功能关系 能量守恒定律 质量为m的物体放在水平地面上 一根原长为L 劲度系数为k的轻弹簧相连 现用手拉弹簧的上端P缓慢向上移动 当P点位移为H时 物体里海地面h 拉弹簧的力对系统做功多少?

Question

功能关系 能量守恒定律
质量为m的物体放在水平地面上 一根原长为L 劲度系数为k的轻弹簧相连 现用手拉弹簧的上端P缓慢向上移动 当P点位移为H时 物体里海地面h 拉弹簧的力对系统做功多少?物体增加的重力势能为多少?弹簧增加的弹性势能是多少?

Answer 1

1最开始物体只受到地面的支持力,然后当P点位移是mg/k时,支持力没有 2,P点受力恒定为mg
1过程中弹簧的力是线性变化的,所以平均力为(0+mg）/2,拉弹簧的力对系统做功为FS=（(0+mg）/2）（mg/k）,由于物体重力势能没有增加,则弹性势能增加了（(0+mg）/2）（mg/k）
2过程中弹簧的力为mg,位移为H-mg/k,则对系统做功为mg（H-mg/k）,弹性势能没有增加,所以重力势能增加了mg（H-mg/k）
综上,弹簧对系统做功为（(0+mg）/2）（mg/k）+mg（H-mg/k）,重力势能mg（H-mg/k）,弹性势能（(0+mg）/2）（mg/k）
注意,上端P缓慢向上移动,说明整个过程是受力平衡