人教版高中物理必修二第七章5探究弹性势能的表达式基础提升练习题( 含解析)

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以下为本文档部分文字说明:

1基础提升练习题(十八)探究弹性势能的表达式1.弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关()A.弹簧的长度B.弹簧的劲度系数C.弹簧的形变量D.弹簧的原长解析弹簧的弹性势能的表达式为Ep=12kx2,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量,故B、C选项正确.答案BC2.在探究弹力与弹簧伸长的关系

实验中,通过实验作出弹簧弹力F(N)与弹簧的伸长量x(m)的关系曲线,如下图中正确的是()解析由胡克定律F=kx可知B选项正确.答案B3.如图所示,质量为m的物体静止在地面上,物体上面连一轻弹簧,用手拉着弹簧上端将物体缓慢

提高h.若不计物体动能的改变和2弹簧重力,则人做的功()A.等于mghB.大于mghC.小于mghD.无法确定解析在物体被缓慢提高h的过程中,人所做的功一部分增加了物体的重力势能mgh,另一部分增加了弹簧的弹性势能,故B选项正确.答案B4.如图所示,轻弹簧下端系一重物,O点为其平衡位置,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()A.W1<W2B.W1=2W2C.W2=2W1D.W1=W2解析弹簧弹力做功只跟弹簧的形变量有关,即与弹簧的初、末位置有关,与过程无

关,故D选项正确.答案D35.如图所示,质量相等的两木块间连有一弹簧.今用力F缓慢向上提A,直到B恰好离开地面.开始时物体A静止在弹簧上面,设开始时弹簧弹性势能为Ep1,B刚要离开地面时,弹簧的弹性势能为Ep2,则关于Ep1、Ep2大小关系及弹性势能变化ΔEp说法中正确的是()

A.Ep1=Ep2B.Ep1>Ep2C.ΔEp>0D.ΔEp<0解析开始时弹簧形变量为x1,有kx1=mg.它离开地面时形变量为x2,有kx2=mg,由于x1=x2,所以Ep1=Ep2,ΔEp=0,故A选项正确.答案A6.在水平面上

竖直放置一轻弹簧,有一物体在它的正上方自由落下,在物体压缩弹簧速度减为零时()A.物体的重力势能最大B.物体的动能最大C.弹簧的弹性势能最大D.弹簧的弹性势能最小解析在物体下落过程中,弹簧弹力对物体做负功,弹簧的弹性势能不断增大,直到物体减速到零时,弹性势能达到最大,故C选项正确.

答案C7.如图所示,在一次蹦极运动中,人由高空跳下到最低点的整4个过程中,下列说法中正确的是()A.重力对人做正功B.人的重力势能减小C.橡皮绳对人做正功D.橡皮绳的弹性势能增加解析人在下落的过程中,重力对人做正功,人的

重力势能不断减小,A、B正确;橡皮绳不断伸长,弹力对人做负功,故橡皮绳的弹性势能不断增大,C错误,D正确.答案ABD8.在一次演示实验中,一压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一小球,测得弹簧压缩的距离d跟小球在粗糙

水平面滚动的距离s如下表所示.由此表可以归纳出小球滚动的距离s跟弹簧压缩的距离d之间的关系,并猜测弹簧的弹性势能Ep跟弹簧压缩的距离d之间的关系分别是(选项中k1、k2是常量)()实验次数1234d/cm0.501.002.004.0

0s/cm4.9820.0280.10319.5A.s=k1d,Ep=k2dB.s=k1d,Ep=k2d2C.s=k1d2,Ep=k2dD.s=k1d2,Ep=k2d2解析从数据比较可得出s/d2是一常量,所以说s

∝d2,因此也猜想弹簧的弹性势能也与d2成正比.答案D59.如图所示,一轻弹簧一端固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重

物由A点摆向最低点B的过程中()A.重力做正功,弹力不做功B.重力做正功,弹力做正功C.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后,重力做正功,弹力不做功D.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后,重力做功不变,弹力不做

功解析用细绳拴住小球向下摆动时重力做正功,弹力不做功,C项对.用弹簧拴住小球下摆时,弹簧要伸长,重力做正功,因小球轨迹不是圆弧,小球下摆时,弹力方向与速度方向不再垂直,弹力做负功,A、B、D项错.答案C10.一根弹簧的弹力(F)与伸长量(l)之间的

变化关系图线如图所示,那么弹簧由伸长量8cm到伸长量4cm的过程中,弹力做功和弹性势能的变化量为()6A.3.6J,-3.6JB.-3.6J,3.6JC.1.8J,-1.8JD.-1.8J,1.8J解析F-l围成的面积表示弹力的功W=12×0.08×60J-

12×0.04×30J=1.8J,弹性势能减少1.8J,C对.答案C11.小玲同学平时使用带弹簧的圆珠笔写字,她想估测里面小弹簧在圆珠笔尾端压紧情况下的弹性势能的增加量(如图所示).请你帮助她完成这一想法.(1)写出实验

所用的器材:________________________________________________________________________.(2)写出实验的步骤和所要测量的物理量(用字母量表示,要求能符合实际并尽量减少误差).(3)弹性势能的增加量的表达

式ΔEp=______.(用测得量表示)解析(1)刻度尺、天平.(2)①将圆珠笔紧靠刻度尺竖直放在桌面上;7②在桌面上将圆珠笔尾端压紧,记下笔尖处的读数x1;③突然放开圆珠笔,观察并记下笔尖到达最高点的读数x2;④用天平测出圆珠笔的质量m.(3)ΔEp=mg(x2-x1)答案(1)刻度尺、天

平(2)见解析(3)mg(x2-x1)12.如图所示,在光滑水平面上有A、B两物体,中间连一弹簧,已知mA=2mB,今用水平恒力F向右拉B,当A、B一起向右加速运动时,弹簧的弹性势能为Ep1,如果水平恒力F向左拉A,

当A、B一起向左加速运动时,弹簧的弹性势能为Ep2,试比较Ep1与Ep2的大小关系.解析当F向右拉B时,有F=(mA+mB)a,弹簧拉A的力FT1=mAa=FmA+mBmA,同理,当F向左拉A时,弹簧拉B的力FT2=FmA+mBmB,因为mA=2mB,所以FT1=2FT2,由

F=kx可知,当F向右拉B时弹簧的伸长量大,所以Ep1>Ep2.答案Ep1>Ep213.弹簧原长l0=15cm,受拉力作用后弹簧逐渐伸长,当弹簧伸长到l1=20cm时,作用在弹簧上的力为400N,问:(1)弹簧的劲度系数k为多

少?(2)在该过程中弹力做了多少功?(3)弹簧的弹性势能变化了多少?8解析(1)由F=kx得,k=Fx=4000.05N/m=8000N/m.(2)由于F=kx,作出F-x图象.如图所示求出图中阴影的面积,即为弹力做功的绝对值

,由于伸长过程中弹力F与x方向相反,故弹力做负功,W=-12×400×0.05J=-10J.(3)弹性势能的变化ΔEp=-W,即ΔEp=10J>0,表示弹性势能增加10J.答案(1)8000N/m(2)-10J(3)增加10J

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