UC知道物理：关于弹簧的势能
来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/05/02 00:34:33
一个劲度系数为k的弹簧竖直放置在水平地面，上端放一个质量为m的物块，弹簧压缩量为x．
此时弹簧具有弹性势能，大小为(1/2)kx^2
运用能量的转化与守恒物块放在弹簧上端，缓慢移动至平衡位置此时重力势能完全转化为弹性势能推出弹性势能大小是 mgx 也就是 kx^2
显然与公式矛盾，于是请教各位老师，同学，哥哥，姐姐这到底是为什么呢？哪里错了？
谢谢，我没多少分了只能这样了！
此时弹簧具有弹性势能，大小为(1/2)kx^2
运用能量的转化与守恒物块放在弹簧上端，缓慢移动至平衡位置此时重力势能完全转化为弹性势能推出弹性势能大小是 mgx 也就是 kx^2
显然与公式矛盾，于是请教各位老师，同学，哥哥，姐姐这到底是为什么呢？哪里错了？
谢谢，我没多少分了只能这样了！
你在缓慢压缩弹簧的时候手做了功，所以不止是重力做了功，还有外力（手的力向上，与物块的运动方向相反，做负功）。你的说法是错误的。
换个角度说
前提：假如物块 m 静置在弹簧上时候压缩弹簧 h 。
分析：把物块在弹簧原长的高度释放，在物块下降 h 过程中重力始终大于弹簧弹力（F=kx，只有x>h时候弹力F大于重力），所以在压缩了 h 的时候物块有速度，那么重力势能不单转化为弹性势能，还有一部分转化为动能了。
高中阶段是经常要涉及弹簧的问题，但是要考都会给你的，或者不需要用这个公式，不要研究太深，没有用处，知道为什么就好了。
"mgx 也就是 kx^2"这句话错了，在物体上升的过程中，弹簧弹力不是恒定不变的，最大为kx,最小为0，所以平均是(1/2)kx，所以还是(1/2)kx*x=(1/2)kx^2。
要想达到你所说的缓慢移动至平衡位置还需要一个与重力相反方向的力作用在物体上(比如用你的手拿着慢慢放),并且这个力随着物体下移的距离在减小,才能实现. 而此时合外力做功为:(mg-f)x , f为那个向上的力.可以证明(用微积分的知识):f做的功刚好为mgx的一半,所以就只有一半的重力势能被转化到弹性势能了.
物块在上端时重力势能转化为弹性势能和动能，
不过动能在你缓慢移动过程中消耗掉了
如果你在上端直接松开物体的话，
物体会在平衡位置上下来回移动，
你用手放的过程实际等于把物体直接放到了低处，
所以重力势能也减少了。