物块A质量为m,置于光滑水平地面上,其上表面固定一根轻弹簧,弹簧原长为L0,劲度系数为k,如图所示.现将弹簧上端B缓慢的竖直向上提起一段距离L,使物块A离开地面,若以地面为势能零
问题描述:
物块A质量为m,置于光滑水平地面上,其上表面固定一根轻弹簧,弹簧原长为L0,劲度系数为k,如图所示.现将弹簧上端B缓慢的竖直向上提起一段距离L,使物块A离开地面,若以地面为势能零点,则这时物块A具有的重力势能为( )
A. mg(L+L0)
B. mg(L+L0+
)mg k
C. mg(L-L0+
)mg k
D. mg(L-
) mg k
答
物块刚A离开地面时,弹簧所受的弹力等于物块的重力,根据胡克定律得
弹簧伸长的长度x=
=F k
,mg k
由弹簧上端B缓慢的竖直向上提起的距离L,则物块上升的高度为h=L-x
以地面为势能零点,这时物块A具有的重力势能为
Ep=mgh=mg(L-
)F k
故选D