1、第七章 机械能守恒定律第五节 探究弹性势能的表达式A级抓基础1(多选)关于弹力做功与弹性势能的说法正确的是()A弹力所做的功等于弹簧所具有的弹性势能B克服弹力所做的功等于弹簧所具有的弹性势能C弹力所做的功等于弹簧弹性势能的减少D克服弹力所做的功等于弹簧弹性势能的增加解析:弹力做功的过程是弹簧弹性势能变化的过程,弹力做多少功,表明弹性势能变化了多少,与物体含有多少弹性势能无关,A、B错弹力做正功,弹簧的弹性势能减少,做负功则弹簧的弹性势能增加,C、D对答案:CD2(多选)某同学利用橡皮条将模型飞机弹出,在弹出过程中,下列说法正确的是()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
2、能减少D飞机的重力势能减小,转化为飞机的动能解析:橡皮条收缩产生弹力将飞机推出,弹力对飞机做正功,飞机动能增加,橡皮条弹性势能减少,飞机上升重力势能增加,A、B、C对,D错答案:ABC3在按究弹簧的弹性势能的表达式时,下面猜想有一定道理的是()A重力势能与物体被举起的高度h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h有关,所以弹性势能很可能与弹簧的位置有关C重力势能与物体所受的重力mg大小有关,所以弹性势能很可能与弹簧的弹力大小有关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解析:根据Epmgh知,重力势能与物体被举起的高度有关,采用类比的方法知
3、,弹簧的弹性势能与弹簧的拉伸长度有关,即形变量有关;根据Epmgh知,重力势能与物体的重力有关,采用类比的方法知,弹簧的弹性势能与弹簧的弹力大小或劲度系数有关由以上分析可知,弹性势能应与弹簧长度、位置以及弹簧的质量无关,故C正确答案:C4.如图所示,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C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解析:撤去F后物体向右运动的过程中,弹簧的弹力先做正功后做负功,故弹簧的弹性
4、势能先减小后增大,故选项D正确答案:D5.如图所示,质量为m的物体静止于地面上,物体上表面固定一轻质弹簧,用手缓慢提升弹簧上端,使物体升高h,则人做的功应为()A小于mghB等于mghC大于mghD无法确定解析:功是能量转化的量度,拉力做的功一部分转化为弹簧的弹性势能,一部分转化为物体的重力势能由于克服重力做功mgh,故物体重力势能增加mgh,外力做功大于mgh,故C选项正确答案:CB级提能力6.一根弹簧的弹力位移图象如图所示,那么弹簧由伸长8 cm到伸长4 cm的过程中,弹力做功和弹性势能的变化量为()A3.6 J,3.6 JB3.6 J,3.6 JC1.8 J,1.8 JD1.8 J,1.
5、8 J解析:弹簧在拉伸状态下变短时,弹力做正功,且做的功等于Fx图象与x坐标轴围成的面积,故W(3060)0.04 J1.8 J,据WEp知,弹簧弹性势能的变化量Ep1.8 J,C项正确答案:C7.如图所示,质量相等的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化Ep的说法中正确的是()AEp1Ep2BEp1Ep2CEp0 DEp0解析:开始时弹簧形变量为x1,有kx1mg.则它离开地面时形变量为x2,有kx2mg.由于x1x2,所以Ep
6、1Ep2,Ep0,A对答案:A8.一个小孩在蹦床上做游戏,他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度,小孩从高处开始下落到弹回的整个过程中,他运动的速度v随时间t变化的图象如图所示,图中只有Oa段和cd段为直线则根据该图象可知,蹦床的弹性势能增大的过程所对应的时间间隔为()A仅在t1到t2的时间内B仅在t2到t3的时间内C在t1到t3的时间内D在t1到t5的时间内解析:小孩从高处落下,在Ot1时间内小孩只受重力作用;在t1t2时间内加速度减小,说明小孩又受到了弹力作用,蹦床受到压力;t3时刻,小孩的速度为零,蹦床受到的压力最大,弹性势能也最大;t3时刻后小孩反弹,蹦床的弹性势能减小故选项C正确答案:
7、C9如图所示,一劲度系数k800 N/m的轻质弹簧两端分别焊接着A、B两物体,mA16 kg,mB8 kg,直立于水平地面而静止,现给物体A上加一个竖直向上的力F,使A由静止开始向上做匀加速运动,经0.2 s,B刚要离开地面,设整个过程弹簧都处于弹性限度内(g取10 m/s2)(1)求B刚要离开地面时,A物体上升的高度;(2)求在此过程中所加外力F的最大值和最小值;(3)求在此过程中弹性势能的变化量;(4)在此过程中弹簧对A做了正功还是负功,做了多少功?解析:(1)A静止时设弹簧压缩了x1,则有kx1mAg,所以x10.2 m,设B刚要离开地面时弹簧伸长了x2,则kx2mBg,所以x20.1
8、m.所以在此过程中A上升的高度hx1x2(0.20.1)m0.3 m.(2)由位移公式hat2,得a15 m/s2.当弹簧处于压缩状态时,A受弹力向上,故有FkxmAgmAa,当压缩量x最大时,F最小,此时xx1,所以FminmAgmAakx1,代入数据,得Fmin240 N.当弹簧处于伸长状态时,A受弹力向下,故有FkxmAgmAa,当x伸长量最大时F最大,此时xx2,所以FmaxmAgmAakx2,代入数据,得Fmax480 N.(3)弹性势能改变量EpEp2Ep1kxkx12 J.(4)由Ep12 J知弹性势能减少了,则弹簧对A物体做了正功,为12 J.答案:(1)0.3 m(2)480 N240 N(3)12 J(4)正功12 J