高中物理人教版必修2第七章第5节探究弹性势能的表达式同步练习

试卷日期：2018-01-29 考试类型：同步测试

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一、选择题

1. 如图所示，质量不计的弹簧一端固定在地面上，弹簧竖直放置，将一小球从距弹簧自由端高度分别为h₁、h₂的地方先后由静止释放，h₁>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ΔE_p1、ΔE_p2的关系中，正确的一组是（）

A、ΔE₁＝ΔE₂ ， ΔE_p1＝ΔE_p2 B、ΔE₁>ΔE₂ ， ΔE_p1＝ΔE_p2 C、ΔE₁＝ΔE₂ ， ΔE_p1>ΔE_p2 D、ΔE₁>ΔE₂ ， ΔE_p1>ΔE_p2

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2. 如图所示，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（）

A、弹簧的弹性势能逐渐减小 B、弹簧的弹性势能逐渐增大 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

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3. 劲度系数分别为k_A＝2 000 N/m和k_B＝3 000 N/m的弹簧A和B连接在一起，拉长后将两端固定，如图所示，弹性势能E_pA、E_pB的关系为（）

A、E_pA＝E_pB B、E_pA＝ $\frac{E_{p B}}{2}$ C、E_pA＝ $\frac{3 E_{p B}}{2}$ D、E_pA＝ $\frac{2 E_{p B}}{3}$

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4. 如图所示，弹簧的一端固定在墙上，另一端在水平力F作用下缓慢拉伸了l.关于拉力F、弹性势能E_p随伸长量l的变化图线，其中正确的是（）

A、 B、 C、 D、

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5. 一根弹簧的弹力—位移图线如图所示，那么弹簧由伸长量8cm到伸长量4cm的过程中，弹力做功和弹性势能的变化量为（）

A、3.6J，－3.6J B、－3.6J，3.6J C、1.8J，－1.8J D、－1.8J，1.8J

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二、多项选择题

6. 关于弹性势能，下列说法中正确的是（）

A、任何发生弹性形变的物体，都具有弹性势能 B、任何具有弹性势能的物体，一定发生了弹性形变 C、物体只要发生形变，就一定具有弹性势能 D、弹性势能具有势能的共性

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7. 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

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8. 在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下面猜想有一定道理的是（）

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）的长度有关 C、重力势能与物体所受的重力mg大小有关，所以弹性势能很可能与弹簧的劲度系数有关 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

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三、填空题

9. 如图所示，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.

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10. 在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0kg的木块相连，系统处于平衡状态.若在木块上再加一个竖直向下的力F，使木块缓慢向下移动0.10m，力F做功2.5J，此时木块再次处于平衡状态，力F的大小为50N，如图所示.求：在木块下移0.10m的过程中弹性势能的增加量为J.

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四、计算题

11. 通过探究得到弹性势能的表达式为E_p＝ $\frac{1}{2}$ kx² ，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，从轻绳处于张紧状态开始，当往下拉0.1 m物体开始离开地面时，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，求整个过程拉力所做的功以及弹性势能的最大值.

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12. 在水平地面上固定一竖直的轻弹簧，弹簧上端与一个质量m＝2.0 kg的物块相连，物块处于静止状态，如图所示.若再在上端轻放一个质量为M＝5.0 kg的物块，系统再次平衡时，弹簧又向下压缩了0.10 m，求：

(1)、弹簧的劲度系数；（g取10 m/s²）

(2)、作出F-l图象，求物块下移0.10 m过程中增加的弹性势能.

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