1、填空题 一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧.其左端固定,右端与质量为m的一个钢球接触,当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面,水平距离为s.
(1)请你推导出弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h,水平距离s等物理量的关系式.
(2)弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表:

从上面的实验数据,你猜测弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间有何关系?为什么?
参考答案:(1)释放弹簧后,弹簧储存的弹性势能转化为小球的动能
Ep=12mv2? ①
小球接下来做平抛运动,有
s=vt? ②
h=12gt2? ③
由①②③式可解得
Ep=ms2g4h
即弹簧的弹性势能EP与小钢球质量m、桌面离地面高度h,水平距离s等物理量的关系式为ms2g4h.
(2)由(1)的结论知:EP∝s2,
题目表格中给定的数据可知s∝x,综上可知:EP∝x2
故弹簧的弹性势能EP与弹簧长度的压缩量x之间的关系为EP∝x2.
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 如图所示,水平放置在光滑水平面上的轻弹簧一端固定在墙壁上,质量4kg的木块在光滑水平面上滑动时碰撞并将弹簧压缩,若碰撞弹簧之前木块滑行速度5m/s,该轻弹簧被压缩过程中最大的弹性势能为______J;当木块的速度减小为3m/s时,弹簧具有的弹性势能为______J,弹簧从开始被压缩到此刻对木块做的功为______J.
参考答案:根据系统的机械能守恒得:弹簧被压缩过程中最大的弹性势能等于木块的初动能,即有
? Epm=12mv20=12×4×52J=50J
当木块的速度减小为3m/s时,设弹簧具有的弹性势能为Ep.则有
? 12mv20=12mv2+Ep
解得,Ep=32J
根据动能定理得:弹簧对木块做功为 W=12mv2-12mv20=-32J
故答案为:50,32,-32
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 关于弹性形变,下列说法正确的是
A.凡是物体形状的改变都叫弹性形变
B.一根铁丝用力弯折后的形变就是弹性形变
C.物体在外力停止作用后,能够恢复原来形状的形变叫弹性形变
D.物体在外力作用后发生的形变叫弹性形变
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 在2008年北京奥运会上,俄罗斯著名撑杆跳运动员伊辛巴耶娃以5.05m的成绩第24次打破世界纪录.图为她在比赛中的几个画面,下列说法中正确的是( )
A.运动员过最高点时的速度为零
B.撑杆恢复形变时,其弹性势能转化为运动员的机械能
C.运动员助跑阶段,身体中的化学能只转化为人的动能
D.运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功