配套K12高中物理人教版必修2习题75探究弹性势能的表达式.docx

1、配套K12高中物理人教版必修2习题75探究弹性势能的表达式5.探究弹性势能的表达式基础巩固1关于弹性势能,下列说法正确的是()A.发生形变的物体都具有弹性势能B.重力势能是相对的,弹性势能是绝对的C.当弹力做功时弹性势能一定增加D.当物体的弹性势能减少时,弹力一定做了正功解析:发生非弹性形变的任何物体各部分之间没有弹性势能,A错;重力势能和弹性势能都是相对参考位置而言的,B错;根据弹力做功与弹性势能的关系可知,只有弹力做负功时弹性势能才能增加,如果弹力做正功,则弹性势能就会减少,故C错,D对。答案:D2如图所示的几个运动过程中,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

2、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,弹簧的弹性势能解析:形变量变大,弹性势能变大,形变量变小,弹性势能变小。题图甲中竿的形变量先变大后变小,题图丙和题图丁中橡皮筋和弹簧的形变量减小,形变量变大的只有题图乙,故选项B正确。答案:B3关于弹性势能,下列说法正确的是()A.当弹簧变长时,它的弹性势能一定增加B.当弹簧变短时,它的弹性势能一定减少C.在拉伸长度相同时,k越大的弹簧,它的弹性势能越大D.弹簧的形变量越大,它的劲度系数k值越大解析:当弹簧被压缩时,弹簧再变长,弹性势能

3、减少,弹簧再变短,弹性势能增加,A、B均错误;在拉伸长度相同时,k越大的弹簧,它的弹性势能越大,C正确;劲度系数k是由弹簧本身的因素决定的,和形变量没关系,D错误。答案:C4关于弹性势能和重力势能,下列说法不正确的是()A.重力势能属于物体和地球这个系统,弹性势能属于发生弹性形变的物体B.重力势能是相对的,弹性势能是绝对的C.重力势能和弹性势能都是相对的D.重力势能和弹性势能都是状态量解析:重力势能具有系统性,弹性势能只属于发生弹性形变的物体,故A正确;重力势能和弹性势能都是相对的,且都是状态量,故B错,C、D正确。答案:B5自由下落的小球,从接触竖直放置的轻弹簧开始,到压缩弹簧有最大形变的过

4、程中()A.小球的速度逐渐减小B.小球、地球组成系统的重力势能逐渐减少C.小球、弹簧组成系统的弹性势能先逐渐增加再逐渐减少D.小球的加速度逐渐增大解析:小球做加速度先减小到零后逐渐增大的变速运动,小球速度先增大后减小,故选项A、D错误。小球的重力势能逐渐减少,由于弹簧的压缩量逐渐增大,因此弹簧的弹性势能逐渐增大,故选项B正确,C错误。答案:B6一根弹簧的弹力位移图线如图所示,那么弹簧由伸长量8 cm到伸长量4 cm的过程中,弹力做的功和弹性势能的变化量为 ()A.3.6 J,-3.6 JB.-3.6 J,3.6 JC.1.8 J,-1.8 J D.-1.8 J,1.8 J解析:F-x围成的面积

5、表示弹力做的功WJJ=1.8 J弹性势能减少1.8 J,C正确。答案:C7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:(1)据胡克定律F=kx得kN/m=8 000 N/m。(2)由于F=kx,作出F-x图象如图所示,求出图中阴影面积,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,W=J=-10 J。(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,Ep

6、=10 J。答案:(1)8 000 N/m(2)-10 J(3)10 J8如图所示,在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为2.0 kg的木块相连,若在木板上再作用一个竖直向下的力F,使木块缓慢向下移动0.10 m,力F做功2.5 J,此时木块再次处于平衡状态,力F的大小为50 N,求:(1)在木块下移0.10 m的过程中弹性势能的增加量。(2)弹簧的劲度系数。解析:弹性势能的增加量等于弹力做负功的值,所以设法求出弹簧弹力做的功是解决问题的关键。(1)木块下移0.10 m的过程中,力F与重力的合力等于弹簧弹力,所以力F和重力做功等于弹簧弹性势能的增加量,故弹性势能的增加量为Ep=WF

7、+mgh=(2.5+2.0100.10) J=4.5 J。(2)由平衡条件得,木块再次处于平衡时F=kh,所以劲度系数kN/m=500 N/m。答案:(1)4.5 J(2)500 N/m能力提升1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/m4.9820.0280.10319.5A.x=k1d,Ep=k2

8、dB.x=k1d,Ep=k2d2C.x=k2d2,Ep=k1d D.x=k1d2,Ep=k2d2解析:研究表中的d、x各组数值不难看出x=k1d2,又弹性势能的减少等于物体克服摩擦力所做的功,即Ep=mgx=mgk1d2=k2d2,所以正确选项为D。答案:D2(多选)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,弹性势能减少D.弹簧的弹力做负功,弹性势能增加解析:由功的计算公式W=Flcos 知,恒力做功时,做功的多

9、少与物体的位移成正比,而弹簧对物体的弹力是一个变力F=kl,所以A错误。弹簧开始被压缩时弹力小,弹力做的功也小,弹簧的压缩量变大时,物体移动相同的位移弹力做的功多,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,弹性势能增加,故C错误,D正确。答案:BD3一升降机机箱底部装有若干根弹簧,设在某次事故中,升降机吊索在空中断裂,忽略摩擦和空气阻力影响,则升降机在从弹簧下端触地直到最低点的一段运动过程中()A.升降机的速度不断减小B.升降机的加速度不断变大C.先是弹力做的负功小于重力做的正功,然后是弹力做的负功大于重力做的正功D.先是弹力做的负功

10、大于重力做的正功,然后是弹力做的负功小于重力做的正功解析:从弹簧下端触地直到最低点的运动过程中,弹簧的弹力不断变大。当弹力小于重力大小时,升降机加速度方向向下,升降机做加速运动,由a,加速度减小,重力做的功要大于弹力做的负功;当弹力大于重力大小时,升降机加速度的方向向上,升降机做减速运动,由a,加速度变大,重力做的功要小于弹力做的负功。答案:C4如图所示,质量相等的两木块中间连有一弹簧,今用力F缓慢向上提A,直到B恰好离开地面。开始时物体A静止在弹簧上面。设开始时弹簧的弹性势能为Ep1,B刚要离开地面时,弹簧的弹性势能为Ep2,则关于Ep1、Ep2大小关系及弹性势能变化Ep,下列说法中正确的是

11、()A.Ep1=Ep2 B.Ep1Ep2C.Ep0 D.Ep0解析:开始时弹簧形变量为x1,有kx1=mg,B刚离开地面时弹簧形变量为x2,有kx2=mg。由于x1=x2,所以Ep1=Ep2,Ep=0,A对。答案:A5(多选)如图所示,一竖直弹簧下端固定于水平地面上,小球从弹簧的正上方高为h的地方自由下落到弹簧上端,经几次反弹以后小球在弹簧上静止于某一点A处,则()A.h越大,弹簧在A点的压缩量越大B.小球第一次到A点的速度与h无关C.小球静止于A点的压缩量与h无关D.小球第一次到达最低点时弹簧的弹性势能与h的大小有关解析:若A处弹簧的压缩量为x,由平衡条件可知,小球静止于A处时,满足kx=m

12、g,xA错,C对;小球下落高度h越大,第一次到A处的速度越大,第一次到最低点时弹簧的压缩量越大,其具有的弹性势能越大,故B错,D对。答案:CD6(多选)某缓冲装置可抽象成如图所示的简单模型。图中K1、K2为原长相等、劲度系数不同的轻质弹簧。下列表述正确的是()A.缓冲效果与弹簧的劲度系数无关B.垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小相等C.垫片向右移动时,两弹簧的长度保持相等D.垫片向右移动时,两弹簧的弹性势能发生改变解析:弹簧劲度系数k越大,向右压缩单位长度弹力越大,物体减速越快,缓冲效果越好,A错。由牛顿第三定律可知两弹簧弹力总是大小相等,B对。由于k1x1=k2x2,k1k2,所以x1x2

13、,又因原长相等,故压缩后两弹簧的长度不相等,C错。弹簧形变量越来越大,弹性势能越来越大,D对。答案:BD7如图所示,一轻弹簧竖直吊在天花板下,a图中弹簧处于自然状态,即弹簧处于原长;b图中弹簧下端挂一质量为m的钩码,静止时弹簧伸长了l;c图中弹簧下端挂一质量为2m的钩码,静止时弹簧伸长了2l。分别取a、b两种状态的势能为零势能,计算各状态下的弹性势能。解析:(1)选a状态自然长度时的势能为零势能(即Epa=0),弹簧的弹力为变力,ab状态,弹力做功为W1=Epbac状态弹力做功为W2=-2mgl所以Epc=2mgl。(2)选b状态的势能为零势能(即Epb=0),bc状态弹力做功为W1=Epcb

14、a状态弹力做功为W2故Epa=答案:见解析8如图所示,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计。物块(可视为质点)的质量为m,在水平桌面上沿x轴运动,与桌面间的动摩擦因数为,以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O,当弹簧的伸长量为x时,物块所受弹簧弹力大小为F=kx,k为常量。(1)请画出F随x变化的示意图;并根据F-x图象求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功。(2)物块由x1向右运动到x3,然后由x3返回到x2,在这个过程中,a.求弹力所做的功,并据此求弹性势能的变化量;b.求滑动摩擦力所做的功;并与弹力做功比较,说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念。解析:(

15、1)F随x变化的关系如图所示。在F-x图象中,面积为外力拉弹簧时弹力所做的功。W(2)a.分段研究:从x1到x3过程中,弹簧的弹力做负功,为W1=从x3到x2过程中,弹簧的弹力做正功,为W2所以整个过程中弹簧的弹力做功为两者之和W=弹簧的弹性势能的变化为末弹性势能减初弹性势能Epb.摩擦力与路程相关。在本题中摩擦力做负功。摩擦力大小为mg,路程为x1x3x2,大小为2x3-x1-x2摩擦力做功为Wf=-mg(2x3-x1-x2)势能的变化只与初末位置有关,与过程无关。通过上式发现,摩擦力做功与过程有关,所以不存在摩擦力势能。答案:(1小学语文学习必须了解的59个通假字，你的孩子都知道吗？1、说

16、（yu）：通“悦”，愉快。学而时习之，不亦说乎？（论语十则）2、女：通“汝”，你。知：通“智”，聪明。诲女知之乎？是知也。（论语十则）3、还：通“旋”，回转，掉转。扁鹊望桓侯而还走。（扁鹊见蔡桓公）4、齐：通“剂”。在肠胃，火齐之所及也。（扁鹊见蔡桓公）5、止：通“只”。担中肉尽，止有剩骨。（狼）6、亡：通“无”河曲智叟亡以应。（愚公移山）亡：通“无”。日之其所亡。（乐羊子妻）7、屏：通“摒”。屏弃而不用，其与昏与庸无以异也。（为学）8、帖：通“贴”。火：通“伙”。对镜帖花黄。火伴皆惊忙。（木兰诗）9、尔：通“耳”，相当于“罢了”。无他，但手熟尔。（买油翁）10、争：通“怎”。争渡，争渡，惊起

17、一滩鸥鹭。（如梦令李清照）11、见，通“现”。路转溪头忽见。（西江月辛弃疾）见：通“现”。才美不外见（马说）见：通“现”。何时眼前突兀见此屋。（茅屋为秋风所破歌）12、（口技）坐：通“座”。满坐寂然，无敢哗者。13、扳：通“攀”，牵，引。日扳仲永环谒于邑人。（伤仲永）14、反：通“返”。寒暑易节，始一反焉。（愚公移山）15、惠：通“慧”，聪明。甚矣，汝之不惠。（愚公移山）16、厝：通“措”，放置。一厝逆东，一厝雍南。（愚公移山）17、那：通“哪”，怎么。问渠那得清如许。（观书有感）18、阙：通“缺”。两岸连山，略无阙处。（三峡）19、强：通“僵”，僵硬。昂首观之，项为之强。（闲情记趣）20、道

18、：通“导”，引导。傧者更道，从大门入。（晏子故事两篇）21、曷：通“何”。缚者曷为者也？（晏子故事两篇）22、熙：通“嬉”，开玩笑。圣人非所与熙也。（晏子故事两篇）23、辑：通“缉”，连缀。饰以玫瑰，辑以翡翠。（买椟还珠）24、遽：通“讵”，岂。此何遽不为福乎？（塞翁失马）25、距：通“拒”，挡。子墨子九距之。（公输）26、诎：通“屈”，折服。公输盘诎，而曰（公输）27、有：通“又”。舟首尾长约八分有奇。（核舟记）28、衡：通“横”。左手倚一衡木。（核舟记）衡：通“横”，梗塞，这里指不顺。困于心，衡于虑。（生于忧患，死于安乐）29、甫：通“父”。虞山王毅叔远甫刻。（核舟记）30、简：通“拣”，

19、挑选。盖简桃核修狭者为之。（核舟记）31、错：通“措”。以君为长者，故不错意也。（唐雎不辱使命）32、仓：通“苍”。要离之刺庆忌也，仓鹰击于殿上。（唐雎不辱使命）33、裁：通“才”，仅仅。数至八层，裁如星点。（山市）34、適：通“谪”。发闾左適戍渔阳九百人。（陈涉世家）35、唱：通“倡”，倡导。为天下唱，宜多应者。（陈涉世家）36、以：通“已”。得鱼腹中书，固以怪之矣。（陈涉世家）37、被：通“披”。将军身被坚执锐。（陈涉世家）被：通“披”。同舍生皆被绮绣。（送东阳马生序）38、食：通“饲”，喂。食马者不知其能千里而食也。（马说）39、材：通“才”。食之不能尽其材。（马说）40、邪：通“耶”，

20、表示疑问，相当于“吗”。其真无马邪？（马说）41、僇：通“戮”，遭到贬谪。自余为僇人，（始得西山宴游记）42、暴：通“曝”。而游者皆暴日中。（峡江寺飞泉亭记）43、畔：通“叛”。寡助之至，亲戚畔之。（得道多助，失道寡助）44、曾：通“增”。曾益其所不能。（生于忧患，死于安乐）45、拂：通“弼”，辅佐。入则无法家拂士。（生于忧患，死于安乐）46、具：通“俱”，全，皆。政通人和，百废具兴。（岳阳楼记）47、属：通“嘱”。属予作文以记之。（岳阳楼记）48、赀：通“资”，资财，钱财。馔酒食，持其赀去。（越巫）49、不：通“否”。客问元方：“尊君在不？”（陈太丘与友期）50、直：通“值”。玉盘珍馐直万钱

21、。（行路难其一）51、辟：通“避”，躲避。故患有所不辟也。（鱼我所欲也）52、辩：通“辨”，辨别。万钟则不辩礼义而受之。（鱼我所欲也）53、得：通“德”，恩惠，这里是感激。与：通“欤”，语气词。所识穷乏者得我与？（鱼我所欲也）54、乡：通“向”，从前。乡为身死而不受。（鱼我所欲也）55、信：通“伸”。欲信大义于天下。（隆中对）56、已：通“以”。自董卓已来（隆中对）57、徧：通“遍”，遍及，普及。小惠未徧，民弗从也。（曹刿论战）58、支：通“肢”。四支僵硬不能动。（送东阳马生序）59、埘：通“橛”，指为栖鸡做的木架。鸡栖于埘，日之夕矣，牛羊下来（君子于役）小学语文学习必须了解的59个通假字，你

22、的孩子都知道吗？1、说（yu）：通“悦”，愉快。学而时习之，不亦说乎？（论语十则）2、女：通“汝”，你。知：通“智”，聪明。诲女知之乎？是知也。（论语十则）3、还：通“旋”，回转，掉转。扁鹊望桓侯而还走。（扁鹊见蔡桓公）4、齐：通“剂”。在肠胃，火齐之所及也。（扁鹊见蔡桓公）5、止：通“只”。担中肉尽，止有剩骨。（狼）6、亡：通“无”河曲智叟亡以应。（愚公移山）亡：通“无”。日之其所亡。（乐羊子妻）7、屏：通“摒”。屏弃而不用，其与昏与庸无以异也。（为学）8、帖：通“贴”。火：通“伙”。对镜帖花黄。火伴皆惊忙。（木兰诗）9、尔：通“耳”，相当于“罢了”。无他，但手熟尔。（买油翁）10、争：通“

23、怎”。争渡，争渡，惊起一滩鸥鹭。（如梦令李清照）11、见，通“现”。路转溪头忽见。（西江月辛弃疾）见：通“现”。才美不外见（马说）见：通“现”。何时眼前突兀见此屋。（茅屋为秋风所破歌）12、（口技）坐：通“座”。满坐寂然，无敢哗者。13、扳：通“攀”，牵，引。日扳仲永环谒于邑人。（伤仲永）14、反：通“返”。寒暑易节，始一反焉。（愚公移山）15、惠：通“慧”，聪明。甚矣，汝之不惠。（愚公移山）16、厝：通“措”，放置。一厝逆东，一厝雍南。（愚公移山）17、那：通“哪”，怎么。问渠那得清如许。（观书有感）18、阙：通“缺”。两岸连山，略无阙处。（三峡）19、强：通“僵”，僵硬。昂首观之，项为之强

24、。（闲情记趣）20、道：通“导”，引导。傧者更道，从大门入。（晏子故事两篇）21、曷：通“何”。缚者曷为者也？（晏子故事两篇）22、熙：通“嬉”，开玩笑。圣人非所与熙也。（晏子故事两篇）23、辑：通“缉”，连缀。饰以玫瑰，辑以翡翠。（买椟还珠）24、遽：通“讵”，岂。此何遽不为福乎？（塞翁失马）25、距：通“拒”，挡。子墨子九距之。（公输）26、诎：通“屈”，折服。公输盘诎，而曰（公输）27、有：通“又”。舟首尾长约八分有奇。（核舟记）28、衡：通“横”。左手倚一衡木。（核舟记）衡：通“横”，梗塞，这里指不顺。困于心，衡于虑。（生于忧患，死于安乐）29、甫：通“父”。虞山王毅叔远甫刻。（核舟记

25、）30、简：通“拣”，挑选。盖简桃核修狭者为之。（核舟记）31、错：通“措”。以君为长者，故不错意也。（唐雎不辱使命）32、仓：通“苍”。要离之刺庆忌也，仓鹰击于殿上。（唐雎不辱使命）33、裁：通“才”，仅仅。数至八层，裁如星点。（山市）34、適：通“谪”。发闾左適戍渔阳九百人。（陈涉世家）35、唱：通“倡”，倡导。为天下唱，宜多应者。（陈涉世家）36、以：通“已”。得鱼腹中书，固以怪之矣。（陈涉世家）37、被：通“披”。将军身被坚执锐。（陈涉世家）被：通“披”。同舍生皆被绮绣。（送东阳马生序）38、食：通“饲”，喂。食马者不知其能千里而食也。（马说）39、材：通“才”。食之不能尽其材。（马说

26、）40、邪：通“耶”，表示疑问，相当于“吗”。其真无马邪？（马说）41、僇：通“戮”，遭到贬谪。自余为僇人，（始得西山宴游记）42、暴：通“曝”。而游者皆暴日中。（峡江寺飞泉亭记）43、畔：通“叛”。寡助之至，亲戚畔之。（得道多助，失道寡助）44、曾：通“增”。曾益其所不能。（生于忧患，死于安乐）45、拂：通“弼”，辅佐。入则无法家拂士。（生于忧患，死于安乐）46、具：通“俱”，全，皆。政通人和，百废具兴。（岳阳楼记）47、属：通“嘱”。属予作文以记之。（岳阳楼记）48、赀：通“资”，资财，钱财。馔酒食，持其赀去。（越巫）49、不：通“否”。客问元方：“尊君在不？”（陈太丘与友期）50、直：通

27、“值”。玉盘珍馐直万钱。（行路难其一）51、辟：通“避”，躲避。故患有所不辟也。（鱼我所欲也）52、辩：通“辨”，辨别。万钟则不辩礼义而受之。（鱼我所欲也）53、得：通“德”，恩惠，这里是感激。与：通“欤”，语气词。所识穷乏者得我与？（鱼我所欲也）54、乡：通“向”，从前。乡为身死而不受。（鱼我所欲也）55、信：通“伸”。欲信大义于天下。（隆中对）56、已：通“以”。自董卓已来（隆中对）57、徧：通“遍”，遍及，普及。小惠未徧，民弗从也。（曹刿论战）58、支：通“肢”。四支僵硬不能动。（送东阳马生序）59、埘：通“橛”，指为栖鸡做的木架。鸡栖于埘，日之夕矣，牛羊下来（君子于役）Step 1:R

28、eview复习现在的连续时态。Step 2:Practice1.与整个类一起阅读活动4中的表达式。开车起来躺在阳光下睡觉在公共汽车上打篮球学习历史拍照看电视写明信片2、Mime为你的伴侣猜一个动作。3.阅读与全班的示例对话。A:Youre running for a bus!B:No!A:Youre playing basketball!B:Yes!4.使用这些短语来帮助你。5.Work in pairs.第三步：学习当你复习你的词汇时，选择对你有用的单词，然后把它们写成句子。明信片：度假时，我通常会给朋友寄四五张明信片。第四步：环游世界time zones在美国，从纽约到夏威夷，有好几个时区。这是纽约的正午，人们正在吃午饭。洛杉矶上午9点，孩子们开始上学。在夏威夷，现在是早上7点。 大多数人都站起来了。1.让学生看这幅画，讨论他们能看到的东西。2.让学生阅读这张通行证。在阅读之前，先教关键的单词和短语。3.让几个学生读一读，最后翻译成中文。4.解决学生在阅读中遇到的问题。5.让他们一起读这篇文章。Step 5:Module task:做广播报道1.三人或四人一组地工作.计划一份无线电报告 谈论你想报道的新闻。 列出要报告的活动。 对这个消息做了笔记。 写你要说的话。2.向全班同学展示你的报告。3.选择最好的报告。Step 6:Homework1.