人教版高中物理必修二7.5探究弹性势能的表达式课时作业

1、名校名 推荐课时作业 (十六 )一、选择题1关于弹簧的弹性势能，下列说法中正确的是()a当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大b当弹簧变短时，它的弹性势能一定变小c在拉伸长度相同时，k 越大的弹簧，它的弹性势能越大d弹性势能是弹簧和使它发生形变的物体所共有的答案c解析弹簧的弹性势能的大小，除了跟劲度系数k 有关外，还跟它的形变量(拉伸或压缩的长度 )有关，如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长时，它的弹性势能应该减小，当它变短时，弹性势能应该增大，在原长处它的弹性势能最小，a、 b 项错误；形变量相同时，k 越大的弹簧，弹性势能越大，c 项正确；弹性势能属于弹簧，d 项错误2(多选 )如图所示， 某同

2、学利用橡皮条将模型飞机弹出，在弹出过程中，下述说法正确的是()a橡皮条收缩，弹力对飞机做功b飞机的动能增加c橡皮条的弹性势能减少d飞机的重力势能减小，转化为飞机的动能答案abc解析飞机弹出过程中，橡皮条弹性势能转化为飞机动能和重力势能，故 a、b、c 项正确3 (多选 )如图所示，一个物体以速度v0 冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧，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()a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弹力做正功，弹簧的弹性势能减小d弹力做负功，弹簧的弹性势能增加答案bd解析由功的计算公式w flcos知，恒力做功时，做功的

3、多少与物体的位移成正比，而弹簧对物体的弹力是一个变力，所以a 项错误， b 项正确物体压缩弹簧的过程中，弹簧1名校名 推荐的弹力与弹力作用点的位移方向相反，所以弹力做负功，弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，故 c 项错误， d 项正确4 (多选 )一竖直弹簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高为h 的地方自由下落到弹簧的上端如图所示，经几次反弹后小球在弹簧上静止于某一点 a 处，则 ()a h 愈大，弹簧在a 点的压缩量愈大b a 点的位置与h 无关c小球第一次到达最低点的压缩量与h 无关d小球第一次到达最低点时弹簧的弹性势能与h 有关答案bd解析物体最后静止于某一点，物体受重力和弹簧弹力

4、平衡，即mg kx，则压缩量与最初下落高度h 无关，但小球第一次到达最低点时弹簧的压缩量与h 有关，故b、 d 项正确5如图所示，撑杆跳是运动会上常见的比赛项目，用于撑起运动员的竿要求具有很好的弹性，下列关于运动员撑竿跳起的过程说法中正确的是()a运动员撑竿刚刚触地时，竿弹性势能最大b运动员撑竿跳起到达最高点时，竿弹性势能最大c运动员撑竿触地后上升到达最高点之前某时刻，竿弹性势能最大d以上说法均有可能答案c解析竿形变量最大时，弹性势能最大，只有c 项正确6 (多选 )如图所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端在水平力f 作用下缓慢拉伸了x.关于拉力 f 、弹性势能ep 随伸长量x 的变化图像正确的

5、是()答案ad解析因为是缓慢拉伸，所以拉力始终与弹簧弹力大小相等，由胡克定律f kx ， f x 图2名校名 推荐像为倾斜直线，a 项正确， b 项错误因为e p x2，所以 d 项正确， c 项错误7 (多选 )2012 年伦敦奥运会上黄珊汕获蹦床个人亚军在比赛中，如果她受到蹦床对她的弹力的变化规律如图所示下面对弹性势能和重力势能判断正确的是()a t4 t5 时间内，弹性势能和重力势能均不变b t4 t5 时间内，弹性势能为零，重力势能先变大再变小c t5 t6 时间内，弹性势能一直增大，重力势能先变大再变小d t5 t6 时间内，弹性势能先变大再变小，重力势能先变小再变大答案bd解析 t

6、4 t5 时间内，人在空中， 不受弹力作用， 弹性势能为零， 重力势能先变大再变小 t5 t6 时间内，人与蹦床接触，是先下落又上升的过程弹性势能先变大再变小，重力势能先变小再变大8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，如图所示在相互作用的过程中，当系统的弹性势能最大时()a vavbb va vbc vav b， 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 va vb 时， a 、b 相距最近，弹簧的形变量最大，弹性势能最大，故b 项正确二、非选择题9弹簧原长 l0 15 cm，受

7、拉力作用后弹簧逐渐伸长，当弹簧伸长到l1 20 cm 时，作用在弹簧上的力为400 n，求：(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？答案(1)8 000 n/m (2) 10 j (3)增加 10 j解析(1)由 f kx，得f400k x0.05 n/m 8 000 n/m3名校名 推荐(2) 由于 f kx，作出 f- x 图像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，有w 12 400 0.05 j 10 j(3) 弹性势能增加 10 j.10如图甲所示，物体在

8、力f 作用下由静止开始运动，f 随物体位移的变化图线如图乙所示，在物体移动5 m 的过程中，力f 所做的功为多少？答案35 j解析在 f- l 图像上一个梯形的面积代表功，所以w 10 4 5 j 35 j211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 的大小关系答案e p1e p2解析当 f 向右拉 b 时，有 f (ma mb)afma弹簧拉 a 的力 f1

9、maama mb同理，当 f 向左拉 a 时，弹簧拉b 的力 f2fmb mmab因为 ma 2mb，所以 f 1 2f2由 f kx 可知，当 f 向右拉 b 时弹簧的伸长量大，所以e p1e p2.12.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4名校名 推荐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 (g 取 10 n/kg) 答案(1)4.5 j(2)500 n

10、/m解析(1)弹性势能的增加量等于木块弹力做的功，木块缓慢下移，处于平衡状态，力f 和重力的合力等于弹力，力f 和重力的合力做的功等于木块弹力做的功，即增加的弹性势能故弹性势能的增加量为e p w f mgh (2.5 2.0 10 0.10) j 4.5 j(2) 由平衡条件得，木块再次处于平衡时，f k x.f50所以劲度系数kx0.10 n/m 500 n/m.13.通过探究得到弹性势能的表达式为12，式中 k 为弹簧的劲度系数，x 为ep kx2弹簧伸长 (或缩短 )的长度，请利用弹性势能表达式计算以下问题：放在地面上的物体上端系在劲度系数k 400 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h 0.5 m 高处如果不计弹簧重力及滑轮与绳的摩擦，求拉力所做的功以及此时弹簧弹性势能的大小答案22 j2 j解析物体刚离开地面时，弹簧的弹性势能121 40