一、探究弹性势能表达式的方法
6.在猜想弹性势能可能与哪几个物理量有关的时候,有人猜想弹性势能与弹簧的劲度系数k及弹簧的伸长量l有关,但究竟是与l的一次方,还是l的二次方,还是l的三次方有关呢?请完成下面练习以帮助思考.
(1)若弹性势能Ep∝kl,由于劲度系数k的单位是N/m,弹簧伸长量l的单位是m,则kl的单位是________.
(2)若弹性势能Ep∝kl2,由于劲度系数k的单位是N/m,弹簧伸长量l的单位是m,则kl2的单位是________.
(3)若弹性势能Ep∝kl3,由于劲度系数k的单位是N/m,弹簧伸长量l的单位是m,则kl3的单位是________.
从(1)、(2)、(3)对单位的计算,你可以得到的启示是_____________________________.
二、弹性势能的求解方法
图2
7.一根弹簧的弹力-位移图线如图2所示,那么弹簧由伸长量8 cm到伸长量4 cm的过程中,弹力做功和弹性势能的变化量为( )
A.3.6 J,-3.6 J
B.-3.6 J,3.6 J
C.1.8 J,-1.8 J
D.-1.8 J,1.8 J
图3
8.在水平地面上放一个竖直轻弹簧,弹簧上端与一个质量为2.0 kg的木块相连,系统处于平衡状态.若在木块上再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3所示.求:在木块下移0.10 m的过程中弹性势能的增加量.