高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律 第七章第五節(jié)探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式

第七章機(jī)械能守恒定律第五節(jié)探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式A級(jí)抓基礎(chǔ)1．(多選)關(guān)于彈力做功與彈性勢(shì)能的說法正確的是()A．彈力所做的功等于彈簧所具有的彈性勢(shì)能B．克服彈力所做的功等于彈簧所具有的彈性勢(shì)能C．彈力所做的功等于彈簧彈性勢(shì)能的減少D．克服彈力所做的功等于彈簧彈性勢(shì)能的增加解析：彈力做功的過程是彈簧彈性勢(shì)能變化的過程，彈力做多少功，表明彈性勢(shì)能變化了多少，與物體含有多少彈性勢(shì)能無關(guān)，A、B錯(cuò)．彈力做正功，彈簧的彈性勢(shì)能減少，做負(fù)功則彈簧的彈性勢(shì)能增加，C、D對(duì)．答案：CD2．將彈簧拉力器用力拉開的過程中，彈簧的彈力和彈性勢(shì)能的變化情況是()A．彈力變大，彈性勢(shì)能變小B．彈力變小，彈性勢(shì)能變大C．彈力和彈性勢(shì)能都變小D．彈力和彈性勢(shì)能都變大解析：由胡克定律表達(dá)式F＝kx可知，彈簧的彈力F變大；由彈性勢(shì)能的表達(dá)式Ep＝eq\f(1,2)kx2可知，彈簧的彈性勢(shì)能Ep變大．故正確選項(xiàng)為D.答案：D3．(多選)關(guān)于彈性勢(shì)能和重力勢(shì)能，下列說法正確的是()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：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)，C、D正確．答案：ACD4.如圖所示，在光滑的水平面上有一物體，它的左端連一彈簧，彈簧的另一端固定在墻上，在力F作用下物體處于靜止?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)的過程中，下列說法正確的是()A．彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減小B．彈簧的彈性勢(shì)能逐漸增大C．彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小D．彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大解析：撤去F后物體向右運(yùn)動(dòng)的過程中，彈簧的彈力先做正功后做負(fù)功，故彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大，故選項(xiàng)D正確．答案：D5．如圖所示，射箭時(shí)人拉弓所做的功轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能，此時(shí)的彈性勢(shì)能主要()A．存儲(chǔ)在箭上B．存儲(chǔ)在弓上C．存儲(chǔ)在弦上D．存儲(chǔ)于拉弓人的手上解析：人拉弓時(shí)，弓發(fā)生了明顯的彈性形變，彈性勢(shì)能主要存儲(chǔ)在弓上，故B正確．答案：BB級(jí)提能力6.一根彈簧的彈力—位移圖象如圖所示，那么彈簧由伸長8cm到伸長4cm的過程中A．J，－JB．－J，JC．J，－JD．－J，J解析：彈簧在拉伸狀態(tài)下變短時(shí)，彈力做正功，且做的功等于F－x圖象與x坐標(biāo)軸圍成的面積，故W＝eq\f(1,2)×(30＋60)×J＝J，據(jù)W＝－ΔEp知，彈簧彈性勢(shì)能的變化量ΔEp＝－J，C項(xiàng)正確．答案：C7.勁度系數(shù)分別為kA＝200N/m和kB＝300N/m的彈簧A和B連接在一起，拉長后將兩端固定，如圖所示，彈性勢(shì)能EpA、EpB的關(guān)系是()A．EpA＝EpBB．EpA＞EpBC．EpA＜EpBD．無法比較EpA、EpB的大小解析：根據(jù)牛頓第三定律，A、B彈簧的彈力大小相等．由于F＝kl，Ep＝eq\f(1,2)kl2，所以彈性勢(shì)能Ep＝eq\f(1,2)kl2＝eq\f(F2,2k).又kA＜kB，所以EpA＞EpB，B正確．答案：B8.一個(gè)小孩在蹦床上做游戲，他從高處落到蹦床上后又被彈起到原高度，小孩從高處開始下落到彈回的整個(gè)過程中，他運(yùn)動(dòng)的速度v隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，圖中只有Oa段和cd段為直線．則根據(jù)該圖象可知，蹦床的彈性勢(shì)能增大的過程所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔為()A．僅在t1到t2的時(shí)間內(nèi)B．僅在t2到t3的時(shí)間內(nèi)C．在t1到t3的時(shí)間內(nèi)D．在t1到t5的時(shí)間內(nèi)解析：小孩從高處落下，在O～t1時(shí)間內(nèi)小孩只受重力作用；在t1～t2時(shí)間內(nèi)加速度減小，說明小孩又受到了彈力作用，蹦床受到壓力；t3時(shí)刻，小孩的速度為零，蹦床受到的壓力最大，彈性勢(shì)能也最大；t3時(shí)刻后小孩反彈，蹦床的彈性勢(shì)能減?。蔬x項(xiàng)C正確．答案：C9.通過探究得到彈性勢(shì)能的表達(dá)式為Ep＝eq\f(1,2)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(qǐng)利用彈性勢(shì)能表達(dá)式計(jì)算下列問題．放在地面上的物體上端系在勁度系數(shù)k＝400N/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(dāng)往下拉0.1m物體開始離開地面時(shí)，繼續(xù)拉繩，使物體緩慢升高到離地h＝0.5m高處．如果不計(jì)彈簧重和滑輪跟繩的摩擦，求整個(gè)過程拉力所做的功以及彈性勢(shì)能的最大值．解析：由題意知彈簧的最大伸長量x＝0.1m彈性勢(shì)能Ep＝eq\f(1,2)kx2＝eq\f(1,2)×400×J＝2J，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＝ΔEp＝2J，剛好離