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弹簧与能量

本课属于 Coddy Physics 学习旅程的“力学”单元。第 63 课,共 97 课。

在没有摩擦力的情况下,动能、重力势能和弹性势能的总和保持不变:

12mv2+mgh+12kx2=constant\tfrac{1}{2} m v^2 + m g h + \tfrac{1}{2} k x^2 = \text{constant}

一个物块从高度为 h 的光滑斜坡顶端由静止开始下滑,滑到水平地面上,并撞上固定在墙上的弹簧,弹簧劲度系数为 k

光滑斜坡、水平地面和固定在墙上的弹簧。

分别写出两个时刻的总能量,并令它们相等。物体瞬间停下时,它的动能为 0。

2 千克木块的能量条:开始时有 9.8 焦耳的势能,底部有 9.8 焦耳的动能,弹簧停止木块时有 9.8 焦耳的弹性势能

2 kg2\ \mathrm{kg} 木块的能量条:势能转化为动能,然后转化为弹簧势能。

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挑战

一个玩具发射器垂直向上。它的弹簧劲度系数为 k=490 N/mk = 490\ \mathrm{N/m},在一个 0.5 kg0.5\ \mathrm{kg} 小球的压力下被压缩了 0.2 m0.2\ \mathrm{m},空气阻力小到可以忽略不计。图中展示了小球的两个位置:在弹簧上和到达最高点时。画出小球在最高点受到的力,然后求出它高于起始位置的高度 hh。

亲手试试

Physics diagram: spring, ball, path

求 hh

quiz icon自我测试

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