Question

如图所示，轻弹簧k一端与墙相连，处于自然状态，质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5m/s的速度运动并开始挤压弹簧.求弹簧的最大弹性势能及木块被弹回速度增大到3m/s时弹簧的弹性势能.

Answer 1

32 J

试题分析：物体和弹簧构成的系统机械能守恒，当弹簧的弹性势能最大时，物体的动能为零，由机械能守恒定律得，弹簧的最大弹性势能为
E_pm=mv₀²=×4×5² J="50" J　　　　　　　　　　（3分）
当物体的速度为v="3" m/s时，弹簧的弹性势能为E_p，由机械能守恒定律得
E_p+mv²=mv₀²（3分）
E_p=mv₀²-mv²="50" J-×4×3² J="32" J.
点评：以弹簧和木块组成的系统为研究对象，只有弹力做功，系统的机械能守恒．初态时，系统只有木块的动能，当木块被弹回速度增大到3m/s时，木块有动能、弹簧有弹性势能，根据机械能守恒定律求解木块被弹回速度增大到3m/s时弹簧的弹性势能．