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2019-2020年高中物理 基礎(chǔ)知識篇 第七章 第五節(jié) 探究彈性勢能的表達式同步練測 新人教版必修2 建議用時 實際用時 滿分 實際得分 45分鐘 100分 一、選擇題（本題包括10小題，每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得5分，選對但不全的得2分，有選錯或不選的得0分，共50分） 1.關(guān)于彈性勢能，下列說法正確的是（ ） .發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能 .只有彈簧在發(fā)生彈性形變時才具有彈性勢能 .彈性勢能可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化 .彈性勢能在國際單位制中的單位是焦耳 2.關(guān)于彈簧的彈性勢能，下列說法中正確的是（ ） .當(dāng)彈簧變長時，它的彈性勢能一定增加 .當(dāng)彈簧變短時，它的彈性勢能一定減少 .在拉伸長度相同時，越大的彈簧，它的彈性勢能越大 .彈簧在拉伸時的彈性勢能一定大于壓縮時的彈性勢能 3.如圖1所示，一個物體以速度沖向豎直墻壁，墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮，在此過程中以下說法正確的是（ ） .物體對彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比 .物體向墻壁運動相同的位移，彈力做的功不相等 .彈簧的彈力做正功，彈性勢能減少 .彈簧的彈力做負(fù)功，彈性勢能增加 圖2 圖1 4.如圖2所示，質(zhì)量相等的兩木塊中間連有一彈簧，今用力緩慢向上提,直到恰好離開地面.開始物體靜止在彈簧上面.設(shè)開始時彈簧的彈性勢能為,剛要離開地面時，彈簧的彈性勢能為,則關(guān)于的大小關(guān)系及彈性勢能變化說法中正確的是（ ） . . .Δ .Δ 5.一根彈簧的彈力—位移圖線如圖3所示，那么彈簧由伸長量到伸長量的過程中，彈簧做的功和彈性勢能的變化量為（ ） 圖3  . . . 6.先后用兩只不同的彈簧()拉著同一物體沿同一粗糙水平面勻速運動時，就兩彈簧的彈性勢能的大小，下列說法正確的是（ ） .的彈性勢能大 .的彈性勢能大 .彈性勢能相同 .無法判斷 圖4 7.如圖4所示，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，在力的作用下物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)撤去后，物體將向右運動.在物體向右運 動的過程中，下列說法正確的是（ ） .彈簧對物體做正功，彈簧的彈性勢能逐漸減少 .彈簧對物體做負(fù)功，彈簧的彈性勢能逐漸增加 .彈簧先對物體做正功，后對物體做負(fù)功，彈簧的彈性勢能先減少再增加 .彈簧先對物體做負(fù)功，后對物體做正功，彈簧的彈性勢能先增加再減少 8.關(guān)于彈性勢能和重力勢能，下列說法不正確的是（ ） .重力勢能屬于物體和地球這個系統(tǒng)，彈性勢能屬于發(fā)生彈性形變的物體 .重力勢能是相對的，彈性勢能是絕對的 .重力勢能和彈性勢能都是相對的 .重力勢能和彈性勢能都是狀態(tài)量 圖5 9.如圖5所示，一輕彈簧一端固定于點，另一端系一重物，將重物從與懸點在同一水平面且彈簧保持原長的點無初速度釋放，讓它自由擺下，不計空氣阻力，在重物由點擺向最低點 的過程中，正確的是（ ） .重力做正功，彈力不做功 .重力做正功，彈力做正功 .若用與彈簧原長相等的細(xì)繩代替彈簧后，重力做正功，彈力不做功 .若用與彈簧原長相等的細(xì)繩代替彈簧后，重力做功不變，彈力不做功 圖6 10.如圖6所示，一個物體以速度沖向與豎直墻壁相連的輕質(zhì)彈簧，墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮，在此過程中以下說法正確的是（ ） .物體對彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比 .物體向墻壁運動相同的位移，彈力做的功不相等 .彈力做正功，彈簧的彈性勢能減小 .彈簧的彈力做負(fù)功，彈性勢能增加 二、填空題（本題20分） 11.通過理論分析可得出彈簧的彈性勢能公式（式中為彈簧的勁度系數(shù)，為彈簧長度的變化量）.為驗證這一結(jié)論，兩位同學(xué)設(shè)計了以下的實驗： 圖7 ①兩位同學(xué)首先都進行了如圖7甲所示的實驗：將一根輕質(zhì)彈簧豎直掛起，在彈簧的另一端掛上一個已知質(zhì)量為的小鐵球，穩(wěn)定后測得彈簧伸長. ②同學(xué)完成步驟①后，接著進行了如圖7乙所示的實驗：將這根彈簧豎直地固定在水平桌面上，并把小鐵球放在彈簧上，然后豎直地套上一根帶有插銷孔的長透明塑料管，利用插銷壓縮彈簧.拔掉插銷時，彈簧對小球做功，使小球彈起，測得彈簧的壓縮量和小鐵球上升的最大高度. ③同學(xué)完成步驟①后，接著進行了如圖7丙所示的實驗：將這根彈簧放在水平桌面上，一端固定在豎直墻上，另一端被小鐵球壓縮，測得壓縮量為，釋放彈簧后，小鐵球從高為的桌面上水平拋出，拋出的水平距離為. （1）兩位同學(xué)進行圖甲所示的實驗是為了確定什么物理量？請用表示所求的物理量 . （2）如果成立，同學(xué)測出的物理量與 、的關(guān)系式： . 同學(xué)測出的物理量與、、的關(guān)系式： . （3）試分別分析兩位同學(xué)實驗誤差的主要來源 . 三、簡答、計算題（本題共2小題，每題15分，共30分.解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位） 圖8 12.北京奧運會上中國選手何雯娜獲冠軍，她做“蹦床運動”時，受到的彈力的變化規(guī)律如圖8所示.試分析何雯娜在段時間內(nèi)彈性勢能、重力勢能怎樣變化？內(nèi)又如何變化？ 13.在水平地面上放一個豎直輕彈簧，彈簧上端與一個質(zhì)量為的木塊相連，若在木塊上再作用一個豎直向下的力，使木塊緩慢向下移動，力做功,此時木塊再次處于平衡狀態(tài)，如圖9所示.求： （1）在木塊下移的過程中重力勢能的減少量； （2）在木塊下移的過程中彈性勢能的增加量. 圖9 7.5 探究彈性勢能的表達式 得分： 一、 選擇題 題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 二、填空題 11.（1） （2） （3） 三、計算題 12. 13. 7.5 探究彈性勢能的表達式 參考答案 一、選擇題 1. 解析：發(fā)生彈性形變的物體的各部分之間由于有彈力的作用都具有彈性勢能，A正確，B錯誤；彈性勢能跟重力勢能一樣，可以與其他形式的能相互轉(zhuǎn)化，C正確；所有能的單位跟功的單位都相同，在國際單位制中的單位都是焦耳，D正確. 2. 解析：彈簧的彈性勢能的大小，除了跟勁度系數(shù)有關(guān)外，還跟它的形變量有關(guān).如果彈簧原來處在壓縮狀態(tài)，當(dāng)它變長時，它的彈性勢能減少，在原長處時其彈性勢能最小，所以A、B、D均不對. 3. 解析：由功的計算公式知，恒力做功時，做功的多少與物體的位移成正比，而彈簧對物體的彈力是一個變力，，所以A不正確；彈簧開始被壓縮時彈力小，彈力做的功也少，彈簧的壓縮量變大時，物體移動相同的距離做的功多，故B正確；物體壓縮彈簧的過程，彈簧的彈力與彈力作用點的位移方向相反，所以彈力做負(fù)功，彈簧的壓縮量增大，彈性勢能增加，故C錯誤，D正確. 4. 解析：開始時彈簧形變量為,有.剛要離開地面時彈簧形變量為,有.由于，所以,,A對. 5. 解析：-圖線與軸圍成的面積表示彈力做的功..彈性勢能減少了,C正確. 6. 解析：由于拉力相同，，① 彈簧的彈性勢能② 由①②可得，因，所以. 7. 解析：彈簧由壓縮到原長再到伸長，剛開始時彈力方向與運動方向同向,彈力做正功，彈性勢能減小.越過原長位置后彈力方向與運動方向相反，彈力做負(fù)功，故彈性勢能增加，所以只有C正確，A、B、D錯誤. 8.解析：重力勢能、彈性勢能都是相對于勢能零點而言的，B錯，A、C、D對，故只選B. 9.解析：用細(xì)繩拴住小球向下擺動時重力做正功，彈力不做功，C對；用彈簧拴住小球下擺時，彈簧要伸長，重力做正功，且做功多，小球軌跡不是圓弧，彈力做負(fù)功，A、B、D錯. 10.解析：由功的計算公式知，恒力做功時，做功的多少與物體的位移成正比，而彈簧對物體的彈力是一個變力，所以A不正確.彈簧開始被壓縮時彈力小，移動相同距離，彈力做的功也少，彈簧的壓縮量變大時，物體移動相同的距離做的功多，故B正確.物體壓縮彈簧的過程，彈簧的彈力與彈力作用點的位移方向相反，所以彈力做負(fù)功，彈簧的壓縮量增大，彈性勢能增大，故C錯誤，D正確. 二、填空題 11.(1)確定彈簧的勁度系數(shù) （2） （3）同學(xué)實驗時，不易精確確定小球上升的最大高度，而且小球上升時有可能與塑料管內(nèi)壁接觸，產(chǎn)生摩擦從而帶來實驗誤差.同學(xué)實驗時，小鐵球與水平桌面之間的摩擦?xí)o實驗帶來誤差 解析：（1）要探究,就必須先確定，圖甲中的實驗?zāi)康木褪菫榱舜_定彈簧的勁度系數(shù)，由平衡條件得,即. （2）圖乙中彈簧的彈性勢能等于小球的重力勢能,若成立，則有,得到.圖丙中彈簧的彈性勢能等于小球的動能,小球獲得速度后做平拋運動，則有,聯(lián)立得,若成立，則有,得到. （3）同學(xué)實驗時小球上升的最高點位置不易確定，小球上升時與塑料管之間產(chǎn)生摩擦帶來誤差；同學(xué)實驗時，小鐵球與水平桌面間有摩擦?xí)碚`差. 三、簡答、計算題 12.段時間內(nèi)，彈性勢能不變，重力勢能先變大再變小；段時間內(nèi)彈性勢能先變大再變小，重力勢能先變小再變大. 提示：段時間內(nèi)在空中，不受彈力作用，段時間內(nèi)與蹦床接觸，是先下落又上升的過程. 13.（1）（2） 解析：（1）據(jù)重力做功與重力勢能的關(guān)系有. （2）據(jù)彈力做功與彈性勢能變化的關(guān)系有：. 又因木塊緩慢下移，力與重力的合力與彈力等大反向，所以, 所以彈性勢能增量.