Question

【題目】在水平地面上放著一個豎直的輕彈簧，彈簧上端與一個質量為2.0kg的木塊相連，若木快上再作用一個豎直向下的力F，是木塊緩慢向下移動0.1m，力F做功2.5J，此時木塊再次處于平衡狀態，力F的大小為50N。

求：（1）在木塊下移0.10m的過程中彈性勢能的增加量

（2）彈簧的勁度系數

Answer 1

【答案】（1）4.5J （2）500N/m

【解析】

根據能量的轉化與守恒：彈簧彈性勢能的增加量等于力F做的功與木塊重力勢能的減少量之和；根據胡克定律結合共點力平衡條件列式求解彈簧勁度系數；

（1）彈簧彈性勢能的增加量等于力F做的功與木塊重力勢能的減少量之和
故彈簧的彈性勢能增加量：；
（2）剛開始，沒有F作用時，木塊處于靜止狀態，則有：
當F作用時，木塊下移，再次平衡時有：
根據可得：。