精英家教網(wǎng)有一輕彈簧,原長L0=0.50m,勁度系數(shù)k=100N/m,上端固定.在其下端掛一質量m=1.0kg的鐵塊后,再將鐵塊豎直向下拉,使彈簧長度變?yōu)長1=0.90m.然后由靜止釋放鐵塊,則鐵塊在豎直方向上做簡諧運動.如果知道鐵塊在平衡位置時的彈性勢能EP1=0.50J,經(jīng)過平衡位置時速度vm=3.0m/s.(g=10m/s2 )
求:(1)鐵塊在做簡諧振動時的振幅A;
(2)鐵塊在振動過程到達最高點時彈簧的彈性勢能EP2
分析:(1)設鐵塊處于平衡位置O時,彈簧的長度為L2,此時彈簧彈力等于重力,根據(jù)平衡條件求出L2,鐵塊作簡諧運動,其振幅為A=L1-L2;
(2)得鐵塊到達最高點時動能為零,根據(jù)系統(tǒng)機械能守恒列式即可求解.
解答:解:(1)設鐵塊處于平衡位置O時,彈簧的長度為L2,則L2=L0+
mg
k
=0.50+
10
100
m=0.60m

鐵塊作簡諧運動,其振幅為A=L1-L2=0.9m-0.6m=0.30m         
(2)由機械能守恒定律,得EP2=
1
2
m
v
2
m
-mgA+EP1

代入已知數(shù)值,得鐵塊到達最高點時彈簧的彈性勢能為
EP2=
1
2
×1×3.02
J-1.0×10×0.30J+0.5 J=2.0 J                 
答:(1)鐵塊在做簡諧振動時的振幅A為0.30m;
(2)鐵塊在振動過程到達最高點時彈簧的彈性勢能為2.0J.
點評:本題主要考查了機械能守恒定律和胡克定律的直接應用,難度不大,屬于基礎題.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源:101網(wǎng)校同步練習 高二物理 人教社(新課標B 2004年初審通過) 人教版 題型:038

如圖所示,有一輕彈簧,原長L0=0.50 m,勁度系數(shù)k=l00 N/m,上端固定,在其下端掛一質量m=1.0 kg的鐵塊后,再將鐵塊豎直向下拉,使彈簧長度變?yōu)長l=0.90 m.然后由靜止釋放鐵塊,則鐵塊在豎直方向上做簡諧運動.如果知道鐵塊在平衡位置時的彈性勢能Ep1=0.50 J,經(jīng)過平衡位置時速度Vm=3 m/s,求:

(1)鐵塊在做簡諧運動時的振幅A

(2)鐵塊在振動過程中到達最高點時彈簧的彈性勢能Ep2

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

有一輕彈簧,原長L0=0.50m,勁度系數(shù)k=100N/m,上端固定.在其下端掛一質量m=1.0kg的鐵塊后,再將鐵塊豎直向下拉,使彈簧長度變?yōu)長1=0.90m.然后由靜止釋放鐵塊,則鐵塊在豎直方向上做簡諧運動.如果知道鐵塊在平衡位置時的彈性勢能EP1=0.50J,經(jīng)過平衡位置時速度vm=3.0m/s.(g=10m/s2 )
求:(1)鐵塊在做簡諧振動時的振幅A;
(2)鐵塊在振動過程到達最高點時彈簧的彈性勢能EP2
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