高一物理练习题:第七章第五节知能演练轻松闯关
1.关于弹性势能,下列说法正确的是( )
A.发生弹性形变的物体都具有弹性势能
B.只有弹簧在发生弹性形变时才具有弹性势能
C.弹性势能可以与其他形式的能相互转化
D.弹性势能在国际单位制中的单位是焦耳
解析:选ACD.发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,都具有弹性势能,故选项A正确,B错误.弹性势能跟重力势能一样,可以与其他形式的能相互转化,选项C正确.在国际单位制中,能的单位跟功的单位相同,都是焦耳,选项D正确.
2.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
解析:选BC.弹簧的弹性势能表达式为Ep=kl2,其中k为弹簧的劲度系数,l为弹簧的形变量,故B、C正确.
3.如图所示,轻弹簧下端系一重物,O点为其平衡位置(即重力和弹簧弹力大小相等的位置),今用手向下拉重物,第一次把它直接拉到A点,弹力做功W1,第二次把它拉到B点后再让其回到A点,弹力做功W2,则这两次弹力做功的关系为( )
A.W1
h2,小球触到弹簧后向下运动压缩弹簧,从开始释放小球到获得最大速度的过程中,小球重力势能的减少量ΔE1、ΔE2的关系及弹簧弹性势能的增加量ΔEp1、ΔEp2的关系中,正确的一组是( )
A.ΔE1=ΔE2,ΔEp1=ΔEp2
B.ΔE1>ΔE2,ΔEp1=ΔEp2
C.ΔE1=ΔE2,ΔEp1>ΔEp2
D.ΔE1>ΔE2,ΔEp1>ΔEp2
解析:选B.小球速度最大的条件是弹力等于重力,两种情况下,对应于同一位置,故ΔEp1=ΔEp2,由于h1>h2,所以ΔE1>ΔE2,B正确.
5.如图所示,水平弹簧劲度系数k=500 N/m.用一外力推物块,使弹簧压缩10 cm而静止.突然撤去外力F,物块被弹开,那么弹簧对物块做多少功?弹性势能的变化量是多少?(弹簧与物块没连接)
解析:弹簧的弹力是变力,不能直接用W=Flcos α进行计算.但由于弹簧的弹力遵循胡克定律,可以作出胡克定律的图象表示功,弹开过程弹力逐渐减小,当恢复原长时弹力为零,根据胡克定律,可作物块的受力与位移的关系如图,根据力-位移图象所围面积表示在这一过程中的功,有W=×50×0.1 J=2.5 J.由弹力做功与弹性势能变化的关系可知,弹性势能的减少量为:ΔEp=W=2.5 J.
答案:2.5 J 减少2.5 J
一、单项选择题
1.(2013·东城区高一检测)如图所示,小明玩蹦蹦杆,在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中,小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是( )
A.重力势能减小,弹性势能增大
B.重力势能增大,弹性势能减小
C.重力势能减小,弹性势能减小
D.重力势能不变,弹性势能增大
解析:选A.弹簧向下压缩的过程中,弹簧压缩量增大,弹性势能增大;重力做正功,重力势能减小,故A正确.
2.如图所示,一轻弹簧一端固定于O点,另一端系一重物,将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放,让它自由摆下,不计空气阻力,在重物由A点摆向最低点B的过程中( )
A.重力做正功,弹簧弹力不做功
B.重力做正功,弹簧弹力做正功
C.重力不做功,弹簧弹力不做功,弹性势能不变
D.重力做正功,弹簧弹力做负功,弹性势能增加
解析:选D.A→B重力做正功,弹簧伸长,弹力做负功,弹性势能增加,故D正确.
3.如图所示,质量相等的两木块中间连有一弹簧,今用力F缓慢向上提A,直到B恰好离开地面.开始时物体A静止在弹簧上面.设开始时弹簧的弹性势能为Ep1,B刚要离开地面时,弹簧的弹性势能为Ep2,则关于Ep1、Ep2大小关系及弹性势能变化ΔEp说法中正确的是( )
A.Ep1=Ep2 B.Ep1>Ep2
C.ΔEp>0 D.ΔEp<0
解析:选A.开始时弹簧形变量为l1,有kl1=mg.当B离开地面时形变量为l2,有kl2=mg,故l1=l2,所以Ep1=Ep2,ΔEp=0,A正确.
4.在光滑的水平面上,物体A以较大速度va向前运动,与以较小速度vb向同一方向运动的、连有轻质弹簧的物体B发生相互作用,如图所示.在相互作用的过程中,当系统的弹性势能最大时( )
A.va′>vb′ B.va′=vb′
C.va′
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