解题方法
1 . 我们知道,处于自然状态的水都是向重力势能更低处流动的,当水不再流动时,同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力势能,即水面是等势面。通常稳定状态下水面为水平面,但将一桶水绕竖直固定中心轴以恒定的角速度转动,稳定时水面呈凹状,如图所示,这一现象依然可用等势面解释:以桶为参考系,桶中的水还多受一个“力”,同时水还将具有一个与这个“力”对应的“势能”。为便于研究,在过桶竖直轴线的平面上,以水面最低处为坐标原点、以竖直向上为y轴正方向建立直角坐标系,质量为m的小水滴(可视为质点)在这个坐标系下具有的“势能”可表示为。该“势能”与小水滴的重力势能之和为其总势能,水会向总势能更低的地方流动,稳定时水表面上的相同质量的水将具有相同的总势能。根据以上信息可知,下列说法正确的是( )
A.在O点处,该“势能”最小 |
B.在O点处,该“势能”最大 |
C.与该“势能”对应的“力”类似于重力,其方向始终指向O点 |
D.与该“势能”对应的“力”的类似于弹簧弹力,其大小随x的增大而增大 |
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名校
2 . 在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为m的木块相连,木块处于静止状态。现给木块一个竖直向下的力F,使木块缓慢向下移动h,力F做功,此后木块静止,如图所示。则( )
A.在木块下移h的过程中重力势能的减少量mgh |
B.在木块下移h的过程中弹性势能的增加量 |
C.在木块下移h的过程中弹簧弹力做功 |
D.在木块下移h的过程中弹性势能的增加量 |
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名校
3 . 如图甲所示,轻弹簧左端固定在竖直墙上,初始时处于自然状态,右端在P点,某时刻一质量为3kg的物块A沿粗糙的水平面以一定初速度向左滑向轻弹簧,从开始运动到弹簧压缩至最短的过程中,物块速度的平方随位移的变化规律如图乙所示。已知弹簧的弹性势能表达式,其中为弹簧形变量,取重力加速.下列说法正确的是( )
A.物块A与地面间的动摩擦因数为0.5 | B.此过程中弹簧的最大弹性势能为22.5J |
C.弹簧的劲度系数 | D.物块A被弹簧弹回至P点时的动能为15J |
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2022-07-11更新
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600次组卷
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4卷引用:山东省济宁市2021-2022学年高一下学期期末质量检测物理试题
名校
4 . 某同学用如图1所示的装置研究弹簧的弹性势能,在气垫导轨上固定好轻质弹簧和光电门,将光电门与数字计时器连接(图中未画出),操作步骤如下:
(1)首先调节气垫导轨水平;
(2)选择宽度为d的遮光条;
(3)接通电源,用手向左侧推动滑块,使弹簧压缩到某一长度(弹簧处于弹性限度内),测出弹簧压缩量x;
(4)将滑块由静止释放,读出滑块经过光电门时遮光条的挡光时间t,则此时滑块的速度为____________ ;
(5)重复步骤(4)测出多组x及对应的t;
(6)画出图像如图2所示,测得图像的斜率为k,滑块质量为m,则弹簧的弹性势能的表达式为____________ 。(用m、d、k、x表示)
(1)首先调节气垫导轨水平;
(2)选择宽度为d的遮光条;
(3)接通电源,用手向左侧推动滑块,使弹簧压缩到某一长度(弹簧处于弹性限度内),测出弹簧压缩量x;
(4)将滑块由静止释放,读出滑块经过光电门时遮光条的挡光时间t,则此时滑块的速度为
(5)重复步骤(4)测出多组x及对应的t;
(6)画出图像如图2所示,测得图像的斜率为k,滑块质量为m,则弹簧的弹性势能的表达式为
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2022-06-29更新
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303次组卷
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2卷引用:山东省青岛市第二中学2022-2023学年高三上学期期中物理试题
名校
5 . 如图所示,一轻弹簧左端固定,右端连接一物块,置于粗糙的水平面上。开始时弹簧处于原长,现用一恒力将物块由静止向右拉动直至弹簧弹性势能第一次达到最大。在此过程中,关于物块的速度v、加速度a、动能Ek及弹簧的弹性势能Ep随时间t或位移x变化的图像,其中可能正确的是( )
A. | B. |
C. | D. |
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2022-05-14更新
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2032次组卷
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9卷引用:山东省章丘区第四中学2022-2023学年高三上学期12月月考物理试题
山东省章丘区第四中学2022-2023学年高三上学期12月月考物理试题2022届江苏省连云港市高三下学期考前模拟考试物理试题(一)(已下线)物理(山东A卷)-学易金卷:2023年高考第一次模拟考试卷期末提分模拟卷01-沪科版2020必修二2023版 创新设计 二轮专题复习 专题一 力与运动 第2课时 力与直线运动 课时跟踪练江苏省泰州市姜堰中学2022-2023学年高一下学期阶段测试(期中)物理试题2023届江苏省前黄高级中学高三下学期考前攀登行动(一) 物理试题(已下线)第八章 机械能守恒定律2. 重力势能-近两年高一下名校期中好题汇编江苏省苏州实验中学2023-2024学年高三下学期4月月考物理试题
名校
6 . 如图甲所示,将一劲度系数为k的轻弹簧压缩后锁定,在弹簧上放置一质量为m的小物块,小物块距离地面高度为h1。将弹簧的锁定解除后,小物块被弹起,其动能Ek与离地高度h的关系如图乙所示,其中h4到h5间的图像为直线,其余部分均为曲线,h3对应图像的最高点,重力加速度为g,不计空气阻力。下列说法正确的是( )
A.小物块上升至高度h3时,弹簧形变量为0 |
B.小物块上升至高度h5时,加速度为g |
C.解除锁定前,弹簧的弹性势能为mgh5 |
D.小物块从高度h2上升到h4,弹簧的弹性势能减少了 |
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2022-04-05更新
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1332次组卷
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3卷引用:2022届山东省青岛市高三下学期统一检测(三模)物理试题
2022届山东省青岛市高三下学期统一检测(三模)物理试题2022届山东省济南市山东师范大学附属中学高三下学期4月线上测试物理试题(已下线)三轮冲刺卷01-【赢在高考·黄金20卷】备战2022年高考物理模拟卷(广东卷专用)
名校
7 . 某实验小组探究轻质弹簧弹性势能与其形变量关系的实验装置如图甲所示。气垫导轨固定在水平桌面上,原长L=20cm的轻质弹簧一端固定在气垫导轨右端的挡板上,处于原长时另一端刚好与带有遮光条的滑块接触。弹簧与滑块不拴接,滑块处于静止状态。向右推动滑块压缩弹簧,然后将滑块由静止释放,遮光条经过光电门的挡光时间为t。已知遮光条及滑块的总质量M=0.5kg,遮光条的宽度d=8mm。不考虑滑块反弹,弹簧始终在弹性限度内。
(1)将实验中的轻质弹簧竖直悬挂,在其下端挂上一个质量为200g的重物。弹簧左侧刻度尺的零刻线与弹簧上端对齐。重物稳定时弹簧末端指针的位置如图乙所示。指针所指的刻度值为___________ cm;弹簧的劲度系数k=___________ N/m。(取g=10m/s2)
(2)若某次实验中,测得遮光条经过光电门的挡光时间t=0.005s,则滑块经过光电门时的速度大小v=___________ m/s;释放滑块时弹簧储存的弹性势能为___________ J。
(3)实验小组将所测弹簧的形变量△L及相应弹性势能Ep的实验数据填在下表中。实验小组观察数据后,预测弹簧的弹性势能与其相应的形变量的平方成线性关系。请你在图丙坐标纸上补齐未画出的数据点,并绘出Ep—△L2图线。( )
(4)Ep-△L2图线的斜率为___________ N/m。(结果保留三位有效数字)
(5)通过以上实验可得出结论:在误差允许的范围内,弹簧的弹性势能Ep=___________ 。(用k和△L表示)
(1)将实验中的轻质弹簧竖直悬挂,在其下端挂上一个质量为200g的重物。弹簧左侧刻度尺的零刻线与弹簧上端对齐。重物稳定时弹簧末端指针的位置如图乙所示。指针所指的刻度值为
(2)若某次实验中,测得遮光条经过光电门的挡光时间t=0.005s,则滑块经过光电门时的速度大小v=
(3)实验小组将所测弹簧的形变量△L及相应弹性势能Ep的实验数据填在下表中。实验小组观察数据后,预测弹簧的弹性势能与其相应的形变量的平方成线性关系。请你在图丙坐标纸上补齐未画出的数据点,并绘出Ep—△L2图线。
△L/(10-2m) | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
Ep/(10-2J) | 3.9 | 15.9 | 32.8 | 63.8 | 99.7 |
(4)Ep-△L2图线的斜率为
(5)通过以上实验可得出结论:在误差允许的范围内,弹簧的弹性势能Ep=
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2022-02-28更新
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600次组卷
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5卷引用:2022届山东省高三下学期第二次学业质量联合检测物理试题
名校
8 . 2021年7月30日,在东京奥运会蹦床项目女子决赛中,中国选手包揽该项目冠、亚军.平常训练时,蹦床运动员先在蹦床上保持身体竖直,在竖直方向弹跳几下,腾空高度越来越大,以完成后续动作.运动员与蹦床之间的弹力随时间的变化如图所示,不考虑过程中系统机械能的损耗,脚掌蹬床的时间不计,则下列说法正确的是( )
A.时刻人的速度开始减小 | B.时刻人重力的功率最大 |
C.时刻人的动能大于时刻动能 | D.蹦床弹性势能时刻大于时刻 |
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2021-12-30更新
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522次组卷
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4卷引用:2022届山东省日照市莒县振兴实验中学高三下学期一模检验卷物理试题
名校
9 . 如图所示,一根轻质弹簧左端固定,现使滑块沿光滑水平桌面滑向弹簧,在滑块接触到弹簧直到速度减为零的过程中,弹簧的( )
A.弹力越来越大,弹性势能越来越大 |
B.弹力越来越小,弹性势能越来越小 |
C.弹力先变小后变大,弹性势能越来越小 |
D.弹力先变大后变小,弹性势能越来越大 |
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2021-12-23更新
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1364次组卷
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11卷引用:山东省济南第一中学2021-2022学年高一下学期3月月考物理试题
山东省济南第一中学2021-2022学年高一下学期3月月考物理试题福建省三明市四地四校2021-2022学年高一下学期期中联考物理试题广东省佛山市南山湖实验中学2021-2022学年高一下学期二检物理试题江苏省盐城市2021-2022学年高二上学期学业水平合格性考试模拟试卷(12月)物理试题1.4 势能及其改变 课时作业 -鲁科版(2019)必修第二册1.4 势能及其改变 同步练习 -鲁科版(2019)必修第二册江苏省南京市江宁中学2022-2023学年高二下学期学业水平合格性考试6月摸底物理试题第四章 机械能及其守恒定律 单元综合训练 -粤教版(2019)必修第二册江苏省宿迁北附同文实验学校2023-2024学年高二上学期9月月考物理试题2023年江苏省徐州市高二学业水平模拟考试物理试题江苏省淮安市涟水县第一中学2023-2024学年高二上学期第二次月考物理试题