题目
一物体挂在一弹簧下面,平衡位置在O点,现用手向下拉物体,第一次把物体由O点拉到M点,第二次由O点拉到N点,再由N点送回M点.则在这两个过程中A. 弹性力作的功不相等,重力作的功也不相等B. 弹性力作的功相等,重力作的功不相等C. 弹性力作的功不相等,重力作的功相等D. 弹性力作的功相等,重力作的功也相等
一物体挂在一弹簧下面,平衡位置在O点,现用手向下拉物体,第一次把物体由O点拉到M点,第二次由O点拉到N点,再由N点送回M点.则在这两个过程中
A. 弹性力作的功不相等,重力作的功也不相等
B. 弹性力作的功相等,重力作的功不相等
C. 弹性力作的功不相等,重力作的功相等
D. 弹性力作的功相等,重力作的功也相等
题目解答
答案
D. 弹性力作的功相等,重力作的功也相等
解析
本题考查知识点为重力做功和弹性力做功的特点。解题思路是分别根据重力做功和弹性力做功的计算公式,分析两个过程中重力做功和弹性力做功的情况。
1. 分析重力做功
重力做功的特点是只与物体的初末位置有关,与物体的运动路径无关,其计算公式为$W_{G}=mgh$,其中$m$为物体质量,$g$为重力加速度,$h$为物体初末位置的高度差。
- 第一次把物体由$O$点拉到$M$点,设$O$点到$M$点的高度差为$h_{1}$,则重力做功$W_{G1}=mgh_{1}$。
- 第二次由$O$点拉到$N$点,再由$N$点送回$M$点,初位置是$O$点,末位置是$M$点,高度差同样为$h_{1}$,所以重力做功$W_{G2}=mgh_{1}$。
由此可得$W_{G1}=W_{G2}$,即两个过程中重力做功相等。
2. 分析弹性力做功
弹性力做功的特点是只与弹簧的形变量有关,与物体的运动路径无关,其计算公式为$W_{弹}=-\frac{1}{2}kx^{2}$($k$为弹簧劲度系数,$x$为弹簧的形变量)。
- 第一次把物体由$O$点拉到$M$点,设弹簧在$M$点的形变量为$x_{1}$,则弹性力做功$W_{弹1}=-\frac{1}{2}kx_{1}^{2}$。
- 第二次由$O$点拉到$N$点,再由$N$点送回$M$点,弹簧的初末形变量都是$x_{1}$,所以弹性力做功$W_{弹2}=-\frac{1}{2}kx_{1}^{2}$。
由此可得$W_{弹1}=W_{弹2}$,即两个过程中弹性力做功相等。