高中物理人教版 (新课标)必修25.探究弹性势能的表达式同步练习题

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同步练习题，共6页。试卷主要包含了08×60 J－eq \f×0等内容，欢迎下载使用。

A. 弹簧的弹性势能跟拉伸(或压缩)的长度有关
B. 弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关
C. 同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大
D. 弹性势能的大小，跟使弹簧发生形变的物体有关
答案：ABC
解析：弹簧的弹性势能与劲度系数有关，与拉伸(或压缩)的长度有关．
2. 如图所示，某同学利用橡皮条将模型飞机弹出，在弹出过程中，下述说法正确的是 ( )
A. 橡皮条收缩，弹力对飞机做功
B. 飞机的动能增加
C. 橡皮条的弹性势能减少
D. 飞机的重力势能减小，转化为飞机的动能
答案：ABC
解析：飞机弹出过程中，橡皮条弹性势能转化为飞机动能，故A、B、C正确．
3. 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
答案：C
解析：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．
4. 一根弹簧的弹力与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
答案：C
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，此过程弹力做正功，弹簧的弹性势能减小1.8 J，故只有C选项正确．
5. [2013·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
答案：A
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．
6. 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( )
答案：AD
解析：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Ep∝x2，所以D对，C错．
7. 关于弹性势能，下列说法中正确的是( )
A. 只有弹簧发生弹性形变时才具有弹性势能，其他物体发生弹性形变时是不会有弹性势能的
B. 弹簧伸长时有弹性势能，压缩时没有弹性势能
C. 在弹性限度范围内，同一个弹簧形变量越大，弹性势能就越大
D. 火车车厢底下的弹簧比自行车座底下的弹簧硬，则将它们压缩相同的长度时，火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能小
答案：C
解析：所有发生弹性形变的物体都具有弹性势能，A错．弹簧伸长和压缩时都具有弹性势能，B错．根据弹性势能的表达式Ep＝eq \f(1,2)kx2，C对．火车车厢底下的弹簧比自行车车座底下的弹簧劲度系数大，所以压缩相同长度时火车车厢底下的弹簧具有的弹性势能大，D错．
8. 在一次“蹦极”运动中，人由高空落下到降至最低点的整个过程中，下列说法中不正确的是 ( )
A. 重力对人做正功
B. 人的重力势能减少了
C. 橡皮绳对人做负功
D. 橡皮绳的弹性势能减少了
答案：D
解析：在“蹦极”运动中，人由高空落下到最低点的过程中，重力方向和位移方向均向下，重力对人做正功，重力势能减少，A、B正确，在人和橡皮绳相互作用的过程中，橡皮绳对人的拉力向上，人的位移方向向下，橡皮绳的拉力对人做负功，橡皮绳的弹性势能增加，C正确，D错误；故选D.
9. 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生改变
答案：BD
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，k1≠k2，所以x1≠x2，又因原长相等，故压缩后两弹簧的长度不相等，C错；垫片向右移动时，弹簧形变量越来越大，弹性势能越来越大，D对．
10. 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. va>vb B. va＝vb
C. va答案：B
解析：只要va>vb，A、B就有相对运动，弹簧就会被压缩，弹力做负功，弹性势能增加，当va＝vb时，A、B相距最近，弹簧的形变量最大，弹性势能最大，故选项B正确．
11. 在水平地面上放一竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0 kg的木块相连，若在木块上再作用一个竖直向下的力F，使木块缓慢向下移动0.10 m，力F做功2.5 J．此时木块再次处于平衡状态，力F的大小为50 N，如右图所示．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．
答案：(1)4.5 J (2)500 N/m
解析：(1)在木块下移0.1 m的过程中，弹簧弹性势能的增加量等于克服弹簧弹力做的功，由于木块缓慢下移，弹簧弹力大小始终等于木块重力与F的和，所以克服弹力的功等于力F与重力做功之和即2.5 J＋mgΔh＝4.5 J.
(2)开始处于平衡时，设弹簧的压缩量为x1，则mg＝kx1
再次平衡后，弹簧压缩量为x1＋0.10 m，则(mg＋F)＝k(x1＋0.10)
解以上两式得k＝500 N/m.
12. [2013·泰州高一检测]通过探究得到弹性势能的表达式为Ep＝eq \f(1,2)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．
答案：22 J 2 J
解析：由题意知弹簧的最大伸长量x＝0.1 m
弹性势能Ep＝eq \f(1,2)kx2＝eq \f(1,2)×400×0.12 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＝ΔEp＝2 J
刚好离开地面时G＝F＝kx＝400×0.1 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＝40×0.5 J＝20 J
拉力共做功W＝W1＋W2＝(2＋20) J＝22 J.
知识点
基础
中档
稍难
弹性势能理解
1、3
7
做功和弹性势能
2、4、5
8、10、11
12
弹性势能
6
9