1、第七章 机械能守恒定律课前预习作业课堂检测作业课时5 探究弹性势能的表达式课后巩固作业基础训练课前预习作业一、选择题1如图所示，在光滑水平面上有一物体，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()CA弹簧对物体做正功，弹簧的弹性势能逐渐减小B弹簧对物体做负功，弹簧的弹性势能逐渐增加C弹簧先对物体做正功，后对物体做负功，弹簧的弹性势能先减少再增加D弹簧先对物体做负功，后对物体做正功，弹簧的弹性势能先增加再减少解析：开始时，弹簧处于压缩状态，撤去 F 后物体在向右运动的过程中，弹簧对物体的弹力
2、方向先向右后向左，对物体先做正功后做负功，故弹簧的弹性势能应先减小后增大，故 C 正确2.一竖直弹簧下端固定于水平地面上，小球从弹簧的正上方高为 h的地方自由下落到弹簧上端，如图所示，经几次反弹以后小球最终在弹簧上静止于某一点 A 处，则()Ah 愈大，弹簧在 A 点的压缩量愈大B弹簧在 A 点的压缩量与 h 无关Ch 愈大，最终小球静止在 A 点时弹簧的弹性势能愈大D小球第一次到达 A 点时弹簧的弹性势能比最终小球静止在 A点时弹簧的弹性势能大B解析：最终小球静止在 A 点时，通过受力分析，小球受自身重力mg 与弹簧的弹力 kx 大小相等，由 mgkx 得，弹簧在 A 点的压缩量 x与 h
3、无关，弹簧弹性势能与 h 无关3如图所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端在水平拉力 F 作用下缓慢拉伸了 x.关于拉力 F 随伸长量 x 的变化图线，下图中正确的是()A解析：根据胡克定律 Fkx，外力 F 与弹簧弹力 F始终平衡，所以有 Fkx，拉力 F 随伸长量 x 的变化图线如 A 图所示4(多选)如图所示，一个物体以速度 v0 冲向竖直墙壁，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物体向墙壁运动相同的位移，弹力对物体做的功不相等C弹簧的弹力对物体做正功，弹性势能减少D弹簧的弹力对物体做负功，弹性势能增加BD5(多选)某缓冲装置可
4、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 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6(多选)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
5、，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C橡皮绳对人做负功D橡皮绳的弹性势能减少了ABC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 错误二、非选择题7小玲同学平时使用带弹簧的圆珠笔写字，她想估测里面小弹簧在圆珠笔尾端压紧情况下的弹性势能的增加量请你帮助她完成这一想法(1)写出实验所用的器材：(2)写出实验的步骤和所要测量的物理量(用字母量表示，要求能符合实际并尽量减少误
6、差)米尺、天平答案：见解析(3)弹性势能的增加量的表达式 Ep(用测得量表示)mg(x2x1)解析：(1)米尺、天平(2)将圆珠笔紧靠米尺竖直放在桌面上；在桌面上将圆珠笔尾端压紧，记下笔尖处的读数 x1；突然放开圆珠笔，观察并记下笔尖到达最高处的读数 x2；用平天测出圆珠笔的质量 m.(3)mg(x2x1)8放在地面上的木块与一劲度系数 k200 N/m 的轻弹簧相连现用手水平拉弹簧，拉力的作用点移动 x10.2 m 时，木块开始运动，继续拉弹簧，木块缓慢移动了 x20.4 m 的位移，求上述过程中拉力所做的功答案：20 J解析：由题意作出 Fx 图像如图所示在木块运动之前，弹簧弹力随弹簧伸长
7、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 W12(0.60.4)40 J20 J.基础训练课堂检测作业一、单项选择题1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C在拉伸长度相同时，劲度系数越大的弹簧，它的弹性势能越大D弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能C解析：当弹簧由压缩状态变长时，弹性势能减小，当弹簧由压缩状态再变短时，弹簧的弹性势能增大，故 A、B 项均错，由 Ep12kl2知 C 正确，D 错误2两只不同的弹簧 A、B，劲度系数分别为 k1、k2，并且 k
8、1k2，现在用相同的力从自然长度开始拉弹簧，当弹簧处于平衡状态时，下列说法中正确的是()AA 的弹性势能大 BB 的弹性势能大C弹性势能相同D无法判断B解析：由于拉力相同，Fkl，而弹簧的弹性势能 Ep12kl2F22k，因为 k1k2，所以 Ep1h2，小球触到弹簧后向下运动压缩弹簧，从开始释放小球到获得最大速度的过程中，小球重力势能的减少量 E1、E2 的关系及弹簧弹性势能的增加量 Ep1、Ep2 的关系中，正确的一组是()AE1E2，Ep1Ep2BE1E2，Ep1Ep2CE1E2，Ep1Ep2DE1E2，Ep1Ep2B解析：速度最大的条件是弹力等于重力即 kxmg，即达到最大速度时，弹簧
9、形变量 x 相同两种情况下，对应于同一位置，则 Ep1Ep2，由于 h1h2，所以 E1E2，B 对二、多项选择题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 点无初速地释放，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()BCA重力做正功，弹力不做功B重力做正功，弹力做负功，弹性势能增加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，C对用弹簧拴住小球下摆时，弹簧要伸长，重力做正
10、功，且做功多，小球轨迹不是圆弧，弹力做负功，弹性势能增加，所以 A、D 错，B 对6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C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ACD解析：重力势能具有系统性，弹性势能只属于发生弹性形变的物体，故 A 对，重力势能和弹性势能都是相对的，且都是状态量，故 B错，C、D 对三、非选择题7弹簧原长 l015 cm，受拉力作用后弹簧逐渐伸长，当弹簧伸长到 l120 cm 时，作用在弹簧上的力为 400 N.(1)弹簧的劲度系数 k 为多少？(2
11、)在该过程中弹力做了多少功？(3)弹簧的弹性势能变化了多少？答案：(1)8 000 N/m(2)10 J(3)增加了 10 J解析：(1)kFl 4000.20.15 N/m8 000 N/m.(2)由于 Fkl，作出 Fl 图像如图所示，求出图中画斜线部分面积，即为弹力做功的绝对值，由于在伸长过程中弹力 F 方向与位移方向相反，故弹力 F 在此过程中做负功可得 WF2(l1l0)4002 0.05 J10 J.(3)EpW10 J，即弹性势能增大 10 J.8通过探究得到弹性势能的表达式为 Ep12kx2，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
12、列问题放在地面上的物体上端系在劲度系数 k400 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，缓慢拉动绳子的另一端，当往下拉 0.1 m 时物体开始离开地面，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地 h0.5 m 高处如果不计弹簧重和滑轮跟绳的摩擦，求物体重力势能的变化量和弹性势能的大小答案：增大 20 J 2 J解析：用力向下拉绳子右端的过程中，物体上升的高度 h0.5 m，故重力做功 WGmgh.用手向下拉绳子 0.1 m 物体开始上升说明 mgkx，x0.1 m 为物体上升过程中弹簧的最大伸长量故有：mg4000.1 N40 N，WG400.5 J20 J，物体重力势能增大，EpWG20 J，弹簧的弹性势能 Ep12kx2124000.12 J2 J.谢谢观赏！Thanks!
