②用拉力缓慢拉动弹簧,拉力做的功\s\up4(19(19)等于克服弹力做的功。
(3)数据处理
拉力随形变量的增大而\s\up4(20(20)增大,故拉力为变力。计算拉力做功可以用以下两种方法:
①微元法("化变为恒"法):把整个过程划分为很多小段,各个小段上的拉力可以近似认为不变,整个过程拉力做的总功等于各段拉力做功的代数和:W总=F1Δl1+F2Δl2+F3Δl3+...。
②图象法:作出F l图象,则弹力做功等于图象与l轴\s\up4(21(21)围成的面积。
(4)结论
F l图象如图所示,拉力F等于弹力kl,故当弹簧形变量为l0时,F0=\s\up4(22(22)kl0(k为弹簧的劲度系数),图中图线与l轴围成的面积表示拉力做功,W0=\s\up4(23(23)kl。
由此可得出,弹性势能的表达式为Ep=\s\up4(24(24)kl2。
判一判
(1)不同弹簧发生相同的形变量时弹力做功相同。( )
(2)同一弹簧发生不同的形变量时弹力做功不同。( )
(3)弹簧弹力做正功时,弹簧弹性势能增加。( )
提示:(1)× (2)√ 弹力做功多少除与它的形变量有关外,还与它的劲度系数有关。
(3)× 弹簧弹力做正功时,弹簧弹性势能减少,弹力做负功时,弹性势能增加。
想一想
1.压缩的弹簧可以把小球弹出很远、拉开的弓可以把箭射出、撑杆跳高运