Question

如圖所示，輕彈簧k一端與墻相連，處于自然狀態(tài)，質(zhì)量為4 kg的木塊沿光滑的水平面以5m/s的速度運(yùn)動(dòng)并開(kāi)始擠壓彈簧.求彈簧的最大彈性勢(shì)能及木塊被彈回速度增大到3m/s時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能.

Answer 1

32 J

試題分析：物體和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，當(dāng)彈簧的彈性勢(shì)能最大時(shí)，物體的動(dòng)能為零，由機(jī)械能守恒定律得，彈簧的最大彈性勢(shì)能為
E_pm=mv₀²=×4×5² J="50" J　　　　　　　　　�。�3分）
當(dāng)物體的速度為v="3" m/s時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為E_p，由機(jī)械能守恒定律得
E_p+mv²=mv₀²（3分）
E_p=mv₀²-mv²="50" J-×4×3² J="32" J.
點(diǎn)評(píng)：以彈簧和木塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，只有彈力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒．初態(tài)時(shí)，系統(tǒng)只有木塊的動(dòng)能，當(dāng)木塊被彈回速度增大到3m/s時(shí)，木塊有動(dòng)能、彈簧有彈性勢(shì)能，根據(jù)機(jī)械能守恒定律求解木塊被彈回速度增大到3m/s時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能．