2019-2020学年高中物理人教版必修2：7.5探究弹性势能的表达式 同步训练（解析版）

第七章 机械能守恒定律（4）
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.若选弹簧自然长度时的势能为零,则其他长度的势能均为正值D.若选弹簧自然长度时势能为零,则伸长的弹性势能为正值,压缩的弹性势能为负值
2、关于弹性势能和重力势能,下列说法不正确的是(?? )
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
3、宋代诗人苏轼的名句“会挽雕弓如满月,西北望,射天狼”中蕴含了一些物理知识.关于拉弓过程,下列说法正确的是(? ?)
A.人对弓的作用力大于弓对人的作用力 B.人对弓的作用力小于弓对人的作用力C.弓的弹性形变越大,弹性势能就越大 D.弓的弹性形变越大,弹性势能就越小
4、如图所示,静止在光滑水平面上的木板A,右端有一根轻质弹簧沿水平方向与木板相连,木板质量.M=3kg。质量m=1kg的铁块B以水平速度v0=4m/s,从木板的左端沿板面向右滑行,压缩弹簧后又被弹回,最后恰好停在木板的左端。在上述过程中弹簧具有的最大弹性势能为(?? )
A.3J????????? B.4J????????? C.6J????????? D.20J
5、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的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
6、如图甲所示,一滑块沿光滑的水平面向左运动,与轻弹簧接触后将弹簧压缩到最短,然后反向弹回,弹簧始终处在弹性限度以内,图乙为测得的弹簧的弹力与弹簧压缩量之间的关系图象,则弹簧的压缩员由8cm变为4cm时,弹簧所做的功以及弹性势能的改变量分別为(?? )
A.3.6J、-3.6J?????B.-3.6J、3.6J?????C.1.8J、-1.8J?????D.-1.8J、1.8J
7、蹦极是一种比较流行的极限运动，弹性绳一端固定在高空跳台，另一端系住运动员，运动员从高空自由下落，则自开始下落至最低点的过程中( 　　)
A.运动员的速度先增大再减小 B.运动员的加速度先增大再减小
C.绳子的弹性势能先增大再减小 D.运动员的重力势能先增大再减小
8、如图甲所示,轻质弹簧右端固定在墙上,左端与一质量的物块相连,弹簧处于原长状态,物块静止且与水平面间的动摩擦因数。以物块所在处为原点,水平向右为正方向建立x轴。现对物块施加水平向右的外力F,F随x轴坐标变化的情况如下图所示。物块运动至处时速度为零。则此时弹簧的弹性势能为()(?? ?)
A.3.1J B.3.5J C.1.8J D.2.0J
9、如图所示，一个物体以速度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. 物体连续向墙壁运动相同的位移，弹力做的功相等C. 弹力做正功，弹簧的弹性势能减小D. 弹力做负功，弹簧的弹性势能增加
10、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,在力的作用下物体处于静止状态,当撤去力后,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
11、通过探究得到弹性势能的表达式为,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列问题。放在地面上的物体上端系在劲度系数的弹簧上,弹簧的另一端拴在跨过定滑轮的绳子上,如图所示,手拉绳子的另一端,当往下拉0.1m物体开始离开地面,继续拉绳,使物体缓慢升高到离地高处。如果不计弹簧重和滑轮跟绳的摩擦,求拉力所做的功以及弹簧弹性势能的大小。(g取10m/s)
12、某打靶游戏的简化示意图如图所示．整个装置置于水平地面上．两根原长等于AP(或BQ)的完全相同轻质弹性绳，一端分别固定在水平地面上A、B两点，另一端系在一起，P、Q为水平地面上的定滑轮，将质量为m=0.4kg的弹丸置于O1，用弹丸向右推弹性绳的节点到距离O1为r=0.4m的M点，由静止释放弹丸，弹丸沿MO1在地面上滑行恰能运动至靶心O2处，已知O1O2的距离s=0.4m，弹丸与地面动摩擦因数为=0.5，取g=10m/s2.求：
(1)弹丸到达O1位置时的速度大小．
(2)弹性绳释放的弹性势能Ep.
(3)每根弹性绳的劲度系数k和弹丸的最大速度vm.



答案以及解析
1答案及解析：
答案：C解析：弹簧弹性势能的大小，除了跟劲度系数k有关外，跟它的形变量(拉伸或压缩的长度)有关。如果弹簧原来处在压缩状态，当它变长时，它的弹性势能应该先减小，在原长处它的弹性势能最小，A错误。如果弹簧原来处在拉伸状态，当它变短时，它的弹性势能应先变大，B错误。弹簧弹性势能始终为正值，不可能为负值，C正确D错误。

2答案及解析：
答案：B
解析：重力势能和弹性势能都是相对于零势能点的,B错,A、C、D对,故只选B。

3答案及解析：
答案：C
解析：

4答案及解析：
答案：A
解析： 设铁块与木板速度相同时,共同速度大小为v,铁块相对木板向右运动时,滑行的最大路程为L,摩擦力大小为Ff,铁块相对于木板向右运动过程中,根据能量守恒得,铁块相对木板运动的整个过程中,由动量守恒可知mv0=(M+m)v,联立解得Ep=3J,A正确。

5答案及解析：
答案：D
解析：

6答案及解析：
答案：C
解析：F—x围成的面枳表示弹力做的功。,根据知,弹性势能减少1.8J,C正确。

7答案及解析：
答案：A
解析：

8答案及解析：
答案：A
解析：物块与水平面间的摩擦力为。现对物块施加水平向右的外力F,由图象面积表示功可知F做功,克服摩擦力做功。外力所做的总功转化为弹簧的弹性势能,所以此时弹簧的弹性势能为,选项A正确。

9答案及解析：
答案：D
解析：

10答案及解析：
答案：D
解析：由物体处于静止状态可知,弹簧处于压缩状态,撤去力后物体在向右运动的过程中,弹簧的弹力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ABC错误,D正确。

11答案及解析：
答案：弹性势能的大小,刚好离开地面时,则物体缓慢升高,,物体上升,物体重力势能,根据能量守恒定律,拉力做功转化为弹簧的弹性势能和物体的重力势能,拉力做功。
解析：

12答案及解析：
答案：(1)
v=2m/s.
(2)由系统的能量守恒得，
所以两弹性绳共释放弹性势能Ep=1.6J.
(3)每根弹性绳的弹力的水平力为F=kΔxcosθ=kr
解得
弹丸速度最大时，满足2kr0=μmg
r0=0.1m
由动能定理得
解得.
解析：