Question

如图所示，水平放置在光滑水平面上的轻弹簧一端固定在墙壁上，质量4kg的木块在光滑水平面上滑动时碰撞并将弹簧压缩，若碰撞弹簧之前木块滑行速度5m/s，该轻弹簧被压缩过程中最大的弹性势能为

50

J；当木块的速度减小为3m/s时，弹簧具有的弹性势能为

32

J，弹簧从开始被压缩到此刻对木块做的功为

-32

J．

Answer 1

分析：水平光滑，木块压缩弹簧时，木块的动能转化为弹簧的弹性势能，弹簧被压缩过程中最大的弹性势能等于木块的初动能；当木块的速度减小为3m/s时，根据系统的机械能守恒求解弹簧的弹性势能；根据动能定理求解弹簧做功．

解答：解：根据系统的机械能守恒得：弹簧被压缩过程中最大的弹性势能等于木块的初动能，即有
    E_pm=

1

2

m

v

2 0

=

1

2

×4×52J=50J
当木块的速度减小为3m/s时，设弹簧具有的弹性势能为E_p．则有
   

1

2

m

v

2 0

=

1

2

mv2+E_p
解得，E_p=32J
根据动能定理得：弹簧对木块做功为 W=

1

2

mv2-

1

2

m

v

2 0

=-32J
故答案为：50，32，-32

点评：本题是弹簧与木块组成的系统机械能守恒问题，抓住总能量等于木块的初速度，进行分析．