题目内容

【题目】某中学生小明想探究拉力做功与弹簧弹性势能增量的关系。如图所示,轻弹簧左端固定,被外力从原长A位置开始拉长到B位置。小明发现拉力是一个越来越大的变力,所以描绘了拉力和弹簧伸长量的变化图像(如图),并且发现该图像为过坐标原点O的直线,实验过程中,弹簧始终处于弹性限度内。

(1)根据所学知识,可以判断直角三角形PQO的面积的物理意义是:___________

(2)由此可推断,如果一劲度系数为k的轻弹簧,在弹性限度内,当其形变大小为x时,弹簧的弹性势能的表达式为Ep=_______________

【答案】拉力F做的功

【解析】

1)根据W=Fx可知,直角三角形PQO的面积的物理意义是:拉力F做的功

2)由图像可知拉力做功为,则根据能量守恒关系可知,在弹性限度内,当其形变大小为x时,弹簧的弹性势能的表达式为

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