课时7.5 探究弹性势能的表达式（重点练）-2020-2021学年高一物理十分钟同步课堂专练（人教版 必修2）(解析版)

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第5课时 探究弹性势能的表达式
第七章 机械能守恒定律
1．在倾角为 θ 的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连的物块 A、B，它们的质量分别为 m1和 m2，弹簧劲
度系数为 k，C 为一固定挡板，系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的拉力拉物块 A，使它以加
速度 a 沿斜面向上做匀加速运动直到物块 B 刚要离开挡板 C。在此过程中（　　）
A．物块 A 运动的距离为 B．拉力的最大值为（m1＋m2）gsin θ
C．弹簧的弹性势能持续增大 D．拉力做功的功率一直增大
【答案】D
【解析】B．系统处于静止状态时，弹簧被压缩，设压缩量为 ，由平衡条件得
解得
物块 B 刚要离开挡板 C 时，弹簧被拉伸，弹簧弹力等于物块 B 的重力沿斜面方向的分力，设拉伸量为 ，
由
解得
在物块 B 刚要离开挡板 C 时，拉力最大，隔离物块 A，分析受力，由牛顿第二定律
解得
故 B 错误；
A．物块 A 在力 F 作用下沿斜面向上运动直到物块 B 刚要离开挡板 C 时，物块 A 运动的距离为
故 A 错误；
C．由于弹簧原来处于压缩状态，具有弹性势能，在拉力拉物块沿斜面向上运动过程中，弹簧先恢复原长
后被拉伸，又具有弹性势能，即弹簧弹性势能先减小后增大，故 C 错误；
D．在拉力拉物块沿斜面向上运动过程中，由于拉力逐渐增大，物块 A 沿斜面做匀加速运动，速度逐渐增
大，根据功率公式 P=Fv 可知，拉力做功的功率一直增大，故 D 正确。
故选 D。
2．在运动会的撑杆跳高项目中，如图所示某运动员在某次撑杆跳高的过程中，从杆发生形变到最后人离
开杆的过程，下列说法正确的是（　　）
A．杆一直对人做负功
B．杆一直对人做正功
C．弹性势能先增大后减小
D．杆对人的弹力方向始终竖直向上
【答案】C
【解析】AB．从杆开始发生形变到杆形变最大过程中，弹性势能逐渐增大，杆对人做负功，从形变最大到
人离开杆的过程中，弹性势能逐渐减小，杆对人做正功，故 A、B 错误；
C．上述分析可知，从杆发生形变到最后人离开杆的过程，弹性势能先增大后减小，C 正确；
D．杆对人的弹力方向与杆发生形变的方向相反，整个过程不断变化，不是始终竖直向上，D 错误。
故选 C。
3．我们知道，处于自然状态的水都是向重力势能更低处流动的，当水不再流动时，同一滴水在水表面的
不同位置具有相同的重力势能，即水面是等势面。通常稳定状态下水面为水平面，但将一桶水绕竖直
固定中心轴以恒定的角速度 ω 转动，稳定时水面呈凹状，如图所示。这一现象依然可用等势面解释：
以桶为参考系，桶中的水还多受到一个“力”，同时水还将具有一个与这个“力”对应的“势能”。
为便于研究，在过桶竖直轴线的平面上，以水面最低处为坐标原点、以竖直向上为 y轴正方向建立
xOy 直角坐标系，质量为 m 的小水滴（可视为质点）在这个坐标系下具有的“势能”可表示为
。该“势能”与小水滴的重力势能之和为其总势能，水会向总势能更低的地方流动，
稳定时水表面上的相同质量的水将具有相同的总势能。根据以上信息可知，下列说法中正确的是（　
）
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