题目内容

1.质量m=0.2kg的小球放在竖立的轻弹簧上,并把球往下按至A的位置,如图所示,迅速松手后,弹簧把球弹起,球升至最高位置C,途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态.已知B、A的高度差x1=0.1m,C、B的高度差x2=0.2m,空气的阻力可忽略,重力加速度g=10m/s2,弹性势能的表达式Ep=$\frac{1}{2}$kx2,式中x为弹簧的形变量.求:
(1)弹簧的劲度系数k;
(2)松手后瞬间小球的加速度大小a.

分析 (1)小球从A运动到C位置的过程中,对于弹簧和小球组成的系统,只有重力和弹簧的弹力做功,系统的机械能守恒,根据机械能守恒定律求解.
(2)受力分析根据牛顿运动定律求解加速度a.

解答 解:(1)由A到C,系统机械能守恒,有:
$\frac{1}{2}kx_1^2=mg({x_1}+{x_2})$
代入数据解得:k=120N/m       
(2)对A点受力分析知:kx1-mg=ma
代入数据解得:a=50m/s2
答:(1)弹簧的劲度系数k为120N/m;
(2)松手后瞬间小球的加速度大小a为50m/s2.

点评 解决本题的关键掌握机械能守恒的条件,在只有重力或弹簧弹力做功的情形下,系统机械能守恒.并能通过分析受力情况,判断小球的运动情况.

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