2019-2020年高中物理 機(jī)械能守恒定律 第五節(jié) 探究彈性勢能的表達(dá)式課時作業(yè) 新人教版必修1.doc

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2019-2020年高中物理 機(jī)械能守恒定律 第五節(jié) 探究彈性勢能的表達(dá)式課時作業(yè) 新人教版必修1 一、選擇題 1．撐桿跳高是運(yùn)動會上常見的比賽項(xiàng)目，用于撐起運(yùn)動員的桿要求具有很好的彈性，下列關(guān)于運(yùn)動員撐桿跳起過程中的說法中正確的是(　　) A．運(yùn)動員撐桿剛剛觸地時，桿彈性勢能最大 B．運(yùn)動員撐桿跳起到達(dá)最高點(diǎn)時，桿彈性勢能最大 C．運(yùn)動員撐桿觸地后上升到達(dá)最高點(diǎn)之前某時刻，桿彈性勢能最大 D．以上說法均有可能 [解析]　桿的形變量最大時，彈性勢能最大，桿的最大形變量位置應(yīng)該在運(yùn)動員上升階段達(dá)最高點(diǎn)之前的某一時刻，故只有選項(xiàng)C正確． [答案]　C 2．在水平面上豎直放置一輕彈簧，有一物體在它的正上方自由落下，在物體壓縮彈簧速度減為零時(　　) A．物體的重力勢能最大　　　 B．物體的動能最大 C．彈簧的彈性勢能最大 D．彈簧的彈性勢能最小 [解析]　物體壓縮彈簧速度減為零時，即物體處于最低位置，此時重力勢能最小，動能為零，彈簧的壓縮量最大，彈性勢能最大，故正確答案為C. [答案]　C 3．關(guān)于彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系，我們在進(jìn)行猜想時，可以參考對重力做功與重力勢能變化的關(guān)系的討論，則下面的猜想有道理的是(　　) ①彈力做功將引起彈性勢能的變化，當(dāng)彈力做正功時，彈性勢能將增加 ②彈力做功將引起彈性勢能的變化，當(dāng)彈力做正功時，彈性勢能將減少 ③彈力做功將引起彈性勢能的變化，當(dāng)彈力做負(fù)功時，彈性勢能將增加 ④彈力做功將引起彈性勢能的變化，當(dāng)彈力做負(fù)功時，彈性勢能將減少 A．①④　　　B．②③　　　C．①③　　　D．②④ [解析]　彈力做功將引起彈性勢能的變化，當(dāng)彈力做正功時，彈性勢能將減少；當(dāng)彈力做負(fù)功時，彈性勢能將增加．故選項(xiàng)B正確． [答案]　B 4．下列現(xiàn)象中，物體的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能的是(　　) A．秋千在最高處蕩向最低處 B．張開的弓把箭水平射出去 C．騎自行車勻速駛上斜坡 D．跳水運(yùn)動員從跳板上跳起 [解析]　A項(xiàng)是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；C項(xiàng)是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動能和勢能．選項(xiàng)B、D均為彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能． [答案]　BD 5．討論彈性勢能，要從下述問題的分析入手的是(　　) A．重力做功 B．彈力做功 C．彈簧的勁度系數(shù) D．彈簧的形變量 [解析]　彈性勢能與彈力做功有關(guān)，彈力做正功，彈性勢能減少；彈力做負(fù)功，彈性勢能增加． [答案]　B 6．兩彈簧的勁度系數(shù)之比為1∶2，在彈性限度內(nèi)的形變量之比為2∶1，則它們的彈性勢能之比為(　　) A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1 [解析]　彈性勢能與形變量的二次方成正比，與勁度系數(shù)成正比，選項(xiàng)B正確． [答案]　B 7．在一次演示實(shí)驗(yàn)中，一個壓緊的彈簧沿一粗糙水平面射出一個小物體，測得彈簧壓縮的距離d和小球在粗糙水平面滑動的距離x如下表所示．由此表可以歸納出小物體滑動的距離x跟彈簧壓縮的距離d之間的關(guān)系，并猜測彈簧的彈性勢能Ep跟彈簧壓縮的距離d之間的關(guān)系分別是(選項(xiàng)中k1、k2是常量)(　　) 實(shí)驗(yàn)次數(shù) 1 2 3 4 d/cm 0.50 1.00 2.00 4.00 x/m 4.98 20.02 80.10 319.5 A.x＝k1d，Ep＝k2d B．x＝k1d，Ep＝k2d2 C．x＝k2d2，Ep＝k1d D．x＝k1d2，Ep＝k2d2 [解析]　從數(shù)據(jù)比較可得出x/d2是一常量，所以說x∝d2，因此猜想彈簧的彈性勢能也與d2成正比． [答案]　D 8．有一種玩具彈簧槍，如圖所示．扣動扳機(jī)后，彈簧把彈丸彈射出去．以下說法中正確的是(　　) A．彈簧將彈丸彈射出去的過程中，彈簧的彈性勢能減少了 B．彈簧將彈丸彈射出去的過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為彈丸的動能了 C．彈簧將彈丸彈射出去的過程中，如果彈丸的質(zhì)量較大，它獲得的動能就會少一些 D．彈簧將彈丸彈射出去的過程中，如果彈丸的質(zhì)量較小，它獲得的動能就會少一些 [解析]　由功能關(guān)系知：彈簧對彈丸做功，自身彈性勢能減小，將彈性勢能轉(zhuǎn)化為彈丸的動能，且ΔEp＝ΔEk，即彈丸所獲得的動能一定． [答案]　AB 二、非選擇題 9．如圖所示，一彈簧豎直固定在地面上．一小球自彈簧正上方自由下落，從小球落上彈簧到彈簧壓縮到最低點(diǎn)的過程中，小球的重力勢能將__________，彈簧的彈性勢能將__________． [解析]　小球距地面高度降低重力勢能減少彈簧形變量增大，彈性勢能增加． [答案]　減少　增加 10．如圖所示，在光滑水平面上有A，B兩物體，中間連一輕彈簧，已知mA＝2mB，今用水平恒力F向右拉B，當(dāng)A，B一起向右加速運(yùn)動時，彈簧的彈性勢能為Ep1，如果用水平恒力F向左拉A，當(dāng)A，B一起向左加速運(yùn)動時，彈簧的彈性勢能為Ep2，則Ep1__________Ep2(填“>”“<”或“＝”)． [解析]　本題的關(guān)鍵仍然是判斷彈簧的形變量的大?。疅o論力F作用在物體A上還是作用在物體B上，對整體受力分析，由牛頓第二定律列方程：F＝(mA＋mB)a，可知：兩種情況下a相同，當(dāng)力F作用在A上時，設(shè)此時彈簧的彈力為F2＝kx2，仍由牛頓第二定律可得：F2＝mBa；同理，如果力F作用在B上時，則A的加速度由彈簧的彈力F1＝kx1產(chǎn)生，F(xiàn)1＝mAa，又由于mA>mB，所以F1>F2，彈簧形變量x1>x2，因此Ep1>Ep2. [答案]　> 11．在水平地面上放一個豎直輕彈簧，彈簧上端與一個質(zhì)量為2.0 kg的木塊相連，若在木塊上再作用一個豎直向下的力F，使木塊緩慢向下移動0.10 m，力F做功2.5 J．此時木塊再次處于平衡狀態(tài)，力F的大小為50 N，如圖所示．求： (1)在木塊下移0.10 m的過程中彈性勢能的增加量． (2)彈簧的勁度系數(shù)(g取10 N/kg)． [解析]　(1)彈性勢能的增加量等于彈力做負(fù)功的值，所以設(shè)法求出彈簧彈力所做的功是解決問題的關(guān)鍵． 木塊下移0.1 m過程中，力F和重力做的功全部用于增加彈簧的彈性勢能，故彈性勢能的增加量為 ΔEP＝WF＋mgh＝(2.5＋2.0100.1) J＝4.5 J. (2)由平衡條件得， 木塊再次處于平衡時ΔF＝kΔl 所以勁度系數(shù)k＝＝ N/m＝500 N/m. [答案]　(1)4.5 J　(2)500 N/m 12．如圖所示，水平彈簧的勁度系數(shù)為k＝500 N/m，現(xiàn)用一外力推物塊，使彈簧壓縮10 cm而靜止．彈簧與物塊未連接，突然撤去外力F，物塊被彈開，那么彈簧對物塊做了多少功？ [解析]　彈簧被壓縮10 cm時具有的彈性勢能為 Ep＝kl2＝5000.12 J＝2.5 J 撤去外力后，物塊被彈開，彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為彈力對物塊所做的功．故彈力對物塊做的功為 W＝Ep＝2.5 J. [答案]　2.5 J