高中物理人教版必修2课后作业 探究弹性势能的表达式 Word版含解析

探究弹性势能的表达式
1．(多选)关于弹性势能，下列说法中正确的是(　　)
A．发生形变的物体都具有弹性势能
B．弹性势能是一个标量
C．在国际单位制中，弹性势能的单位是焦耳
D．弹性势能是状态量
解析：只有发生弹性形变的物体才具有弹性势能，所以A错误．弹性势能是一个标量，在国际单位制中，其单位是焦耳，弹性势能是一个状态量，B、C、D正确．
答案：BCD
2．如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一小球，将小球从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在小球由A点摆向最低点B的过程中(　　)
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，重力做正功，且做功多，小球轨迹不是圆弧，弹力做负功，A、B、D错．
答案：C
3．(多选)如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上．其正上方A位置有一个小球．小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零．小球下降阶段，下列说法正确的是(　　)
A．在B位置小球速度最大
B．在C位置小球速度最大
C．从A→C位置小球重力势能的减少量小于重力做的功
D．从A→D位置小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
解析：由受力情况可知，小球从A到C做加速运动，从C到D做减速运动，C点时速度最大，A错、B对．从A→C，小球减小的重力势能等于重力做的功，C错．从A→D，小球减少的重力势能全部转化为弹性势能，所以D对．
答案：BD
4．(多选)如图是玩家玩“蹦极”游戏的真实照片，玩家将一根长为AB的弹性绳子的一端系在身上，另一端固定在高处，然后从高处跳下，其中AB为弹性绳子的原长，C点是弹力等于重力的位置，D点是玩家所到达的最低点，对于玩家离开跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．重力对人一直做正功
B．人的重力势能一直减小
C．玩家通过B点之后，绳子具有弹性势能
D．从A到D，弹性绳子的弹性势能一直增加
解析：整个过程中，重力一直做正功，重力势能一直减小；人从高空落下到弹性绳子达到原长的过程中，弹性绳子不做功，此后弹性绳子一直做负功，弹性势能一直增加．
答案：ABC
5．如图所示，轻弹簧下端系一重物，O点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置)，今用手向下拉重物，第一次把它直接拉到A点，弹力做功为W1，第二次把它拉到B点后再让其回到A点，弹力做功为W2，则这两次弹力做功的关系为(　　)
A．W1C．W2＝2W1 D．W1＝W2
解析：弹力做功与路径无关，只与初、末位置有关，两次初、末位置相同，故W1＝W2，D正确．
答案：D
B组：能力提升练
6．如图所示，质量为m的物体静止在地面上，物体上面连着一个轻弹簧，用手拉住弹簧上端上移H，将物体缓缓提高h，拉力F做功WF，不计弹簧的质量，则下列说法正确的是(　　)
A．重力做功 －mgh，重力势能减少mgh
B．弹力做功－WF，弹性势能增加WF
C．重力势能增加mgh，弹性势能增加FH
D．重力势能增加mgh，弹性势能增加WF－mgh
解析：可将整个过程分为两个阶段：一是弹簧伸长到m刚要离开地面阶段，拉力克服弹力做功WF1＝－W弹，等于弹性势能的增加；二是弹簧长度不变，物体上升h，拉力克服重力做功WF2＝－WG＝mgh，等于重力势能的增加，又由WF＝WF1＋WF2可知A、B、C错，D对．
答案：D
7．[2019·石家庄检测]在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：
猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；
猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；
猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关；
猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关．
(1)为验证猜想一，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩________(选填“相同”或“不同”)的长度(弹簧被压缩后未超过其弹性限度)，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块被推动的距离，从而比较弹性势能的大小．
(2)为验证猜想二，需选用长度和粗细相同、材料不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩________(选填“相同”或“不同”)的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若________________，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关．
解析：(1)此题要改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度；运用转换法，观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小．
(2)为验证猜想二，需选用长度和粗细相同，材料不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩相同的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若木块被推动的距离不相等，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关．
答案：(1)不同　(2)相同　木块被推动的距离不相等