Question

把质量是0.2KG的小球放在竖立的弹簧上,并把球往下按至A的位置，如图甲所示。迅速松手后，弹簧把球弹起，球

升至最高点（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）。已知B,A的高度差为0.1M，C,B的高度差为0.2M弹簧的质量和空气阻力均可忽略。
1 分别说出由状态甲至状态乙，由状态乙到状态丙的能量转化情况
2 状态甲中弹簧的弹性势能是多少？状态乙中小球的动能是多少？

Answer 1

(1)由状态甲至状态乙过程先是弹力大于重力，速度增大，弹力等于重力时，速度最大，之后重力大于弹力，速度减小。弹簧弹性势能逐渐减少，重力势能逐渐增加，动能先增加后减少。
能量转化情况：在动能达到最大值之前，弹簧弹性势能转化为重力势能和动能；在动能达到最大值之后，弹簧弹性势能和动能转化为重力势能。不考虑中间过程的话，弹性势能全部转化为动能和重力势能。
由状态乙到状态丙的能量转化情况：动能全部转化为重力势能。
(2) 由状态甲至状态丙，可知：弹性势能全部转化为重力势能。
甲中弹簧的弹性势能=甲到丙重力势能的增加
Ep=mg·AC=0.2*10*(0.1+0.2)=0.6J
状态乙中小球的动能：求法① Ek=Ep-mg·AB=0.6-0.2*10*0.1=0.4J
求法② Ek=mg·BC=0.2*10*0.2=0.4J