物理（人教版必修2）练习第7章第5节探究弹性势能的表达式（活页作业）

活页作业(十五)探究弹性势能的表达式(15分钟50分)一、选择题(每小题5分，共35分)1．如图所示，小明玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是()A．重力势能减少，弹性势能增大 B．重力势能增大，弹性势能减少C．重力势能减少，弹性势能减少 D．重力势能不变，弹性势能增大解析：弹簧向下压缩的过程中，弹簧压缩量增大，弹性势能增大；重力做正功，重力势能减少，故选项A正确．答案：A2．关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是()A．当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大B．当弹簧变短时，它的弹性势能一定减小C．若选弹簧自然长度时的势能为0，则其他长度的势能均为正值D．若选弹簧自然长度的势能为0，则伸长时弹性势能为正值，压缩时弹性势能为负值解析：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，它的弹性势能应该增大，在原长处它的弹性势能最小，选项A、B错误；由于弹簧处于自然长度时的弹性势能最小，若选弹簧自然长度时的势能为0，则其他长度的势能均为正值，选项C正确，选项D错误．答案：C3．关于弹性势能，下列说法正确的是()A．只有弹簧发生弹性形变时才具有弹性势能，其他物体发生弹性形变时是不会有弹性势能的B．弹簧伸长时有弹性势能，压缩时没有弹性势能C．在弹性限度范围内，同一个弹簧形变量越大，弹性势能就越大D．火车车厢底下的弹簧比自行车座底下的弹簧硬，则将它们压缩相同的长度时，火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能小解析：将各项逐项分析如表所示：选项内容分析结论A所有发生弹性形变的物体都具有弹性势能×B弹簧伸长和压缩时都具有弹性势能×C根据弹性势能的表达式Ep＝eq\f(1,2)kl2√D火车车厢底下的弹簧比自行车车座底下的弹簧劲度系数大，所以压缩相同长度时火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能大×答案：C4．一根弹簧的弹力—位移图象如图所示，那么弹簧由伸长量8cm到伸长量4cmA．3.6J，－3.6J B．－3.6J,3.6JC．1.8J，－1.8J D．－1.8J,1.8J解析：弹簧在拉伸状态下变短时，弹力做正功，且做的功等于Feq\a\vs4\al(­)x图象与x坐标轴围成的面积，故W＝eq\f(1,2)×(30＋60)×0.04J＝1.8J，据W＝－ΔEp知，弹簧弹性势能的变化量ΔEp＝－1.8J，选项C正确．答案：C5．(多选)在水平地面上放置一轻质弹簧，有一物体从弹簧的正上方自由落下，在物体压缩弹簧速度减为零时(选地面为重力势能参考面)()A．物体的重力势能最小 B．物体的重力势能最大C．弹簧的弹性势能最大 D．弹簧的弹性势能最小解析：物体压缩弹簧速度减为零时，高度最低，所以重力势能最小；形变量最大，所以弹性势能最大，选项A、C正确．答案：AC6．(多选)关于弹性势能，下列说法正确的是()A．发生弹性形变的物体都具有弹性势能B．只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能C．弹簧弹力对物体所做的功等于弹簧弹性势能的减少量D．物体克服弹簧的弹力所做的功等于物体弹性势能的增加量解析：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，都具有弹性势能，选项A正确，选项B错误；弹簧弹力做功与弹性势能变化之间有W＝－ΔEp，选项C正确；物体克服弹簧的弹力所做的功应该等于弹簧弹性势能的增加量，而不是物体弹性势能的增加量，故选项D错误．答案：AC7．(多选)关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是()A．弹簧的弹性势能跟拉伸(或压缩)的长度有关B．弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关C．同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大D．弹性势能的大小，跟使弹簧发生形变的物体有关解析：弹簧的弹性势能与劲度系数有关，与拉伸(或压缩)的长度有关．答案：ABC二、非选择题(15分)8．为探究橡皮条被拉伸到一定长度过程中，弹力做功和橡皮条在一定长度时具有的弹性势能的关系(其中橡皮条的弹性势能的表达式为Ep＝eq\f(1,2)kl2，k是劲度系数)，某同学在准备好橡皮条、弹簧测力计、坐标纸、铅笔、直尺等器材后，进行了以下操作：a．将橡皮条的一端固定，另一端拴一绳扣，用直尺从橡皮条的固定端开始测量橡皮条原长l0，记录在表格中；b．将弹簧测力计挂在绳扣上，测出在不同拉力F1、F2、F3……的情况下橡皮条的长度l1、l2、l3……c．以橡皮条的伸长量Δl为横坐标，以对应的拉力F为纵坐标，在坐标纸上建立坐标系，描点、并用平滑的曲线作出Feq\a\vs4\al(­)Δl图象；d．计算出在不同拉力时橡皮条的伸长量Δl1、Δl2、Δl3……e．根据图线求出外力克服橡皮条的弹力做的功；f．根据弹性势能的表达式Ep＝eq\f(1,2)kl2求出橡皮条具有的弹性势能．(1)以上操作合理的顺序是_____________________________________；(2)实验中，该同学作出Feq\a\vs4\al(­)Δl图象如图所示，从图象可求出Δl＝9cm过程中外力克服橡皮条弹力做功约为________J，计算出Δl＝9cm时橡皮条具有的弹性势能约为__________J．(保留两位有效数字(3)由实验可得出的结论是__________________________________．解析：(1)进行实验时在明确实验的原理的前提下，本着先安装器材，然后进行实验，再进行数据处理，最后整理器材的原则进行，故该实验的实验步骤为abdcef．(2)根据图象可知，当Δl＝9cm时弹簧弹力为F＝2.5N，由图可知弹簧弹力与弹簧伸长量成正比，因此弹簧的平均力为eq\x\to(F)＝1.25N，因此克服弹力做功为eq\x\to(F)Δl＝1.25