2024高中物理分层训练进阶冲关7.5探究弹性势能的表达式含解析新人教必修2

PAGEPAGE6探究弹性势能的表达式A组基础练(建议用时20分钟)1.(多选)假如取弹簧伸长Δx时的弹性势能为0,则下列说法中正确的是 (B、C)A.弹簧处于原长时,弹簧的弹性势能为正值B.弹簧处于原长时,弹簧的弹性势能为负值C.当弹簧的压缩量为Δx时,弹性势能的值为0D.只要弹簧被压缩,弹性势能的值都为负值2.在一次“蹦极”运动中,人由高空落下到降至最低点的整个过程中,下列说法中不正确的是 (D)A.重力对人做正功 B.人的重力势能削减了C.橡皮绳对人做负功 D.橡皮绳的弹性势能削减了3.如图所示,李明同学玩蹦蹦杆,在李明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中,李明的重力势能、弹簧的弹性势能的变更是 (A)A.重力势能削减,弹性势能增加B.重力势能增加,弹性势能削减C.重力势能削减,弹性势能削减D.重力势能不变,弹性势能增加4.如图所示的几个运动过程中,物体弹性势能增加的是 (B)A.如图甲,撑杆跳高运动员从压杆到杆伸直的过程中,杆的弹性势能B.如图乙,人拉长弹簧的过程中弹簧的弹性势能C.如图丙,模型飞机用橡皮筋放射出去的过程中,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5.如图所示,在弹性限度内,将压缩量为x的弹簧缓慢拉伸至伸长量为x,关于这一过程中弹簧的弹性势能变更,下列说法正确的是 (C)A.始终减小 B.始终增大C.先减小再增大 D.先增大再减小6.如图所示,一轻弹簧一端固定于O点,另一端系一小球,将小球从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在小球由A点摆向最低点B的过程中 (C)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B组提升练(建议用时20分钟)7.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 (B)A.va>vb B.va=vb C.va<vb D.无法确定8.(多选)某缓冲装置可抽象成如图所示的简洁模型。图中k1、k2为原长相等、劲度系数不同的轻质弹簧。下列表述正确的是 (B、D)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变更9.如图所示,质量不计的弹簧一端固定在地面上,弹簧竖直放置,将一小球从距弹簧自由端高度分别为h1、h2的地方先后由静止释放,h1>h2,小球触到弹簧后向下运动压缩弹簧,从起先释放小球到获得最大速度的过程中,小球重力势能的削减量ΔE1、ΔE2的关系及弹簧弹性势能的增加量ΔEp1、ΔEp2A.ΔE1=ΔE2,ΔEp1=ΔEp2 B.ΔE1>ΔE2C.ΔE1=ΔE2,ΔEp1>ΔEp2 D.ΔE1>ΔE210.如图所示,质量相等的两木块中间连有一弹簧,今用力F缓慢向上提A,直到B恰好离开地面。起先时物体A静止在弹簧上面。设起先时弹簧的弹性势能为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更ΔEp的说法正确的是 (A)A.Ep1=Ep2 B.Ep1>Ep2 C.ΔEp>0 D.ΔEp<011.如图所示,质量为m的物体静止在地面上,物体上面连着一个轻弹簧,用手拉住弹簧上端上移H,将物体缓缓提高h,拉力F做功WF,不计弹簧的质量,则下列说法正确的是 (D)A.重力做功-mgh,重力势能削减mghB.弹力做功-WF,弹性势能增加WFC.重力势能增加mgh,弹性势能增加FHD.重力势能增加mgh,弹性势能增加WF-mghC组培优练(建议用时20分钟)12.通过理论分析可得出弹簧的弹性势能公式Ep=12kx2(式中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧长度的变更量)。为验证这一结论,A、B两位同学设计了以下的试验①两位同学首先都进行了如图甲所示的试验:将一根轻质弹簧竖直挂起,在弹簧的另一端挂上一个已知质量为m的小铁球,稳定后测得弹簧伸长d。②A同学完成步骤①后,接着进行了如图乙的试验:将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上,并把小铁球放在弹簧上,然后竖直地套上一根带有插销孔的长透亮塑料管,利用插销压缩弹簧。拔掉插销时,弹簧对小球做功,使小球弹起,测得弹簧的压缩量x和小铁球上升的最大高度H。③B同学完成步骤①后,接着进行了如图丙的试验:将这根弹簧放在水平桌面上,一端固定在竖直墙上,另一端被小铁球压缩,测得压缩量为x,释放弹簧后,小铁球从高为h的桌面上水平抛出,抛出的水平距离为L。(1)A、B两位同学进行图甲所示的试验是为了确定什么物理量?__弹簧的劲度系数k__,请用m、d、g表示所求的物理量__k=mgd__。(2)假如Ep=12kx2成立,A同学测出的物理量x与d、H的关系式:x=

2dH__,B同学测出的物理量x与d、h、L的关系式:x=__Ld213.在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为2.0kg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0.10m,力F做功2.5J。此时木块再次处于平衡状态,力F的大小为50N,如图所示,求:(1)在木块下移0.10m的过程中弹性势能的增加量。(2)弹簧的劲度系数。(g取10m/s2)【解析】(1)木块下移0.1m的过程中,力F和重力做的功全部用于增