遼寧省大連市高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 7.5 探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式同步測(cè)試 新人教版必修2.doc
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7.5探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式 一、填空題 1.彈性勢(shì)能是指發(fā)生形變的物體,由于___________而具有的____,這種能量叫彈性勢(shì)能。 【答案】 (1). 彈力的相互作用 (2). 能 【解析】 【分析】 根據(jù)彈性勢(shì)能的定義以及彈性勢(shì)能的大小的決定因素進(jìn)行解答; 【詳解】因?yàn)榘l(fā)生彈性形變的物體在恢復(fù)時(shí)會(huì)對(duì)別的物體做功,所以發(fā)生彈性形變的物體也具有能量,我們就把發(fā)生形變的物體,由于彈力的相互作用而具有的能量叫彈性勢(shì)能,其大小取決于形變量和彈簧的勁度系數(shù)。 【點(diǎn)睛】本題主要考查學(xué)生對(duì):彈性勢(shì)能的定義和彈性勢(shì)能與彈性形變的關(guān)系的理解。 2.彈性勢(shì)能的大小跟 ___________和_________有關(guān)。 【答案】 (1). 形變量 (2). 勁度系數(shù) 【解析】 【分析】 彈性勢(shì)能大小的影響因素:形變量和勁度系數(shù); 【詳解】因?yàn)榘l(fā)生彈性形變的物體在恢復(fù)時(shí)會(huì)對(duì)別的物體做功,所以發(fā)生彈性形變的物體也具有能量,我們就把物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量叫彈性勢(shì)能,其大小取決于形變量和彈簧的勁度系數(shù)。 【點(diǎn)睛】本題考查學(xué)生對(duì)彈性勢(shì)能大小的影響因素:形變量和勁度系數(shù)。 3.彈簧彈力做正功,彈性勢(shì)能________;彈簧彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能________。 【答案】 (1). 減少 (2). 增加 【解析】 【分析】 彈力做功和彈性勢(shì)能的關(guān)系可以參照重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系進(jìn)行理解; 【詳解】彈簧彈力做正功,彈性勢(shì)能減小;彈簧彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加以及形變量增大時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能均增加。 【點(diǎn)睛】本題考查彈力做功和彈性勢(shì)能的關(guān)系,可以參照重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系進(jìn)行理解。 4.彈性勢(shì)能具有相對(duì)性,一般指相對(duì)于彈簧原長(zhǎng)時(shí)的彈性勢(shì)能,即規(guī)定彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)的彈性勢(shì)能為_(kāi)_____。 【答案】0 【解析】 【分析】 彈性勢(shì)能大小的影響因素:形變量和勁度系數(shù),從這兩方面理解彈性勢(shì)能的大?。? 【詳解】彈性勢(shì)能具有相對(duì)性,一般指相對(duì)于彈簧原長(zhǎng)時(shí)的彈性勢(shì)能,即規(guī)定彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)的彈性勢(shì)能為零。 【點(diǎn)睛】本題實(shí)際上考查了影響彈性勢(shì)能大小的關(guān)系,與形變量和勁度系數(shù)有關(guān)。 5.探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式的依據(jù)是彈簧增加的彈性勢(shì)能等于______________。 【答案】外力克服彈力所做的功 【解析】 【分析】 本題需要理解彈力做功和彈性勢(shì)能的關(guān)系; 【詳解】探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式的依據(jù)是彈簧增加的彈性勢(shì)能等于外力克服彈力所做的功。 【點(diǎn)睛】本題考查彈力做功和彈性勢(shì)能的關(guān)系,可以參照重力做功和重力勢(shì)能的關(guān)系進(jìn)行理解。 6.一物體在豎直彈簧的上方h米處下落,然后又被彈簧彈回,則物體動(dòng)能最大時(shí)是______。 【答案】物體重力與彈力相等時(shí) 【解析】 【分析】 首先分析小球下降過(guò)程中,重力和彈簧彈力做功,小球和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒,在平衡位置處動(dòng)能最大; 【詳解】小球與彈簧接觸前,做自由落體運(yùn)動(dòng),速度不斷增加; 小球與彈簧接觸后,由于慣性繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),當(dāng)重力大于彈力時(shí),合力向下,加速度向下,故加速;當(dāng)彈力增加到等于重力時(shí),加速度減小為零,此時(shí)速度最大;此后由于慣性繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),彈力增加到大于重力,故合力向上,加速度向上,與速度反向,球減速,直到速度減為零,到達(dá)最低點(diǎn),綜上所述,當(dāng)物體重力與彈力相等速度最大,即動(dòng)能最大。 【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵分析清楚小球下降過(guò)程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,明確合力與速度同向時(shí)加速,反向時(shí)減速,掌握彈簧小球模型的受力分析和運(yùn)動(dòng)分析。 7.質(zhì)量不計(jì)的彈簧一端固定在地面上,彈簧豎直放置,將一個(gè)小球從距彈簧自由端高度分別為h1、h2的地方先后由靜止釋放,h1>h2 ,小球落到彈簧后一直向下運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧,從開(kāi)始釋放小球到獲得最大速度的過(guò)程中,小球重力勢(shì)能的變化量ΔEp1與ΔEp2的關(guān)系是_______,彈簧彈性勢(shì)能的增加量ΔEp1與ΔEp2,的關(guān)系是________。 【答案】 (1). ΔEp1>ΔEp2 (2). ΔEp1=ΔEp2 【解析】 【分析】 小球壓縮彈簧的過(guò)程中,受重力和支持力,在平衡位置,動(dòng)能最大,結(jié)合動(dòng)能定理和能量守恒定律分析即可; 【詳解】從越高的地方釋放,減小的重力勢(shì)能越大,即; 小球壓縮彈簧的過(guò)程中,受重力和支持力,在平衡位置,速度最大,動(dòng)能最大,根據(jù)平衡條件,有: 解得: 即壓縮量恒定,故彈性勢(shì)能的增加量為:。 【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵明確小球壓縮彈簧的過(guò)程中,彈簧和小球系統(tǒng)機(jī)械能守恒,在平衡位置速度最大。 8.勁度系數(shù)分別為kA=2000N/m和kB=3000N/m的彈簧A和B連接在一起,拉長(zhǎng)后將兩端固定,如右圖所示,彈性勢(shì)能EpA、EpB的關(guān)系為_(kāi)________。 【答案】 【解析】 【分析】 根據(jù)做功與能量變化的關(guān)系,以及胡克定律即可正確解答; 【詳解】彈簧A和B連接在一起,拉長(zhǎng)后將兩端固定,根據(jù)力的相互性可知,兩個(gè)彈簧的彈力大小相等。由于彈簧的彈力與彈簧的伸長(zhǎng)量之間的關(guān)系,所以拉長(zhǎng)彈簧的過(guò)程中對(duì)彈簧做的功:; 又克服彈簧的彈力做的功等于彈簧增加的彈性勢(shì)能,可知,兩個(gè)彈簧的拉力相等的條件下,彈性勢(shì)能與彈簧的勁度系數(shù)成反比,則,即。 【點(diǎn)睛】該題考查胡克定律與彈簧的彈性勢(shì)能,彈簧的彈性勢(shì)能也可以使用公式: 進(jìn)行計(jì)算。 9.如圖所示,在光滑水平面上有A、B兩球,中間連一彈簧,A球固定,今用手拿住B球?qū)椈蓧嚎s一定距離,然后釋放B球,在B球向右運(yùn)動(dòng)到最大距離的過(guò)程中,B球的加速度將__________,B球的速度將__________,彈簧的彈性勢(shì)能將____________. 【答案】 (1). 先變小后變大 (2). 先變大后變小 (3). 先變小后變大 【解析】 【分析】 根據(jù)物塊的受力,結(jié)合牛頓第二定律判斷加速度的變化,結(jié)合加速度方向與速度方向的關(guān)系判斷A、B的運(yùn)動(dòng)規(guī)律; 【詳解】剛釋放物塊B時(shí),B所受的彈簧彈力最大,根據(jù)牛頓第二定律,加速度最大,速度為零,釋放B后,彈簧形變量減小,B做加速變小,當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)后,B的速度最大,加速度為零,彈性勢(shì)能最?。蝗缓髲椈缮扉L(zhǎng),彈力又增大,加速度又變大,但與速度反向,故速度變小,但彈性勢(shì)能變大,故B球的加速度將先變小后變大,B球的速度將先變大后變小,彈簧的彈性勢(shì)能將先變小后變大。 【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道加速度與合力的關(guān)系,當(dāng)加速度方向與速度方向相同,物體做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度方向與速度方向相反,物體做減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)彈力做功情況判斷彈射勢(shì)能的關(guān)系。 10.如圖所示,一根彈簧一固定在墻上,另一端與物體接觸但不連接,物體與地面間的動(dòng)摩擦因素為μ,物體的質(zhì)量為m.現(xiàn)用力推物體m使之壓縮彈簧,放手后物體在彈力作用下沿地面運(yùn)動(dòng)距離x而停止(物體已與彈簧分離),彈簧被壓縮后具有的彈性勢(shì)能為_(kāi)_______。 【答案】μmgx 【解析】 【分析】 彈簧釋放的過(guò)程,最終彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,根據(jù)能量守恒列式求解; 【詳解】從釋放彈簧到物體運(yùn)動(dòng)距離x停止運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,根據(jù)物體和彈簧組成的系統(tǒng)能量守恒,即彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,則彈簧被壓縮后具有的彈性勢(shì)能為:。 【點(diǎn)睛】由于彈簧壓縮的長(zhǎng)度x和勁度系數(shù)k未知,不能根據(jù)求解彈性勢(shì)能。 二、選擇題 11.在水平面上豎直放置一輕質(zhì)彈簧,有一物體在它的正上方自由落下,在物體壓縮彈簧到速度減為零時(shí)( ) A. 物體的重力勢(shì)能最大 B. 物體的動(dòng)能最大 C. 彈簧的彈性勢(shì)能最大 D. 彈簧的彈性勢(shì)能最小 【答案】C 【解析】 物體壓縮彈簧到速度減為零時(shí),物體質(zhì)量不變,高度最小,重力勢(shì)能最小,故A正確,B錯(cuò)誤;彈簧的壓縮量最大,彈性勢(shì)能最大,故C正確,D錯(cuò)誤。所以AC正確,BD錯(cuò)誤。 12.如圖所示,一個(gè)物體以速度v0沖向與豎直墻壁相連的輕質(zhì)彈簧,墻壁和物體間的輕質(zhì)彈簧被物體壓縮,在此過(guò)程中以下說(shuō)法正確的是( ) A. 物體對(duì)輕質(zhì)彈簧做的功與輕質(zhì)彈簧的壓縮量成正比 B. 物體向墻壁運(yùn)動(dòng)相同的位移,彈力做的功不相等 C. 彈力做正功,輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能減小 D. 彈力做負(fù)功,輕質(zhì)彈簧的彈性勢(shì)能增加 【答案】BD 【解析】 彈簧彈力F=K△x,力做功表達(dá)式,可見(jiàn)物體對(duì)彈簧做的功與彈簧的壓縮量平方成正比,故A錯(cuò)誤;物體向墻壁運(yùn)動(dòng)相同的位移,彈力大小不同,故彈力做功不相等,B正確;物體向左運(yùn)動(dòng),彈力方向向右,故彈力做負(fù)功,彈簧的彈性勢(shì)能增加,C錯(cuò)誤,D正確。所以BD正確,AC錯(cuò)誤。 13.關(guān)于彈簧的彈性勢(shì)能,下列說(shuō)法中正確的是( ) A. 當(dāng)彈簧變長(zhǎng)時(shí),它的彈性勢(shì)能一定增大 B. 當(dāng)彈簧變短時(shí),它的彈性勢(shì)能一定變小 C. 在伸長(zhǎng)量相同時(shí),勁度系數(shù)越大的彈簧,它的彈性勢(shì)能越大 D. 彈簧在拉伸時(shí)彈性勢(shì)能一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能 【答案】C 【解析】 試題分析:對(duì)于彈簧,當(dāng)彈簧形變量越大,彈性勢(shì)能越大.在拉伸長(zhǎng)度相同時(shí),k越大的彈簧,它的彈性勢(shì)能越大.在拉伸長(zhǎng)度相同時(shí),k越大的彈簧,它的彈性勢(shì)能越大. 解:A、當(dāng)彈簧變長(zhǎng)時(shí),它的彈性勢(shì)能不一定增大,若彈簧處于壓縮狀態(tài)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能減?。蔄錯(cuò)誤. B、若處于壓縮狀態(tài)時(shí),彈簧變短時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能增大.故B錯(cuò)誤. C、由EP=得知,在拉伸長(zhǎng)度相同時(shí),k越大的彈簧,它的彈性勢(shì)能越大.故C正確. D、彈簧的彈性勢(shì)能與彈簧的形變量有關(guān),彈簧在拉伸時(shí)的彈性勢(shì)能不一定大于壓縮時(shí)的彈性勢(shì)能.故D錯(cuò)誤. 故選C 14.以下哪個(gè)物體具有彈性勢(shì)能 ( ) A. 卷緊的發(fā)條 B. 拉開(kāi)的弓 C. 飛行的子彈 D. 燒開(kāi)的水 【答案】AB 【解析】 【分析】 利用彈性勢(shì)能的定義,分析出物體具有彈性勢(shì)能的特征,從而可判定出選擇項(xiàng)中提到的物體是否具有彈性勢(shì)能; 【詳解】A、卷緊的發(fā)條和拉開(kāi)的弓都具有彈性形變,則具有彈射勢(shì)能,故選項(xiàng)AB正確; C、飛行的子彈和燒開(kāi)的水,沒(méi)有發(fā)生彈性形變,所以不具有彈性勢(shì)能,故CD錯(cuò)誤。 【點(diǎn)睛】判定物體具有什么形式的機(jī)械能,要利用該形式機(jī)械能的特征去判定:具有動(dòng)能的特征是運(yùn)動(dòng)、重力勢(shì)能的特征是舉高、彈性勢(shì)能的特征是發(fā)生彈性形變。 15.關(guān)于彈性勢(shì)能,以以下說(shuō)法正確的是 ( ) A. 任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能 B. 物體只要發(fā)生形變,就一定具有彈性勢(shì)能 C. 外力對(duì)彈性物體做功,物體的彈性勢(shì)能就發(fā)生變化 D. 彈簧的彈性勢(shì)能只由彈簧的形變量決定 【答案】AC 【解析】 【分析】 任何物體發(fā)生彈性形變時(shí),都具有彈性勢(shì)能,彈簧伸長(zhǎng)和壓縮時(shí)都有彈性勢(shì)能,同一個(gè)彈簧形變量越大,彈性勢(shì)能就越大; 【詳解】A、由彈性勢(shì)能的定義和相關(guān)因素可知,發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間,由于彈力作用而具有的勢(shì)能,叫做彈性勢(shì)能,所以,任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢(shì)能,故A正確; B、物體發(fā)生了形變,若是非彈性形變,無(wú)彈力作用,則物體就不具有彈性勢(shì)能,故B錯(cuò)誤; C、外力對(duì)彈性物體做功,根據(jù)功能關(guān)系可知物體的彈性勢(shì)能必然發(fā)生變化,故C正確; D. 彈簧的彈性勢(shì)能只由彈簧的形變量和勁度系數(shù)決定,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵明確彈性勢(shì)能的概念,知道影響彈性勢(shì)能大小的因素。 16.關(guān)于重力做功與重力勢(shì)能的說(shuō)法正確的是 ( ) A. 重力對(duì)物體所做的功等于物體所具有的重力勢(shì)能 B. 物體克服重力所做的功等于物體所具有的重力勢(shì)能 C. 重力對(duì)物體所做的功等于物體重力勢(shì)能的減少量 D. 物體克服重力所做的功等于物體重力勢(shì)能的增加量 【答案】CD 【解析】 【分析】 重力做功與路徑無(wú)關(guān),與首末位置的高度差有關(guān),重力做正功,重力勢(shì)能減小,重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增大; 【詳解】A、重力做正功,重力勢(shì)能減小,重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增大,重力所做的功等于重力勢(shì)能的變化量,故AB錯(cuò)誤; C、重力做正功,重力勢(shì)能減小,所以重力對(duì)物體所做的功等于物體重力勢(shì)能的減小量,C正確; D、重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增大。所以物體克服重力所做的功等于物體重力勢(shì)能的增加量,D正確。 【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道重力做功的特點(diǎn),以及掌握重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系。 17.關(guān)于重力做功與重力勢(shì)能的說(shuō)法正確的是 ( ) A. 重力對(duì)物體所做的功等于物體所具有的重力勢(shì)能 B. 物體克服重力所做的功等于物體所具有的重力勢(shì)能 C. 重力對(duì)物體所做的功等于物體重力勢(shì)能的減少量 D. 物體克服重力所做的功等于物體重力勢(shì)能的增加量 【答案】CD 【解析】 【分析】 重力做功與路徑無(wú)關(guān),與首末位置的高度差有關(guān),重力做正功,重力勢(shì)能減小,重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增大; 【詳解】A、重力做正功,重力勢(shì)能減小,重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增大,重力所做的功等于重力勢(shì)能的變化量,故AB錯(cuò)誤; C、重力做正功,重力勢(shì)能減小,所以重力對(duì)物體所做的功等于物體重力勢(shì)能的減小量,C正確; D、重力做負(fù)功,重力勢(shì)能增大。所以物體克服重力所做的功等于物體重力勢(shì)能的增加量,D正確。 【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道重力做功的特點(diǎn),以及掌握重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系。 18.如圖所示,在光滑水平面上有一物體,它的左端接連著一輕彈簧,彈簧的另一端固定在墻上.在力F作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)撤去力F后,物體將向右運(yùn)動(dòng),在物體向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是( ) A. 彈簧的彈性勢(shì)能逐漸減少 B. 物體的機(jī)械能不變 C. 彈簧的彈性勢(shì)能先減少后增大 D. 物體的動(dòng)能逐漸增大 【答案】C 【解析】 【詳解】當(dāng)撤去F后,物體向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,彈簧先由壓縮狀態(tài)變到原長(zhǎng),再伸長(zhǎng),所以形變量先減小后增大,則彈簧的彈性勢(shì)能先減少再增加故D正確.故選D. 【點(diǎn)睛】本題要知道彈簧壓縮或伸長(zhǎng)時(shí)都具有彈性勢(shì)能,其大小均與形變量的大小有關(guān). 19.在光滑水平面上有一物體,它的左端連一彈簧,彈簧的另一端固定在墻上,在力 F 作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài),當(dāng)撤去 F 后,在物體向右運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,彈簧彈力對(duì)物體的做功情況,下列說(shuō)法正確的是( ) A. 彈簧對(duì)物體做正功 B. 彈簧對(duì)物體做負(fù)功 C. 彈簧先對(duì)物體做正功,后對(duì)物體做負(fù)功 D. 彈簧先對(duì)物體做負(fù)功,后對(duì)物體做正功 【答案】C 【解析】 【分析】 彈簧與物體相聯(lián),則彈簧會(huì)先從壓縮狀態(tài)恢復(fù)原長(zhǎng),再?gòu)脑L(zhǎng)伸長(zhǎng),故彈簧先對(duì)物體做正功,后對(duì)物體做負(fù)功; 【詳解】撤去F后,彈力先為推力對(duì)物體做正功,后為拉力,對(duì)物體做負(fù)功,彈簧先從壓縮狀態(tài)恢復(fù)原長(zhǎng),彈性勢(shì)能減少,后從原長(zhǎng)伸長(zhǎng),彈性勢(shì)能增加,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)ABD錯(cuò)誤。 【點(diǎn)睛】本題也可能用彈性勢(shì)能與彈力做功的對(duì)應(yīng)關(guān)系來(lái)做。 20.下列關(guān)于彈簧的彈力和彈性勢(shì)能的說(shuō)法正確的是( ) A. 彈力與彈簧的形變量成正比,彈性勢(shì)能與彈簧的形變量成正比 B. 彈力與彈簧的形變量的平方成正比,彈性勢(shì)能與彈簧的形變量成正比 C. 彈力與彈簧的形變量成正比,彈性勢(shì)能與彈簧的形變量的平方成正比。 D. 彈力與彈簧的形變量的平方成正比,彈性勢(shì)能與彈簧的形變量的平方成正比 【答案】C 【解析】 【分析】 根據(jù)胡克定律和彈性勢(shì)能的表達(dá)式,可知彈力與彈簧的形變量成正比,彈性勢(shì)能與彈簧的形變量的平方成正比。 【詳解】根據(jù)胡克定律,可知彈力與彈簧的形變量成正比 根據(jù)彈性勢(shì)能的表達(dá)式,可知彈性勢(shì)能與彈簧的形變量的平方成正比, 故C正確,ABD錯(cuò)誤。 【點(diǎn)睛】本題要記住胡克定律和彈性勢(shì)能的表達(dá)式即可,但是高中階段關(guān)于彈性勢(shì)能的表達(dá)式不要求用來(lái)進(jìn)行運(yùn)算,主要用來(lái)定性討論。 三、判斷題 21.如果取彈簧伸長(zhǎng)Δx時(shí)的彈性勢(shì)能為0,則彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能為負(fù)值。(____) 【答案】√ 【解析】 【分析】 彈性勢(shì)能具有相對(duì)性,彈性勢(shì)能的變化根據(jù)判定勢(shì)能的大小以及變化; 【詳解】如果取彈簧伸長(zhǎng)△x時(shí)的彈性勢(shì)能為0,彈簧回復(fù)原長(zhǎng),彈力對(duì)彈簧做正功,彈性勢(shì)能減小,故彈簧處于原長(zhǎng)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能為負(fù)值,故本題正確。 【點(diǎn)睛】本題考查對(duì)彈簧彈性勢(shì)能的理解,掌握彈簧的彈性勢(shì)能與彈力做功的關(guān)系公式就能輕松解答。 22.秋千在最高處蕩向最低處時(shí),是物體的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能。(____) 【答案】 【解析】 【分析】 動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能的選項(xiàng)應(yīng)該具備動(dòng)能減?。ㄋ俣葴p?。?,重力勢(shì)能增大(所處高度增大)或彈性勢(shì)能增大(彈性形變程度變大)的條件; 【詳解】秋千由最高處向最低處蕩去,所處高度減小,速度變大,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,故本題錯(cuò)誤。 【點(diǎn)睛】能量轉(zhuǎn)化的題目必定有一種能量減少,另一種能量增加,但是能量總量是不變的。 23.彈性勢(shì)能可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化。(____) 【答案】√ 【解析】 【分析】 能量之間可以相互轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化,在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量守恒; 【詳解】對(duì)彈簧做功彈性勢(shì)能增加,其他形式的能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能;彈簧對(duì)外做功,彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,且能量守恒,即彈性勢(shì)能可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化,故本題正確。 【點(diǎn)睛】本題考查能量之間的轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化,能量之間可以相互轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化,在轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量守恒。 24.彈簧壓縮時(shí)彈性勢(shì)能也為負(fù)值。(____) 【答案】 【解析】 【分析】 彈力做正功彈性勢(shì)能減小,克服彈力做功,彈性勢(shì)能增加,由此分析; 【詳解】當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度為原長(zhǎng)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能為零;彈簧拉伸時(shí),彈性勢(shì)能為正值;彈簧壓縮時(shí)克服彈力做功,彈性勢(shì)能增加,故彈性勢(shì)能是正值,故本題錯(cuò)誤。 【點(diǎn)睛】本題考查彈力做功和彈性勢(shì)能的關(guān)系,根據(jù)功能關(guān)系分析即可。 25.彈性勢(shì)能在國(guó)際單位中的單位是焦耳。(____) 【答案】√ 【解析】 【分析】 掌握彈性勢(shì)能的單位,實(shí)際上各中能量的單位都是焦耳; 【詳解】彈性勢(shì)能在國(guó)際單位中的單位是焦耳,故本題正確。 【點(diǎn)睛】本題考查彈性勢(shì)能的單位,實(shí)際上各中能量的單位都是焦耳。 四、簡(jiǎn)答題 26.如圖所示,質(zhì)量為m物體靜止在地面上,物體上面連著一個(gè)直立的輕質(zhì)彈簧,彈簧的勁度系數(shù)為k?,F(xiàn)用手拉住彈簧上端,使彈簧上端緩慢提升高度h,此時(shí)物體已經(jīng)離開(kāi)地面,求拉力所做的功。 【答案】 【解析】 【分析】 彈性勢(shì)能可以利用平均力做功來(lái)求或者利用圖像來(lái)求彈射勢(shì)能均可以; 【詳解】由題可知,拉力所做的功轉(zhuǎn)化為物體增加的重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能,則: 物體在向上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧的伸長(zhǎng)量為 則物體上升的高度為 則物體重力勢(shì)能的增加量為 彈性勢(shì)能增加量為: 即拉力的功為:。 【點(diǎn)睛】由于物體緩慢移動(dòng),動(dòng)能認(rèn)為不變,則根據(jù)功能關(guān)系可知拉力做功全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能和彈射勢(shì)能。 27.一升降機(jī)在箱底裝有若干個(gè)彈簧,如圖所示,設(shè)在一次事故中,升降機(jī)的吊索在空中斷裂,忽略摩擦力,則升降機(jī)從彈簧下端觸地直到最低點(diǎn)的過(guò)程中彈力和重力做功大小比較。 【答案】先是彈力做的負(fù)功小于重力做的正功,然后是彈力做的負(fù)功大于重力做的正功 【解析】 【分析】 當(dāng)物體所受合力方向與速度方向相同時(shí),速度增加,當(dāng)物體所受合力方向與速度方向相反時(shí),速度減小,分析升降機(jī)的受力情況,根據(jù)動(dòng)能定理分析彈力做功與重力做功的關(guān)系; 【詳解】升降機(jī)在從彈簧下端觸地后直到最低點(diǎn)的一段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,開(kāi)始階段,重力大于彈簧的彈力,加速度方向向下,隨著彈力增大,合力減小,加速度減小,即向下做加速度減小的變加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)重力和彈力相等時(shí),加速度為零;后來(lái),彈力大于重力,加速度方向向上,彈力增大,合力增大,加速度增大,即向下做加速度增大的變減速運(yùn)動(dòng),綜上所述:開(kāi)始階段,升降機(jī)的動(dòng)能增大,由動(dòng)能定理知,彈力做的負(fù)功小于重力做的正功,后來(lái),動(dòng)能減小,由動(dòng)能定理知,彈力做的負(fù)功大于重力做的正功。 【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵會(huì)根據(jù)牛頓第二定律判斷加速度的變化,會(huì)根據(jù)加速度方向與速度方向的關(guān)系判斷速度的變化。 28.簡(jiǎn)述我們?cè)谔骄繌椥詣?shì)能的表達(dá)式過(guò)程中主要難點(diǎn)在哪里?我們?nèi)绾慰朔@個(gè)難點(diǎn)? 【答案】難點(diǎn)在計(jì)算彈力做的功,具體見(jiàn)解析 【解析】 【分析】 探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式,細(xì)心研讀教材即可了解; 【詳解】難點(diǎn)在計(jì)算彈力做的功,因?yàn)閺椓υ谧龉Φ倪^(guò)程中,彈力本身不斷隨位移發(fā)生變化; 我們克服這個(gè)難點(diǎn)的辦法是微元法,當(dāng)把位移劃分為許多無(wú)限小段時(shí),在發(fā)生每一小段位移的過(guò)程中,彈力可視為恒力。 【點(diǎn)睛】本題考查探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式,細(xì)心研讀教材即可了解,同時(shí)掌握微元法的應(yīng)用。 五、計(jì)算題 29.質(zhì)量為1kg的物體放在粗糙水平面上,動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,物塊左側(cè)與輕彈簧相連,彈簧另一端固定在豎直墻面上?,F(xiàn)把物塊拉至彈簧伸長(zhǎng)到10cm處,由靜止釋放,當(dāng)物塊第一次通過(guò)彈簧壓縮5cm處時(shí)速度為5m/s,g取,求這一過(guò)程中彈簧彈性勢(shì)能的變化量。 【答案】12.65J 【解析】 【分析】 彈簧彈性勢(shì)能的減小量等于其對(duì)外做的功,本題也可以對(duì)滑塊受力分析后根據(jù)動(dòng)能定理列式分析; 【詳解】根據(jù)能量守恒,彈簧彈性勢(shì)能的變化量等于物體摩擦力做功所產(chǎn)生的熱量加上物體通過(guò)彈簧壓縮處時(shí)的動(dòng)能 物體運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的摩擦力為: 克服摩擦力做功為: 壓縮5CM處的動(dòng)能就是: 所以,彈簧彈性勢(shì)能的變化量。 【點(diǎn)睛】本題考查含彈簧的功能關(guān)系問(wèn)題,關(guān)鍵是明確兩個(gè)功能關(guān)系:合力做功等于動(dòng)能的變化,彈簧彈力做功等于彈性勢(shì)能的減小量。 30.在水平地面上放著一個(gè)豎直的輕彈簧,彈簧上端與一個(gè)質(zhì)量為2.0kg的木塊相連,若木快上再作用一個(gè)豎直向下的力F,是木塊緩慢向下移動(dòng)0.1m,力F做功2.5J,此時(shí)木塊再次處于平衡狀態(tài),力F的大小為50N。 求:(1)在木塊下移0.10m的過(guò)程中彈性勢(shì)能的增加量 (2)彈簧的進(jìn)度系數(shù) 【答案】(1)4.5J (2)500N/m 【解析】 【分析】 根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒:彈簧彈性勢(shì)能的增加量等于力F做的功與木塊重力勢(shì)能的減少量之和;根據(jù)胡克定律結(jié)合共點(diǎn)力平衡條件列式求解彈簧勁度系數(shù); 【詳解】(1)彈簧彈性勢(shì)能的增加量等于力F做的功與木塊重力勢(shì)能的減少量之和 故彈簧的彈性勢(shì)能增加量:; (2)剛開(kāi)始,沒(méi)有F作用時(shí),木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),則有: 當(dāng)F作用時(shí),木塊下移,再次平衡時(shí)有: 根據(jù)可得:。 【點(diǎn)睛】本題的關(guān)鍵是對(duì)木塊和彈簧系統(tǒng)運(yùn)用功能關(guān)系,要明確系統(tǒng)中哪些能量減少、哪些能量增加。 31.如圖所示,質(zhì)量為m物體靜止在地面上,物體上面連著一個(gè)直立的輕質(zhì)彈簧,彈簧的勁度系數(shù)為k?,F(xiàn)用手拉住彈簧上端,使彈簧上端緩慢提升高度h,此時(shí)物體已經(jīng)離開(kāi)地面,求拉力所做的功。 【答案】 【解析】 【分析】 彈性勢(shì)能可以利用平均力做功來(lái)求或者利用圖像來(lái)求彈射勢(shì)能均可以; 【詳解】由題可知,拉力所做的功轉(zhuǎn)化為物體增加的重力勢(shì)能和彈性勢(shì)能,則: 物體在向上的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中彈簧的伸長(zhǎng)量為 則物體上升的高度為 則物體重力勢(shì)能的增加量為 彈性勢(shì)能增加量為: 即拉力的功為:。 【點(diǎn)睛】由于物體緩慢移動(dòng),動(dòng)能認(rèn)為不變,則根據(jù)功能關(guān)系可知拉力做功全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能和彈射勢(shì)能。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 遼寧省大連市高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律 7.5 探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式同步測(cè)試 新人教版必修2 遼寧省 大連市 高中物理 第七 機(jī)械能 守恒定律 探究 彈性 勢(shì)能 表達(dá)式 同步 測(cè)試 新人 必修
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