（新课标）高中物理 第7章 机械能守恒定律 5 探究弹性势能的表达式课时作业 新人教版必修2.doc

探究弹性势能的表达式1关于弹性势能的概念，下列说法正确的是()a发生形变的物体具有弹性势能b弹性势能具有势能的共性c弹性势能改变的多少由弹力大小来决定d以上说法都不对【解析】物体必须发生弹性形变才具有弹性势能，故选项a错误；弹性势能跟弹力有关，是由位置决定的能量，所以具有势能的共性，选项b正确；跟重力做功相似，弹力做了多少功，弹性势能就改变多少，选项c、d错误【答案】b2如图7510所示，射箭时人拉弓所做的功转化为弹性势能，此时的弹性势能主要()图7510a存储在箭上b存储在弓上c存储在弦上d存储于拉弓人的手上【解析】人拉弓时，弓发生了明显的弹性形变，弹性势能主要存储在弓上，故b正确【答案】b3(多选)如图7511所示的几个运动过程中，物体的弹性势能减小的是()甲乙丙丁图7511a如图甲，撑杆跳高的运动员上升过程中，杆的弹性势能b如图乙，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能c如图丙，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋的弹性势能d如图丁，小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧的弹性势能【解析】选项a、c、d中物体的形变量均减小，所以弹性势能减小，选项b中物体的形变量增大，所以弹性势能增加所以a、c、d正确【答案】acd4两个不同的弹簧a、b，劲度系数分别为k1、k2，且k1k2.现用相同的力从自然长度开始拉弹簧，当弹簧稳定时，关于弹簧的弹性势能下列说法正确的是()aa弹簧的弹性势能大bb弹簧的弹性势能大c两弹簧的弹性势能相同d无法判断【解析】以相同的力f拉弹簧a、b，由胡克定律得a弹簧的伸长量l1，b弹簧的伸长量l2，由于k1k2，故l1l2，所以拉力克服弹力对a弹簧做的功w1fl1小于对b弹簧做的功w2fl2，即b弹簧的弹性势能大，选项b正确【答案】b5如图7512所示，将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的弹力和弹性势能的变化情况是()图7512a弹力变大，弹性势能变小b弹力变小，弹性势能变大c弹力和弹性势能都变小d弹力和弹性势能都变大【解析】将弹簧拉力器用力拉开的过程中，弹簧的伸长量变大，弹簧的弹力变大，弹性势能变大故a、b、c错误，d正确【答案】d6如图7513所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力f的作用下物体处于静止状态，当撤去f后，物体将向右运动在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是()图7513a弹簧的弹性势能逐渐减小b弹簧的弹性势能逐渐增大c弹簧的弹性势能先增大后减小 d弹簧的弹性势能先减小后增大【解析】由物体处于静止状态可知，弹簧处于压缩状态，撤去f后物体在向右运动的过程中，弹簧的弹力对物体先做正功后做负功，故弹簧的弹性势能应先减小后增大【答案】d7劲度系数分别为ka200 n/m和kb300 n/m的弹簧a和b连接在一起，拉长后将两端固定，如图7514所示，弹性势能epa、epb的关系是()图7514aepaepb bepaepbcepaepb d无法比较epa、epb的大小【解析】根据牛顿第三定律，a、b弹簧的弹力大小相等由于fkl，epkl2，所以弹性势能epkl2.又kaepb，b正确【答案】b8在光滑的水平面上，物体a以较大速度va向前运动，与以较小速度vb向同一方向运动的、连有轻质弹簧的物体b发生相互作用，如图7515所示在相互作用的过程中，当系统的弹性势能最大时()图7515avavbbvavbcvavb，a、b就有相对运动，弹簧就会被压缩，弹力做负功，弹性势能增加，当vavb时，a、b相距最近，弹簧的形变量最大，弹性势能最大，故选项b正确【答案】b9如图7516所示，一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质轻簧，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩，在此过程中以下说法正确的是()图7516a物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比b物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等c弹簧的弹力做正功，弹性势能减小d弹簧的弹力做负功，弹性势能增加【解析】物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量不成正比，a项错误；物体向墙壁运动相同的位移，弹簧的弹力增大，弹力做的功也增大，b项错误；在压缩过程中，弹簧的弹力做负功，弹性势能增加，d项正确c项错误【答案】d10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的木块相连处于平衡状态，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7517所示，求：图7517(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，f与重力的合力等于弹簧弹力，所以力f和重力做的功等于克服弹簧弹力做的功，故弹簧弹性势能的增加量为：epwfmgh(2.52.0100.10)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/m11如图7518所示，有一原长为l0的橡皮筋，上端固定，在下端拴一质量为m的物体时，橡皮筋伸长为a且恰好断裂若该橡皮筋下端拴一质量为m(mm)的物体，将m从橡皮筋没有形变的位置，竖直向上举高h后，由静止释放，也恰能使橡皮筋伸长为a时断裂，求橡皮筋的劲度系数和h的表达式(设橡皮筋遵守胡克定律)图7518【解析】橡皮筋挂质量为m的物体，伸长a时，物体所受重力等于弹力；当m由静止下落至最低点的过程中，始、未位置速度为零，重力克服弹力做功，橡皮筋的弹性势能增加(1)mgka，故k.(2)mg(ha)a2mga，解得ha.【答案】ha12(2015泰州高一检测)通过探究得到弹性势能的表达式为epkx2，式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧伸长(或缩短)的长度，请利用弹性势能表达式计算下列问题放在地面上的物体上端系在劲度系数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7519所示手拉绳子的另一端，从轻绳处于张紧状态开始，当往下拉0.1 m物体开始离开地面时，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地h0.5 m高处如果不计弹簧重和滑轮跟绳的摩擦，求整个过程拉力所做的功以及弹性势能的最大值图7519【解析】由题意知弹簧的最大伸长量x0.1 m，弹性势能epkx24000.12 j2 j，此过