高中物理人教版 (新课标)必修25.探究弹性势能的表达式课时训练

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修25.探究弹性势能的表达式课时训练，共4页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．(2012·襄樊高一检测)关于弹性势能，下列说法中正确的是( )
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．弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关
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；弹簧的弹性势能除了跟形变量有关，还跟弹簧的劲度系数有关，D错误．
答案：AB
2．(2012·大庆高一检测)如图所示，撑杆跳是运动会中常见的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性，下列关于运动员撑杆跳起过程的说法中正确的是 ( )
A．运动员撑杆刚刚触地时，杆弹性势能最大
B．运动员撑杆跳起到达最高点时，杆弹性势能最大
C．运动员撑杆触地后上升到最高点之前某时刻，杆弹性势能最大
D．以上说法均有可能
解析：杆形变量最大时，弹性势能最大，故C正确．
答案：C
3．(2012·沈阳高一检测)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A正确．
答案：A
4.(2012·复旦附中高一检测)如图所示，轻弹簧拴着小球放在光滑水平面上，O为弹簧的原长位置．现将小球拉至A处后释放，则小球在A、B间往复运动，下列说法正确的是( )
A．从B→O，速度不断减小 B．在O处弹性势能最小
C．从B→O，速度不断增大 D．在B处弹性势能最小
解析：弹簧的弹性势能与形变量有关，在O点处为弹簧的原长，弹性势能最小，故B对D错；从B→O过程中，弹力对小球做正功，速度不断增大，故A错，C对，正确答案为B、C.
答案：BC
5.一根弹簧的弹力—伸长量图象如图所示，那么弹簧由伸长量8 cm到伸长量4 cm的过程中，弹力做的功和弹性势能的变化量为( )
A．3.6 J，－3.6 J
B．－3.6 J,3.6 J
C．1.8 J，－1. 8 J
D．－1.8 J,1.8 J
解析：F­x图象中梯形的面积表示弹力做的功．
W＝eq \f(1,2)×0.08×60 J－eq \f(1,2)×0.04×30 J＝1.8 J，此弹力做正功，弹簧的弹性势能减小1.8 J，故只有C选项正确．
答案：C
6．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，从开始释放小球到获得最大速度的过程中，小球重力势能的减少量ΔE1、ΔE2的关系及弹簧弹性势能的增加量ΔEp1、ΔEp2的关系中，正确的一组是( )
A．ΔE1＝ΔE2，ΔEp1＝ΔEp2
B．ΔE1＞ΔE2，ΔEp1＝ΔEp2
C．ΔE1＝ΔE2，ΔEp1>ΔEp2
D．ΔE1＞ΔE2，ΔEp1＞ΔEp2
解析：小球速度最大的条件是弹力等于重力，两种情况下，对应于同一位置，故ΔEp1＝ΔEp2，由于h1＞h2，所以ΔE1＞ΔE2，B正确．
答案：B
7．(2012·上海高一检测)在一次演示实验中，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和小球在粗糙水平面滑动的距离x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、k2是常量)( )
A.x＝k1d，Ep＝k2d B．x＝k1d，Ep＝k2d2
C．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，从能的转化守恒角度知弹性势能的减少等于物体克服摩擦力所做的功，即Ep＝μmg·x＝μmg·k1d2＝k2d2，所以正确选项为D.
答案：D
二、非选择题
8．弹簧原长为l0，劲度系数为k.用力把它拉到伸长量为l，拉力所做的功为W1；继续拉弹簧，使弹簧在弹性限度内再伸长l，拉力在继续拉伸的过程中所做的功为W2.试求W1与W2的比值．
解析：拉力F与弹簧的伸长量l成正比，故在F­l图象中是一条倾斜直线，如图所示，直线下的相关面积表示功的大小．其中，线段OA下的三角形面积表示第一个过程中拉力所做的功W1，线段AB下的梯形面积表示第二个过程中拉力所做的功W2.显然，两块面积之比为1∶3，即W1∶W2＝1∶3.
答案：W1∶W2＝1∶3
9.通过探究得到弹性势能的表达式为Ep＝kx2/2.式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧伸长(或缩短)的长度．请利用弹性势能的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，当往下拉0.1 m时，物体开始离开地面，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地h＝0.5 m高处．如果不计弹簧质量和各种摩擦，求拉力所做的功以及弹簧的弹性势能．
解析：注意物体刚好离地的条件x＝0.1 m是解决本题的关键，并且物体缓慢升高时，拉力不变，刚好离开地面后与物体重力大小相等．
弹性势能
Ep＝eq \f(1,2)kx2＝eq \f(1,2)×400×0.12 J＝2 J
刚好离开地面时
G＝F＝kx＝400×0.1 N＝40 N
则物体缓慢升高，F＝40 N，
物体上升h＝0.5 m
拉力克服重力做功
W＝Fl＝mgh＝40×0.5 J＝20 J
拉力共做功W′＝(20＋2) J＝22 J.
答案：22 J 2 J实验次数
1
2
3
4
d/cm
0.50
1.00
2.00
4.00
x/m
4.98
20.02
80.10
319.5