8.2.2弹性势能 （知识小站+例题精析+课堂练兵）（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 8.2.2弹性势能 （知识小站+例题精析+课堂练兵）（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 78.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-04-13 19:09:38 | ||
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文档简介
高中物理人教版（2019）必修第二册同步讲练测
第八章 机械能守恒定律
8.2.2弹性势能
知识点1：弹性势能的定义
定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫弹性势能。
知识点2.弹力做功与弹性势能的变化的关系
弹性势能的改变量仅与弹力做功有关。弹力做多少正功，弹性势能就减少多少；弹力做多少负功，弹性势能就增加多少。
知识点3：弹簧的弹性势能
1.影响因素：弹簧弹性势能的大小与弹簧的形变量及劲度系数有关。弹簧的形变量越大，劲度系数越大，弹簧的弹性势能越大。
2.表达式：如果选弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为0，则弹簧弹性势能的表达式为false。
例1.通过探究得到弹性势能的表达式为Ep＝ 12 kx2 ， 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k＝400 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.手拉绳子的另一端，从轻绳处于张紧状态开始，当往下拉0.1 m物体开始离开地面时，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地h＝0.5 m高处.如果不计弹簧重和滑轮跟绳的摩擦，求整个过程拉力所做的功以及弹性势能的最大值.
【解析】 解：由题意知弹簧的最大伸长量x＝0.1 m
弹性势能Ep＝ 12 kx2＝ 12 ×400×0.12 J＝2 J
此过程中拉力做的功与弹力做的功数值相等，
则有W1＝W弹＝ΔEp＝2 J
刚好离开地面时G＝F＝kx＝400×0.1 N＝40 N
物体缓慢升高时，F＝40 N
物体上升h＝0.5 m时拉力克服重力做功
W2＝Fh＝40×0.5 J＝20 J
拉力共做功W＝W1＋W2＝（2＋20） J＝22 J
例2.如图所示，在高为H=1m的光滑平台上有一质量为0.5kg的小球被一细线栓在墙上，球与墙之间有一被压缩的弹簧，当细线被烧断后，小球被弹出，测的落地的水平距离 S= 2 m，求细线未烧断时弹簧的弹性势能？(g=10m/s2 )
【解析】 解：弹簧弹开小球的过程，由机械能守恒定律得： EP=12mv02
小球离开桌面做平抛运动
H=12gt2 ?
S=v0t ?
联立解得： v=10m/s
可得： EP=12mv02=2.5J
1.如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是(?? )
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），模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，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
2.下列物体中，具有弹性势能的是（ ??）
A.?被举高的重物????????????????????B.?弯曲的撑杆????????????????????C.?飞行的子弹????????????????????D.?滚动的足球
3.关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（?? ）
A.?当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
B.?弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能
C.?同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大
D.?弹性势能的大小与使弹簧发生形变的物体质量有关
4.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.?弹簧长度相同的弹簧具有相同的弹性势能
D.?在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大
5.（多选）关于重力势能和弹性势能，下列说法正确的是（?? ）
A.?物体重力做的功只跟它的起点和终点的位置有关，与物体运动的路径无关
B.?重力势能是物体和地球所组成的“系统”所共有的
C.?重力势能与零势能面的选取有关，具有相对性；而弹性势能与零势能位置的选取无关
D.?只有弹簧才能具有弹性势能，其它物体即使发生弹性形变也没有弹性势能
参考答案
1.【答案】 B
【解析】本题考查对弹性势能的理解，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能在增加，人做的功转变为弹性势能，撑杆跳高的运动员上升过程中，杆对人做功，弹性势能减少；模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋对飞机做功，弹性势能也在减少；小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧对小球做功，弹性势能也在减少；
故答案为：B．
2.【答案】 B
【解析】一切运动的物体都具有动能，被举高的物体都具有重力势能，发生弹性形变的物体具有弹性势能；因此，?被举高的重物，具有重力势能；弯曲的撑杆，发生了弹性形变具有弹性势能；空中飞行的子弹；由于运动而具有动能，又因为它在空中有一定高度，而具有重力势能；滚动的足球具有动能，B符合题意，A、C、D不符合题意。
故答案为：B
3.【答案】 C
【解析】若弹簧处于压缩状态，当弹簧变长时，它的弹性势能减小，A不符合题意；弹簧的弹性势能由弹簧的形变量决定，则弹簧在拉伸时的弹性势能不一定大于压缩时的弹性势能，B不符合题意； 同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大，C符合题意；弹性势能的大小由弹簧的形变量决定，与使弹簧发生形变的物体质量无关，D不符合题意.
故答案为：C
4.【答案】 D
【解析】当弹簧变长时，它的弹性势能不一定增大，若弹簧处于压缩状态时，弹簧的弹性势能减小。A不符合题意。若处于压缩状态时，弹簧变短时，弹簧的弹性势能增大。B不符合题意。由 EP=12kx2 ，可知弹簧形变量相同时，弹簧具有相同的弹性势能。C不符合题意。由 EP=12kx2 ，可知在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大。D符合题意。
故答案为：D。
5.【答案】 A,B
【解析】A．根据重力做功的特点，可知物体重力做的功只跟它的起点和终点的位置有关，与物体运动的路径无关，A符合题意；
B．物体因受地球所给的重力作用，物体才具有重力势能，所以物体的重力势能实际上是物体和地球组成的系统所共有的，B符合题意；
C．重力势能与零势能面的选取有关，具有相对性；弹性势能与零势能位置的选取也有关，一般选原长点为弹性势能的零点，离原长点越远，弹性势能越大，C不符合题意；
D．发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力作用而具有的势能，叫做弹性势能。所以任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能，D不符合题意。
故答案为：AB。
第八章 机械能守恒定律
8.2.2弹性势能
知识点1：弹性势能的定义
定义：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用，也具有势能，这种势能叫弹性势能。
知识点2.弹力做功与弹性势能的变化的关系
弹性势能的改变量仅与弹力做功有关。弹力做多少正功，弹性势能就减少多少；弹力做多少负功，弹性势能就增加多少。
知识点3：弹簧的弹性势能
1.影响因素：弹簧弹性势能的大小与弹簧的形变量及劲度系数有关。弹簧的形变量越大，劲度系数越大，弹簧的弹性势能越大。
2.表达式：如果选弹簧的长度为原长时，它的弹性势能为0，则弹簧弹性势能的表达式为false。
例1.通过探究得到弹性势能的表达式为Ep＝ 12 kx2 ， 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k＝400 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.手拉绳子的另一端，从轻绳处于张紧状态开始，当往下拉0.1 m物体开始离开地面时，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地h＝0.5 m高处.如果不计弹簧重和滑轮跟绳的摩擦，求整个过程拉力所做的功以及弹性势能的最大值.
【解析】 解：由题意知弹簧的最大伸长量x＝0.1 m
弹性势能Ep＝ 12 kx2＝ 12 ×400×0.12 J＝2 J
此过程中拉力做的功与弹力做的功数值相等，
则有W1＝W弹＝ΔEp＝2 J
刚好离开地面时G＝F＝kx＝400×0.1 N＝40 N
物体缓慢升高时，F＝40 N
物体上升h＝0.5 m时拉力克服重力做功
W2＝Fh＝40×0.5 J＝20 J
拉力共做功W＝W1＋W2＝（2＋20） J＝22 J
例2.如图所示，在高为H=1m的光滑平台上有一质量为0.5kg的小球被一细线栓在墙上，球与墙之间有一被压缩的弹簧，当细线被烧断后，小球被弹出，测的落地的水平距离 S= 2 m，求细线未烧断时弹簧的弹性势能？(g=10m/s2 )
【解析】 解：弹簧弹开小球的过程，由机械能守恒定律得： EP=12mv02
小球离开桌面做平抛运动
H=12gt2 ?
S=v0t ?
联立解得： v=10m/s
可得： EP=12mv02=2.5J
1.如图所示的几个运动过程中，物体的弹性势能增加的是(?? )
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），模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，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
2.下列物体中，具有弹性势能的是（ ??）
A.?被举高的重物????????????????????B.?弯曲的撑杆????????????????????C.?飞行的子弹????????????????????D.?滚动的足球
3.关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是（?? ）
A.?当弹簧变长时，它的弹性势能一定增大
B.?弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能
C.?同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大
D.?弹性势能的大小与使弹簧发生形变的物体质量有关
4.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.?弹簧长度相同的弹簧具有相同的弹性势能
D.?在弹簧被拉伸的长度相同时，劲度系数k越大的弹簧，它的弹性势能越大
5.（多选）关于重力势能和弹性势能，下列说法正确的是（?? ）
A.?物体重力做的功只跟它的起点和终点的位置有关，与物体运动的路径无关
B.?重力势能是物体和地球所组成的“系统”所共有的
C.?重力势能与零势能面的选取有关，具有相对性；而弹性势能与零势能位置的选取无关
D.?只有弹簧才能具有弹性势能，其它物体即使发生弹性形变也没有弹性势能
参考答案
1.【答案】 B
【解析】本题考查对弹性势能的理解，人拉长弹簧过程中，弹簧的弹性势能在增加，人做的功转变为弹性势能，撑杆跳高的运动员上升过程中，杆对人做功，弹性势能减少；模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，橡皮筋对飞机做功，弹性势能也在减少；小球被弹簧向上弹起的过程中，弹簧对小球做功，弹性势能也在减少；
故答案为：B．
2.【答案】 B
【解析】一切运动的物体都具有动能，被举高的物体都具有重力势能，发生弹性形变的物体具有弹性势能；因此，?被举高的重物，具有重力势能；弯曲的撑杆，发生了弹性形变具有弹性势能；空中飞行的子弹；由于运动而具有动能，又因为它在空中有一定高度，而具有重力势能；滚动的足球具有动能，B符合题意，A、C、D不符合题意。
故答案为：B
3.【答案】 C
【解析】若弹簧处于压缩状态，当弹簧变长时，它的弹性势能减小，A不符合题意；弹簧的弹性势能由弹簧的形变量决定，则弹簧在拉伸时的弹性势能不一定大于压缩时的弹性势能，B不符合题意； 同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大，C符合题意；弹性势能的大小由弹簧的形变量决定，与使弹簧发生形变的物体质量无关，D不符合题意.
故答案为：C
4.【答案】 D
【解析】当弹簧变长时，它的弹性势能不一定增大，若弹簧处于压缩状态时，弹簧的弹性势能减小。A不符合题意。若处于压缩状态时，弹簧变短时，弹簧的弹性势能增大。B不符合题意。由 EP=12kx2 ，可知弹簧形变量相同时，弹簧具有相同的弹性势能。C不符合题意。由 EP=12kx2 ，可知在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大。D符合题意。
故答案为：D。
5.【答案】 A,B
【解析】A．根据重力做功的特点，可知物体重力做的功只跟它的起点和终点的位置有关，与物体运动的路径无关，A符合题意；
B．物体因受地球所给的重力作用，物体才具有重力势能，所以物体的重力势能实际上是物体和地球组成的系统所共有的，B符合题意；
C．重力势能与零势能面的选取有关，具有相对性；弹性势能与零势能位置的选取也有关，一般选原长点为弹性势能的零点，离原长点越远，弹性势能越大，C不符合题意；
D．发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力作用而具有的势能，叫做弹性势能。所以任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能，D不符合题意。
故答案为：AB。