12.在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一质量为2.0 kg的木块相连,木块处于平衡状态.若在木块上再施加一个竖直向下的力F,使木块缓慢向下移动0.10 m,力F做功2.5 J,此时木块再次处于平衡状态,力F的大小为50 N,如图758所示.求:(g取10 m/s2)
(1)在木块下移0.10 m的过程中弹簧的弹性势能增加量;
(2)弹簧的劲度系数.
13. 如图所示,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计.物块(可视为质点)的质量为m,在水平桌面上沿x轴运动,与桌面间的动摩擦因数为μ.以弹簧原长时物块的位置为坐标原点O,当弹簧的伸长量为x时,物块所受弹簧弹力大小为F=kx,k为常量.
(1)请画出F随x变化的示意图;并根据Fx图像求物块沿x轴从O点运动到位置x的过程中弹力所做的功.
(2)物块由x1向右运动到x3,然后由x3返回到x2,在这个过程中,
①求弹力所做的功,并据此求弹性势能的变化量;
②求滑动摩擦力所做的功;并与弹力做功比较,说明为什么不存在与摩擦力对应的"摩擦力势能"的概念.
答案
1.AB [解析] 发生弹性形变的物体的各部分之间由于弹力作用而具有的势能,叫作弹性势能.所以,任何发生弹性形变的物体都具有弹性势能,任何具有弹性势能的物体一定发生了弹性形变.物体发生了形变,若是非弹性形变,则无弹力作用,物体就不具有弹性势能.弹簧的弹性势能除了跟弹簧被拉伸或被压缩的长度有关外,还跟弹簧的劲度系数有关,A、B正确,C、D错误.
2.D [解析] 小球从A到B的过程中,重力和位移都向下,故重力做正功,重力势能减小,A、B错误;小球从A到B的过程中,弹力向上,位移向下,故弹力对小球做负功,弹簧被压缩,弹性势能增加,C错误,D正确.
3.ABD [解析] 人一直在下落,故重力对人做正功,人的重力势能不断减少,A、B正确;由于橡皮绳伸长,对人的弹力向上,所以橡皮绳对人做负功,橡皮绳的弹性势能增加,C错误,D正确.