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探究弹性势能的表达式一、选择题(其中第14题为单选题,第57题为多选题)1关于弹簧的弹性势能,下列说法错误的是()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2如图所示中的几个运动过程中,物体弹性势能增加的是()A如图甲,跳高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3在探究弹力与弹簧伸长的关系实验中,通过实验作出弹簧弹力F(N)与弹簧的伸长量x(m)的关系曲线,如下图中正确的是()4在一次实验中,一个压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小物体,测得弹簧压缩的距离d和小球在粗糙水平面滑动的距离x的数据如下表所示。由此表可以归纳出小物体滑动的距离x跟弹簧压缩的距离d之间的关系,并猜测弹簧的弹性势能Ep跟弹簧压缩的距离d之间的关系分别是(选项中k1、k2是常量)()实验次数1234d/cm0.501.002.004.00x/m4.9820.0280.10319.5Axk1d,Epk2dBxk1d,Epk2d2Cxk2d2,Epk1d Dxk1d2,Epk2d25. 如图所示,一个物体以速度v0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物体向墙壁运动相同的位移,弹力做的功不相等C弹簧的弹力做正功,弹性势能减小D弹簧的弹力做负功,弹性势能增加6在一次“蹦极”运动中,人由高空落下,到最低点的过程中,下列说法正确的是()A重力对人做正功B人的重力势能减小了C橡皮绳对人做正功D橡皮绳的弹性势能增加了7. 如图所示,轻弹簧拴着小球放在光滑水平面上,O为弹簧的原长处。现将小球拉至A处后释放,则小球在A、B间往复运动,下列说法正确的是()A从BO,速度不断减小B在O处弹性势能最小C从BO,速度不断增大D在B处弹性势能最小二、非选择题8. 小玲同学平时使用带弹簧的圆珠笔写字,她想估测里面小弹簧在圆珠笔尾端压紧情况下的弹性势能的增加量。请你帮助她完成这一想法。(1)写出实验所用的器材:_。(2)写出实验的步骤和所要测量的物理量(用字母量表示,要求能符合实际并尽量减少误差)。(3)弹性势能的增加量的表达式Ep_。(用测得量表示)9弹簧原长15 cm,受拉力作用后弹簧逐渐伸长,当弹簧伸长到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?参考答案1解析:弹性势能的大小跟形变的大小有关,形变量越大,弹性势能也越大。对于弹簧来说,弹性势能还与劲度系数有关,当形变量一定时,劲度系数越大的弹簧弹性势能也越大,故说法正确的选项为A、B、C,本题应选D。答案:D2解析:甲图:从压竿到竿伸直的过程,弹力做正功,弹性势能减小;乙图:弹簧伸长时,弹力做负功,弹性势能增加;丙图:发射模型的过程中,橡皮筋的弹力做正功,弹性势能减小;丁图:小球向上弹起的过程中,弹力做正功,弹性势能减小。答案:B3解析:由胡克定律Fkx可知B选项正确。答案:B4解析:研究表中的d、x各组数值不难看出xk1d2,又弹性势能的减少等于物体克服摩擦力所做的功,即Epmgxmgk1d2k2d2,所以正确选项为D。答案:D5解析:由功的公式WFl知,恒力做功时,做功的多少与物体的位移成正比,而弹簧对物体的弹力是一个变力Fkl,所以A不正确。弹簧开始被压缩时弹力小,弹力做的功也少,弹簧的压缩量变大时,物体移动相同的距离做的功多,故B正确。物体压缩弹簧的过程,弹簧的弹力与弹力作用点的位移方向相反,所以弹力做负功,弹簧的压缩量增大,弹性势能增大,故C错误,D正确。答案:BD6解析:人从高空落到最低点的过程中,重力做正功,人的重力势能减小,橡皮绳对人做负功,橡皮绳的弹性势能增加,故A、B、D正确。答案:ABD7解析:弹簧的弹性势能与形变量有关,在O点处为弹簧的原长,弹性势能最小,故B对,D错;从BO过程中,弹力对小球做正功,速度不断增大,故A错,C对,正确选项为B、C。答案:BC8解析:(1)刻度尺、天平。(2)将圆珠笔紧靠刻度尺竖直放在桌面上;在桌面上将圆珠笔尾端压紧,记下笔尖处的读数x1;突然放开圆珠笔,观察并记下笔尖到达最高处的读数x2;用天平测出圆珠笔的质量m。(3)mg(x2x1)。答案:(1)刻度尺、天平(2)见解析(3)mg(x2x1)9解析:(1)由Fkx得,k N/m8 000 N/m。(2)由于F=kx,作出F-x图象,如图所示,求出图中阴影的面积,即为弹力做功的绝对值,由于伸长过程中弹力F与x方向相反,故弹力做负功,W=-4000.05 J=-10 J。(3)弹性势能的变化Ep=-W,即Ep=10 J0,表示弹性势能增加10 J。答案:(1)8 000 N/m(2)-10 J(3)增加10 J
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