2019-2020学年高中物理 第7章 机械能守恒定律 第5节 探究弹性势能的表达式课时分层训练 新人教版必修2

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1、第5节探究弹性势能的表达式课时分层训练基础达标练1(多选)下列物体中，具有弹性势能的是()A被拉长的橡皮筋B在空中自由下落的球C被拉细的铜丝 D被弯曲的钢片解析：选AD拉伸的橡皮筋、弯曲的钢片具有弹性势能，自由下落的小球具有重力势能，被拉细的铜丝无弹性势能，故选项A、D正确2如图所示，射箭时人拉弓所做的功转化为弹性势能，此时的弹性势能主要()A存储在箭上 B存储在弓上C存储在拉弓人身上 D存储于拉弓人的手上解析：选B人拉弓时，弓发生了明显的弹性形变，弹性势能主要存储在弓上，故B正确3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

2、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：选A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4如图所示，a、b两条斜线分别表示两根劲度系数不同的弹簧所受拉力F和弹簧伸长量之间的关系设它们的劲度系数分别为ka、kb，拉力都为F1时的弹性势能分别为Ea、Eb.则下列说法正确的是()AkakbEaEb BkakbEaEbCkakbEaEb DkakbEaEb解析：选C由Fkl可知，Fl图线的斜率为弹簧的劲度系数，由图可知，kakb，当拉力为F1时，两弹簧的形变量为la，lb，可得Eakal，

3、Eb，可得EaEb，故C选项正确5如图所示，轻弹簧下端系一重物，O点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置)，今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A点，弹力做功W1，第二次把它拉到B点后再让其回到A点，弹力做功W2，则这两次弹力做功的关系为()AW1W2 BW12W2CW22W1 DW1W2解析：选D弹力做功的特点与重力做功一样，不用考虑路径，只看起始与终止位置，故D项正确6(多选)如图是玩家玩“蹦极”游戏的真实照片，玩家将一根长为AB的弹性绳子的一端系在身上，另一端固定在高处，然后从高处跳下，其中AB为弹性绳子的原长，C点是弹力等于重力的位置，D点是玩家所到达的最低点，对于玩家离开跳台

4、至最低点的过程中，下列说法正确的是()A重力对人一直做正功B人的重力势能一直减小C玩家通过B点之后，绳子具有弹性势能D从A到D，弹性绳子的弹性势能一直增加解析：选ABC整个过程中，重力一直做正功，重力势能一直减小，A、B正确；人从高空落下到弹性绳子达到原长的过程中，弹性绳子不做功，此后弹性绳子一直做负功，弹性势能一直增加，C正确，D错误7(多选)某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型，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()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

5、生改变解析：选BD弹簧劲度系数k越大，向右压缩单位长度产生的弹力越大，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k1x1k2x2，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，弹性势能越来越大，D对8如图所示，放在地面上的木块与一劲度系数k200 N/m的轻质弹簧相连现用手水平拉弹簧，拉力的作用点移动x10.2 m，木块开始运动，继续拉弹簧，木块缓慢移动了x20.4 m，求：(1)上述过程中拉力所做的功；(2)此过程弹簧弹性势能的变化量解析：(1)木块缓慢移动时弹簧的拉力Fkx12000.2 N40 N，

6、由题意作出Fx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(0.60.4)40 J20 J.(2)木块运动之前，弹簧的弹性势能随弹簧的伸长而增加，木块缓慢移动过程中，弹簧的伸长量保持不变，弹簧弹性势能不变，故整个过程中弹簧的弹性势能增加量为Epkx2000.04 J4 J.答案：(1)20 J(2)4 J能力提升练9两个不同的弹簧A、B，劲度系数分别为k1、k2，且k1k2.现用相同的力从自然长度开始拉弹簧，当弹簧稳定时，关于弹簧的弹性势能下列说法正确的是()AA弹簧的弹性势能大BB弹簧的弹性势能大

7、C两弹簧的弹性势能相同D无法判断解析：选B以相同的力F拉弹簧A、B，由胡克定律得A弹簧的伸长量l1，B弹簧的伸长量l2，由于k1k2，故l1l2，所以拉力克服弹力对A弹簧做的功W1Fl1小于对B弹簧做的功W2Fl2，即B弹簧的弹性势能大，选项B正确10如图所示，质量相等的两木块间连有一弹簧今用力F缓慢向上提A，直到B恰好离开地面开始时A静止在弹簧上面设开始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的大小关系及弹性势能的变化Ep，下列说法中正确的是()AEp1Ep2 BEp1Ep2CEp0 DEp0解析：选A设开始时弹簧的形变量为x1，B刚要离开地面时

8、弹簧的形变量为x2，则有kx1mg，kx2mg，可得x1x2，所以Ep1Ep2，Ep0，选项A正确11一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() 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，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：选C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，重力做的正功要大

9、于弹力做的负功；当弹力大于重力时，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，重力做的正功要小于弹力做的负功，故选C.12(多选)如图1所示，小物体从竖直弹簧上方离地高h1处由静止释放，其速度与离地高度h的关系如图2所示其中高度从h1下降到h2，图象为直线，其余部分为曲线，h3对应图象的最高点，轻弹簧劲度系数为k，弹簧的重力不计，小物体质量为m，重力加速度为g，下列说法正确的是()A小物体下降至高度h2时，弹簧的弹性势能为0B小物体下降至高度h3时，弹簧的弹性势能最大C小物体下降至高度h3时，弹簧的弹性势能最小D小物体下降至高度h5时，弹簧的弹性势能最大解析：选AD高度从h

10、1下降到h2，图线为直线，该过程中小物体做自由落体运动，小物体下降至h2时才开始接触弹簧，所以小物体下降至高度h2时，弹簧的弹性势能为0，故A正确；由题图知，小物体下降至高度h3时，速度最大，此时重力和弹力平衡，小物体继续向下运动，弹簧的弹性势能继续增大，所以小物体下降至高度h3时，弹簧的弹性势能不是最大，也不是最小，故B、C错误；小物体下降至高度h5时，速度为0，小物体下降至最低点，弹簧的弹性势能最大，故D正确13如图，在光滑的足够长的斜面上有质量分别为mA、mB(mA2mB)的两木块中间连有轻质弹簧，弹簧处于原长状态，劲度系数为k，A、B同时由静止开始释放，求下滑过程中A、B稳定时弹簧的弹

11、性势能为多大？解析：设斜面倾角为，弹簧伸长量为x，一起运动的加速度为a，对A、B组成的整体有(mAmB)gsin (mAmB)a对A有mAgsin kxmAa联立、解得x0故弹性势能Ep0.答案：014如图所示，在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0 kg的木块相连若在木块上施加一个竖直向下的力F，使木块缓慢向下移动0.10 m，力F做的功为2.5 J，此时木块再次处于平衡状态，力F的大小为50 N求：(g取10 m/s2)(1)在木块下移0.10 m的过程中弹性势能的增加量；(2)弹簧的劲度系数解析：(1)在木块下移0.10 m的过程中，力F和木块的重力克服弹簧弹力做功，弹簧的弹性势能增加，克服弹力做的功为WFNWFmgh2.5 J2.0100.10 J4.5 J故弹性势能的增加量为EpWFN4.5 J.(2)设施加力F前弹簧压缩了h0，则mgkh0施加力F后木块再次处于平衡状态时有Fmgk(h0h)联立两式解得弹簧的劲度系数k N/m500 N/m.答案：(1)4.5 J(2)500 N/m7