【課時講練通】高中物理配套課時提升卷：第七章-5探究彈性勢能的表達式(人教版必修2)

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸，調(diào)整合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。課時提升卷(十六)探究彈性勢能的表達式(40分鐘50分)一、選擇題(本題共6小題,每小題5分,共30分。每小題至少有一個選項正確)1.彈簧的彈性勢能與下列哪些因素有關(guān)()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.假如取彈簧伸長Δx時的彈性勢能為0,則下列說法中正確的是()A.彈簧處于原長時,彈簧彈性勢能為正值B.彈簧處于原長時,彈簧彈性勢能為0C.當彈簧的壓縮量為Δx時,彈性勢能的值為0D.只要彈簧被壓縮,彈性勢能就為負值3.如圖所示,小明玩蹦蹦桿,在小明將蹦蹦桿中的彈簧向下壓縮的過程中,小明的重力勢能、彈簧的彈性勢能的變化是()A.重力勢能減小,彈簧的彈性勢能增大B.重力勢能增大,彈簧的彈性勢能減小C.重力勢能減小,彈簧的彈性勢能減小D.重力勢能不變,彈簧的彈性勢能增大4.在一次“蹦極”運動中,人由高空下落到最低點的整個過程中,下列說法正確的是()A.重力對人始終做正功B.人的重力勢能始終減小C.橡皮繩對人始終做負功D.橡皮繩的彈性勢能始終增加5.(2021·大連高一檢測)如圖所示,質(zhì)量為m的物體靜止在地面上,物體上面連著一個輕彈簧,用手拉住彈簧上端上移H,將物體緩緩提高h,拉力F做功WF,不計彈簧的質(zhì)量,則下列說法中正確的是()A.重力做功-mgh,重力勢能削減mghB.彈力做功-WF,彈性勢能增加WFC.重力勢能增加mgh,彈性勢能增加FHD.重力勢能增加mgh,彈性勢能增加WF-mgh6.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.va>vb B.va=vb C.va<vb D.無法確定二、非選擇題(本大題共2小題,共20分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位)7.(10分)(2021·新課標全國卷Ⅱ)某同學(xué)利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能進行探究：一輕質(zhì)彈簧放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一小球接觸而不固連：彈簧處于原長時,小球恰好在桌面邊緣,如圖甲所示。向左推小球,使彈簧壓縮一段距離后由靜止釋放,小球離開桌面后落到水平地面。通過測量和計算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能?；卮鹣铝袉栴}：(1)本試驗中可認為,彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep與小球拋出時的動能Ek相等。已知重力加速度大小為g。為求得Ek,至少需要測量下列物理量中的()A.小球的質(zhì)量mB.小球拋出點到落地點的水平距離sC.桌面到地面的高度hD.彈簧的壓縮量ΔxE.彈簧原長l0(2)用所選取的測量量和已知量表示Ek,得Ek=。(3)圖乙中的直線是試驗測量得到的s-Δx圖線。從理論上可推出,假如h不變,m增加,s-Δx圖線的斜率會(選填“增大”“減小”或“不變”);假如m不變,h增加,s-Δx圖線的斜率會(選填“增大”“減小”或“不變”)。由圖乙中給出的直線關(guān)系和Ek的表達式可知,Ep與Δx的次方成正比。8.(10分)(力量挑戰(zhàn)題)彈簧原長為l0,勁度系數(shù)為k。用力把它拉到伸長量為l,拉力所做的功為W1;連續(xù)拉彈簧,使彈簧在彈性限度內(nèi)再伸長l,拉力在連續(xù)拉伸的過程中所做的功為W2。試求W1與W2的比值。答案解析1.【解析】選B、C。彈簧的彈性勢能表達式為Ep=12kl2,其中k為彈簧的勁度系數(shù),l2.【解析】選C。若取伸長Δx時的彈性勢能為0,則彈簧處于原長時,彈性勢能為負值,故A、B錯。當彈簧壓縮量為Δx時,彈性勢能也為0,故C對。被壓縮量大于Δx時,彈性勢能為正值,壓縮量小于Δx時,彈性勢能為負值,故D錯。3.【解析】選A。彈簧向下壓縮的過程中,彈簧壓縮量增大,彈性勢能增大;重力做正功,重力勢能減小,故選項A正確。4.【解析】選A、B。整個過程中,重力始終做正功,重力勢能始終減小;人從高空下落到橡皮繩達到原長的過程中,橡皮繩不做功,此后橡皮繩始終做負功,彈性勢能始終增加,正確選項為A、B。5.【解析】選D。彈簧伸長到物體剛要離開地面階段,拉力克服彈力做功WF1=W彈,等于彈性勢能的增加;彈簧長度不變,物體上升h,拉力克服重力做功WF2=mgh,等于重力勢能的增加;又WF6.【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下兩點：(1)明確彈簧彈性勢能大小的打算因素。(2)在追及問題中,兩物體速度大小相等時,兩物體間的距離要么最大,要么最小?！窘馕觥窟xB。彈簧的壓縮量越大,彈性勢能越大。若va>vb,則彈簧壓縮,彈性勢能增大;若va<vb,則彈簧伸長,彈簧的彈性勢能減小,所以當va=vb時,A、B相距最近,彈簧壓縮量最大,彈性勢能最大。7.【解題指南】解答本題應(yīng)理解以下兩點：(1)彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能;(2)小球做平拋運動過程,水平方向為勻速直線運動,豎直方向為自由落體運動?！窘馕觥?1)彈簧被壓縮后的彈性勢能Ep=Ek=12mv2,小球以初速度v做平拋運動,s=vt,h=12gt2,聯(lián)立方程得Ep=(2)用所選取的測量量和已知量表示Ek,得Ek=mg(3)彈性勢能的大小與彈簧壓縮量Δx有關(guān),由s-Δx圖線可知,s與Δx成正比,即s=kΔx;所以Ep=mgs24h=mgk2(Δx)24h,Ep與Δx的2次方成正比,即Ep=k′(Δx)2=mgs2答案：(1)A、B、C(2)mg8.【解析】方法一：利用F-l圖像分析。拉力F與彈簧的伸長量l成正比,故在F-l圖像中是一條傾斜直線,如圖所示,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過程中拉力所做的功W1,線段AB下的梯形面積表示其次個過程中拉力所做的功W2。明顯,兩塊面積之比為1∶3,即W1∶W2=1∶3。方法二：應(yīng)用彈性勢能表達式求解：W1=12klW2=12k(2l)2-12kl2=3故W1∶W2=1∶3答案：1∶3【總結(jié)提升】求彈簧彈力做功的三種方法彈簧的彈力隨其形變量變化而變化,故彈簧彈力做的功不能用公式W=Fx直接去求。在此總結(jié)出求彈簧彈力做的功的三種方法。方法一：由于彈簧的彈力大小與其形變量成正比,先求出彈力大小隨彈簧長度變化的平均