弹性势能 知识点题库

如图所示,弹簧的一端固定在墙上,另一端在水平力F作用下缓慢被压缩了x。关于压力F、弹簧的弹性势能Ep随弹簧的压缩量x的变化图线,以下图象中正确的是(  )。


A . B . C . D .
弹簧原长为l0 , 劲度系数为k。用力把它拉到伸长量为l , 拉力所做的功为W1;继续拉弹簧,使弹簧在弹性限度内再伸长l , 拉力在继续拉伸的过程中所做的功为W2。试求W1W2的比值。

如图所示,固定于地面、倾角为θ的光滑斜面上有一轻质弹簧,轻质弹簧一端与固定于斜面底端的挡板C连接,另一端与物块A连接,物块A上方放置有另一物块B,物块A、B质量均为m且不粘连,整个系统在沿斜面向下的恒力F作用下而处于静止状态.某一时刻将力F撤去,若在弹簧将A、B弹起过程中,A、B能够分离,则下列叙述正确的是(   )

A . 从力F撤去到A、B发生分离的过程中,弹簧及A、B物块所构成的系统机械能守恒 B . A、B被弹起过程中,A、B即将分离时,两物块速度达到最大 C . A、B刚分离瞬间,A的加速度大小为gsinθ D . 若斜面为粗糙斜面,则从力F撤去到A、B发生分离的过程中,弹簧减少的弹性势能一定大于A、B增加的机械能与系统摩擦生热之和
某同学用如图所示的装置测量一个凹形木块的质量m,弹簧的左端固定,木块在水平面上紧靠弹簧(不连接)将其压缩,记下木块右端的位置A点,释放后,木块右端恰能运动到B1点.在木块槽中加入一个质量m0=800g的砝码,再将木块左端紧靠弹簧,木块右端位置仍然在A点,释放后木块离开弹簧,右端恰能运动到B2点.测得AB1、AB2的长分别为27.0cm和9.0cm,则木块的质量m为 g.

如图所示,在弹性限度内,将一轻质弹簧从伸长状态变为压缩状态的过程中,其弹性势能的变化情况是(   )

A . 一直减小 B . 一直增大 C . 先减小再增大 D . 先增大再减小
如图所示,小球在竖直向下的力F作用下,将竖直轻弹簧压缩,若将力F撤去,小球将向上弹起并离开弹簧,直到速度为零时为止,则小球在上升过程中,以下说法中正确的是(   )

A . 小球的动能先增大后减小 B . 小球在离开弹簧时动能最大 C . 小球动能最大时弹性势能为零 D . 小球动能减为零时,重力势能最大
将一木球靠在轻质弹簧上,压缩后松手,弹簧将木球弹出.已知弹出过程弹簧做了40J的功,周围阻力做了﹣10J的功,此过程物体的(  )

A . 弹性势能减小10J B . 弹性势能增加40J C . 动能减小10J D . 动能增加30J
如图,在光滑水平面上有A、B两个小球,质量分别为mA=2m、mB=m,A、B之间用一轻弹簧相连.开始时A、B处于静止状态,弹簧处于原长.现给滑块C一个水平向右的初速度v,质量mC=3m,某时刻C与A发生弹性正碰,求:

( i)碰撞后瞬间A和C的速度大小与方向;

(ii)碰撞后弹簧所具有的最大弹性势能Epm

一轻质弹簧,两端连接两滑块A和B,已知mA=0.99kg,mB=3kg,放在光滑水平桌面上,开始时弹簧处于原长.现滑块A被水平飞来的质量为mc=10g,速度为400m/s的子弹击中,且没有穿出,如图所示,试求:

  1. (1) 子弹击中A的瞬间A和B的速度

  2. (2) 以后运动过程中弹簧的最大弹性势能.

如图所示,两端带有固定薄挡板的长木板C的长度为L,总质量为 ,与地面间的动摩擦因数为μ,其光滑上表面静置两质量分别为m、 的物体A、B,其中两端带有轻质弹簧的A位于C的中点.现使B以水平速度2v0向右运动,与挡板碰撞并瞬间粘连而不再分开,A、B可看作质点,弹簧的长度与C的长度相比可以忽略,所有碰撞时间极短,重力加速度为g,求:

  1. (1) B、C碰撞后瞬间的速度大小;

  2. (2) A、C第一次碰撞时弹簧具有的最大弹性势能.

如图所示,质量分别为M1=0.48kg和M2=0.5kg的木块静置在光滑水平地面上,两木块间夹有一轻质弹簧,一粒质量m=0.02kg的弹丸以v0=150m/s的速度打入木块M1并停留在其中(打击时间极短),求:

①当弹丸在木块M1中相对静止的瞬间木块M1的速度v1

②当M2的速度v=1m/s时弹簧的弹性势能Ep

下列实例中,属于利用弹性势能的是(  )
A . 用炸药把石头炸开 B . 用拉开的弓将箭射出去 C . 用河流的水位差发电 D . 用锤子将铁钉打进墙壁
弹簧的一端固定,原来处于自然长度.现对弹簧的另一端施加一个拉力,关于拉力做功(或弹簧克服拉力做功)与弹性势能变化的关系,以下说法中正确的是( )
A . 拉力对弹簧做正功,弹簧的弹性势能增加 B . 拉力对弹簧做正功,弹簧的弹性势能减少 C . 弹簧克服拉力做功.弹簧的弹性势能增加 D . 弹簧克服拉力做功,弹簧的弹性势能减少
如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,圆环与一弹性橡皮绳相连,橡皮绳的另一端固定在地面上的A点,橡皮绳竖直时处于原长h。让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中 (整个过程中橡皮绳始终处于弹性限度内)(    )  

A . 橡皮绳的弹性势能一直增大 B . 圆环的机械能先不变后减小 C . 橡皮绳的弹性势能增加了mgh D . 橡皮绳再次到达原长时圆环动能最大
某物理小组对轻弹簧的弹性势能进行探究,实验装置如图(a)所示:轻弹簧放置在光滑水平桌面上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接.向左推物块使弹簧压缩一段距离,由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧被压缩后的弹性势能.

  1. (1) 实验中涉及到下列操作步骤:

    ①把纸带向左拉直

    ②松手释放物块

    ③接通打点计时器电源

    ④向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧压缩量

    上述步骤正确的操作顺序是(填入代表步骤的序号).

  2. (2) 图(b)中M和L纸带是分别把弹簧压缩到不同位置后所得到的实际打点结果.打点计时器所用交流电的频率为50Hz.由M纸带所给的数据,可求出在该纸带对应的实验中物块脱离弹簧时的速度为m/s.比较两纸带可知,(填“M”或“L”)纸带对应的实验中弹簧被压缩后的弹性势能大.
A、B两同学用图甲所示实验装置探究轻弹簧的弹性势能与其压缩量的关系:轻弹簧放置在倾斜的长木板上,弹簧左端固定,右端与一物块接触而不连接,纸带穿过打点计时器并与物块连接。向左推物块使弹簧压缩不同的量,再由静止释放物块,通过测量和计算,可求得弹簧的压缩量与弹性势能的关系。

⑴实验步骤如下:

a.将木板左端抬高,平衡物块受到的摩擦力;

b.向左推物块使弹簧压缩,并测量弹簧的压缩量;

c.先接通打点计时器电源,再松手释放物块。

⑵实验时,A同学让弹簧的压缩量为△x,打点结果如图乙所示;B同学让弹簧的压缩量为2△x,打点结果如图丙所示,已知打点计时器所用交流电的频率为50Hz,物块质量为200g。

⑶结合纸带所给的数据可知:A同学实验时物块脱离弹簧时的速度大小为m/s,对应弹簧压缩时的弹性势能为J;B同学实验时物块脱离弹簧时的速度大小为m/s,对应弹簧压缩时的弹性势能为J。(结果均保留两位有效数字)。

⑷对比A、B两位同学的实验结果可知:弹簧的弹性势能与弹簧压缩量的关系为

某同学利用如图甲所示的装置探究“弹簧弹力做功”.在水平桌面上固定好弹簧和光电门,将光电门与数字计时器(图中未画出)连接.

实验过程如下:

  1. (1) 如图乙所示,用游标卡尺测量固定于滑块上的挡光片的宽度d=mm;
  2. (2) 用滑块把弹簧压缩到距离光电门为x位置,并从静止释放,数字计时器记下挡光片通过光电门所用的时间t,则此时滑块的速度v=(用题中符号表示);
  3. (3) 多次改变滑块的质量m,重复(2)的操作,得出多组m与v的值.根据这些数值,作出v2-1/m图象,如图丙.根据图象,可求出滑块每次运行x的过程中弹簧对其所做的功为;还可求出的物理量是;其值为.(用题中符号表示,已知重力加速度为g)
某物理兴趣小组利用如图所示装置进行“探究弹簧弹性势能与弹簧形变量关系”的实验。图中光滑水平平台距水平地面h=1.25m,平台上一轻质弹簧一端固定在挡板上,质量为m的小球与弹簧另一端接触并压缩弹簧,记录弹簧的压缩量 x后,由静止释放小球,小球从平台边缘水平飞出,落在地面上,用刻度尺测出小球水平飞行距离S;并用传感器(图中未画出)测量出小球从平台边缘飞出后在空中的飞行时间t。多做几次实验后,记录表如下表所示:

  1. (1) 由表中数据可知,在h一定时,小球水平位移 S=x,与无关;
  2. (2) 由实验原理和表中数据可知,弹簧弹性势能EP与弹簧形变量x的关系式为EP= (用m、h、x和重力加速度g表示);

    1

    2

    3

    4

    5

    x/m

    0.01

    0.02

    0.03

    0.04

    0.05

    S/m

    0.51

    0.99

    1.50

    1.98

    2.50

    t/ms

    505.3

    505.1

    504.8

    504.9

    505.2

  3. (3) 某同学按物体平抛运动规律计算了小球在空中的飞行时间: ,由表中数据可知,发现测量值t均偏大。经检查,实验操作及测量无误,且空气阻力可以忽略,造成以上偏差的原因是
关于弹簧的弹性势能,下列说法中正确的是(   )
A . 当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大 B . 当弹簧变短时,它的弹性势能一定变小 C . 若选弹簧自然长度时的势能为零,则其他长度的势能均为正值 D . 若选弹簧自然长度时势能为零,则伸长的弹性势能为正值,压缩的弹性势能为负值
如图所示,重10N的滑块在倾角为θ=30°的斜面上,从a点由静止开始下滑,到b点接触到一个处于原长的轻弹簧,滑块压缩弹簧到c点开始弹回,返回b点离开弹簧,最后又回到a点。已知ab=0.8m,bc=0.4m,那么(   )

A . 整个过程中滑块动能的最大值为4J B . 整个过程中弹簧弹性势能的最大值为6J C . 从c到b弹簧的弹力对滑块做功6J D . 整个过程中弹簧与滑块组成的系统机械能守恒
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