题目内容

在水平地面上固定着一个竖直轻弹簧,弹簧上端压着一个质量为2.0kg的物块.若在物块上再施加一个竖直向下力F,在力F做功2.5J,物块向下移动0.01m后,物块再次处于平衡状态,此时力F大小也变为50N,如图所示,求:(1)在物块下移0.01m的过程中,弹簧弹性势能的增加量;(2)弹簧的劲度系数.(g取)

答案:2.7J;5000N/m
解析:

  (1)在物块下移0.01m后,由于物块再次处于平衡状态,所以物块的动能没有变化,由功和能的关系知.重力和力F对物块所做的功都用于增加弹簧的弹性势能,因此弹簧弹性势能的增加量为

  (2)当物块再次处于平衡状态时,力F与弹簧增加的那部分弹力大小相等,即F=kh,解得

  弹簧弹性势能的增加量数值上等于物块克服弹力所做的功.在本题中,由于弹簧弹力的大小不确定,因此还是要根据功和能的关系解决问题.


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