Question

【题目】在水平地面上固定一竖直的轻弹簧，弹簧上端与一个质量m＝2.0 kg的物块相连，物块处于静止状态，如图所示.若再在上端轻放一个质量为M＝5.0 kg的物块，系统再次平衡时，弹簧又向下压缩了0.10 m，求：

（1）弹簧的劲度系数；（g取10 m/s2）
（2）作出F-l图象，求物块下移0.10 m过程中增加的弹性势能.

Answer 1

【答案】
（1）解：由题知，在弹簧上端放一个5.0 kg的物块，压缩量为0.10 m，根据胡克定律
Mg＝kx
即k＝ ＝ N/m＝500 N/m
（2）解：根据以上数据作出F-l图象如图所示.

F1＝mg＝2×10 N＝20 N
l1＝ ＝ m＝0.04 m
F2＝（M＋m）g＝7×10 N＝70 N
l2＝ ＝0.14 m
图中阴影部分的面积就表示弹力所做的功，即增加的弹性势能
ΔEp＝ ×（14－4）×10－2J＝4.5 J
【解析】此题属于基础题型，首先考查了对胡克定律的理解，弹簧被压缩的过程中弹力的大小不断发生变化，可以利用在弹性形变范围内的弹力的平均值进行计算。
【考点精析】利用弹性势能对题目进行判断即可得到答案，需要熟知弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能量．