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  • 把質(zhì)量是0.2kg的小球放在豎立的彈簧上,并把球往下按至A的位置,如圖甲所示.迅速松手后,彈簧把球彈起,球升至最高位置C(圖丙),途中經(jīng)過位置B時彈簧正好處于自由狀態(tài)(圖乙).

    把質(zhì)量是0.2kg的小球放在豎立的彈簧上,并把球往下按至A的位置,如圖甲所示.迅速松手后,彈簧把球彈起,球升至最高位置C(圖丙),途中經(jīng)過位置B時彈簧正好處于自由狀態(tài)(圖乙).已知B、A的高度差為0.1m,C、B的高度差為0.2m,彈簧的質(zhì)量和空氣的阻力均可忽略.

    (1)分別說出由狀態(tài)甲至狀態(tài)乙、由狀態(tài)乙至狀態(tài)丙的能量轉(zhuǎn)化情況.
    (2)狀態(tài)甲中彈簧的彈性勢能是多少?狀態(tài)乙中小球的動能是多少?
    物理人氣:805 ℃時間:2020-10-01 19:35:20
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)甲→乙:由于彈簧被壓縮,當釋放時,小球在合力的作用下向上運動,所以彈簧的彈性勢能減少,小球的重力勢能增加;當小球的重力等于彈簧的彈力時,小球的動能最大,所以小球的動能先增加后減少,彈簧的彈性勢能向小球的機械能轉(zhuǎn)化,小球和彈簧系統(tǒng)的機械能守恒.
    乙→丙:當小球脫離彈簧后,只受到重力做負功,所以小球的動能減少,重力勢能增加,動能向勢能轉(zhuǎn)化.
    (2)對于彈簧和小球組成的系統(tǒng),小球從A→C過程,根據(jù)系統(tǒng)的機械能守恒得:
    EP=mg(hAB+hBC)=0.2×10×(0.1+0.2)J=0.6J
    小球從B→C過程,根據(jù)系統(tǒng)的機械能守恒得:Ek=mghBC=0.2×10×0.2J=0.4J
    答:(1)狀態(tài)甲到狀態(tài)乙:彈簧的彈性勢能減少,小球的重力勢能增加,小球的動能先增加后減少,彈簧的彈性勢能向小球的機械能轉(zhuǎn)化,小球和彈簧系統(tǒng)的機械能守恒.
    狀態(tài)乙→狀態(tài)丙:小球的動能減少,重力勢能增加,動能向勢能轉(zhuǎn)化.
    (2)狀態(tài)甲中彈簧的彈性勢能是0.6J?狀態(tài)乙中小球的動能是0.4J.
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