题目内容
如图所示,一轻质弹簧原长为L,竖直固定在水平面上,一质量为m的小球从离地高为H处自由下落,正好压在弹簧上,弹簧的最大压缩量为x,则弹簧弹性势能的最大值为 ,小球动能最大值 (大于、等于、小于)mg(H-L).
【答案】分析:当小球到达最低点时,弹簧的弹性势能最大,根据系统的机械能守恒求解;当小球所受的重力与弹簧的弹力大小相等时,小球的动能最大,由胡克定律求出此时弹簧的压缩量,根据系统机械能守恒求解最大动能Ekm.
解答:解:(1)小球从A到C的过程,根据系统的机械能守恒得
弹簧的最大弹性势能Epm=mg[H-(L-x)]=mg(H-L+x)
对于小球下落过程,由机械能守恒得知:当小球刚接触弹簧时,动能为mg(H-L).小球接触弹簧后,开始阶段弹簧小于重力,小球继续做加速运动,动能增大,当小球所受的重力与弹簧的弹力大小相等时,小球的动能最大,所以小球动能最大值大于mg(H-L).
故答案为:mg(H-L+x),大于
点评:本题首先要正确分析小球的运动情况,再根据系统机械能守恒求解最大弹性势能和最大动能.
解答:解:(1)小球从A到C的过程,根据系统的机械能守恒得
弹簧的最大弹性势能Epm=mg[H-(L-x)]=mg(H-L+x)
对于小球下落过程,由机械能守恒得知:当小球刚接触弹簧时,动能为mg(H-L).小球接触弹簧后,开始阶段弹簧小于重力,小球继续做加速运动,动能增大,当小球所受的重力与弹簧的弹力大小相等时,小球的动能最大,所以小球动能最大值大于mg(H-L).
故答案为:mg(H-L+x),大于
点评:本题首先要正确分析小球的运动情况,再根据系统机械能守恒求解最大弹性势能和最大动能.
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