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精英家教网如图所示,质量均为m的A、B两物体,用劲度为k的轻质弹簧相连,A被手用外力F提在空中静止,这时B离地面的高度为h.放手后,A、B下落,若B与地面碰撞后不再反弹,求:A从开始下落到其速度达到最大的过程中,A的重力势能的改变量.
分析:胡克定律:F=kx,注意x为形变量,找出在初末状态时的弹力,分别求出形变量,求出总的形变量,从而通过WG=mg△h,即可求解A的重力势能的改变量.
解答:解:两物体用手提着时,B处于平衡状态,故弹力大小为:F=mg,由胡克定律:F=kx得:
弹簧伸长量为:x1=
mg
k

当落地后,弹力为mg时,弹簧又被压缩量为:x2=
mg
k

故A共下落的距离:x=x1+x2+h=h+
2mg
k

所以物体A下落过程中,重力势能的改变量是:△Ep=mg(h+
2mg
k
).
答:A的重力势能的改变量是mg(h+
2mg
k
).
点评:本题为胡克定律的应用,并认识重力势能表达式与零势能的位置,原理很简单,关键是分析好从初状态到末状态物体位置是如何变化的.
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