彈簧對物體的作用力為變力，在彈性限度內(nèi)滿足胡克定律，彈力做功同時伴隨著彈性勢能的改變。如圖1所示，勁度系數(shù)為k的豎直輕彈簧固定在水平地面上，最上端位于O點(diǎn)。用手持一質(zhì)量為m的物塊從彈簧上端將彈簧緩緩下壓到A點(diǎn)，手撒開后，物塊保持靜止，如圖2所示。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g。以下過程均在彈性限度內(nèi)。
（1）求O、A兩點(diǎn)間的距離d；
（2）若讓物塊從O點(diǎn)上方某一位置釋放，到達(dá)O點(diǎn)時的速度大小為v1，然后向下壓縮彈簧，如圖3所示。O'是A點(diǎn)正下方的一點(diǎn)，且OA=AO'，已知物塊到達(dá)O'點(diǎn)的速度大小為v2。
a.設(shè)彈簧彈力的大小為F，物塊與O點(diǎn)間的距離為x,請?jiān)趫D4中畫出F隨x變化的示意圖，并在此基礎(chǔ)上，求物塊在O'點(diǎn)時彈簧的彈性勢能EPO′；
b.請從能量的角度分析說明v1=v2。
【考點(diǎn)】常見力做功與相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化．
【答案】（1）O、A兩點(diǎn)間的距離d=；
（2）a．物塊在O'點(diǎn)時彈簧的彈性勢能EPO′=；
b．見解答。
mg
k
（2）a．物塊在O'點(diǎn)時彈簧的彈性勢能EPO′=
2
m
2
g
2
k
b．見解答。
【解答】
【點(diǎn)評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：43引用：3難度：0.4
相似題
-
1．如圖所示，一質(zhì)量為m、帶電量為+q的小物塊靜止放在絕緣水平地面上，地面上方存在垂直紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，某時刻物塊獲得一初速度v0開始向右運(yùn)動，運(yùn)動距離x后停止。已知物塊與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g,此過程中物塊與地面之間由于摩擦產(chǎn)生的熱量為（ ）發(fā)布：2025/1/6 0:30:5組卷：62引用：3難度：0.5 -
2．如圖1所示，固定的粗糙斜面長為10m,一小滑塊自斜面頂端由靜止開始沿斜面下滑的過程中，小滑塊的動能Ek隨位移x的變化規(guī)律如圖2所示，取斜面底端為重力勢能的參考平面，小滑塊的重力勢能Ep隨位移x的變化規(guī)律如圖3所示，重力加速度g=10m/s2．根據(jù)上述信息可以求出（ ）
發(fā)布：2024/12/22 9:30:3組卷：557引用：10難度：0.9 -
3．一質(zhì)量為m的物體放在傾角為θ且足夠長的光滑固定斜面上，初始位置如圖甲所示，在平行于斜面向上的力F的作用下由靜止開始沿斜面運(yùn)動，運(yùn)動過程中物體的機(jī)械能E隨位置x的變化關(guān)系如圖乙所示．其中0～x1過程的圖線是曲線，x1～x2過程的圖線是平行于x軸的直線，則下列說法正確的是（ ?。?/h2>發(fā)布：2024/12/16 13:0:4組卷：152引用：1難度：0.5