2020年高中物理课时训练(新人教必修二)7.5《探究弹性势能的表达式》2.docx

弹性势能的理解
1．如图7-5-6所示，在光滑的水平面上有一物体，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7-5-6
A．弹簧的弹性势能渐渐减小
B．弹簧的弹性势能渐渐增大
C．弹簧的弹性势能先增大后减小
D．弹簧的弹性势能先减小后增大
解析　撤去F后物体向右运动的过程中，弹簧的弹力先做正功后做负功，故弹簧的弹性势能先减小后增大．
答案　D
2．如图7-5-7所示，在光滑水平面上有A、B两球，中间连一弹簧，A球固定，现用手拿住B球将弹簧压缩肯定距离，然后释放B球，在B球向右运动到最大距离的过程中，(1)B球的加速度怎样变化？(2)B球的速度怎样变化？(3)弹簧的弹性势能怎样变化？

图7-5-7
解析　小球从开头到弹簧恢复原长的过程中，B球受到向右的弹力作用，小球的速度在增大，但受到向右的弹力在减小，所以加速度减小，弹簧的弹性势能在减小．B球经过原特长连续向右运动的过程中，由于受到向左的拉力，小球的速度在减小，但受到向左的拉力在增大，所以加速度增大，弹簧的弹性势能在增大．
答案　(1)加速度先减小到零后再反向增大．(2)速度先增大后减小．(3)弹簧的弹性势能先减小后增大．

弹力做功与弹性势能变化的关系
3．在一次“蹦极”运动中，人由高空跳下到最低点的整个过程中，下列说法中正确的是
(　　)．
A．重力对人做正功
B．人的重力势能增加了
C．橡皮绳对人做负功
D．橡皮绳的弹性势能增加了
解析　人始终在下落，故重力对人做正功，人的重力势能不断削减，所以A正确、B错误；由于橡皮绳不断伸长，所以弹力对人做负功，使橡皮绳的弹性势能不断增加，故C、D正确．
答案　ACD
4．弹簧原长L0＝15 cm，受拉力作用后弹簧渐渐伸长，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k＝＝ N/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，即为弹力做功的确定值，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＝－×400 ×0.05 J＝－10 J.

(3)弹力F做负功，则弹簧弹性势能增加，且增加量等于克服弹力做的功，ΔEp＝10 J.
答案　(1)8 000 N/m　(2)－10 J　(3)10 J