【同步備課】2020年高中物理課時訓(xùn)練人教版必修2-7.5探究彈性勢能的表達式

5探究彈性勢能的表達式(時間：60分鐘)學(xué)問點基礎(chǔ)中檔稍難彈性勢能的理解1、23、45彈力做功與彈性勢能的變化6、78綜合提升910學(xué)問點一彈性勢能的理解1．關(guān)于彈簧的彈性勢能，下列說法正確的是()．A．彈簧的彈性勢能跟拉伸(或壓縮)的長度有關(guān)B．彈簧的彈性勢能跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)C．同一彈簧，在彈性限度內(nèi)，形變量越大，彈性勢能越大D．彈性勢能的大小跟使彈簧發(fā)生形變的物體有關(guān)解析彈性勢能的大小跟形變的大小有關(guān)，同一彈簧形變量越大，彈性勢能也越大．彈簧的彈性勢能還與勁度系數(shù)有關(guān)，當(dāng)形變量肯定時，勁度系數(shù)越大的彈簧彈性勢能也越大，故正確答案為A、B、C.答案ABC2．關(guān)于彈簧的彈性勢能，下列說法中正確的是()．A．當(dāng)彈簧變長時，它的彈性勢能肯定增大B．當(dāng)彈簧變短時，它的彈性勢能肯定變小C．在拉伸長度相同時，k越大的彈簧，它的彈性勢能越大D．彈簧在拉伸時的彈性勢能肯定大于壓縮時的彈性勢能解析彈簧的彈性勢能的大小，除了跟勁度系數(shù)k有關(guān)外，還跟它的形變量(拉伸或壓縮的長度)有關(guān)．假如彈簧原來處在壓縮狀態(tài)，當(dāng)它變長時，它的彈性勢能應(yīng)當(dāng)先減小，在原特長它的彈性勢能最?。訟、B、D均不對．答案C3．一豎直彈簧下端固定于水平地面上，小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上端，如圖7-5-8所示，經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點A處，則()．.圖7-5-8A．h愈大，彈簧在A點的壓縮量愈大B．彈簧在A點的壓縮量與h無關(guān)C．h愈大，最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能愈大D．小球第一次到達A點時彈簧的彈性勢能比最終小球靜止在A點時彈簧的彈性勢能大解析最終小球靜止在A點時，通過受力分析，小球受自身重力與彈簧的彈力作用，由彈力公式F＝kx，即可得出彈簧在A點的壓縮量與h無關(guān)，彈簧彈性勢能與h無關(guān)．答案B4．某緩沖裝置可抽象成如圖7-5-9所示的簡潔模型．圖中k1、k2為原長相等、勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧．下列表述正確的是()．圖7-5-9A．緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無關(guān)B．墊片向右移動時，兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等C．墊片向右移動時，兩彈簧的長度保持相等D．墊片向右移動時，兩彈簧的彈性勢能發(fā)生轉(zhuǎn)變解析彈簧的緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，A錯誤；在墊片向右運動的過程中，由于兩個彈簧相連，故它們之間的作用力等大，B正確；由于兩彈簧的勁度系數(shù)不同，由胡克定律F＝kx可知，兩彈簧的彈力做功，則彈性勢能將發(fā)生變化，D正確．故選B、D.答案BD5．如圖7-5-10所示，質(zhì)量相等的兩木塊中間連有一彈簧，今用力F緩慢向上提A，直到B恰好離開地面．開頭時物體A靜止在彈簧上面．設(shè)開頭時彈簧的彈性勢能為Ep1，B剛要離開地面時，彈簧的彈性勢能為Ep2，則關(guān)于Ep1、Ep2大小關(guān)系及彈性勢能變化ΔEp說法中正確的是()．圖7-5-A．Ep1＝Ep2 B．Ep1＞Ep2C．ΔEp＞0 D．ΔEp＜0解析開頭時彈簧形變量為x1，有kx1＝mg，則設(shè)B離開地面時形變量為x2，有kx2＝mg.由于x1＝x2所以Ep1＝Ep2，ΔEp＝0，A對．答案A學(xué)問點二彈力做功與彈性勢能的變化6．(2011·臺州高一檢測)如圖7-5-11所示的幾個運動過程中，物體的彈性勢能增加的是()．圖7-5-11A．如圖(甲)，撐桿跳高的運動員上升過程中，桿的彈性勢能B．如圖(乙)，人拉長彈簧過程中，彈簧的彈性勢能C．如圖(丙)，模型飛機用橡皮筋放射出去的過程中，橡皮筋的彈性勢能D．如圖(丁)，小球被彈簧向上彈起的過程中，彈簧的彈性勢能解析選項A、C、D中彈力均做正功，所以彈性勢能減小，B中物體的形變量增大，所以彈性勢能增加．所以B正確．答案B7．一根彈簧的彈力(F)—伸長量(x)圖線如圖7-5-12所示，那么彈簧由伸長量8cm到伸長量4cm()．圖7-5-12A．3.6J，－3.6JB．－3.6J，3.6JC．1.8J，－1.8JD．－1.8J，1.8J解析Fx圍成的“面積”表示彈力做的功.W＝eq\f(1,2)×0.08×60J－eq\f(1,2)×0.04×30J＝1.8J，彈性勢能削減1.8J，C對．答案C8．如圖7-5-13所示，小球自a點由靜止自由下落，到b點時與豎直放置的輕彈簧接觸，到c點時彈簧被壓縮到最短．若不計空氣阻力，在小球由a→b→c的運動過程中()．圖7-5-13A．小球的加速度，在ab段不變，在bc段漸漸減小B．小球的重力勢能隨時間均勻削減C．小球在b點時速度最大D．到c點時小球重力勢能的削減量等于彈簧彈性勢能的增加量解析在小球運動的過程中，在ab段做自由落體運動，加速度不變，在bc段小球的加速度先減小后增大，選項A錯誤；重力勢能Ep＝mgh，由于小球從a到b是勻加速運動，從b到平衡位置(題中未給出，是重力等于彈力的點)小球做加速度減小的加速運動，從平衡位置到最低點c，小球做加速度增加的減速運動．不是勻速下降，所以重力勢能隨時間不是均勻變化，選項B錯誤；在平衡位置時，小球受到的重力與彈簧的彈力大小相等，方向相反，合力為零，加速度為零，小球有最大速度，這個平衡位置不是b點，而是在b、c之間的某點處，選項C錯誤；小球在a點和在c點的動能都是零，所以從a到c重力勢能的削減量全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，選項D正確．答案D9．在水平地面上放一個豎直輕彈簧，彈簧上端與一個質(zhì)量為2.0kg的木塊相連，若在木塊上再作用一個豎直向下的力F，使木塊緩慢向下移動0.10m，力F做功2.5J．此時木塊再次處于平衡狀態(tài)，力F的大小為50N圖7-5-14(1)在木塊下移0.10m(2)彈簧的勁度系數(shù)(g取10N/kg).解析(1)彈性勢能的增加量等于彈力做負功的確定值，所以設(shè)法求出彈簧彈力所做的功是解決問題的關(guān)鍵．木塊下移0.1m的過程中，力F和重力做的功全部用于增加彈簧的彈性勢能，故彈性勢能的增加量為ΔEp＝WFmgh＝(2.5＋2.0×10×0.10)J＝4.5J.(2)由平衡條件得，木塊再次處于平衡時ΔF＝k·Δx.所以勁度系數(shù)k＝eq\f(ΔF,Δx)＝eq\f(50,0.10)N/m＝500N/m.答案(1)4.5J(2)500N/m10．彈簧原長為l0，勁度系數(shù)為k.用力把它拉到伸長量為l處，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．解