第七章 第五节
1.弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关( ) A.弹簧的长度 C.弹簧的形变量 答案:BC
2.如图所示的几个运动过程中,物体弹性势能增加的是( )
B.弹簧的劲度系数 D.弹簧的原长
A.如图甲,撑竿跳运动员从压竿到竿伸直的过程中,竿的弹性势能 B.如图乙,人拉长弹簧的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
解析:甲中杆的弹性势能先增加后减小,乙中弹簧的弹性势能增加,丙中橡皮筋的弹性势能减小,丁中弹簧向上弹起的过程中,弹簧的弹性势能减小,故B正确,A、C、D错误.
答案:B
3.在一次“蹦极”运动中,人由高空落下到降至最低点的整个过程中,下列说法中不正.确的是( )
A.重力对人做正功 B.人的重力势能减少了 C.橡皮绳对人做负功 D.橡皮绳的弹性势能减少了
解析:在“蹦极”运动中,人由高空落下到最低点的过程中,重力方向和位移方向均向下,重力对人做正功,重力势能减少,A、B正确,在人和橡皮绳相互作用的过程中,橡皮绳对人
的拉力向上,人的位移方向向下,橡皮绳的拉力对人做负功,橡皮绳的弹性势能增加,C正确,D错误;故选D.
答案:D
4.如果取弹簧伸长Δx时的弹性势能为0,则下列说法中正确的是( ) A.弹簧处于原长时,弹簧的弹性势能为正值 B.弹簧处于原长时,弹簧的弹性势能为负值 C.当弹簧的压缩量为Δx时,弹性势能的值为0 D.只要弹簧被压缩,弹性势能的值都为负值
解析:如果取弹簧伸长Δx时的弹性势能为0,则回到原长时弹力做正功,弹性势能减小,因而弹性势能为负值.从伸长Δx再到压缩量为Δx,弹力做功为零,弹性势能的改变量为零,弹性势能的值为0,伸长量小于Δx,弹性势能都为负值.
答案:BC
5.弹簧原长L0=15 cm,受拉力作用后弹簧逐渐伸长,当弹簧伸长到L1=20 cm时,作用在弹簧上的力为400 N,问:
(1)弹簧的劲度系数k为多少? (2)在该过程中弹力做了多少功? (3)弹簧的弹性势能变化了多少? 解析:
F400
(1)据胡克定律F=kx得k== N/m=8 000 N/m.
x0.05
(2)由于F=kx,作出F-x图象如图所示,求出图中阴影部分的面积,即为弹力做功的绝对值.由于在伸长过程中弹力F方向与位移x方向相反,故弹力F在此过程中做负功,
1
W=-×400×0.05 J=-10 J.
2
(3)弹力F做负功,则弹簧弹性势能增加,且做功的多少等于弹性势能的变化量,ΔEp=10 J.
答案:(1)8 000 N/m (2)-10 J (3)10 J
(时间:45分钟 满分:60分)
知识点及角度 弹性势能 弹力做功与弹性势能关系 弹性势能与重力势能比较 难易度及题号 基础 1 2、3 4、6 中档 5、9、10 7、8 稍难 一、选择题(共8个小题,每题5分,共40分) 1.关于弹簧的弹性势能,下列说法正确的是( ) A.弹簧的弹性势能跟拉伸(或压缩)的长度有关 B.弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关
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,跟使弹簧发生形变的物体有关
解析:弹簧的弹性势能与劲度系数有关,与拉伸(或压缩)的长度有关. 答案:ABC
2.如图所示,某同学利用橡皮条将模型飞机弹出,在弹出过程中,下述说法正确的是( )
A.橡皮条收缩,弹力对飞机做功 B.飞机的动能增加 C.橡皮条的弹性势能减少
D.飞机的重力势能减小,转化为飞机的动能
解析:飞机弹出过程中,橡皮条弹性势能转化为飞机动能,故A、B、C正确. 答案:ABC
3.如图所示,轻弹簧下端系一重物,O点为其平衡位置,今用手向下拉重物,第一次把它直接拉到A点,弹力做功W1,第二次把它拉到B点后再让其回到A点,弹力做功W2,则这两次弹力做功的关系为( )
A.W1<W2 C.W2=2W1
B.W1=2W2 D.W1=W2
1
解析:据Ep=kx2,两次x相同,故选D.
2
答案:D
4.如图所示,一轻弹簧一端固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物由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
5.先后用两只不同的弹簧A、B(kA>kB)拉着同一物体沿同一粗糙水平面匀速运动时,就两弹簧的弹性势能的大小,下列说法正确的是( )
A.A的弹性势能大 B.B的弹性势能大 C.A、B弹性势能相同 D.无法判断
解析:由于拉力相同F=kl① 1
弹簧的弹性势能Ep=kl2②
2
F2
由①②式可得Ep=,因kA>kB,所以EpA 2k答案:B 6.如图所示,小明玩蹦蹦杆,在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中,小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是( ) A.重力势能减少,弹性势能增大 B.重力势能增大,弹性势能减少 C.重力势能减少,弹性势能减少 D.重力势能不变,弹性势能增大 解析:弹簧向下压缩的过程中,弹簧压缩量增大,弹性势能增大;重力做正功,重力势能减少,故A正确.