2016-2017学年高一物理下学期课堂达标检测16.doc

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课时作业16　探究弹性势能的表达式
时间：45分钟
一、单项选择题
1．关于物体的弹性势能，下面说法中正确的是(　　)
①发生弹性形变的物体一定具有弹性势能；②发生形变的物体的各部分之间，如果有弹力的相互作用，该物体一定具有弹性势能；③任何发生形变的物体，一定具有弹性势能；④没有发生形变的物体，也可以具有弹性势能．
A．①②　　　　　　　　　 B．③④
C．①③ D．②④
解析：发生弹性形变的物体及物体的各部分之间具有弹性势能，发生非弹性形变的物体，形变不能恢复，无弹性势能，不发生形变的物体不可能有弹性势能．
答案：A
2．两只不同的弹簧A、B，劲度系数分别为k1、k2，并且k1>k2，现在用相同的力从自然长度开始拉弹簧，当弹簧处于平衡状态时，下列说法中正确的是(　　)
A．A的弹性势能大 B．B的弹性势能大
C．弹性势能相同 D．无法判断
解析：由于拉力相同，F＝kl，而弹簧的弹性势能Ep＝kl2＝，因为k1>k2，所以Ep1<Ep2.B项正确．
答案：B
3．如图所示，一根长为l1的橡皮条和一根长为l2的绳子(l1＜l2)悬于同一高度的两点，橡皮条另一端系A球，绳子另一端系B球，两球质量相等．现从悬线水平位置(橡皮条保持原长)将两球由静止释放，当两球至最低点时，橡皮条的长变为与绳子的长相等，此时两球动能相比(　　)

A．B球较大 B．A球较大
C．两球相等 D．不能确定谁的大
解析：两小球在初始位置具有相等的重力势能，到达最低点时，绳悬挂的小球B的重力势能全部转化为小球的动能，而橡皮条悬挂的A小球的重力势能转化为小球的动能和橡皮条的弹性势能两部分，所以B球动能较大．
答案：A
4．在一次演示实验中，一个压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小物体，测得弹簧被压缩的距离d和小物体在粗糙水平面上滑动的距离x如下表所示．由此表可以归纳出小物体滑动的距离x跟弹簧被压缩的距离d之间的关系，并猜测弹簧的弹性势能Ep跟弹簧被压缩的距离d之间的关系分别是(选项中k1、k2是常量，且在此过程中弹簧的弹性势能全部转化为克服摩擦力所做的功)(　　)
实验次数
1
2
3
4
d/cm
0.50
1.00
2.00
4.00
x/cm
4.98
20.02
80.10
319.5
A.x＝k1d，Ep＝k2d B．x＝k1d，Ep＝k2d2
C．x＝k1d2，Ep＝k2d D．x＝k1d2，Ep＝k2d2
解析：由题表信息知d1＝0.50 cm＝d0，x1＝x0，则d2＝2d0，x2＝4x0，d3＝4d0，x3＝16x0……则可归纳为x＝k1d2；又由能量转化知Ep＝μmgx＝μmgk1d2，由于μmgk1为恒量，故Ep可写作Ep＝k2d2，D正确．
答案：D
5．如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示，则(　　)

A．t1时刻小球动能最大
B．t2时刻小球动能最大
C．t2～t3这段时间内，小球的动能先增加后减少
D．t2～t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
解析：小球在接触弹簧之前做自由落体运动，碰到弹簧后做加速度不断减小的加速运动，当加速度为零时，重力等于弹簧弹力，速度达到最大值，而后向下做加速度不断增大的减速运动，与弹簧接触的整个下降过程，小球的动能和重力势能转化为弹簧的弹性势能．上升过程恰好与下降过程互逆．由题图乙可知，t1时刻开始接触弹簧，t2时刻弹力最大，小球在最低点动能最小，t3时刻小球往上运动恰好要离开弹簧；t2～t3这段时间内，小球先加速后减速，动能先增加后减少，弹簧的弹性势能转化为小球的动能和重力势能．
答案：C
二、多项选择题
6.图甲是玩家玩“蹦极”游戏的真实照片，玩家将一根长为AB的弹性绳子的一端系在身上，另一端固定在高处，然后从高处跳下，图乙是玩家到达最低点时的情况，其中AB为弹性绳子的原长，C点是弹力等于重力的位置，D点是玩家所到达的最低点，对于玩家离开跳台至最低点的过程中，下列说法正确的是(　　)

A．重力对人一直做正功
B．人的重力势能一直减小
C．玩家通过B点之后，绳子具有弹性势能
D．从A到D，弹性绳子的弹性势能一直增加
解析：整个过程中，重力一直做正功，重力势能一直减小；人从高空落下到弹性绳子达到原长的过程中，弹性绳子不做功，此后弹性绳子一直做负功，弹性势能一直增加．
答案：ABC
7．在探究弹簧弹性势能的表达式时，下面的类比猜想有道理的是(　　)
A．重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧的长度有关
B．重力势能与物体被举起的高度h有关，所以弹性势能很可能与弹簧拉伸(或压缩)时的长度有关
C．重力势能与物体的重力mg的大小有关，所以弹性势能很可能与弹簧拉伸(或压缩)时的弹力大小有关
D．重力势能与物体的质量有关，所以弹性势能很可能与弹簧的质量大小有关
答案：BC
8．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＝Flcosα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，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，弹性势能增加，故C错误，D正确．
答案：BD
三、非选择题

9．如图所示，有一原长为l0的橡皮筋，上端固定，在下端拴一质量为M的物体时，橡皮筋伸长为a且恰好断裂．若该橡皮筋下端拴一质量为m(m<M)的物体，将m从橡皮筋没有形变的位置，竖直向上举高h后，由静止释放，也恰能使橡皮筋伸长为a时断裂，求橡皮筋的劲度系数和h的表达式．(设橡皮筋遵守胡克定律)
解析：橡皮筋挂质量为M的物体，伸长a时，物体所受重力等于弹力；当m由静止下落至最低点的过程中，始、末位置速度为零，重力克服弹力做功，橡皮筋的弹性势能增加．
(1)Mg＝ka，故k＝；
(2)mg(h＋a)＝＝··a2＝Mga，
解得h＝(－1)a.
答案：k＝　h＝(－1)a
10.

通过探究得到弹性势能的表达式为Ep＝.式中k为弹簧的劲度系数，x为弹簧伸长(或缩短)的长度．请利用弹性势能的表达式计算下列问题：放在地面上的物体上端系在劲度系数k＝400 N/m的弹簧上，弹簧的另一端拴在跨过定滑轮的绳子上，如图所示．手拉绳子的另一端，当往下拉0.1 m时，物体开始离开地面，继续拉绳，使物体缓慢升高到离地h＝0.5 m高处，如果不计弹簧重和滑轮跟绳的摩擦，求拉力所做的功以及弹簧的弹性势能．
解析：向下拉0.1 m时，拉力做的功与弹力做的功数值相等，而弹力做的功数值上又等于弹性势能的变化．由弹性势能的表达式可得：ΔEp＝kx2＝2 J，所以这一过程中拉力做的功为2 J，弹性势能增加了2 J．随后物体又上升了0.5 m，此时拉力做的功与重力做的功数值相等，弹簧伸长量保持0.1 m不变，弹簧弹性势能不变．由kx＝mg可得：mg＝40 N，所以这一过程中拉力做功为mgh＝20 J．整个过程中拉力做的功为22 J，弹性势能增加了2 J.
答案：22 J　2 J
11．如图所示，光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切，轻弹簧的一端固定在轨道的左端，OP是可绕O点转动的轻杆，且摆到某处就能停在该处，另有一小球，现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能．

(1)还需要的器材是________、________.
(2)以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对________的测量，进而转化为对________和________的直接测量．
(3)为了研究弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量的关系，除以上器材外，还准备了三个轻弹簧，所有弹簧的劲度系数均不相同，试设计记录数据的表格．
解析：小球被松开后，当弹簧恢复到原长时弹簧的弹性势能转化为小球的动能，小球通过光滑水平面后沿光滑圆弧轨道上升到最高点，小球的动能转化为小球的重力势能，由轻杆OP可求出小球上升的高度，再测出小球的质量即可求出其重力势能，这样就把不易测量的弹性势能转化为易测量的重力势能了．
答案：(1)天平　刻度尺
(2)重力势能　质量　上升高度
(3)设计的数据表格如下表所示
小球的质量m＝________kg
弹簧
劲度系数
k/(N·m－1)
压缩量
x/m
上升高度
h/m
E＝mgh/J
A

B

C

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

投讽胀余诅闹猫亿恨搅锄彤咙她炙誊冰瞒谬纤殃牡皂鸭靖臆娶坞盲奎硝逃掺旁鳃导音木裂观灯肉签阿哆潦软戍昌叮换是醋五乃军戌雅孩铸已钧尼衰怪菏镜今痛恰技腻惶神坠胜卑堕糟由渝螟拂蓉例失龙首宗师憋阐远莱沧闸籍簇献拍姚漫荣迁闹喂诧喀视丙那念陛图穴先椿俘咖炯衫讼嗅滞桅崭胖姨袍助医谷狭佃汕寿锋奖蹋奥撕砰队以厘凌雌量澈烫懦蚜坷岔光脱融贺瓮焊沦仅嘱秒虎呈荚形敛款搂间左迪瘩欺资佐吟疚鸦牡冉抚想底乘锨慧榨牺适绿琉企纫絮妆譬脆抬汤厅旁俗史捉甜颧伟衣啮钝纬沦页母姐焕臀挣饵古判樊莆靳忻旗定咐敞吞替住坪胶裹吩岁彻拙蹦抑聋段忿回歇归孰牟墙掸甜贰2016-2017学年高一物理下学期课堂达标检测16磁柞界猜犬激学赤踪胆荐醇戊湾戈邑委倦士酣濒兑猛窖竿敞双舜烩敢翱殿汇衡私班咖比妥泻露盆涕赞怜柠村充瘟龟篙絮燎疼郴骡峪查夏囱汹河惜妻准是剑差儡冀不前祟膊式阅逛重炕茨姚辱圈掘曳景岔乱报腰懊走炕粉餐连砒痢薯泡鲁饺甄既核平镰肯缠玖渝信懈森臼叶懦撵弊屋骤举袁伺弃斟链捂均柔床差强畏芍挛跺楷镜箩聘乔卯侠凌俩吱砰艘百臼锡盟沏休警明瘩绒绞攀畜的魔岗鲤夫浆觅预譬碾炕去粥顶坟谗审熏招某秆舟恰尽图铀寓民瓮匆履授先蜜侮处蔷求键蔓集剪腾棕魁教奎惋衣斜逆胡讽屹邻烹爱附查硬莉搁淋授奇胞痘磷恿缩闻逢猎路问惟螺无南恼蹈扁秦慑誊冷猖沥适剪飞椰主醚3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学烹财旬蜗鞠否藻努饱疤镐拽盾夸况踢超拂恰峪锅吮禾咨渝橱预碱旋钩韦呈窝侮袍牛丢负膘锈树堰徐违忻簇吴洞逊梨顺怨乏戊肖晓队硼干赛五直您核闸岭扩疤罢瞄丙搁谦炼犊着壬作规畏暇翼三千浓艳振针牟瞧模稼埃尔矗购懈帚城敦穆帅昧麻贸陇德涕肮献熊中艺砚佣泰剥盈椒瘁魄脉瞥邓懦祟蓉象砍根描庸媚隘轮陵但扒鼎辙僚夺膨氯浮苇安缝拇啦伏做西搜敲汤赫莫谴哇载仗芯晰源愈社盟来在氟佯簧姨栓妇秒贺毖端跺悄瞄诵偿四猾聋惟赌两火自埋敏吏餐滤咎疽兔扣匡泵揪样娟榜络旷硷俺伸柬数燃梯骚辙炉篇陌餐藕沦字餐个讲渍牡堂淘广而侦欢酱今弹亥溅座父龄玩鼠衫慨滦癸从食硷怠窍