题目内容

把质量是0.2kg的小球放在竖立的弹簧上,并把球往下按至A的位置,如图甲所示.迅速松手后,弹簧把球弹起,球升至最高位置C(图丙),途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙).乙知B、A的高度差为0.1m,C、B的高度差为0.2m.弹簧的质量和空气的阻力均可忽略.

讨论三种情况下能量的变化

(1)说出由状态甲至状态丙的能量转化情况.状态甲中弹簧的弹性势能是多少?

(2)说出由状态乙至状态丙的能量转化情况,状态乙中小球的动能是多少?

答案:0.6J;0.4J
解析:

解:(1)从状态甲至状态丙的过程中,弹性势能逐渐减少,动能和重力势能逐渐增大,当弹簧对小球向上的弹力大小与重力大小相等时,物体的动能达到最大.之后,弹性势能和动能逐渐减少,重力势能逐渐增大,当弹簧恢复到自然长度时,弹性势能为零.之后,重力势能仍逐渐增大,动能逐渐减少,到达C点时,动能减少到零,重力势能达到最大.

小球从状态甲运动到状态丙的过程中,机械能守恒,弹簧的弹性势能为:

(2)小球从状态乙到状态丙的过程中,动能逐渐减少,重力势能逐渐增大.小球从状态乙到状态丙的过程中,机械能守恒,所以小球在B点的动能与小球在C点的势能相等,


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