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精英家教网如图所示,一根劲度系数为k轻弹簧两端各固定一个质量分别为m1和m2的木块,并竖直地放在水平地面上,用力F向下压木块m1,待静止后,地面对m2的支持力大小为
 
.现撤去力F,并固定m2,则当m1速度达到最大时,重力势能增量为
 
.(已知弹簧在弹性限度内)
分析:由于系统处于静止状态,合力为零,以整体为研究对象,根据平衡条件求解地面对m2的支持力大小;撤去力F,m1先向上加速后向上减速,速度最大时,合力为零,由胡克定律求出此时弹簧压缩的长度,再求出原来静止时弹簧压缩的长度,即可求得重力势能增量.
解答:解;用力F向下压木块m1,待静止时,以整体为研究对象,合力为零,则得地面对m2的支持力大小为 N=F+(m1+m2)g.此时弹簧压缩的长度为x1=
F+m1g
k

当m1速度达到最大时,合力为零,则有 kx2=m1g,则得弹簧的压缩长度为 x2=
m1g
k

故当m1速度达到最大时,重力势能增量为△Ep=mg(x1-x2)=
mgF
k

故答案为:F+(m1+m2)g,
mgF
k
点评:本题是平衡条件、胡克定律和重力势能知识的综合,关键要抓住m1速度达到最大时,合力为零这个条件进行分析.
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