2019高中物理 課時(shí)檢測(cè)區(qū) 基礎(chǔ)達(dá)標(biāo) 7.5 探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式（含解析）新人教必修2.doc

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探究彈性勢(shì)能的表達(dá)式 1.(多選)關(guān)于彈力做功與彈性勢(shì)能的關(guān)系,我們?cè)谶M(jìn)行猜想時(shí),可以參考對(duì)重力做功與重力勢(shì)能的關(guān)系的討論,則下面的猜想有道理的是　(　　) A.彈力做功將引起彈性勢(shì)能的變化,當(dāng)彈力做正功時(shí),彈性勢(shì)能將增加 B.彈力做功將引起彈性勢(shì)能的變化,當(dāng)彈力做正功時(shí),彈性勢(shì)能將減少 C.彈力做功將引起彈性勢(shì)能的變化,當(dāng)彈力做負(fù)功時(shí),彈性勢(shì)能將增加 D.彈力做功將引起彈性勢(shì)能的變化,當(dāng)彈力做負(fù)功時(shí),彈性勢(shì)能將減少 【解析】選B、C。彈力做的功等于物體彈性勢(shì)能的變化量,彈力做正功,彈性勢(shì)能減小,彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加。 2.(多選)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,墻壁和物體間的彈簧被物體壓縮,在此過程中以下說法正確的是　(　　) A.物體對(duì)彈簧做的功與彈簧的壓縮量成正比 B.壓縮彈簧的過程中,物體向墻壁移動(dòng)相同的距離,彈力做的功不相等 C.彈簧的彈力做正功,彈性勢(shì)能減少 D.彈簧的彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加 【解析】選B、D。由功的計(jì)算公式W=Flcosθ知,恒力做功時(shí),做功的多少與物體的位移成正比,而彈簧對(duì)物體的彈力是一個(gè)變力,所以A不正確;彈簧開始被壓縮時(shí)彈力小,彈力做的功也少,彈簧的壓縮量變大時(shí),物體移動(dòng)相同的距離做的功增多,故B正確;物體壓縮彈簧的過程,彈簧的彈力與彈力作用點(diǎn)的位移方向相反,所以彈力做負(fù)功,彈性勢(shì)能增加,故C錯(cuò)誤,D正確。 3.一根彈簧的彈力-位移圖線如圖所示,那么彈簧由伸長(zhǎng)量8cm到伸長(zhǎng)量4cm的過程中,彈力做功和彈性勢(shì)能的變化量為　世紀(jì)金榜導(dǎo)學(xué)號(hào)35684078(　　) A.3.6 J,-3.6 J　　　　 B.-3.6 J,3.6 J C.1.8 J,-1.8 J D.-1.8 J,1.8 J 【解析】選C。彈力做的功W=60+3020.04J=1.8J>0,故彈性勢(shì)能減少1.8J,即 ΔEp=Ep2-Ep1=-1.8J,故選項(xiàng)C正確。 4.在水平地面上放一個(gè)豎直輕彈簧,彈簧上端與一個(gè)質(zhì)量為2.0kg的木塊相連,系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。若在木塊上再加一個(gè)豎直向下的力F,使木塊緩慢向下移動(dòng)0.10m,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,如圖所示。求:在木塊下移0.10m的過程中彈性勢(shì)能的增加量。 【解析】木塊緩慢下移0.10m的過程中,F與重力的合力始終與彈簧彈力等大反向,所以力F和重力做的總功等于克服彈簧彈力做的功,即 W彈=-(WF+mgh)=-(2.5+2.0100.10)J= -4.5J 由彈力做功與彈性勢(shì)能變化的關(guān)系知 ΔEp=-W彈=4.5J。 答案:4.5J 【互動(dòng)探究】彈簧的勁度系數(shù)是多少?(g取10N/kg) 【解析】由平衡條件得,木塊再次處于平衡時(shí) ΔF=kΔl 所以勁度系數(shù)k= =500.10N/m=500N/m。 答案:500N/m 【補(bǔ)償訓(xùn)練】 彈簧原長(zhǎng)為l0,勁度系數(shù)為k。用力把它拉到伸長(zhǎng)量為l處,拉力所做的功為W1;繼續(xù)拉彈簧,使彈簧在彈性限度內(nèi)再伸長(zhǎng)l,拉力在繼續(xù)拉伸的過程中所做的功為W2,試求W1與W2的比值。 【解析】拉力F與彈簧的伸長(zhǎng)量l成正比,故F-l圖象是一條傾斜直線,如圖所示,直線下的相關(guān)面積表示功的大小。其中,線段OA下的三角形面積表示第一個(gè)過程中拉力所做的功W1,線段AB下的梯形面積表示第二個(gè)過程中拉力所做的功W2。顯然,兩塊面積之比為1∶3,即W1∶W2=1∶3。 答案:1∶3