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，如图所示．求：

(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

答案：
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 　　ΔEp＝Wf＋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．

提示：

弹性势能的增加量等于弹力做负功的值，所以设法求出弹簧弹力所做的功是解决问题的关键．