正确率60.0%两弹簧的劲度系数之比为$${{1}{:}{2}}$$,在弹性限度内的形变量之比为$${{2}{:}{1}}$$,则它们的弹性势能之比为$${{(}{)}}$$
A
A.$${{2}{:}{1}}$$
B.$${{1}{:}{2}}$$
C.$${{1}{:}{4}}$$
D.$${{4}{:}{1}}$$
7、['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.$${②{④}}$$
10、['功能关系的应用', '对弹性势能概念的理解']正确率80.0%关于弹簧的弹性势能,下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$
D
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.弹簧长度相同的弹簧具有相同的弹性势能
D.在弹簧被拉伸的长度相同时,劲度系数$${{k}}$$越大的弹簧,它的弹性势能越大
3、弹簧的弹性势能公式为 $$E_p = \frac{1}{2}kx^2$$,其中 $$k$$ 为劲度系数,$$x$$ 为形变量。设两弹簧的劲度系数分别为 $$k_1$$ 和 $$k_2$$,形变量分别为 $$x_1$$ 和 $$x_2$$。根据题意:
$$\frac{k_1}{k_2} = \frac{1}{2}$$
$$\frac{x_1}{x_2} = \frac{2}{1}$$
弹性势能之比为:
$$\frac{E_{p1}}{E_{p2}} = \frac{\frac{1}{2}k_1x_1^2}{\frac{1}{2}k_2x_2^2} = \frac{k_1}{k_2} \cdot \left(\frac{x_1}{x_2}\right)^2 = \frac{1}{2} \cdot \left(\frac{2}{1}\right)^2 = \frac{1}{2} \cdot 4 = 2$$
因此,弹性势能之比为 $$2:1$$,选项 A 正确。
7、蹦极运动员下落过程中,系统机械能守恒。分析各选项:
① 错误。速度最大时,动能最大,重力势能和弹性势能之和最小。
② 正确。速度最大时,重力势能和弹性势能总和最小。
③ 正确。最低点时,重力势能最小(高度最低),弹性势能最大(形变量最大)。
④ 错误。最低点时重力势能并非最大。
因此,正确的选项是 ② 和 ③,对应选项 C。
10、弹簧的弹性势能 $$E_p = \frac{1}{2}kx^2$$,其中 $$x$$ 为形变量。分析各选项:
A 错误。若弹簧被压缩后变长,弹性势能可能减小。
B 错误。若弹簧被拉伸后变短,弹性势能可能减小,但不一定总是变小。
C 错误。弹性势能取决于 $$k$$ 和 $$x$$,长度相同但 $$k$$ 或 $$x$$ 不同时,弹性势能不同。
D 正确。形变量 $$x$$ 相同时,$$k$$ 越大,弹性势能越大。
因此,选项 D 正确。