高中物理第七章7.5探究弹性势能的表达式导学案必修2

1 7.5 探究弹性势能的表达式

[学习目标]

１.能说出弹性势能的概念及意义。

２.体会计算变力做功的思想方法。

３. 理解弹力做功与弹性势能变化的关系。

[学习过程]

任务一：阅读课本，写出弹性势能的定义

1定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。

2弹性势能的大小同弹性形变的大小有关。弹性形变越大，弹性势能也越大。

。

任务二：对比重力势能，小组讨论，猜测探究弹性势能的表达式可能和哪些因素有关。

（1）重力做功与重力势能变化的关系

重力做正功：重力势能减少

重力做负功：重力势能增加

WG= -△EP

（2）弹簧弹力的功与弹性势能变化的关系

弹力做正功：弹性势能减少

弹力做负功：弹性势能增加

W弹= -△EP

（3）拉力做功与弹力做功

W拉= -W弹 W拉= △EP

功是能量转化的量度，拉力对弹簧做功会引起弹簧的弹性势能的变化。

2 任务三：利用功能关系及弹力做功表达式，尝试写出弹性势能的表达式，小组内对比讨论。

把弹簧伸长的过程分成很多足够小的过程，在各个小段上，弹力可近似认为是不变的―――微分思想

再把各段加起来是积分思想。

通过面积可求得221kxEp其中，k是弹簧的劲度系数，x是弹簧的弹性伸长量或压缩量。弹簧处于原长时弹性势能为0.

任务四：完成以下练习，检测本节课学习效果。

1．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．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧，它的弹性势能越大

D．弹性势能是弹簧和使它发生形变的物体所共有的

2．如图所示中的几个运动过程中，物体弹性势能增加的是(

)

A．如图(甲)，跳高运动员从压杆到杆伸直的过程中，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)，模型飞机用橡皮筋发射出去的过程中，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 3 高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．关于感应电动势和感应电流,下列说法中正确的是 （ ）

A．只有当电路闭合, 且穿过电路的磁通量变化时，电路中才有感应电动势

B．只要穿过闭合电路中的磁通量不为零，闭合电路中就一定有感应电流发生

C．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量变化，电路中就有感应电动势

D．不管电路是否闭合，只要穿过电路的磁通量变化，电路中就有感应电流

2．如图所示，平行板电容器与电动势为E的直流电源（内阻不计）连接，下极板接地．一带电油滴位于容器中的P点且恰好处于平衡状态．现将平行板电容器的上极板竖直向上移动一小段距离，则下列说法错误的是（ ）

A．带点油滴的电势能将增大

B．P点的电势将降低

C．带点油滴将沿竖直方向向上运动

D．电容器的电容减小，极板带电量减小

3．如图所示,一小球从地面上方某点水平向右抛出,落到水平地面上。若仅将小球抛出点的距地高度增加为原来的2倍,不计空气阻力,则下列关于这段运动的说法正确的是（ ） 4

A．时间等于原来的2倍

B．水平位移的大小等于原来的2倍

C．落地时速度的大小等于原来的 倍

D．落地时速度方向与水平方向夹角的正切值等于原来的

倍 5 4．如图所示，是上端带定滑轮的固定坚直杆，质量不计的轻杆一端通过铰链固定在点，另一端 6 悬挂一重为的物体，且端系有一根轻绳并绕过定滑轮，用力拉 7 绳，开始时，现使缓慢变小，直到杆接近竖直杆 8 。此过程中

A．力逐渐增大 9 B．力先逐渐减小后逐渐增大

C．轻杆对端的弹力大小不变

D．轻杆对端的弹力先减小后增大 10 5．如图，将a、b两小球以不同的初速度同时水平抛出，它们均落在水平地面上的P点，a球抛出时的高度较b球的高， P点到两球起抛点的水平距离相等，不计空气阻力。与b球相比，a球( )

A．初速度较小

B．速度变化率较大

C．落地时速度一定较大

D．落地时速度方向与其初速度方向的夹角较大

6．如图所示，在竖直平面内有一曲面，曲面方程为y=x2，在y轴上有一点P，坐标为(0，6m)。从P点将一小球水平抛出，初速度为1m/s。则小球第一次打在曲面上的位置为(不计空气阻力)

A．(3m，3m)

B．(2m，4m)

C．(1m，1m)

D．(1m，2m)

二、多项选择题

7．下列说法中正确的是_________

A．能量耗散说明能量在不断减少 11 B．同温度下未饱和汽的压强小于饱和汽压，温度升高时，饱和汽压增大

C．液体表面张力产生的原因是因为液体表面层分子平均距离略大于液体内部分子平均距离

D．物体由大量分子组成，其单个分子的运动是无规则的，大量分子的运动也是无规律的

E．热力学第二定律也可以表述为：气体向真空的自由膨胀是不可逆的

8．如图为模拟远距离输电电路，两理想变压器的线圈匝数n1=n4＜n2=n3，A1、A2、A3为相同的理想交流电流表．当a、b端接入低压交流电源时，则

A．A1、A3的示数相等 B．A1、A2、A3的示数相等

C．A1的示数大于A2的示数 D．A2的示数大于A3的示数

9．如图所示，正六面体真空盒置于水平面上，它的ADHE面与BCGF面均为金属板，BCGF面带正电，ADHE面带负电其他面为绝缘材料。从小孔P沿水平方向平行于ABFE面以相同速率射入三个质量相同的带正电液滴a、b、c，最后分别落在1、2、3三点。下列说法正确的是

A．三个液滴在空中运动的时间相同

B．液滴c所带的电荷量最多

C．整个运动过程中液滴a的动能增量最大

D．三个液滴落到底板时的速率相同 12 10．如图，一列简谐横波沿x轴正方向传播，实线为时的波形图，虚线为时的波形图。已知该简谐波的周期大于0.5s.关于该简谐波，下列说法正确的是_______

13 A．波长为2m

B．波速为

C．频率为 14 D．时，处的质点处于波峰

E. 时，处的质点经过平衡位置

三、实验题

11．一辆汽车沿平直公路运动，以速度v1=25m/s匀速通过前1/3路程，以速度v2=50m/s通过其余2/3路程，则汽车在全程中的平均速度是多少？

12．如图所示，一个总阻值r=10Ω，匝数n=1000的正方形金属线圈，与阻值R=20Ω的定值电阻连成闭合回路。线圈的边长L=0.1m，其内部空间（包括边界处）充满了垂直线圈平面向外的匀强磁场。磁感应强度B随时间t变化的关系图线如图所示。导线电阻不计。求： 15

(1)t=0时刻，穿过线圈的磁通量；

(2)0～0.02s内，线圈QMNP中的感应电动势大小和感应电流的方向；

(3)0～0.02s过程中整个回路的热功率，t=-0.01s时UPQ的大小。

四、解答题

13．如图，位于竖直水平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径Oa水平，b点为抛物线顶点。已知h=2m,，s=。取重力加速度大小 16 。

（1）一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；

（2）若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小。

14．如图所示，长L=10m的水平传送带以速度v=8m/s匀速运动。质量分别为2m、m的小物块P、Q，用不可伸长的轻质细绳，通过固定光滑小环C相连。小物块P放在传送带的最左端，恰好处于静止状态，C、P间的细绳水平。现在P上固定一质量为2m的小物块(图中未画出)，整体将沿传送带运动，已知Q、C间距大于10 m，重力加速度g取10m/s2.求： 17

(1)小物块P与传送带间的动摩擦因数；

(2)小物块P从传送带左端运动到右端的时间；

(3)当小物块P运动到某位置S（图中末画出）时将细绳剪断，小物块P到达传送带最右端时刚好与传送带共速，求位置S距传送带右端的距离。

【参考答案】

一、单项选择题

题号 1 2 3 4 5 6

答案 C C D C D C

二、多项选择题

7．BCE

8．AC

9．BC

10．BCD

三、实验题

11．5m/s 18 12．(1) (2)3V，逆时针方向(3)2V

四、解答题

13．（1）（2）

14．（1）0.5（2）（3）4m 19 高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．春节期间非常火爆的电影《流浪地球》讲述了若干年后太阳内部氢转氦的速度加快，形成“氦闪”产生巨大的能量会使地球融化，核反应方程为。人类为了生存，通过给地球加速使其逃离太阳系，最终到达4.25光年外的比邻星系的某轨道绕比邻星做匀速圆周运动，引力常量为G，根据以上信息下列说法正确的是

A．核反应方程式中的X为正电子

B．地球要脱离太阳系需加速到第二宇宙速度

C．若已知地球在比邻星系内的轨道半径和环绕周期，则可确定出比邻星的密度

D．若已知地球在比邻星系内的轨道半径和环绕周期，则可确定出比邻星的质量

2．某空降兵从直升机上跳下，8s后打开降落伞，并始终保持竖直下落。在0~12s内其下落速度随时间变化的υ-t图像如图所示。则