Question

把质量是0.2kg的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示．迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C(图丙)，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙)．乙知B、A的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.2m．弹簧的质量和空气的阻力均可忽略．

讨论三种情况下能量的变化

(1)说出由状态甲至状态丙的能量转化情况．状态甲中弹簧的弹性势能是多少？

(2)说出由状态乙至状态丙的能量转化情况，状态乙中小球的动能是多少？

Answer 1

答案：0.6J;0.4J
解析：

解：(1)从状态甲至状态丙的过程中，弹性势能逐渐减少，动能和重力势能逐渐增大，当弹簧对小球向上的弹力大小与重力大小相等时，物体的动能达到最大．之后，弹性势能和动能逐渐减少，重力势能逐渐增大，当弹簧恢复到自然长度时，弹性势能为零．之后，重力势能仍逐渐增大，动能逐渐减少，到达C点时，动能减少到零，重力势能达到最大． 小球从状态甲运动到状态丙的过程中，机械能守恒，弹簧的弹性势能为： (2)小球从状态乙到状态丙的过程中，动能逐渐减少，重力势能逐渐增大．小球从状态乙到状态丙的过程中，机械能守恒，所以小球在B点的动能与小球在C点的势能相等，．