高中物理人教版第七章機(jī)械能守恒定律 課時(shí)作業(yè)16

課時(shí)作業(yè)(十六)探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式[基礎(chǔ)訓(xùn)練]1．如圖所示的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，物體的彈性勢(shì)能增加的是()A．如圖甲，撐桿跳高的運(yùn)動(dòng)員上升的過(guò)程中，桿的彈性勢(shì)能B．如圖乙，人拉長(zhǎng)彈簧的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能C．如圖丙，模型飛機(jī)用橡皮筋發(fā)射出去的過(guò)程中，橡皮筋的彈性勢(shì)能D．如圖丁，小球被彈簧向上彈起的過(guò)程中，彈簧的彈性勢(shì)能答案：B解析：選項(xiàng)A、C、D中物體的形變量均減小，所以彈性勢(shì)能均減小，B中物體的形變量增大，所以彈性勢(shì)能增加，故B正確．2．關(guān)于物體的彈性勢(shì)能，下面說(shuō)法中正確的是()A．任何發(fā)生形變的物體都具有彈性勢(shì)能B．拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能C．拉伸長(zhǎng)度相同時(shí)，k越大的彈簧，彈性勢(shì)能越大D．彈簧變長(zhǎng)時(shí)，它的彈性勢(shì)能一定變大答案：C解析：發(fā)生彈性形變或雖然不是彈性形變，但存在一定的恢復(fù)形狀的趨勢(shì)的情況下，物體具有彈性勢(shì)能，A錯(cuò)．由Ep＝eq\f(1,2)kΔl2知Δl相同時(shí)，k大，Ep就大，拉伸與壓縮量Δl相同時(shí)，Ep相同，C對(duì)，B錯(cuò)．處于壓縮狀態(tài)的彈簧變長(zhǎng)但依然為壓縮狀態(tài)時(shí)x變小，Ep減小，D錯(cuò)．3．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(guān)于拉力F、彈性勢(shì)能Ep隨伸長(zhǎng)量x的變化圖象正確的是()答案：AD解析：因?yàn)槭蔷徛欤岳κ冀K與彈簧彈力大小相等，由胡克定律F＝kx知，F(xiàn)-x圖象為傾斜直線，A對(duì)，B錯(cuò)．因?yàn)镋p∝x2，所以D對(duì)，C錯(cuò)．4．某同學(xué)在桌面上用一個(gè)小鋼球和一個(gè)彈簧來(lái)探究彈簧的彈性勢(shì)能．彈簧一端固定(如圖所示)，另一端用鋼球壓縮彈簧后釋放，鋼球被彈出后落地．當(dāng)他發(fā)現(xiàn)彈簧壓縮得越多，鋼球被彈出得越遠(yuǎn)，由此能得出的結(jié)論應(yīng)是()A．彈性勢(shì)能與形變量有關(guān)，形變量越大，彈性勢(shì)能越大B．彈性勢(shì)能與形變量有關(guān)，形變量越大，彈性勢(shì)能越小C．彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)越大，彈性勢(shì)能越大D．彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)有關(guān)，勁度系數(shù)越大，彈性勢(shì)能越小答案：A解析：本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明彈性勢(shì)能與形變量有關(guān)，形變量越大，彈性勢(shì)能越大，不能說(shuō)明彈性勢(shì)能與勁度系數(shù)的關(guān)系，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．5．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．va>vb B．va＝vbC．va<vb D．無(wú)法確定答案：B解析：當(dāng)兩物體A、B第一次相距最近時(shí)，va＝vb，彈簧壓縮量最大，彈性勢(shì)能最大，B正確．6．在水平地面上放置一輕質(zhì)彈簧，有一物體在彈簧的正上方自由落下(如圖所示)，在物體壓縮彈簧速度減為零時(shí)(選地面為零勢(shì)能參考平面)()A．物體的重力勢(shì)能最小B．物體的重力勢(shì)能最大C．彈簧的彈性勢(shì)能最大D．彈簧的彈性勢(shì)能最小答案：AC解析：以地面為零勢(shì)能參考平面，當(dāng)物體壓縮彈簧速度減為零時(shí)，物體的高度最小，重力勢(shì)能最小，A正確，B錯(cuò)誤；彈簧的壓縮量最大，彈性勢(shì)能最大，C正確，D錯(cuò)誤．7．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(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)能逐漸減小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)能先增加再減少答案：C解析：開(kāi)始時(shí)，彈簧處于壓縮狀態(tài)，撤去F后物體在向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，彈簧對(duì)物體的彈力方向先向右后向左，對(duì)物體先做正功后做負(fù)功，故彈簧的彈性勢(shì)能應(yīng)先減小后增大，故C正確．8．如圖所示，水平彈簧勁度系數(shù)k＝500N/m，現(xiàn)用一外力推物塊，使彈簧壓縮10cm而靜止．突然撤去外力F，物塊被彈開(kāi)，那么彈簧對(duì)物塊做了多少功？(彈簧與物塊未連接)答案：J解析：彈簧的彈力是變力，不能直接用W＝Fl進(jìn)行計(jì)算，但由于彈簧的彈力滿足F＝kx，可作出彈力F隨形變量x變化的圖象如圖甲所示．物塊被彈開(kāi)時(shí)，所受彈力逐漸減小，彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)彈力為零，可作物塊的受力F與位移x的關(guān)系圖象，如圖乙所示．則W＝eq\f(1,2)kx·x＝eq\f(1,2)×500××J＝J.[能力提升]9．一根彈簧的彈力(F)—伸長(zhǎng)量(x)圖線如圖所示，那么彈簧由伸長(zhǎng)量8cm到伸長(zhǎng)量4cm的過(guò)程中，彈力做功和彈性勢(shì)能的變化量為()A．J，－J B．－J,JC．J，－J D．－J,J答案：C解析：F-x圍成的“面積”表示彈力做的功，W＝eq\f(1,2)××60J－eq\f(1,2)××30J＝J，彈性勢(shì)能減少J，C對(duì)．10．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)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)()實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234d/cmx/cm＝k1d，Ep＝k2dB．x＝k1d，Ep＝k2d2C．x＝k1d2，Ep＝k2dD．x＝k1d2，Ep＝k2d2答案：D解析：研究表中的d、x各組數(shù)值不難看出x＝k1d2，從能的守恒角度知彈性勢(shì)能的減少等于物體克服摩擦力所做的功，即Ep＝μmg·x＝μmg·k1d2＝k2d2，所以選項(xiàng)D正確．11．如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧一端固定在地面上，彈簧豎直放置，將一小球從距彈簧自由端高度分別為h1、h2的地方先后由靜止釋放，h1>h2，小球觸到彈簧后向下運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，從開(kāi)始釋放小球到獲得最大速度的過(guò)程中，小球重力勢(shì)能的減少量ΔE1、ΔE2的關(guān)系及彈簧彈性勢(shì)能的增加量ΔEp1、ΔEp2的關(guān)系中，正確的一組是()A．ΔE1＝ΔE2，ΔEp1＝ΔEp2B．ΔE1>ΔE2，ΔEp1＝ΔEp2C．ΔE1＝ΔE2，ΔEp1>ΔEp2D．ΔE1>ΔE2，ΔEp1>ΔEp2答案：B解析：速度最大的條件是彈力等于重力，兩種情況下，對(duì)應(yīng)于同一位置，則ΔEp1＝ΔEp2，由于h1>h2，所以ΔE1>ΔE2，B對(duì)．12．如圖所示，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，則下列說(shuō)法正確的是()A．重力做功－mgh，重力勢(shì)能減少mghB．彈力做功－WF，彈性勢(shì)能增加WFC．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答案：D解析：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)．13．彈簧原長(zhǎng)l0＝15cm，受拉力作用后彈簧逐漸伸長(zhǎng)，當(dāng)彈簧伸長(zhǎng)到l1＝20cm時(shí)，作用在彈簧上的力為400N，問(wèn)：(1)彈簧的勁度系數(shù)k為多少？(2)在該過(guò)程中彈力做了多少功？(3)彈簧的彈性勢(shì)能變化了多少？答案：(1)8000N/m(2)－10J(3)增加10J解析：(1)根據(jù)胡克定律F＝kx得k＝eq\f(F,x)＝eq\f(F,l1－l0)＝eq\f(400,－N/m＝8