【全程方略】高中物理 7.5 探究弹性势能的表达式课后巩固作业 新人教版必修2(1).doc

【全程方略】2012-2013版高中物理 7.5 探究弹性势能的表达式课后巩固作业 新人教版必修2一、选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分。每小题至少一个选项正确)1.弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关( )a.弹簧的长度b.弹簧的劲度系数c.弹簧的形变量d.弹簧的原长2.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3.如图所示,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( )a.弹簧对物体做正功,弹簧的弹性势能逐渐减少b.弹簧对物体做负功,弹簧的弹性势能逐渐增加c.弹簧先对物体做正功,后对物体做负功,弹簧的弹性势能先减少再增加d.弹簧先对物体做负功,后对物体做正功,弹簧的弹性势能先增加再减少4.如图所示，一轻弹簧一端固定于o点，另一端系一重物，从弹簧保持原长的a点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由a点摆向最低点b的过程中( )a.重力势能减少，弹性势能减少b.重力势能减少，弹性势能增加c.若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功d.若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧，更换细绳前后重力做功不变，弹力不做功5.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的变化图象正确的是( )6.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.vavbd.无法确定二、非选择题(本题包括2小题，共20分，要有必要的文字叙述)7.(10分)(2012泰州高一检测)通过探究得到弹性势能的表达式为ep=kx2,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，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h=0.5 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。8.(10分)弹簧原长l0=15 cm，受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，问：(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？答案解析1.【解析】选b、c。弹簧的弹性势能表达式为ep=kx2,其中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧的形变量，故b、c正确。2.【解析】选c。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，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，c对，d错。【总结提升】关于弹性势能的三个注意问题(1)决定弹簧弹性势能大小的不是它的长度，而是它的形变量。(2)弹性势能的变化由弹力做功唯一决定，与其他力是否做功、做多少功无关。(3)弹性势能和重力势能类似，弹性势能也具有相对性，一般选弹簧处于自由长度时为弹性势能的零点。3.【解析】选c。弹簧由压缩到原长再到伸长,刚开始时弹力方向与物体运动方向同向，做正功,弹性势能减小。越过原长位置后弹力方向与物体运动方向相反,弹力做负功,弹性势能增加,所以只有c正确,a、b、d错误。【变式备选】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【解析】选b、d。由功的计算公式w=flcos知，恒力做功时，做功的多少与物体的位移成正比，而弹簧对物体的弹力f=kl是一个变力，所以a不正确。弹簧开始被压缩时弹力小，弹力做的功也少，弹簧的压缩量变大时弹力变大，物体移动相同的距离做的功多，故b正确。物体压缩弹簧的过程中，弹簧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错误，d正确。4.【解析】选b、c。小球下摆时，重力做正功，弹簧要伸长，弹力做负功，因此重力势能减少，弹性势能增加，a错，b对。用不可伸长的细绳代替弹簧向下摆动，弹力由于始终与运动方向垂直而不做功，重力仍然做正功，做功数值大小小于更换细绳前重力做的功，c对，d错。5.【解析】选a、d。因为是缓慢拉伸，所以拉力始终与弹簧弹力大小相等，由胡克定律知f=kx,f-x图象为倾斜直线，a对，b错。因为epx2,所以d对，c错。6.【解题指南】求解该题的关键是要清楚弹簧的形变量最大时，它的弹性势能最大，而弹簧的形变量最大时，两物体的距离不是最大，就是最小。【解析】选b。当两物体a、b第一次相距最近时，va=vb，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，b正确。7.【解析】由题意知弹簧的最大伸长量x=0.1 m弹性势能ep=kx2=4000.12 j=2 j此过程中拉力做的功与弹力做的功数值相等，则有w1=w弹=ep=2 j刚好离开地面时g=f=kx=4000.1 n=40 n物体缓慢升高，f=40 n物体上升h=0.5 m时拉力克服重力做功w2=fh=400.5 j=20 j拉力共做功w=w1+w2=(2+20) j=22 j。答案：22 j 2 j8.【解析】(1)由=8 000 n/m。(2)由于f=kl，作出f -l图象如图所示，求出图中阴影部分的面积，