2019高中物理 課時檢測區(qū) 基礎(chǔ)達標 7.5 探究彈性勢能的表達式（含解析）新人教必修2.doc

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探究彈性勢能的表達式 1.(多選)關(guān)于彈力做功與彈性勢能的關(guān)系,我們在進行猜想時,可以參考對重力做功與重力勢能的關(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能的變化,當(dāng)彈力做正功時,彈性勢能將增加 B.彈力做功將引起彈性勢能的變化,當(dāng)彈力做正功時,彈性勢能將減少 C.彈力做功將引起彈性勢能的變化,當(dāng)彈力做負功時,彈性勢能將增加 D.彈力做功將引起彈性勢能的變化,當(dāng)彈力做負功時,彈性勢能將減少 【解析】選B、C。彈力做的功等于物體彈性勢能的變化量,彈力做正功,彈性勢能減小,彈力做負功,彈性勢能增加。 2.(多選)如圖所示,一個物體以速度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,彈性勢能減少 D.彈簧的彈力做負功,彈性勢能增加 【解析】選B、D。由功的計算公式W=Flcosθ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的位移方向相反,所以彈力做負功,彈性勢能增加,故C錯誤,D正確。 3.一根彈簧的彈力-位移圖線如圖所示,那么彈簧由伸長量8cm到伸長量4cm的過程中,彈力做功和彈性勢能的變化量為　世紀金榜導(dǎo)學(xué)號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,故彈性勢能減少1.8J,即 ΔEp=Ep2-Ep1=-1.8J,故選項C正確。 4.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豎直向下的力F,使木塊緩慢向下移動0.10m,力F做功2.5J,此時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能變化的關(guān)系知 ΔEp=-W彈=4.5J。 答案:4.5J 【互動探究】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 ΔF=kΔl 所以勁度系數(shù)k= =500.10N/m=500N/m。 答案:500N/m 【補償訓(xùn)練】 彈簧原長為l0,勁度系數(shù)為k。用力把它拉到伸長量為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過程中拉力所做的功W1,線段AB下的梯形面積表示第二個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