【題目】通過探究得到彈性勢能的表達式為Ep kx2 , 式中k為彈簧的勁度系數(shù),x為彈簧伸長(或縮短)的長度,請利用彈性勢能表達式計算下列問題.放在地面上的物體上端系在勁度系數(shù)k=400 N/m的彈簧上,彈簧的另一端拴在跨過定滑輪的繩子上,如圖所示.手拉繩子的另一端,從輕繩處于張緊狀態(tài)開始,當往下拉0.1 m物體開始離開地面時,繼續(xù)拉繩,使物體緩慢升高到離地h=0.5 m高處.如果不計彈簧重和滑輪跟繩的摩擦,求整個過程拉力所做的功以及彈性勢能的最大值.

【答案】解:由題意知彈簧的最大伸長量x=0.1 m
彈性勢能Ep kx2 ×400×0.12 J=2 J
此過程中拉力做的功與彈力做的功數(shù)值相等,
則有W1=W=ΔEp=2 J
剛好離開地面時G=F=kx=400×0.1 N=40 N
物體緩慢升高時,F(xiàn)=40 N
物體上升h=0.5 m時拉力克服重力做功
W2=Fh=40×0.5 J=20 J
拉力共做功W=W1+W2=(2+20) J=22 J
【解析】當彈簧不再發(fā)生形變時彈簧的彈性勢能不再變化,克服重力做功只與物體上升的高度有關,因為物體緩慢升高,拉力做的總功等于克服彈力做功與克服重力做功之和。
【考點精析】認真審題,首先需要了解彈性勢能(彈性勢能是物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能量).

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,用同種材料制成的一個軌道,AB段為 圓弧,半徑為R,水平放置的BC段長度為R.一小物塊質(zhì)量為m,與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ,當它從軌道頂端A由靜止下滑時,恰好運動到C點靜止,那么物塊在AB段所受的摩擦力做的功為( )

A.μmgR
B.mgR(1-μ)
C. πμmgR
D. mgR

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【題目】一小組的同學用如圖甲所示裝置做“探究物體質(zhì)量一定時,加速度與力的關系”實驗.

①下列說法正確的有
A.平衡摩擦力時,用細線一端掛空砝碼盤,另一端與小車相連,將木板適當傾斜,使小車在木板上近似做勻速直線運動
B.每次改變砝碼及砝碼盤總質(zhì)量之后,應重新平衡摩擦力
C.應讓砝碼及砝碼盤總質(zhì)量遠大于小車及里面鉤碼的總質(zhì)量
D.可以近似認為小車受到的拉力等于砝碼及砝碼盤的重力
②乙圖為實驗中按規(guī)范操作打出的一條紙帶的一部分.從比較清晰的點跡起,在紙帶上標出了連續(xù)的5個計數(shù)點A、B、C、D、E,相鄰兩計數(shù)點之間都有4個點跡沒有標出,用刻度尺分別測量出A點到B、C、D、E的距離如圖乙,已知打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上,則此次實驗中小車運動加速度的測量值a=m/s2 . (結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
③某同學平衡摩擦力后,改變砝碼盤中砝碼的質(zhì)量,分別測量出小車的加速度a.以砝碼的重力F為橫坐標,以小車的加速度a為縱坐標,得如圖丙的a﹣F圖象,則圖線不通過坐標原點的主要原因是

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(2015·上海)一簡諧橫波沿水平繩向右傳播,波速為v , 周期為T , 振幅為A。繩上兩質(zhì)點M、N的平衡位置相距四分之三波長,N位于M右方。設向上為正,在t=0時刻M位移為+,且向上運動;經(jīng)時間t(t<T),M位移仍為+,但向下運動,則( )
A.在t時刻,N恰好在波谷位置
B.在t時刻,N位移為負,速度向上
C.在t時刻,N位移為負,速度向下
D.在2t時刻,N位移為-,速度向下

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(2015·上海)如圖,長為h的水銀柱將上端封閉的玻璃管內(nèi)氣體分割成兩部分,A處管內(nèi)外水銀面相平。將玻璃管緩慢向上提升H高度(管下端未離開水銀面),上下兩部分氣體的壓強發(fā)生變化分別為△p1和△p2 , 體積變化分別為△V1和△V2。已知水銀密度為,玻璃管截面積為S , 則( )

A.△p2一定等于△p1
B.△V2一定等于△V1
C.△p2與△p1之差為gh
D.△V1與△V2之和為HS

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【題目】(2015·上海)兩個正、負點電荷周圍電場線分布如圖所示,P、Q為電場中兩點,則()

A.正電荷由P靜止釋放能運動到Q
B.正電荷在P的加速度小于在Q的加速度
C.負電荷在P的電勢能高于在Q的電勢能
D.負電荷從P移動到Q , 其間必有一點電勢能為零

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】繼美國發(fā)射的可重復使用的運載火箭后,印度稱正在設計可重復使用的宇宙飛船,預計將在2030年發(fā)射成功,這項技術將使印度在太空領域占有優(yōu)勢。假設某飛船沿半徑為R的圓周繞地球運行,其圓周期為T,地球半徑為R0.該飛船要返回地面時,可在軌道上某點A處將速率降到適當數(shù)值,從而沿著以地心為焦點的橢圓軌道運動,橢圓與地球表面的B點相切,如圖所示,求該飛船由A點運動到B點所需的時間。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在研究勻變速直線運動規(guī)律的實驗中,通過紙帶算出小車經(jīng)過各計數(shù)點的瞬時速度后,為了計算加速度,以下四種說法中最合理的是 ( )
A.根據(jù)任意兩計數(shù)點的速度用公式 算出加速度
B.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v﹣t圖象,量出其傾角θ,由公式a=tanθ,求出加速度
C.根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出v﹣t圖象,由圖線上相距較遠的兩點所對應的速度.時間用公式 算出加速度
D.依次算出通過連續(xù)兩計數(shù)點的加速度,算出平均值作為小車的加速度

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某人從點A向東位移60m到達點B,又從點B向東偏北30°方向位移50m到達C點,又從點C向北偏東60°方向位移30m到達D點,選用適當?shù)谋壤咦鲌D,求點D相對于點A的位置.

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