题目内容
如图9-5-4所示,一个轻质弹簧悬挂在横梁上,在竖直方向上呈自然状态(原长),现将一个质量为0.2 kg 的小球轻轻地挂在弹簧下端,在弹力和重力的共同作用下,小球做振幅为A=0.1 m 的简谐运动.设振动的平衡位置O处为重力势能的零势面,则在整个振动过程中,弹簧的弹性势能的最大值为________J,系统的总机械能为_______J.
图9-5-4
0.4 0.2
解析:
最高点:由题意得，弹簧处于原长，动能、弹性势能均为零，故机械能等于该处的重力势能.E机=Ep=mgA=0.2×10×0.1 J=0.2 J.在最低点:弹性势能最大，重力势能转化为弹性势能.故E弹=mg×2A=0.4 J.
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