(2)在木块下移0.1 m的过程中弹性势能的增加量。
[审题指导]
(1)根据平衡条件可以求出木块初始平衡状态和加力F后平衡状态时弹簧的压缩量。
(2)木块缓慢下移的距离为弹簧压缩量的变化量。
(3)弹簧弹性势能的增加量等于木块下移时克服弹力所做的功。
[解析] (1)设木块开始静止时,弹簧的压缩量为l1。
后来静止时,弹簧的压缩量为l2,由胡克定律及平衡条件得,
未施加力F时,弹力F1=mg=kl1=20 N,
施加力F后,弹力F2=F+mg=kl2=70 N,
且l2-l1=0.1 m,联立以上各式得k=500 N/m。
(2)由以上方程得l1=0.04 m,l2=0.14 m,
根据以上数据作出Fl图像如图所示。在木块下移0.1 m的过程中,弹力做负功,
且W=-S阴影=-×(20+70)×0.1 J=-4.5 J,
所以弹性势能的增加量ΔEp=-W=4.5 J。
[答案] (1)500 N/m (2)4.5 J
弹性势能变化的确定技巧
(1)弹性势能具有相对性,但其变化量具有绝对性,因此,在判断弹性势能的变化时不必考虑零势能的位置。
(2)弹性势能的变化只与弹力做功有关,弹力做负功,弹性势能增大,反之则减小。弹性势能的变化量总等于弹力做功的负值。
1.关于弹簧的弹性势能,下列说法中正确的是( )
A.当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大
B.当弹簧变短时,它的弹性势能一定变小
C.在拉伸长度相同时,k越大的弹簧,它的弹性势能越大
D.弹簧在拉伸时的弹性势能一定大于压缩时的弹性势能
解析:选C 弹簧弹性势能的大小,除了跟劲度系数k有关外,还跟它的形变量(拉伸或压缩的长度)有关。如果弹簧原来处在压缩状态,当它变长时,它的弹性势能应减小,在原