- 弹性势能
- 共48题
如图所示，在固定倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，杆与水平方向的夹角α＝30°，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h。让圆环沿杆由静止滑下，滑到杆的底端时速度恰为零。则在圆环下滑过程中
A圆环和地球组成的系统机械能守恒
B当弹簧垂直于光滑杆时圆环的动能最大
C弹簧的最大弹性势能为mgh
D弹簧转过60°角时，圆环的动能为
正确答案
解析
略。
知识点
如图9，在倾斜角为
A斜面倾斜角
B物体从B运动到C的过程中机械能守恒
C在C点时，弹簧的弹性势能为16J
D物快从C点回到A点过程中，加速度先增后减，再保持不变
正确答案
解析
略
知识点
一同学利用手边的两个完全相同的质量为m的物块和两个完全相同、劲度系数未知的轻质弹簧，做了如下的探究活动。已知重力加速度为g，不计空气阻力。
（1）取一个轻质弹簧，弹簧的下端固定在地面上，弹簧的上端与物块A连接，物块B叠放在A上，A、B处于静止状态，如图所示。若A、B粘连在一起，用一竖直向上的拉力缓慢提升B，当拉力的大小为
a.弹簧的劲度系数
（2）如图所示，将弹簧1上端与物块A拴接，下端压在桌面上（不拴接），弹簧2两端分别与物块A、B拴接，整个系统处于平衡状态。现施力将物块B缓缓地竖直上提，直到弹簧1的下端刚好脱离桌面。求在此过程中该拉力所做的功？（已知弹簧具有的弹性势能为
正确答案
见解析。
解析
（1）
a.设弹簧自然长度为
用力F1向上缓慢提起物块B，当力
物块上升的高度
解得
b. 在恒力F和弹簧的弹力作用下，A、B一起向上做加速运动，随弹簧压缩量减小，弹簧的弹力减小，一起向上的加速度逐渐减小。在此过程中A、B间的压力也减小，一直到 A、B刚分离时，A、B间相互作用的弹力恰为0。A物块受重力和弹簧的弹力，它的加速度为
此时B受重力和恒力F其加速度为
且刚分离时应有
由以上方程解得
（2）如图所示，开始时物块B受重力和弹簧2的弹力处于平衡状态，设
可得
可将物块A、B（包括轻弹簧2）看成一个整体，受重力和弹簧1的弹力处于平衡状态，设弹簧1此时压缩量为
可得
施力将物块B缓慢上提，弹簧2的长度增大，物块A也向上移动，弹簧1的长度也增大，直到弹簧1的下端刚好脱离桌面，弹簧1与桌面间的作用力为0，弹簧1处于自然长度。此时两物体仍都处于平衡状态。设
可得
在此过程中物块A向上移动的总距离为：
物块B与物块A间的弹簧2长度由压缩状态
物块A的重力势能增加量为
物块B的重力势能增加量为
弹簧1由压缩状态到自然长度，弹性势能减小量为
弹簧2由压缩Δx2变为伸长Δx2’弹性势能改变量为
在此过程中该拉力所做的功等于整个系统的重力势能和弹性势能的增加量的代数和
知识点
如图所示，平行于光滑固定斜面的轻弹簧劲度系数为k，一端固定在倾角为
AA达到最大速度时的位移为
B力F的最小值为
C
DA、B分离前，A、B和弹簧系统机械能增加，A和弹簧系统机械能增加
正确答案
解析
略。
知识点
如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内)，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，则
正确答案
解析
略
知识点
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