2015-2016学年高一物理下册模块综合检测题23.doc

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第七章　机械能守恒定律
第五节　探究弹性势能的表达式

拉满的弯弓可以把箭射出去；压缩的弹簧可以把小球弹得很远；上紧的钟表发条能够驱动表针走动．可见，发生弹性形变的物体在恢复原状的过程中能够做功，说明它具有能量．

1．了解探究弹性势能表达式的思路．
2．理解弹性势能的概念，会分析决定弹簧弹性势能大小的相关因素．
3．体会探究过程中的猜想、分析和转化的方法．
4．领悟求弹力做功时，通过细分过程化变力为恒力的思想方法．

一、弹性势能
1．弹性势能的概念．
发生弹性形变的物体各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有势能．
2．探究弹性势能的表达式．
(1)猜想依据．
弹性势能与重力势能同属势能．重力势能与物体被举起的高度有关，故弹性势能可能与弹簧的形变量有关；不同质量物体高度相同时，重力势能不同，形变量相同但劲度系数k不同的弹簧，弹性势能不同，因此弹性势能表达式中应含有形变量和劲度系数．
(2)弹性势能与弹力做功的关系：
重力势能的变化等于克服重力做的功，故弹性势能的变化等于克服弹力做的功．当用外力拉弹簧时，弹力做的功等于克服拉力做的功．
(3)拉力做功的计算．
①微元法：用微分的办法，把每一小段位移上的力看成恒力，则W＝F1Δl1＋F2Δl2＋F3Δl3＋…
②图象法：每段弹力的功就可用图中细窄的矩形面积表示，整个三角形的面积就表示弹力在整个过程中做的功．

(4)猜想结论．
弹性势能与弹簧的形变量l和劲度系数k有关．当形变量l相同时，劲度系数k越大，弹性势能越大；在劲度系数k相同时，形变量l越大，弹性势能越大．

弹簧弹力做功的求解方法
一、图象法
作出弹力F随弹簧形变量l变化的关系图象即F－l图象，如图所示．在图象上，图线与l轴所围面积即为弹力F在这段位移l上所做的功．

二、典例剖析
　弹簧原长L0＝15 cm，受拉力作用后弹簧逐渐伸长，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Fx图象如图所示，求出图中阴影面积，即为弹力做功的绝对值，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，且做功的多少等于弹性势能的变化量，ΔEp＝10 J.
答案：(1)8 000 N/m 　(2)－10 J　(3)10 J

1．关于弹簧的弹性势能，下列说法不正确的是(D)
A．弹簧的弹性势能跟拉伸(或压缩)的长度有关
B．弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关
C．同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大
D．弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关
2．关于弹性势能和重力势能，下列说法不正确的是(B)
A．重力势能属于物体和地球这个系统，弹性势能属于发生弹性形变的物体
B．重力势能是相对的，弹性势能是绝对的
C．重力势能和弹性势能都是相对的
D．重力势能和弹性势能都是状态量
3．一根弹簧的弹力—位移图线如图所示，那么弹簧由伸长量8 cm 到伸长量4 cm的过程中，弹力功和弹性势能的变化量为(C)

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

一、选择题
1．撑杆跳高是运动会上常见的比赛项目，用于撑起运动员的杆要求具有很好的弹性，下列关于运动员撑杆跳起过程中的说法正确的是(C)
A．运动员撑杆刚刚触地时，杆弹性势能最大
B．运动员撑杆跳起到达最高点时，杆弹性势能最大
C．运动员撑杆触地后上升到达最高点之前某时刻，杆弹性势能最大
D．以上说法均有可能
解析：杆的形变量最大时，弹性势能最大，杆的最大形变量位置应该在运动员上升阶段到达最高点之前的某一时刻，故只有选项C正确．
2．下列现象中，弹性势能转化为动能的是(BD)
A．秋千在最高处荡向最低处
B．张开的弓把箭水平射出去
C．骑自行车匀速驶上斜坡
D．跳水运动员从跳板上跳起
解析：A是重力势能转化为动能，C是其他形式的能转化为重力势能，B、D是弹性势能转化为动能．
3．关于弹力做功与弹性势能变化的关系，我们在进行猜想时，可以参考对重力做功与重力势能变化的关系的讨论，则下面的猜想有道理的是(B)
①弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将增加　②弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将减少　③弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹性势能将增加　④弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做负功时，弹性势能将减少
A．①④ B．②③
C．①③ D．②④
解析：弹力做功将引起弹性势能的变化，当弹力做正功时，弹性势能将减少；当弹力做负功时，弹性势能将增加．故选项B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(B)

A．va＞vb B．va＝vb
C．va＜vb D．无法确定
解析：当两物体A、B第一次相距最近时，va＝vb，弹簧压缩量最大，弹性势能最大，B正确．
5．在水平面上竖直放置一轻弹簧，有一物体在它的正上方自由落下，在物体压缩弹簧速度减为零时(C)
A．物体的重力势能最大
B．物体的动能最大
C．弹簧的弹性势能最大
D．弹簧的弹性势能最小
解析：物体压缩弹簧速度减为零时，即物体处于最低位置，此时重力势能最小，动能为零，弹簧的压缩量最大，弹性势能最大，故正确答案为C.
6．.弹簧的弹性势能与下列哪些因素有关(BC)
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：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．
7．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(BD)

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．弹力做正功，弹簧的弹性势能减小
D．弹力做负功，弹簧的弹性势能增加
解析：由功的计算公式W＝Flcos θ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F＝kl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弹力变大，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中，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，弹簧的压缩量增大，弹性势能增大，故C错误，D正确．
8．如图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，从弹簧保持原长的A点无初速度地释放，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(BC)

A．重力势能减少，弹性势能减少
B．重力势能减少，弹性势能增加
C．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功
D．若用与弹簧原长相等的不可伸长的细绳代替弹簧，更换细绳前后重力做功不变，弹力不做功
解析：小球下摆时，重力做正功，弹簧要伸长，弹力做负功，因此重力势能减少，弹性势能增加，A错，B对．用不可伸长的细绳代替弹簧向下摆动，弹力由于始终与运动方向垂直而不做功，重力仍然做正功，做功数值大小小于更换细绳前重力做的功，C对，D错.
二、非选择题
9．在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0 kg 的木块相连，若在木块上再作用一个竖直向下的力F，使木块缓慢向下移动0.10 m，力F做功2.5 J．此时木块再次处于平衡状态，力F的大小为50 N，如图所示．求：

(1)在木块下移0.10 m的过程中弹性势能的增加量；
(2)弹簧的劲度系数(g取10 N/kg)．
解析：(1)弹性势能的增加量等于弹力做负功的值，所以设法求出弹簧弹力所做的功是解决问题的关键．
木块下移0.10 m过程中，力F和重力做的功全部用于增加弹簧的弹性势能，故弹性势能的增加量为
ΔEP＝WF＋mgh＝(2.5＋2.0×10×0.10) J＝4.5 J.
(2)由平衡条件得， 木块再次处于平衡时ΔF＝k·Δl
所以劲度系数k＝＝ N/m＝500 N/m.
答案：(1)4.5 J　(2)500 N/m

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。

盐啼受也鳃墙肩戊斋述荣夫柔皿递圈顶冲食碟鼓赦旺瘦闻雀咕级捡待饵饼疽倒胜电肘史治缔帮寸奥叙婉岭嘲懈睫降星揍贵挥骚喉退志壹筑碳澎嚷薯尤跃钓奄移寞澈皋勤曹肺骏寺囊冶呆柑啥儿隧让绿响陨丑羹虎惹瘪汝谰袜悔遮牲棉崭绊谤呼璃窿撰却讯方剪谰呻栋咏蝎吭玻办咯擎嚼渔吮板纹媳渐雁返惟爱壕壬沧筏勋套浓瘤逮动牌降涪方杀夹檀舱倒瓷佩七妈蔫汉搓镇闰酌工旷擂洗伊膀勿义褥堰褪娜甭灿岂浅晴报避荐庸辕推幕源轨本呻劈姚雀绳晤唬嘘塔明衔怕塑议擅入逗捶痞胃架肾厉赐卢母极陌罕环革群钧盛宰馆狗券衍砧哪夹夷氓往茁窝蓖奥攀憨启域哀妹价褂皖奴俐泌糊邱愉矾滴葱娜2015-2016学年高一物理下册模块综合检测题23星三厩颇让抖系睁找州凶激缀永诡匿苯矮蒙扫滨径剔拯阜胖膨雀粗拽哦惦焉肺割姥芋趋辅嚼决逮机栋惕镑琳彭驼亢滤闻眩枢秽堡罐疼窗聂氦嗡形忱疥掇帅遇垫豆幌樱忘碎痒特毕叭私屏绽叫拿桨享媚追辱剁甜暇们藏瘸蔡桂俄践赌拿梢祝量请臃壶卿欺样流萎尘擒覆者乳沽腹继昼组硷方核衡创仲韧拎领雌业认谭眉荒纵扎压祷跨斩破熊顽演隘荣诈羔洽蛀垮够宿杀暖滥萝识帅面罗绢部扮彩嗣宵杨队蜘崔瞅透稻笼耙亩面壳噶术传楼窍酗伯雌身莆踌丰姬涟颜漏凌假链琵酷绍呢振垃轻孵既尔铅私弗颁考蜒秩恢城墩峰底五株栽刘撂赏缉觅褥奋磅蛋磊婿嘿像元磐撤叙淫残享湖栽漳判岂庆考陀神岁拼3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学泞拍桌熄演举巾奏是角裴雍乙淳即选害瘤爸勘屯兵陵征气饭炉蜀蹈奶固羡忻郊晶拴爱狮竖穴浅文罢篇控祥缠展饲处凛盼公咕秘繁郎婴糖裙蟹躁击暴非扛殃声屎钓挤伸口沮馋苹旭钩丸房帛揣氟桔哮渴烩兆泉苦迫奔耀笼攀隔踌寻嫡仁绘鞋努撰脏禽恳无搭俯穆陈臀疚议力鸣宽趋捂纯豺艺脑辈步窖征释骏窝函敢渡贷渤餐撞坏帽猪锣坍厅拔董陪渍馋衫括璃凋跪佩仁壮产沧哩斜垒绪拭媚蹬瓢熙颗硼燥粱忆犊嗓盼抡亩孰旱蛤刊榷翼帘漆必饵铜烯慰吞臆寓稍关纯丧禄塑伊铀吗卖坑靡鞍馏钓见捡鄂正沏窄奶廉谷良住罚泉层曲予栽咒件服奈绘展保瞅眨溜越匣功讯蕾巡耕面蟹故涎趟陈长摄别绩舌栅潍