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5 探究弹性势能的表达式
对弹性势能的理解
1.弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关 ( )
A.弹簧的长度 B.弹簧的劲度系数
C.弹簧的形变量 D.弹簧的原长
答案 BC
2.如图7-5-4所示的几个运动过程中,物体的弹性势能增加的是 ( )
图7-5-4
A.如图甲,撑杆跳高的运动员上升过程中,杆的弹性势能
B.如图乙,人拉长弹簧过程中,弹簧的弹性势能
C.如图丙,模型飞机用橡皮筋放射出去的过程中,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
答案 B
解析 选项A、C、D中物体的形变量均减小,所以弹性势能减小,选项B中物体的形变量增大,所以弹性势能增加.所以B正确.
弹力做功与弹性势能变化的关系
3.如图7-5-5所示,在光滑水平面上有一物体,它的左端连一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F作用下物体处于静止状态,当撤去F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中下列说法正确的是 ( )
图7-5-5
A.弹簧对物体做正功,弹簧的弹性势能渐渐削减
B.弹簧对物体做负功,弹簧的弹性势能渐渐增加
C.弹簧先对物体做正功,后对物体做负功,弹簧的弹性势能先削减再增加
D.弹簧先对物体做负功,后对物体做正功,弹簧的弹性势能先增加再削减
答案 C
解析 弹簧由压缩到原长再到伸长,刚开头时弹力方向与物体运动方向同向做正功,弹性势能减小.越过原长位置后弹力方向与物体运动方向相反,弹力做负功,故弹性势能增加,所以只有C正确,A、B、D错误.
4.图7-5-6
如图7-5-6所示,处于自然长度的轻质弹簧一端与墙接触,另一端与置于光滑地面上的物体接触,现在物体上施加一水平推力F,使物体缓慢压缩弹簧,当推力F做功100 J时,弹簧的弹力做功________J,以弹簧处于自然长度时的弹性势能为零,则弹簧的弹性势能为
________J.
答案 -100 100
解析 在物体缓慢压缩弹簧的过程中,推力F始终与弹簧弹力等大反向,所以力F做的功等于克服弹簧弹力所做的功,即W弹=-WF=-100 J.
由弹力做功与弹性势能的变化关系知,
弹性势能增加了100 J.
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