高中物理第七章机械能守恒定律第5节探究弹性势能的表达式课时跟

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1．探讨弹性势能，要从下述问题的分析入手的是()A．重力做功C．弹簧的劲度系数

B．弹力做功D．弹簧的形变量

解析：一个物体能对外做功，我们即说它具有能量；因此在研究能量时我们均是从做功开始研究的；故研究弹性势能应选从弹力做功入手分析．应选B．

答案：B

2．(多项选择)某缓冲装置可抽象成如下图的简单模型．图中k1、k2为原长相等、劲度系数不同的轻质弹簧．以下表述正确的是()

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，两弹簧的长度保持相等D．垫片向右移动时，两弹簧的弹性势能发生改变

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，选项B正确；由于两弹簧的劲度系数不同，由胡克定律F＝kx可知，两弹簧形变量不同、长度不相等．两弹簧的弹力做功，则弹性势能将发生变化，选项D正确，选项C错误．

答案：BD

3．如下图，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状况是()

A．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大D．弹力和弹性势能都变小

解析：将弹簧拉力器拉开的过程中，弹簧形变量变大，弹力变大，弹性势能变大，C选

1

项正确．

答案：C

4．(多项选择)关于弹性势能，以下说法中正确的是()A．任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能B．任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变C．物体只要发生形变，就一定具有弹性势能D．弹性势能具有势能的共性

解析：任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能，任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变，A、B正确；物体发生形变，若非弹性形变，则物体不具有弹性势能，C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D正确．

答案：ABD

5．(2023·福建学业测试)如下图，四幅摄影作品中所描述的体育运动，利用到器械弹性势能的是()

A．滑雪

B．掷标枪

C．射箭

D．推铅球

解析：滑雪时，运动员的重力势能减小，动能增加，A选项错误；掷标枪时，标枪在空中飞行，动能和重力势能相互转化，B选项错误；射箭时，弓的弹性势能转化为箭的动能，C选项正确；推铅球时，人给球一定的初速度，使球飞出，D选项错误．

答案：C

6.如下图，轻质弹簧的劲度系数为k，小球所受重力为G，平衡时小球在A处．今用力F竖直向下压小球使弹簧缩短x，让小球静止在B处，则()

2

A．小球在A处时弹簧的弹力为零B．小球在B处时弹簧的弹力为kxC．小球在A处时弹簧的弹性势能较大D．小球在B处时弹簧的弹性势能较大

解析：小球处于A位置时，保持静止状态，受重力和弹力，二力平衡，故弹力等于重力，即mg＝kx1，故A错误；小球处于B位置时，保持静止状态，受重力、压力F和弹簧弹力，根据共点力平衡条件F＋G＝F弹，根据胡克定律，有F弹＝k(x1＋x)，联立解得：F弹＝G＋kx，故B错误；弹簧压缩量越大，弹性势能越大，故C错误，D正确．应选D．

答案：D

7．在一次演示试验中，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)()

试验次数10.504.9821.0020.0232.0080.10244.00319.5d/cms/cmA．s＝k1d，Ep＝k2dC．s＝k1d，Ep＝k2d

2

2

B．s＝k1d，Ep＝k2dD．s＝k1d，Ep＝k2d

2

2

2

解析：从数据比较可得出s/d是一常量，所以说s∝d，因此也猜想弹簧的弹性势能也与d成正比．

答案：D

8．(2023·邵阳月考)一根弹簧的弹力—位移图线如下图，那么弹簧由伸长量4cm到伸长量8cm的过程中，弹力的功和弹性势能的变化量为()

2

3

A．1.8J，－1.8JC．3.6J，－3.6J

B．－1.8J，1.8JD．－3.6J，3.6J

解析：弹力做功等于弹性势能的减小量，F-x图象与x轴包围的面积表示弹力做功的大1

小，弹簧由伸长量4cm到伸长量8cm的过程中，弹力的功W＝－×(30＋60)×

2

0.04J＝－1.8J，根据功能关系可知，弹性势能增加了1.8J，B选项正确．答案：B

9．如下图，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，

OP是可绕O转动的轻杆，且摆到某处即能停在该处，另有一小钢球．现要利用这些器材测

定弹簧被压缩时的弹性势能．

(1)还需要的器材是________________．

(2)以上测量，实际上是把对弹性势能的测量转化为对________能的测量，进而转化为对________和________的直接测量．

解析：(1)分析题意可知，用小球压缩弹簧，将弹簧释放，由于水平轨道与圆弧轨道均是光滑的，只有弹簧的弹力和重力做功，最终弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能，因此需要用天平测量小球的质量m，用刻度尺测量小球在光滑圆弧轨道上上升的高