Question

图所示，轻弹簧k一端与墙相连，处于自然状态，质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并开始挤压弹簧.求弹簧的最大弹性势能及木块被弹回速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能.

 

Answer 1

【答案】

32 J.

【解析】物体和弹簧构成的系统机械能守恒，当弹簧的弹性势能最大时，物体的动能为零，由机械能守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为

E_pm=mv₀²=×4×5² J=50 J

当物体的速度为v=3 m/s时，弹簧的弹性势能为

E_p，由机械能守恒定律得

E_p+mv²=mv₀²

E_p=mv₀²－mv²=50 J－×4×3² J=32 J.

思路分析：（1）根据系统机械能守恒，弹簧的最大弹性势能由物体的动能转化而来；（2）物体动能的减少量就等于弹簧弹性势能的增量．

试题点评：本题考查物体压缩弹簧过程功能关系和系统机械能守恒问题，是一道基础好题．