9.如图所示,在水平地面上安放一竖直轻弹簧,弹簧上端与一木块m相连,在木块上加一竖直向下的力F,使木块缓慢下移0.1 m,力F做功2.5 J,此时木块刚好再次处于平衡状态,则在木块下移过程中,弹簧弹性势能的增加量( )
A.等于2.5 J B.大于2.5 J
C.小于2.5 J D.无法确定
解析:选B 力F对木块做功2.5 J,木块和弹簧组成的系统的机械能增加2.5 J,由于木块缓慢下移,动能并未增加,而重力势能减少,故根据能量转化和守恒定律知,弹簧弹性势能的增加量必大于2.5 J(木块减少的重力势能也转化为弹簧的弹性势能)。
10.如图所示,通过一个定滑轮和一个动滑轮组成的滑轮组,将一重物匀速提高2 m,已知重物的质量为100 kg,动滑轮自身的质量为1 kg,绳的质量和摩擦均不计,(g取10 m/s2)求:
(1)人的拉力及拉力做的功;
(2)该机械的有用功和额外功。
[思路点拨]
(1)将重物和动滑轮看成一个整体,再进行受力分析。
(2)一定要分清该机械的有用功和额外功之后,再进行计算。
[解析] (1)由题意知,动滑轮和重物的整体受力平衡,而整体向上的方向有三根绳子承担,即3F=G1+G2=1 010 N
所以人的拉力F= N≈336.7 N
要使重物升高2 m,绳的作用点的位移s=3h=6 m。
拉力做的功WF=Fs=2 020 J。
(2)利用该机械是为了将重物提升2 m。
所以有用功为W有用=G1h=1 000×2 J=2 000 J
而提升过程中,克服动滑轮的重力做功是不可避免的,这是额外的,所以额外功W额外=G2h=10×2 J=20 J。