第5节 探究弹性势能的表达式
基础训练
1.如图所示的几个运动过程中,物体的弹性势能增加的是( B )
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,用橡皮筋发射模型飞机的过程中,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
解析:选项A,C,D中弹簧或杆的形变量均减小,所以弹性势能减小,选项B中弹簧的形变量增大,所以弹性势能增加,选项B正确.
2.某同学在桌面上用一个小钢球和一个弹簧来探究弹簧的弹性势能。弹簧一端固定(如图所示),另一端用钢球压缩弹簧后释放,钢球被弹出后落地。他发现弹簧压缩得越多,钢球被弹出得越远,由此能得出的结论应是( A )
A.弹性势能与形变量有关,形变量越大,弹性势能越大
B.弹性势能与形变量有关,形变量越大,弹性势能越小
C.弹性势能与劲度系数有关,劲度系数越大,弹性势能越大
D.弹性势能与劲度系数有关,劲度系数越大,弹性势能越小
解析:由题意可知,弹性势能与形变量有关,形变量越大,弹性势能越大,故A正确,B错误;题中实验只研究了弹簧形变量与弹性势能的关系,而没有研究劲度系数与弹性势能的关系,故C,D错误。
3.如图所示,轻质弹簧与竖直墙壁相连,一物体以初速度v0沿光滑水平面冲向弹簧,在弹簧被物体压缩至最短的过程中( C )
A.物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比
B.弹力做正功,弹簧的弹性势能增大
C.物体的初速度v0越大,弹簧最终具有的弹性势能就越大
D.弹簧最终具有的弹性势能只决定于弹簧本身,与初速度v0无关
解析:在弹簧被压缩的过程中,弹力在增大,是变力做功,故物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量不成正比,A错误;压缩过程中,是物体克服弹簧的弹力做功,即弹力做负功,B错误;压缩过程是物体的动能转化为弹性势能,初速度v0越大,动能也越大,则弹簧最终具有的弹性势能也就越大,故C正确,D错误。
4.如图所示,射箭运动员用力把弓拉开,然后放手让箭射出。对此过程的判断,下列说法正确的是( C )
A.在把弓拉开过程中,运动员的动能转化为弓和弦的动能
B.在把弓拉开过程中,弓和弦的弹性势能转化为运动员的动能
C.在箭射出过程中,弓和弦的弹性势能转化为箭的动能
D.在箭射出过程中,弓和弦的弹性势能转化为运动员的动能
解析:在把弓拉开过程中,运动员做功把化学能转化弓和弦的弹性势能,运动员动能变化很小,选项A,B错误;在箭射出过程中,弓和弦的弹性势能转化为箭的动能,选项C正确,D错误。
5.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点无初速度释放,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( C )
A.重力做正功,弹力不做功
B.重力做正功,弹力做正功
C.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后,重力做正功,弹力不做功
D.若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后,重力做功不变,弹力不
做功
