正确率60.0%下列用品中利用了弹簧的弹性势能转化为动能进行工作的是()
A
A.机械手表
B.自行车座
C.弹簧秤
D.有弹簧的衣服夹
4、['对弹性势能概念的理解']正确率60.0%关于弹性势能,下列说法中正确的是()
A
A.任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能
B.物体只要发生形变,就一定具有弹性势能
C.弹力做正功,弹性势能增大
D.发生形变的物体,都具有对外做功的本领
6、['用牛顿运动定律分析弹簧类问题', '重力做功与重力势能变化的关系', '对弹性势能概念的理解', '弹簧类机械能转化问题']正确率40.0%蹦极运动员将一根弹性长绳系在身上,弹性长绳的另一端固定在跳台上,运动员从跳台上跳下。如果把弹性长绳看做是轻弹簧,运动员看做是质量集中在重心处的质点,忽略空气阻力,那么下列论述:$${①}$$运动员的速度最大时,系统的重力势能和弹性势能的总和最大;$${②}$$运动员的速度最大时,系统的重力势能和弹性势能的总和最小;$${③}$$运动员下落到最低点时,系统的重力势能最小,弹性势能最大;$${④}$$运动员下落到最低点时,系统的重力势能最大,弹性势能最大。其中正确的是$${{(}{)}}$$
C
A.$${①{③}}$$
B.$${①{④}}$$
C.$${②{③}}$$
D.$${②{④}}$$
7、['单位制', '对弹性势能概念的理解']正确率60.0%某同学探究弹性势能的表达式,他猜想弹簧的弹性势能$${{E}_{P}}$$与弹簧的劲度系数$${{k}}$$及弹簧的形型变量$${{x}}$$有关.于是他认为弹性势能的表达式可以写成$$E_{P}=c k^{a} x^{b} ( a, b, c$$为待定系数,它们均无单位$${{)}}$$.下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$
C
A.根据$$E_{P}, ~ k, ~ x$$的国际单位,可以确定$$a, ~ b, ~ c$$的值
B.根据$$E_{P}, ~ k, ~ x$$的国际单位,可以确定$${{a}{,}{c}}$$的值
C.根据$$E_{P}, ~ k, ~ x$$的国际单位,可以确定$${{a}{,}{b}}$$的值
D.根据$$E_{P}, ~ k, ~ x$$的国际单位,可以确定$${{b}{,}{c}}$$的值
9、['重力势能', '对弹性势能概念的理解', '力的方向与位移方向有夹角时的做功']正确率80.0%下列说法正确的是$${{(}{)}}$$
D
A.功有正负,因此功是矢量
B.弹簧的弹性势能只跟弹簧的形变量有关
C.物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大
D.物体的重力势能从$${{−}{5}{J}}$$变化到$${{−}{3}{J}}$$,重力势能变大了
以下是各题的详细解析:
2、弹簧弹性势能转化为动能的应用
选项分析:
A. 机械手表:利用发条的弹性势能驱动齿轮转动,符合题意。
B. 自行车座:主要利用弹簧的缓冲作用,不涉及动能转化。
C. 弹簧秤:利用弹簧形变测量力,能量未转化为动能。
D. 弹簧衣夹:利用弹力夹紧衣物,无动能转化。
正确答案:A。
4、关于弹性势能的说法
选项分析:
A. 正确。弹性形变的物体存储弹性势能。
B. 错误。非弹性形变(如塑性形变)无弹性势能。
C. 错误。弹力做正功时弹性势能减小(如弹簧恢复原状)。
D. 错误。只有弹性形变的物体才能对外做功。
正确答案:A。
6、蹦极运动中的能量分析
关键点:
① 速度最大时,动能最大,系统总机械能守恒,此时重力势能和弹性势能之和最小(因动能最大)。
③ 最低点时,动能为零,重力势能最小(高度最低),弹性势能最大(形变量最大)。
②和④与能量守恒矛盾。
正确答案:C(②③)。
7、弹性势能表达式的单位推导
已知:
弹性势能 $$E_P$$ 单位:焦耳($$J = kg \cdot m^2/s^2$$);
劲度系数 $$k$$ 单位:牛顿/米($$N/m = kg/s^2$$);
形变量 $$x$$ 单位:米($$m$$)。
将猜想式 $$E_P = c k^a x^b$$ 代入单位:
$$kg \cdot m^2/s^2 = (kg/s^2)^a \cdot m^b$$。
解得:$$a=1$$(质量与时间维度平衡),$$b=2$$(长度维度平衡),$$c$$ 无单位故无法确定。
正确答案:C(可确定 $$a$$ 和 $$b$$)。
9、关于功和势能的说法
选项分析:
A. 错误。功是标量,正负表示方向性。
B. 错误。弹性势能还与劲度系数 $$k$$ 有关($$E_P = \frac{1}{2}kx^2$$)。
C. 错误。若物体在零势能面下方,距离越大重力势能越小。
D. 正确。从 $$-5J$$ 到 $$-3J$$ 表示势能增加。
正确答案:D。