1、优质文档优质文档5.探究弹性势能的表达式一、选择题1.如果取弹簧伸长 x(x0)时弹性势能为 0,则下列说法中正确的是( ) 来源:Zxxk.ComA.弹簧处于原长时,弹簧弹性势能为正值B.弹簧处于原长时,弹簧弹性势能为负值 来源:学科网C.当弹簧的压缩量为 x 时,弹性势能的值为 0D.只要弹簧被压缩,弹性势能均为负值答案:BC2.如图所示,一个物体以速度 v0 冲向竖直 墙壁,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,弹力对物体做的功不相等C.弹簧的弹力对物体做正功,弹性势能减少D.弹簧的弹力对
2、物体做负功, 弹性势能增加答案:BD3.某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型。图中 K1、K 2 为原长相等、劲度系数不同的轻质弹簧。下列表述正确的是( )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:弹簧劲度系数 k 越 大,向右压缩单位长度弹力越大,物体减速越快,缓冲效果越好,A 错。由牛顿第三定律 可知两弹簧弹力总是大小相等 ,B 对。由于 k1x1=k2x2,k1k2,所以 x1x2,又因原长相等,故压缩后两弹簧的长度不相等,C 错;弹簧形变量越来越大,弹性势能越来
3、越大 ,D 对。答案:BD优质文档优质文档4.如图所示,弹簧的一端固定在墙上,另一端在水平拉力 F 作用下缓慢拉伸了 x。关于拉力 F 随伸长量 x 的变化图线,下图中正确的是( )解析:根据胡克定律 F=kx,外力 F 与弹簧弹力 F始终平衡,所以有 F=k x,拉力 F 随伸长量 x 的变化图线如 A 图所示。答案:A5.一升降机机箱底部装有若干根弹簧,设在某次事故中,升降机吊索在空中断裂,忽略摩擦和空气阻力影响,则升降机在从弹簧下端触地直到最低点的一段运动过程中( ) 来源:学科网 ZXXK来源:学科网A.升降机的速度不断减小B.升降机的加速度不断变大C.先是弹力做的负功小于重力做的正功
4、,然后是弹力做的负功大于重力做的正功D.先是弹力做的负功大于重力做的正功,然后是弹力做的负功小于重力做的正功解析:从弹簧下端触地直到最低点的运动过程中 ,弹簧的弹力不断变大。当弹力小于重力大小时,升降机加速度方 向向下,升降机做加速运动 ,由 a=可知,加速度减小,重力做的功要大于弹力做的负功;当弹力 大于重力大小时,升降机加速度的方向向上 ,升降机做减速运动,由 a=可知,加速 度变大,重力做的功要小于弹力做的负功。答案:C6.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,用手拉弹簧上端将物体缓缓提高 h,弹簧上端上移 h,拉力 F 做功 WF,不计弹簧的质量,则下列说
5、法正确的是 ( )A.重力做功-mgh,重力势能减少 mgh优质文档优质文档B.弹力做功-W F,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-mgh解析:可将整个过程分为两个阶段 :一是弹簧伸长到 m 刚要离开地面阶段,拉力克服弹力做功 WF1=-W弹 ,等于弹性势能的增加量,二是弹簧长度不 变,物体上升 h,拉力克服重力做功 WF2=-WG=mgh,等于重力势能的增加量,又由 WF1+WF2=WF 可知 A、B 、C 错,D 对。答案:D7.在一次实验中,一个压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小物体,测 得弹簧压缩的距离 d 和
6、小球在粗糙水平面滑动的距离 x 的数据如下表所示。由此表可以归纳出小物体滑动的距离 x 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、k 2 是常量)( )实验次数 1 2 3 4d/cm 0.50 1.00 2.00 4.00x/m 4.98 20.02 80.10 319.5A.x=k1d,Ep=k2d B.x=k1d,Ep=k2d2C.x=k2d2,Ep=k1d D.x=k1d2,Ep=k2d2解析:研究表中的 d、x 各组数值不难看出 x=k1d2,又弹性势能的减少等于物体克服摩擦力所做的功,即 Ep=mgx=mg
7、k1d2=k2d2,所以正确选项为 D。答案:D二、非选择题8.小玲同学平时使用带弹簧的圆珠笔写字,她想估测里面小弹簧在圆珠笔尾端压紧情况下的弹性势能的增加量。请你帮助她完成这一想法。来源:Z,xx,k.Com(1)写出实验所用的器材: 。 (2)写出实验的步骤和所要测量的物理量( 用字母量表示,要求能符合实际并尽量减少误差)。(3)弹性势能的增加量的表达式 Ep= 。(用测得量表示) 解析:(1)米尺、天平。(2)将圆珠笔紧靠米尺竖直放在桌面上;在桌面上将圆珠笔尾端压紧,记下笔尖处的读数 x1;突然放开圆珠笔,观察并记下笔尖到达最高处的读数 x2;优质文档优质文档用天平测出圆珠笔的质量 m。(3)mg(x2-x1)。答案:(1)米尺、天平 (2)见解析 (3)mg(x 2-x1)9.放在地面上的木块与一劲度系数 k=200N/m 的轻弹簧相连。现 用手水平拉弹簧,拉力的作用点移动 x1=0.2m 时,木块开始运动,继续拉弹簧,木块缓慢移动了 x2=0.4m 的位移,求上述过程中拉力所做的功。解析:由题意作出 F x 图象如图所示 ,在木块运动之前,弹簧弹力随弹簧伸长量的变化是线性关系,木块缓慢移动时弹簧弹力不变,图线与横轴所围梯形面积即为拉力所做的功,即W=(0.6+0.4)40J=20J。答案:20J
