精品新人教版高中物理第七章第5节探究弹性势能的表达式及答案文档格式.docx
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6.关于弹性势能,下列说法中正确的是( )
A.发生弹性形变的物体都具有弹性势能
B.只要弹簧发生形变,就一定具有弹性势能
.弹性势能可以与其他形式的能相互转
D.弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳
7.关于弹簧的弹性势能,下列说法正确的是( )
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有关
.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
【概念规律练】
知识点一 弹性势能
1.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
.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
2.关于弹性势能和重力势能下列说法正确的是( )
A.重力势能属于物体和地球这个系统,弹性势能属于发生弹性形变的物体
B.重力势能是相对的,弹性势能是绝对的
.重力势能和弹性势能都是相对的
D.重力势能和弹性势能都是状态量
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,它的弹性势能一定变小
.在拉伸长度相同时,越大的弹簧,它的弹性势能越大
D.弹簧在被拉伸时的弹性势能一定大于被压缩时的弹性势能
知识点二 弹力做功与弹性势能的关系
4.关于弹力做功与弹性势能的关系,我们在进行猜想时,可以参考对重力做功与重力势
能的关系的讨论,则下面的猜想有道的是( )
A.弹力做功将引起弹性势能的变,当弹力做正功时,弹性势能将增加
B.弹力做功将引起弹性势能的变,当弹力做正功时,弹性势能将减少
.弹力做功将引起弹性势能的变,当弹力做负功时,弹性势能将增加
D.弹力做功将引起弹性势能的变,当弹力做负功时,弹性势能将减少
5
图1
如图1所示,一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧,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.压缩弹簧的过程中,物体向墙壁移动相同的距离,弹力做的功不相等
.弹簧的弹力做正功,弹性势能减少
D.弹簧的弹力做负功,弹性势能增加
【方法技巧练】
一、探究弹性势能表达式的方法
6.在猜想弹性势能可能与哪几个物量有关的时候,有人猜想弹性势能与弹簧的劲度系
及弹簧的伸长量有关,但究竟是与的一次方,还是的二次方,还是的三次方
有关呢?
请完成下面练习以帮助思考.
(1)若弹性势能Ep∝,由于劲度系的单位是N/,弹簧伸长量的单位是,则
的单位是________.
(2)若弹性势能Ep∝2,由于劲度系的单位是N/,弹簧伸长量的单位是,则2
(3)若弹性势能Ep∝3,由于劲度系的单位是N/,弹簧伸长量的单位是,则3
从
(1)、
(2)、(3)对单位的计算,你可以得到的启示是____________________
________________________________________________________.
二、弹性势能的求解方法
图2
7.一根弹簧的弹力—位移图线如图2所示,那么弹簧由伸长量8c到伸长量4c的过
程中,弹力做功和弹性势能的变量为( )
A.36J,-36J
B.-36J,36J
.18J,-18J
D.-18J,18J
图3
8.在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为20g的木块相连,系统处
于平衡状态.若在木块上再加一个竖直向下的力F,使木块缓慢向下移动010,力F
做功25J,此时木块再次处于平衡状态,力F的大小为50N,如图3所示.求:
在木块
下移010的过程中弹性势能的增加量.
1.在探究弹簧的弹性势能的表达式时,下面猜想有一定道的是( )
A.重力势能与物体被举起的高度有关,所以弹性势能很可能与弹簧的长度有关
B.重力势能与物体被举起的高度有关,所以弹性势能很可能与弹簧被拉伸(或压缩)
的长度有关
.重力势能与物体所受的重力g大小有关,所以弹性势能很可能与弹簧的劲度系有
关
D.重力势能与物体的质量有关,所以弹性势能很可能与弹簧的质量大小有关
2.弹簧的一端固定,处于自然长度.现对弹簧的另一端施加一个拉力,关于拉力做功(或
弹簧克服拉力做功)与弹性势能变的关系,以下说法中正确的是( )
A.拉力对弹簧做正功,弹簧的弹性势能增加
B.拉力对弹簧做正功,弹簧的弹性势能减少
.弹簧克服拉力做功,弹簧的弹性势能增加
D.弹簧克服拉力做功,弹簧的弹性势能减少
3.自由下落的小球,从接触竖直放置的轻弹簧开始,到压缩弹簧到最大形变的过程中,
以下说法中正确的是( )
A.小球的速度逐渐减小
B.小球、地球组成系统的重力势能逐渐减小
.小球、弹簧组成系统的弹性势能先逐渐增大再逐渐减小
D.小球的加速度逐渐增大
4.在一次“蹦极”运动中,人由高空跌下,到最低点的整个过程中,下列说法中正确的
是( )
A.重力对人做正功
B.人的重力势能减少了
.橡皮绳对人做负功
D.橡皮绳的弹性势能增加了
5.如图4所示,
图4
在光滑的水平面上有一物体,它的左端连一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F作
用下物体处于静止状态,当撤去F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中,下
列说法正确的是( )
A.弹簧的弹性势能逐渐减小
B.弹簧的弹性势能逐渐增大
.弹簧的弹性势能先增大后减小
D.弹簧的弹性势能先减小后增大
6.某缓冲装置可抽象成
图5
如图5所示的简单模型.图中1、2为原长相等,劲度系不同的轻质弹簧.下列表述
正确的是( )
A.缓冲效果与弹簧的劲度系无关
B.垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小相等
.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
7.如图6所示,质量相等的
图6
两木块中间连有一弹簧,今用力F缓慢向上提A,直到B恰好离开地面.开始时物体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大小关系及弹性势能变ΔEp说法中正确的是( )
A.Ep1=Ep2B.Ep1>
Ep2
.ΔEp>
0D.ΔEp<
8.在一次演示实验中,一个被压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小物体,测得弹簧被
压缩的长度和小物体在粗糙水平面上滑动的距离如下表所示.由此表可以归纳出小
物体滑动的距离跟弹簧被压缩的距离之间的关系,并猜测弹簧的弹性势能Ep跟弹簧
被压缩的距离之间的关系分别是(选项中1、2是常量)( )
实验次
1
2
3
4
/c
050
100
200
400
498
2002
8010
3195
A=1,Ep=2B.=1,Ep=22
.=12,Ep=2D.=12,Ep=22
题 号
6
7
8
答 案
9通过论分析可得出弹簧的弹性势能公式Ep=2(式中为弹簧的劲度系,为弹簧
长度的变量).为验证这一结论,A、B两位同设计了以下的实验:
①两位同首先都进行了如图7甲所示的实验:
将一根轻质弹簧竖直挂起,在弹簧的另
一端挂上一个已知质量为的小铁球,稳定后测得弹簧伸长d②A同完成步骤①后,
接着进行了如图乙所示的实验:
将这根弹簧竖直地固定在水平桌面上,并把小铁球放在
弹簧上,然后竖直地套上一根带有插销孔的长透明塑料管,利用插销压缩弹簧.拔掉插
销时,弹簧对小球做功,使小球弹起,测得弹簧的压缩量和小铁球上升的最大高度H③B
同完成步骤①后,接着进行了如图丙所示的实验:
将这根弹簧放在水平桌面上,一端
固定在竖直墙上,另一端被小铁球压缩,测得压缩量为,释放弹簧后,小铁球从高为
的桌面上水平抛出,抛出的水平距离为L
图7
(1)A、B两位同进行图甲所示的实验目的是为了确定什么物量?
请用、d、g表示
所求的物量____________________.
(2)如果Ep=2成立,
A同测出的物量与d、H的关系式是:
=____________
B同测出的物量与d、、L的关系式是:
=__________
(3)试分别分析两位同实验误差的主要
________________________________________________________________________________________________________________________________________________
第5节 探究弹性势能的表达式
课前预习练
1.发生弹性形变 有弹力的相互作用 弹力做功 弹簧长度为原长时 被拉长或被压缩后
2.
(1)越大 正比
(2)越大
3.能量变的量度 大小相等
4.F1Δ1、F2Δ2、F3Δ3……
5.位移 功 三角形 2 Ep=2
6.AD [发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,都具有弹性势能,A正确.弹性势能跟重力势能一样,可以与其他形式的能相互转,正确.所有能的单位跟功的单位相同,在国际单位制中的单位是焦耳,D正确.]
7.AB [由弹性势能的表达式Ep=2可知,弹性势能Ep与弹簧拉伸(或压缩)的长度有关,A选项正确.Ep的大小还与有关,B选项正确.在弹性限度内,Ep的大小还与有关,越大,Ep越大,正确.弹簧的弹性势能是由弹簧的劲度系和形变量决定的,与使弹簧发生形变的物体无关.]
课堂探究练
1.AB [由弹性势能的定义和相关因素进行判断.发生弹性形变的物体的各部分之间,由于弹力作用而具有的势能,叫做弹性势能.所以,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.物体发生了形变,若是非弹性形变,无弹力作用,物体就不具有弹性势能.弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关