2019高中物理 分層訓(xùn)練 進(jìn)階沖關(guān) 7.5 探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式（含解析）新人教必修2.doc

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探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式 A組 基礎(chǔ)練(建議用時(shí)20分鐘) 1.(多選)如果取彈簧伸長(zhǎng)Δx時(shí)的彈性勢(shì)能為0,則下列說法中正確的是 (　B、C　) A.彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能為正值 B.彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能為負(fù)值 C.當(dāng)彈簧的壓縮量為Δx時(shí),彈性勢(shì)能的值為0 D.只要彈簧被壓縮,彈性勢(shì)能的值都為負(fù)值 2.在一次“蹦極”運(yùn)動(dòng)中,人由高空落下到降至最低點(diǎn)的整個(gè)過程中,下列說法中不正確的是 (D) A.重力對(duì)人做正功　　　 B.人的重力勢(shì)能減少了 C.橡皮繩對(duì)人做負(fù)功 D.橡皮繩的彈性勢(shì)能減少了 3.如圖所示,李明同學(xué)玩蹦蹦桿,在李明將蹦蹦桿中的彈簧向下壓縮的過程中,李明的重力勢(shì)能、彈簧的彈性勢(shì)能的變化是 (A) A.重力勢(shì)能減少,彈性勢(shì)能增加 B.重力勢(shì)能增加,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)能增加 4.如圖所示的幾個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中,物體彈性勢(shì)能增加的是 (B) A.如圖甲,撐桿跳高運(yùn)動(dòng)員從壓桿到桿伸直的過程中,桿的彈性勢(shì)能 B.如圖乙,人拉長(zhǎng)彈簧的過程中彈簧的彈性勢(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程中,彈簧的彈性勢(shì)能 5.如圖所示,在彈性限度內(nèi),將壓縮量為x的彈簧緩慢拉伸至伸長(zhǎng)量為x,關(guān)于這一過程中彈簧的彈性勢(shì)能變化,下列說法正確的是 (C) A.一直減小 B.一直增大 C.先減小再增大 D.先增大再減小 6.如圖所示,一輕彈簧一端固定于O點(diǎn),另一端系一小球,將小球從與懸點(diǎn)O在同一水平面且使彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無初速度地釋放,讓它自由擺下,不計(jì)空氣阻力,在小球由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)B的過程中 (C) A.重力做正功,彈力不做功 B.重力做正功,彈力做正功 C.若用與彈簧原長(zhǎng)相等的細(xì)繩代替彈簧后,重力做正功,彈力不做功 D.若用與彈簧原長(zhǎng)相等的細(xì)繩代替彈簧后,重力做功不變,彈力不做功 B組 提升練(建議用時(shí)20分鐘) 7.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。在相互作用的過程中,當(dāng)系統(tǒng)的彈性勢(shì)能最大時(shí) (B) A.va>vb B.va=vb C.vah2,小球觸到彈簧后向下運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧,從開始釋放小球到獲得最大速度的過程中,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(B) A.ΔE1=ΔE2,ΔEp1=ΔEp2　 B.ΔE1>ΔE2,ΔEp1=ΔEp2 C.ΔE1=ΔE2,ΔEp1>ΔEp2 D.ΔE1>ΔE2,ΔEp1>ΔEp2 10.如圖所示,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。開始時(shí)物體A靜止在彈簧上面。設(shè)開始時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep1,B剛要離開地面時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能為Ep2,則關(guān)于Ep1、Ep2大小關(guān)系及彈性勢(shì)能變化ΔEp的說法正確的是 (A) A.Ep1=Ep2　 B.Ep1>Ep2　 C.ΔEp>0　 D.ΔEp<0 11.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,則下列說法正確的是 (D) A.重力做功-mgh,重力勢(shì)能減少mgh B.彈力做功-WF,彈性勢(shì)能增加WF C.重力勢(shì)能增加mgh,彈性勢(shì)能增加FH D.重力勢(shì)能增加mgh,彈性勢(shì)能增加WF-mgh C組 培優(yōu)練(建議用時(shí)20分鐘) 12.通過理論分析可得出彈簧的彈性勢(shì)能公式Ep=12kx2(式中k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧長(zhǎng)度的變化量)。為驗(yàn)證這一結(jié)論,A、B兩位同學(xué)設(shè)計(jì)了以下的實(shí)驗(yàn): ①兩位同學(xué)首先都進(jìn)行了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn):將一根輕質(zhì)彈簧豎直掛起,在彈簧的另一端掛上一個(gè)已知質(zhì)量為m的小鐵球,穩(wěn)定后測(cè)得彈簧伸長(zhǎng)d。 ②A同學(xué)完成步驟①后,接著進(jìn)行了如圖乙的實(shí)驗(yàn):將這根彈簧豎直地固定在水平桌面上,并把小鐵球放在彈簧上,然后豎直地套上一根帶有插銷孔的長(zhǎng)透明塑料管,利用插銷壓縮彈簧。拔掉插銷時(shí),彈簧對(duì)小球做功,使小球彈起,測(cè)得彈簧的壓縮量x和小鐵球上升的最大高度H。 ③B同學(xué)完成步驟①后,接著進(jìn)行了如圖丙的實(shí)驗(yàn):將這根彈簧放在水平桌面上,一端固定在豎直墻上,另一端被小鐵球壓縮,測(cè)得壓縮量為x,釋放彈簧后,小鐵球從高為h的桌面上水平拋出,拋出的水平距離為L(zhǎng)。 (1)A、B兩位同學(xué)進(jìn)行圖甲所示的實(shí)驗(yàn)是為了確定什么物理量?__彈簧的勁度系數(shù)k__,請(qǐng)用m、d、g表示所求的物理量__k=mgd__。 (2)如果Ep=12kx2成立,A同學(xué)測(cè)出的物理量x與d、H的關(guān)系式:x=2dH__,B同學(xué)測(cè)出的物理量x與d、h、L的關(guān)系式:x=__Ld2h__。 13.在水平地面上放一個(gè)豎直輕彈簧,彈簧上端與一個(gè)質(zhì)量為2.0 kg的木塊相連,若在木塊上再作用一個(gè)豎直向下的力F,使木塊緩慢向下移動(dòng)0.10 m,力F做功2.5 J。此時(shí)木塊再次處于平衡狀態(tài),力F的大小為50 N,如圖所示,求: (1)在木塊下移0.10 m的過程中彈性勢(shì)能的增加量。 (2)彈簧的勁度系數(shù)。(g取10 m/s2) 【解析】(1)木塊下移0.1 m的過程中,力F和重力做的功全部用于增加彈簧的彈性勢(shì)能,故彈性勢(shì)能的增加量為ΔEp=WF+mgh=2.5 J+2.0100.10 J=4.5 J。 (2)由平衡條件得,木塊再次處于平衡狀態(tài)時(shí)ΔF=kΔx,所以勁度系數(shù)k=ΔFΔx= 500.1 N/m=500 N/m。 答案:(1)4.5 J　(2)500 N/m