Question

在水平地面上放一个竖直轻弹簧，弹簧上端与一个质量为2.0 kg的木块相连，若在木块上再作用一个竖直向下的力F，使木块缓慢向下移动0.1 m，力F做功2.5 J.此时木块再次处于平衡状态，力F的大小为50 N，如图5-5-6所示.求：

图5-5-6

（1）在木块下移0.1 m的过程中弹性势能的增加量；

（2）弹簧的劲度系数.

Answer 1

解析：外力对弹簧做的功等于弹簧弹性势能的增加，由此完成弹性势能增加量的求解，而后依据胡克定律求解劲度系数.

（1）木块下移0.1 m过程中，力F和重力做的功全部用于增加弹簧的弹性势能，故弹性势能的增加量为

ΔE_p=W_f+mgh=（2.5+2.0×10×0.1） J=4.5 J.

（2）由平衡条件得，木块再次处于平衡时F=kh

所以劲度系数k== N/m=500 N/m.