Question

如圖9-5-4所示,一個輕質彈簧懸掛在橫梁上,在豎直方向上呈自然狀態(原長),現將一個質量為0.2 kg 的小球輕輕地掛在彈簧下端,在彈力和重力的共同作用下,小球做振幅為A=0.1 m 的簡諧運動.設振動的平衡位置O處為重力勢能的零勢面,則在整個振動過程中,彈簧的彈性勢能的最大值為________J,系統的總機械能為_______J.

圖9-5-4

Answer 1

0.4  0.2

解析:

最高點:由題意得，彈簧處于原長，動能、彈性勢能均為零，故機械能等于該處的重力勢能.E_機=E_p=mgA=0.2×10×0.1 J=0.2 J.在最低點:彈性勢能最大，重力勢能轉化為彈性勢能.故E_彈=mg×2A=0.4 J.