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这道题其实挺有难度的,你可要仔细听我讲解了:
要看弹簧的弹性势能是否最大,就是看弹簧被压缩的长度是不是最大。要看系统的机械能是不是最大,系统的内力(重力、弹力)都不用看,要看的就是外力(即电场力)做正功是不是最大,在这道题目中就是要看物块是不是运动到了最低点,因为在此处电场力做最大正功,或者说此处电势能最低,都转化为机械能了。所以这道题目所说的弹簧弹性势能最大和机械能最大的情况都是物块运动到最低点处的状态。
然后我们再看这道题目:
在到达弹簧前,物块受到重力,支持力和电场力,这个三个力的合力F提供物块向下滑动的加速度,而且这个加速度在整个过程中都没有变。在刚接触弹簧时,物块有了一定的速度v0,但要注意,这个时候速度还不是最大速度,虽然物块接下来和弹簧接触了,但是一开始弹簧的力还是小于F的,所以物块继续加速,等到弹簧的弹力和F相等时(我们设此时弹簧压缩了s),物块速度达到最大值v, 这个时候物块明显还没有达到最低点,所以AB都错。
之后物块减速运动,因为再往下弹力就超过F了,等运动了相同距离s时,此时物块的合力方向斜向上,大小为F。从物块刚开始接触到运动了2s的距离,这个过程中物块的合力由向下的F变为向上的F,这个过程中合力做功为0,因此物块的速度还是v0,也就是说,物块还会继续向下运动,直到运动到最低点,这个时候可想而知,物块的合力肯定大于F,也就是说,最低点才是物块加速度最大的地方,因此,当滑块加速度最大时,弹簧的弹性势能和系统的机械能都达到最大。
要看弹簧的弹性势能是否最大,就是看弹簧被压缩的长度是不是最大。要看系统的机械能是不是最大,系统的内力(重力、弹力)都不用看,要看的就是外力(即电场力)做正功是不是最大,在这道题目中就是要看物块是不是运动到了最低点,因为在此处电场力做最大正功,或者说此处电势能最低,都转化为机械能了。所以这道题目所说的弹簧弹性势能最大和机械能最大的情况都是物块运动到最低点处的状态。
然后我们再看这道题目:
在到达弹簧前,物块受到重力,支持力和电场力,这个三个力的合力F提供物块向下滑动的加速度,而且这个加速度在整个过程中都没有变。在刚接触弹簧时,物块有了一定的速度v0,但要注意,这个时候速度还不是最大速度,虽然物块接下来和弹簧接触了,但是一开始弹簧的力还是小于F的,所以物块继续加速,等到弹簧的弹力和F相等时(我们设此时弹簧压缩了s),物块速度达到最大值v, 这个时候物块明显还没有达到最低点,所以AB都错。
之后物块减速运动,因为再往下弹力就超过F了,等运动了相同距离s时,此时物块的合力方向斜向上,大小为F。从物块刚开始接触到运动了2s的距离,这个过程中物块的合力由向下的F变为向上的F,这个过程中合力做功为0,因此物块的速度还是v0,也就是说,物块还会继续向下运动,直到运动到最低点,这个时候可想而知,物块的合力肯定大于F,也就是说,最低点才是物块加速度最大的地方,因此,当滑块加速度最大时,弹簧的弹性势能和系统的机械能都达到最大。
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