【答案】 (1)75 m (2)20 m/s (3)32 500 J
12.如图所示,轻弹簧k一端与墙相连.质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并压缩弹簧k,求弹簧在被压缩过程中的最大弹性势能及木块速度减为 3 m/s时的弹性势能.
【解析】 在木块压缩弹簧及弹簧把木块弹开的过程中,弹簧弹力做功,木块的动能和弹簧的弹性势能相互转化.由于不存在其他力做功,故木块和弹簧构成的系统机械能守恒.
当木块速度减为零时,弹簧压缩量最大,弹性势能最大,设弹簧的最大弹性势能为Epm,则
Epm=mv=×4×52 J=50 J.
当木块速度v1=3 m/s时,弹簧的弹性势能为Ep1
则mv+Ep1=mv
所以Ep1=mv-mv=32 J.
【答案】 50 J 32 J