1、第5节探究弹性势能的表达式基础训练1.如图所示的几个运动过程中,物体的弹性势能增加的是(B)A.如图甲,撑杆跳高的运动员上升过程中,杆的弹性势能B.如图乙,人拉长弹簧过程中,弹簧的弹性势能C.如图丙,用橡皮筋发射模型飞机的过程中,橡皮筋的弹性势能D.如图丁,小球被弹簧向上弹起的过程中,弹簧的弹性势能解析:选项A,C,D中弹簧或杆的形变量均减小,所以弹性势能减小,选项B中弹簧的形变量增大,所以弹性势能增加,选项B正确.2.某同学在桌面上用一个小钢球和一个弹簧来探究弹簧的弹性势能。弹簧一端固定(如图所示),另一端用钢球压缩弹簧后释放,钢球被弹出后落地。他发现弹簧压缩得越多,钢球被弹出得越远,由此能
2、得出的结论应是(A)A.弹性势能与形变量有关,形变量越大,弹性势能越大B.弹性势能与形变量有关,形变量越大,弹性势能越小C.弹性势能与劲度系数有关,劲度系数越大,弹性势能越大D.弹性势能与劲度系数有关,劲度系数越大,弹性势能越小解析:由题意可知,弹性势能与形变量有关,形变量越大,弹性势能越大,故A正确,B错误;题中实验只研究了弹簧形变量与弹性势能的关系,而没有研究劲度系数与弹性势能的关系,故C,D错误。3.如图所示,轻质弹簧与竖直墙壁相连,一物体以初速度v0沿光滑水平面冲向弹簧,在弹簧被物体压缩至最短的过程中(C)A.物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比B.弹力做正功,弹簧的弹性势能增大C.物
3、体的初速度v0越大,弹簧最终具有的弹性势能就越大D.弹簧最终具有的弹性势能只决定于弹簧本身,与初速度v0无关解析:在弹簧被压缩的过程中,弹力在增大,是变力做功,故物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量不成正比,A错误;压缩过程中,是物体克服弹簧的弹力做功,即弹力做负功,B错误;压缩过程是物体的动能转化为弹性势能,初速度v0越大,动能也越大,则弹簧最终具有的弹性势能也就越大,故C正确,D错误。4.如图所示,射箭运动员用力把弓拉开,然后放手让箭射出。对此过程的判断,下列说法正确的是(C)A.在把弓拉开过程中,运动员的动能转化为弓和弦的动能B.在把弓拉开过程中,弓和弦的弹性势能转化为运动员的动能C.在箭射出
4、过程中,弓和弦的弹性势能转化为箭的动能D.在箭射出过程中,弓和弦的弹性势能转化为运动员的动能解析:在把弓拉开过程中,运动员做功把化学能转化弓和弦的弹性势能,运动员动能变化很小,选项A,B错误;在箭射出过程中,弓和弦的弹性势能转化为箭的动能,选项C正确,D错误。5.如图所示,一轻弹簧一端固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放,让它自由摆下。不计空气阻力,在重物由A点摆向最低点B的过程中(C)A.重力做正功,弹力不做功B.重力做正功,弹力做正功C.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后,重力做正功,弹力不做功D.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后,重力
5、做功不变,弹力不做功解析:用细绳拴住小球向下摆动时重力做正功,弹力不做功,用弹簧拴住小球下摆时,重力做正功,弹簧要伸长,小球轨迹不是圆弧,弹力做负功,选项C正确,A,B,D错误。6.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、连有水平轻质弹簧的物体B发生相互作用,如图所示.在相互作用的过程中,当三者组成的系统的弹性势能最大时(B)A.vavbB.va=vbC.vaEp2C.Ep0D.Ep0解析:设开始时弹簧形变量为x1,有kx1=mg。设B刚要离开地面时弹簧形变量为x2,有kx2=mg。由于x1=x2,所以Ep1=Ep2,Ep=0,A正确。9.如图,在“探
6、究弹性势能的表达式”活动中,为计算弹簧弹力所做的功,把拉伸弹簧的过程分为很多小段,拉力在每小段可以认为是恒力,用各小段做功的代数和代表弹力在整个过程所做的功,物理学中把这种研究方法叫做“微元法”。下列几个实例中应用到这一思想方法的是(C)A.在不需要考虑物体本身的大小和形状时,用点来代替物体,即质点B.一个物体受到几个力共同作用产生的效果与某一个力产生的效果相同,这个力叫做那几个力的合力C.在推导匀变速直线运动位移公式时,把整个运动过程划分成很多小段,每一小段近似看做匀速直线运动,然后把各小段的位移相加D.在探究加速度与力、质量之间关系时,先保持质量不变探究加速度与力的关系,再保持力不变探究加
7、速度与质量的关系解析:选项A是建立理想化模型法,选项B是等效替代法,选项D是控制变量法,只有选项C应用了微元法。10.用如图所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上,左端固定,右端在O点;在O点右侧的B,C位置各安装一个光电门,计时器(图中未画出)与两个光电门相连。先用米尺测得B,C两点间距离x,再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A,由静止释放,计时器显示遮光片从B到C所用的时间t,用米尺测量A,O之间的距离。(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是。(2)为求出弹簧的弹性势能,还需要测量。A.弹簧原长B.当地重力加速度C.滑块(含遮光片)的质量(3)增大A,O之间的距离,计时器显示时间t将。A.增大B.减小C.不变解析:(1)计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是v=。(2)弹簧的弹性势能等于滑块得到的动能,则为求出弹簧的弹性势能,还需要测量滑块(含遮光片)的质量,故选C。(3)增大A,O之间的距离,弹簧压缩量变大,滑块得到的速度变大,则滑块经过计时器显示时间t将减小,故选B。答案:(1) v=(2)C(3)B
