《2019_2020学年高中物理第7章机械能守恒定律第5节探究弹性势能的表达式同步作业含解析新人教版必修2.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019_2020学年高中物理第7章机械能守恒定律第5节探究弹性势能的表达式同步作业含解析新人教版必修2.doc（6页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、探究弹性势能的表达式1如图所示是蹦床运动员在空中表演的情景在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中，蹦床的弹性势能、运动员的重力势能和动能的变化情况分别是()A弹性势能减小，动能增大B重力势能增大，动能先增大后减小C弹性势能增大，重力势能增大D弹性势能增大，动能先增大后减小B解析 在运动员从最低点开始反弹至即将与蹦床分离的过程中，蹦床的弹性势能减小，而运动员的质量不变，高度增大，所以重力势能增大，此过程中，合力先是向上的，后是向下的，速度先增大后减小，动能先增大后减小，故选项B正确2如图所示为弹弓的图片，弹弓是20世纪7080年代孩子们比较喜爱的玩具将弹丸放在图中的皮兜中，一手握住把手
2、另一只手握紧皮兜，用力将橡皮筋拉长，放手后弹丸将被射出用力将橡皮筋拉伸的过程中，下列说法正确的是()A弹性势能主要储存在把手上B弹性势能主要储存在皮兜上C弹性势能主要储存在橡皮筋上D弹性势能主要储存在手上C解析 用力拉橡皮筋时，橡皮筋发生了明显的弹性形变，弹性势能主要储存在橡皮筋上，选项C正确3如图所示为乌克兰名将布勃卡创造6.14 m的世界纪录的瞬间，之所以运动员能高高跃起跳过横杆，是因为撑竿能发生良好的弹性形变则 ()A布勃卡手握撑竿刚与地面接触时撑竿的弹性势能最大B布勃卡跃过横杆的瞬间撑竿的弹性势能最大C布勃卡手握撑竿与地面接触后，到最高点以前的某位置撑竿的弹性势能最大D以上说法均错误C
3、解析 撑竿的形变量最大时，弹性势能最大，撑竿刚触地和布勃卡到最高点的瞬间，撑竿没有发生形变，则弹性势能为零，选项C正确，A、B、D错误4蹦极是一项比较刺激的娱乐项目，开始橡皮绳呈松弛状态，游客从高处跳下，经过一段时间橡皮绳开始拉伸，一直到最低点橡皮绳达到最长，则对游客在上述的过程中的描述错误的是()A游客的重力对游客始终做正功B游客的重力势能一直减少C游客到达最低点时橡皮绳的弹性势能最大D当游客的速度最大时橡皮绳的弹性势能为零D解析 游客从跳下到最低点的过程中，重力一直做正功，重力势能一直减少，选项A、B正确；游客从高空跳下到橡皮绳达到原长的过程中，橡皮绳不做功，此后橡皮绳一直做负功，弹性势能
4、一直增大，在最低点时橡皮绳的伸长量最大，弹性势能最大，选项C正确；当橡皮绳的拉力等于游客的重力时，游客的加速度为零，速度最大，此时弹性势能不等于零，选项D错误5在“探究弹簧的弹性势能”实验中：(1)(多选)如图甲所示，弹簧的一端固定，原来处于自然长度现对弹簧的另一端施加一个拉力缓慢拉伸弹簧，关于拉力或弹簧弹力做功与弹簧弹性势能变化的关系，下列说法正确的是 ()A拉力做正功，弹性势能增加B拉力做正功，弹性势能减少C弹簧弹力做负功，弹性势能增加D弹簧弹力做负功，弹性势能减少(2)由于拉力是变力，拉力做功可以分割成一小段一小段处理，每一小段的弹力可以近似看成是恒力，再把每一小段拉力做的功相加求和，可
5、得W总F1lF2lF3l某次实验中作出拉力F拉与弹簧伸长量x的关系图象如图所示，则在弹簧被拉长L的过程中，拉力做功为_解析 (1)拉力对弹簧做正功，则弹簧对外做负功，即弹簧克服拉力做功，此时弹性势能增加，故选项A、C正确；当弹簧弹力对外做正功时，弹性势能减小，此时外界对弹簧做负功，故选项B、D错误(2)在弹簧被拉长L的过程中，由于弹力均匀变化，故可用平均力求功，即弹力做功，则拉力做功为.答案 (1)AC(2)6某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型图中k1、k2为原长相等的轻质弹簧下列表述正确的是 ()A缓冲效果与弹簧的劲度系数无关B垫片向右移动时，两弹簧产生的弹力大小相等C垫片向右移动时，两弹
6、簧的长度保持相等D垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能都减少B解析 弹簧的缓冲效果与弹簧的劲度系数有关，选项A错误；在垫片向右运动的过程中，由于两个弹簧相连，故它们之间的作用力等大，由于两弹簧的劲度系数不同，由胡克定律Fkx可知，两弹簧的长度不相等，选项B正确，C错误；两弹簧的弹力做负功，则两弹簧弹性势能都将增加，选项D错误7如图所示，轻弹簧下端系一重物，O点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置)，今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A点，弹力做功W1，第二次把它拉到B点后再让其回到A点，弹力做功W2，则这两次弹力做功的关系为 ()AW1W2 BW12W2CW22W1 DW1W2D解析 弹
7、簧弹力做功仅与弹簧本身及形变量有关，不用考虑路径，只看起始与终止位置，选项D正确8如图所示，在弹性限度内，将压缩量为x的弹簧缓慢拉伸至伸长量为x，关于这一过程中弹簧弹性势能的变化，下列说法正确的是()A一直减小B一直增大C先减小后增大D先增大后减小C解析 根据弹簧的弹性势能的表达式Epk(x)2可知，弹簧的形变量越大，弹性势能越大，将压缩量为x的弹簧缓慢拉伸至伸长量为x的过程中，弹簧的形变量先减小后增大，所以弹性势能先减小后增大，故选项C正确能力提升9通过探究得到弹性势能的表达式为Ep，式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧伸长(或缩短)的长度请利用弹性势能的表达式计算下列问题放在地面上的物体，上端
8、系在劲度系数k400 N/m的弹簧上，弹簧的另一端拴在跨过定滑轮的绳子上，如图所示手拉绳子的另一端，当往下拉0.1 m时，物体开始离开地面，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地h0.5 m高处如果不计弹簧质量和各种摩擦，求拉力所做的功以及弹簧的弹性势能解析 注意物体刚好离地条件，x0.1 m是解决本题的关键，并且物体缓慢升高时，拉力不变，刚好离开地面后拉力与物体重力的大小相等弹性势能Epkx24000.12 J2 J.刚好离开地面时，GFkx4000.1 N40 N，则物体缓慢升高，F40 N，物体上升h0.5 m，拉力克服重力做功WFlmgh400.5 J20 J，则拉力共做功W(202) J22
9、 J.答案 22 J2 J10如图所示，质量为m的物体静止在地面上，物体上面连着一个轻质弹簧，用手拉住弹簧上端将物体缓缓提高h，不计弹簧的质量，则人做的功应为多少？(设弹簧劲度系数为k)解析 在物体离地之前，人的拉力(Fkl)是变力，在物体离开地面之后，Fmg.可画出F随B点位移变化的图象，如图所示其中l0，在图中梯形面积代表拉力做的功W(hl0h)mg.答案 11一原长为l015 cm的轻质弹簧水平放置，在一水平外力的作用下使其慢慢地伸长，且弹簧的长度始终在弹簧的弹性限度以内，经观测可知弹簧的长度为l120 cm时，外力F0400 N求：(1)该轻质弹簧的劲度系数k；(2)整个过程中弹簧的弹
10、力做的功；(3)弹簧所储存的弹性势能解析 (1)弹簧的劲度系数为k N/m8 000 N/m.(2)由于Fkx，作出Fx图象如图所示，求出图中阴影面积，即弹力做功的绝对值由于在弹簧伸长过程中，弹力方向与位移方向相反，故弹力在此过程中做负功由图可得W0.05 J10 J.(3)弹簧所储存的弹性势能为EpW10 J.答案 (1)8 000 N/m(2)10 J(3)10 J12在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0 kg的木块相连，若在木块上再作用一个竖直向下的力F，使木块缓慢向下移动0.10 m，力F做功2.5 J此时木块再次处于平衡状态，力F的大小为50 N，如图所示，求：(1)在木块下移0.10 m的过程中弹性势能的增加量；(2)弹簧的劲度系数解析 (1)木块下移0.10 m过程中，力F和重力做的功全部用于增加弹簧的弹性势能，故弹性势能的增加量为EpWFmgh(2.52.0100.1) J4.5 J.(2)由平衡条件得，木块再次处于平衡时，Fkh，所以劲度系数k N/m500 N/m.答案 (1)4.5 J(2)500 N/m6