選擇某緩沖裝置可抽象成圖7­5­14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)彈簧以下表述正確的選項(xiàng)是 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：75612123】圖7­5­14A緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無(wú)關(guān)B墊片向右挪動(dòng)時(shí)，兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等C墊片向右挪動(dòng)時(shí)，兩彈簧的長(zhǎng)度保持相等D墊片向右挪動(dòng)時(shí)，兩彈簧的彈性勢(shì)能發(fā)生改變BD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k1x1k2x2，k1k2，所以

6、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)8如圖7­5­15所示，輕彈簧下端系一重物，O點(diǎn)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(diǎn)，彈力做功W1，第二次把它拉到B點(diǎn)后再讓其回到A點(diǎn)，彈力做功W2，那么這兩次彈力做功的關(guān)系為圖7­5­15AW1<W2BW12W2CW22W1DW1W2D彈力做功的特點(diǎn)與重力做功一樣，不用考慮途徑，只看起始與終止位置，故D項(xiàng)正確才能提升練9一豎直彈簧下端固定于程度地面上，小球從彈簧上端的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上

7、端，如圖7­5­16所示經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點(diǎn)A處，那么 圖7­5­16Ah越大，彈簧在A點(diǎn)的壓縮量越大B彈簧在A點(diǎn)的壓縮量與h無(wú)關(guān)Ch越大，最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能越大D小球第一次到達(dá)A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能比最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能大B最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)，小球受重力與彈簧的彈力相等，故由彈力公式得mgkx，即可得出彈簧在A點(diǎn)的壓縮量x，與下落時(shí)的高度h無(wú)關(guān)，A錯(cuò)，B對(duì)對(duì)同一彈簧，它的彈性勢(shì)能大小僅與彈簧的形變量有關(guān)，小球靜止在A點(diǎn)或經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能一樣，C、D錯(cuò)10多項(xiàng)選擇一升降機(jī)箱底部裝有假設(shè)干個(gè)彈簧

8、，設(shè)在某次事故中，升降機(jī)吊索在空中斷裂，忽略摩擦和空氣阻力的影響，那么升降機(jī)在從彈簧下端觸地直到最低點(diǎn)的一段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中圖7­5­17A升降機(jī)的速度不斷減小B升降機(jī)的加速度不斷變大C先是彈力做的負(fù)功小于重力做的正功，然后是彈力做的負(fù)功大于重力做的正功D重力勢(shì)能減小，彈性勢(shì)能增大CD從彈簧下端觸地直到最低點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，彈簧的彈力不斷變大當(dāng)彈力小于重力大小時(shí)，升降機(jī)加速度方向向下，升降機(jī)做加速運(yùn)動(dòng)，由a可知，加速度減小，重力做的功要大于彈力做的負(fù)功；當(dāng)彈力大于重力大小時(shí)，升降機(jī)加速度方向向上，升降機(jī)做減速運(yùn)動(dòng)，由a可知，加速度變大，重力做的功要小于彈力做的負(fù)功重力勢(shì)能一直減小，

9、彈性勢(shì)能一直增大綜上所述，C、D正確11如圖7­5­18所示，質(zhì)量相等的兩木塊間連有一彈簧今用力F緩慢向上提A，直到B恰好分開(kāi)地面開(kāi)場(chǎng)時(shí)物體A靜止在彈簧上面，設(shè)開(kāi)場(chǎng)時(shí)彈簧彈性勢(shì)能為Ep1，B剛要分開(kāi)地面時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep2，那么關(guān)于Ep1、Ep2大小關(guān)系及彈性勢(shì)能變化量Ep的說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是圖7­5­18AEp1Ep2BEp1Ep2CEp0DEp0A開(kāi)場(chǎng)時(shí)彈簧壓縮量為x1，對(duì)A有kx1mg.B分開(kāi)地面時(shí)伸長(zhǎng)量為x2，對(duì)B有kx2mg，那么x1x2，所以Ep1Ep2，Ep0，故A選項(xiàng)正確12如圖7­5­19所示，a、b兩條斜線分

10、別表示兩根勁度系數(shù)不同的彈簧所受拉力F和彈簧伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系設(shè)它們的勁度系數(shù)分別為ka、kb，拉力都為F1時(shí)的彈性勢(shì)能分別為Ea、Eb.那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是圖7­5­19AkakbEaEbBkakbEaEbCkakbEaEbDkakbEaEbC由Fkl可知F­l圖線的斜率為彈簧的勁度系數(shù)，由圖可知，kakb，當(dāng)拉力為F1時(shí)，兩彈簧的形變量為la，lb，可得：Eakal，Eb，可得EaEb.故C正確13彈簧原長(zhǎng)為l0，勁度系數(shù)為k.用力把它拉到伸長(zhǎng)量為l，拉力所做的功為W1；繼續(xù)拉彈簧，使彈簧在彈性限度內(nèi)再伸長(zhǎng)l，拉力在繼續(xù)拉伸的過(guò)程中所做的功為W2.試求：1W

11、1與W2的比值；2對(duì)應(yīng)的彈性勢(shì)能Ep1與Ep2之比解析解法一：1拉力F與彈簧的伸長(zhǎng)量l成正比，故在F­l圖象中是一條傾斜直線，如下圖，直線下的相關(guān)面積表示功的大小其中，線段OA下的三角形面積表示第一個(gè)過(guò)程中拉力所做的功W1，線段AB下的梯形面積表示第二個(gè)過(guò)程中拉力所做的功W2.顯然，兩塊面積之比為13，即W1W213.2對(duì)應(yīng)的Ep1W1，Ep2W1W2，那么.解法二：1上述解法采用了教材中探究彈性勢(shì)能表達(dá)式的研究方法，即應(yīng)用F­l圖象直觀地進(jìn)展分析假設(shè)記得彈性勢(shì)能的表達(dá)式，也可由彈性勢(shì)能的表達(dá)式進(jìn)展計(jì)算由于拉力做功使彈簧的彈性勢(shì)能增加，故有W1kl2，W2k2l2kl2kl

12、2所以，W1與W2的比值W1W213.2同解法一：.答案1214通過(guò)探究得到彈性勢(shì)能的表達(dá)式為Epkx2，式中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧伸長(zhǎng)或縮短的長(zhǎng)度，請(qǐng)利用彈性勢(shì)能表達(dá)式計(jì)算以下問(wèn)題放在地面上的物體上端系在勁度系數(shù)k400 N/m的彈簧上，彈簧的另一端拴在跨過(guò)定滑輪的繩子上，如圖7­5­20所示手拉繩子的另一端，從輕繩處于張緊狀態(tài)開(kāi)場(chǎng)，當(dāng)往下拉0.1 m物體開(kāi)場(chǎng)分開(kāi)地面時(shí)，繼續(xù)拉繩，使物體緩慢升高到離地h0.5 m高處假如不計(jì)彈簧的重力和滑輪跟繩的摩擦力，求整個(gè)過(guò)程拉力所做的功以及彈性勢(shì)能的最大值. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：75612124】圖7­5­20解析由題意知彈簧