题文
在水平地面上放一长为40cm的竖直轻弹簧,将质量为0.50kg的木块A轻轻放在竖直弹簧上,将弹簧压缩了5.0cm后,处于静止状态,如图所示.由此可知,弹簧的劲度系数为______.如果使小木块A从距地面42.4cm高处自由落下,落到弹簧上可以将弹簧压缩12cm.那么,小木块A从42.4cm处自由落下时,它距地面______ 高时速度最大;将弹簧压缩到最大的过程中克服弹簧的弹力做功______.(取g=10m/s2)
题型:未知 难度:其他题型
答案
根据胡克定律,结合共点力平衡得,mg=kx,解得k=mgx=50.05N/m=100N/m.
当物体的重力和弹簧的弹力相等时,速度最大.
则物块下降的高度h=42.4-40+5cm=7.4cm,则物块距离地面的高度H=42.4-7.4cm=35cm.
当弹簧压缩到最低点时,木块的速度为零,根据动能定理得,
mgh′-W弹=0
h′=2.4cm+12cm=14.4cm.
则W弹=mgh′=5×0.144=0.72J.
故答案为:100N/m;0.35m;0.72J
解析
mgx
考点
据考高分专家说,试题“在水平地面上放一长为40cm的竖直轻弹簧.....”主要考查你对 [弹力的大小、胡克定律 ]考点的理解。
弹力的大小、胡克定律
弹力的大小:
弹力的大小与物体的形变程度有关,形变量越大,产生的弹力越大;形变量越小,产生的弹力越小。
(1)一般情况下,弹力的大小可以利用平衡条件或牛顿运动定律计算出来;对于弹簧的弹力,在弹性限度内遵循胡克定律:
(2)胡克定律在弹性限度内,弹簧的弹力和其形变量(伸长或缩短的长度)成正比,即F=kx,式中k为劲度系数,x为弹簧的形变量,F为弹力。
胡克定律的图像如图所示。 
①式中形变量是指在弹性限度内发生的。形变量x是弹簧在原长基础上的改变量,即弹簧伸缩后的长度L与原长L0的差:x=|L—L0|,不能将x当做弹簧的长度。
②胡克定律中劲度系数k的单位是N/m,由弹簧自身的条件(材料、长度、横截面积)决定,弹簧做好后,劲度系数是确定的。不同弹簧的劲度系数一般不同。
③劲度系数k的两种求法
a.由胡克定律F=kx知:k=F/x
b.由F一x图像知:
判定弹力的有无及其方向的方法:





