7.5 探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式 每課一練（人教版必修2）

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第七章　機(jī)械能守恒定律 5　探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式 1．關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能，下列說(shuō)法中正確的是 (　　)． A．當(dāng)彈簧變長(zhǎng)時(shí)，它的彈性勢(shì)能一定增大 B．當(dāng)彈簧變短時(shí)，它的彈性勢(shì)能一定變小 C．在拉伸長(zhǎng)度相同時(shí)，k 越大的彈簧，它的彈性勢(shì)能越大 D．彈簧在拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能 解析　彈簧的彈性勢(shì)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(zhǎng)度)有關(guān)．如果彈簧原來(lái)處在壓縮狀態(tài)，當(dāng)它變長(zhǎng)時(shí)，它的彈性勢(shì)能應(yīng)該先減小，在原長(zhǎng)處它的彈性勢(shì)能最?。訟、B、D均不對(duì)． 答案　C 2．一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7－5－11所示，經(jīng)幾次反彈以后小球最終在彈簧上靜止于某一點(diǎn)A處，則(　　)． 圖7－5－11 A．h愈大，彈簧在A點(diǎn)的壓縮量愈大 B．彈簧在A點(diǎn)的壓縮量與h無(wú)關(guān) C．h愈大，最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能愈大 D．小球第一次到達(dá)A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能比最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能大 解析　最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)，通過(guò)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(diǎn)的壓縮量與h無(wú)關(guān)，彈簧彈性勢(shì)能與h無(wú)關(guān)． 答案　B 3．彈簧原長(zhǎng)為l0，勁度系數(shù)為k.用力把它拉到伸長(zhǎng)量為l處，拉力所做的功為W1；繼續(xù)拉彈簧，使彈簧在彈性限度內(nèi)再伸長(zhǎng)l，拉力在繼續(xù)拉伸的過(guò)程中所做的功為W2.試求W1與W2的比值． 解析　拉力F與彈簧的伸長(zhǎng)量l成正比，故在F－l圖象中是一條傾斜直線，如右圖所示，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(gè)過(guò)程中拉力所做的功W1，線段AB下的梯形面積表示第二個(gè)過(guò)程中拉力所做的功W2.顯然，兩塊面積之比為1∶3，即W1∶W2＝1∶3. 答案　1∶3 4．如圖7－5－12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(kāi)地面．開(kāi)始時(shí)物體A靜止在彈簧上面．設(shè)開(kāi)始時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep1，B剛要離開(kāi)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說(shuō)法中正確的是 (　　)． 圖7－5－12 A．Ep1＝Ep2 B．Ep1＞Ep2 C．ΔEp＞0 D．ΔEp＜0 解析　開(kāi)始時(shí)彈簧形變量為x1，有kx1＝mg，則設(shè)B離開(kāi)地面時(shí)形變量為x2，有kx2＝mg.由于x1＝x2所以Ep1＝Ep2，ΔEp＝0，A對(duì)． 答案　A 5．某緩沖裝置可抽象成如圖7－5－13所示的簡(jiǎn)單模型．圖中k1、k2為原長(zhǎng)相等、勁度系數(shù)不同的輕質(zhì)彈簧．下列表述正確的是 (　　)． 圖7－5－13 A．緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)無(wú)關(guān) B．墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧產(chǎn)生的彈力大小相等 C．墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧的長(zhǎng)度保持相等 D．墊片向右移動(dòng)時(shí)，兩彈簧的彈性勢(shì)能都減少 解析　彈簧的緩沖效果與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)，A錯(cuò)誤；在墊片向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于兩個(gè)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，兩彈簧的彈力做負(fù)功，則兩彈簧彈性勢(shì)能都將增加，D錯(cuò)誤．故選B. 答案　B 6．如圖7－5－14所示，在光滑水平面上有A、B兩球，中間連一彈簧，A球固定，現(xiàn)用手拿住B球?qū)椈蓧嚎s一定距離，然后釋放B球，在B球向右運(yùn)動(dòng)到最大距離的過(guò)程中，(1)B球的加速度怎樣變化？(2)B球的速度怎樣變化？(3)彈簧的彈性勢(shì)能怎樣變化？ 圖7－5－14 解析　小球從開(kāi)始到彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)的過(guò)程中，B球受到向右的彈力作用，小球的速度在增大，但受到向右的彈力在減小，所以加速度減小，彈簧的彈性勢(shì)能在減小．B球經(jīng)過(guò)原長(zhǎng)處繼續(xù)向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，由于受到向左的拉力，小球的速度在減小，但受到向左的拉力在增大，所以加速度增大，彈簧的彈性勢(shì)能在增大． 答案　(1)加速度先減小到零后再反向增大．(2)速度先增大后減?。?3)彈簧的彈性勢(shì)能先減小后增大．