Question

在水平地面上固定著一個(gè)豎直輕彈簧，彈簧上端壓著一個(gè)質(zhì)量為2.0kg的物塊．若在物塊上再施加一個(gè)豎直向下力F，在力F做功2.5J，物塊向下移動(dòng)0.01m后，物塊再次處于平衡狀態(tài)，此時(shí)力F大小也變?yōu)?0N，如圖所示，求：(1)在物塊下移0.01m的過(guò)程中，彈簧彈性勢(shì)能的增加量；(2)彈簧的勁度系數(shù)．(g取)

Answer 1

答案：2.7J;5000N/m
解析：

(1)在物塊下移0.01m后，由于物塊再次處于平衡狀態(tài)，所以物塊的動(dòng)能沒(méi)有變化，由功和能的關(guān)系知．重力和力F對(duì)物塊所做的功都用于增加彈簧的彈性勢(shì)能，因此彈簧彈性勢(shì)能的增加量為 ． 　　(2)當(dāng)物塊再次處于平衡狀態(tài)時(shí)，力F與彈簧增加的那部分彈力大小相等，即F=kh，解得． 　　彈簧彈性勢(shì)能的增加量數(shù)值上等于物塊克服彈力所做的功．在本題中，由于彈簧彈力的大小不確定，因此還是要根據(jù)功和能的關(guān)系解決問(wèn)題．