如图甲所示,一条轻质弹簧左端固定在水平桌面上,右端放一个可视
如图甲所示,一条轻质弹簧左端固定在水平桌面上,右端放一个可视为质点的小物块,小物块的质量为
m=1.0kg,当弹簧处于原长时,小物块静止于O点,现对小物块施加一个外力,使它缓慢移动,压缩弹簧(压缩量为
x=0.1m)至A点,在这一过程中,所用外力与压缩量的关系如图乙所示。然后释放小物块,让小物块沿桌面运动,已知O点至桌边B点的距离为
L=2
x。水平桌面的高为
h=5.0m,计算时,可用滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力。(
g取10m/s
2 )。
求:(1)在压缩弹簧过程中,弹簧存贮的最大弹性势能;
(2)小物块落地点与桌边B的水平距离。

解:(1)从
F―
x图中看出,小物块与桌面的动摩擦力大小为
f=1.0N, 在压缩过程中,摩擦力做功为
Wf =
f x=-0.1J 2分由图线与x轴所夹面积(如图),可得外力做功为
WF=(1+47)×0.1÷2=2.4J 2分 所以弹簧存贮的弹性势能为:
EP=
WF-
Wf=2.3J 2分(2)从A点开始到B点的过程中,由于
L=2
x,

摩擦力做功为
Wf'=
f 3
x=0.3 J 1分对小物块用动能定理有:
Ep+
Wf'=

2分解得
vB =2 m/s 2分物块从B点开始做平抛运动

2分 下落时间
t =1s 1分水平距离
s=
vB t =2 m 2分说明:用其他方法计算,如第(1)问用E
p=
kx2来计算,请参照上面给分办法相应给分。