弹性势能参考答案与试题解析.pdfVIP

弹性势能

参考答案与试题解析

一、选择题（共2小题）

1．（2010福建）如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一

金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又

被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复．通过安装在弹簧下端的压力传感器，

测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图（乙）所示，则（）

A．t1时刻小球动能最大

B．t2时刻小球动能最大

C．t2～t3这段时间内，小球的动能先增加后减少

D．t2～t3段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能

考点：弹性势能；动能；动能定理的应用；动能和势能的相互转化．

专题：压轴题；定性思想；牛顿运动定律综合专题．

分析：小球先自由下落，与弹簧接触后，弹簧被压缩，在下降的过程中，弹力不断变大，当

弹力小于重力时，物体加速下降，但合力变小，加速度变小，故做加速度减小的加速

运动，当加速度减为零时，速度达到最大，之后物体由于惯性继续下降，弹力变的大

于重力，合力变为向上且不断变大，故加速度向上且不断变大，故物体做加速度不断

增大的减速运动；同理，上升过程，先做加速度不断不断减小的加速运动，当加速度

减为零时，速度达到最大，之后做加速度不断增大的减速运动，直到小球离开弹簧为

止．

解答：

解：A、t1时刻小球小球刚与弹簧接触，与弹簧接触后，先做加速度不断减小的加速

运动，当弹力增大到与重力平衡，即加速度减为零时，速度达到最大，故A错误；

B、t2时刻，弹力最大，故弹簧的压缩量最大，小球运动到最低点，速度等于零，故B

错误；

C、t2～t3这段时间内，小球处于上升过程，先做加速度不断减小的加速运动，后做加

速度不断增大的减速运动，故C正确；

D、t2～t3段时间内，小球和弹簧系统机械能守恒，故小球增加的动能和重力势能之和

等于弹簧减少的弹性势能，故D错误；

故选C．

点评：本题关键要将小球的运动分为自由下落过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和

减速过程进行分析处理，同时要能结合图象分析．

2．（2011•河北模拟）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

考点：弹性势能；动能定理；动能和势能的相互转化．

专题：定性思想；力学知识在生产和生活中的应用．

分析：运动员起跳过程中，杆先由直变弯，动能转化为杆的弹性势能，然后杆再由弯变直，

弹性势能又转化为重力势能，将运动员抬高．

解答：解：A、运动员经过最高点如果速度为零，接下来将会做自由落体运动而碰到杆，故

A错误；

B、运动员起跳过程中，杆先由直变弯，动能转化为杆的弹性势能，然后杆再由弯变

直，弹性势能又转化为机械能，故B正确；

C、运动员助跑阶段，运动员消耗了体内的化学能，其中一部分转化为运动员的动能，

一部分转化为热能，运动员流汗就可以说明有热能产生，故C错误；

D、在上升过程中，杆先在运动员的压力作用下由直变弯，动能转化为杆的弹性势能，

然后杆再由弯变直，弹性势能又转化为重力势能，故运动员在上升过程中对杆先做正

功后做负功，故D正确．

点评：本题关键要明确运动员加速助跑过程和上升过程中的各种能量的转化情况，特别是上

升过程，要分为杆弯曲和变直两个过程讨论．

二、解答题（共3小题）（选答题，不自动判卷）

3．（2009•崇文区一模）如图所示，质量为m=1kg的小物块P置于桌面上的A点并与弹簧

1

的右端接触（不拴接），轻弹簧左端固定，且处于原长状态．质量M=、长L=的小车静置于

光滑水平面上，其上表面与