如图所示,劲度系数为200N/m的轻质弹簧下端固定在地面上,从轻质弹簧上端0.2m高处释放一质量为1kg的小球,当小球压缩弹簧到最低点时,小的加速度为______m/s2.(取g=10m/s2)

问题描述:

如图所示,劲度系数为200N/m的轻质弹簧下端固定在地面上,从轻质弹簧上端0.2m高处释放一质量为1kg的小球,当小球压缩弹簧到最低点时,小的加速度为______m/s2.(取g=10m/s2

设弹簧的最大压缩量为x,弹簧与小球系统机械能守恒,根据守恒定律,有:
mg(h+x)=

1
2
kx2    ①
在最低点,小球受重力和弹簧的弹力,根据牛顿第二定律,有:
kx-mg=ma         ②
联立①②解得:
x=0.2m
a=30m/s2
故答案为:30.
答案解析:弹簧的弹性势能的表达式为Ep弹=12kx2,弹簧与小球系统机械能守恒定律,根据守恒定律列式求解压缩量;受力分析后根据牛顿第二定律求解最低点的加速度.
考试点:胡克定律;牛顿第二定律;机械能守恒定律.
知识点:本题关键是根据机械能守恒定律和牛顿第二定律列式求解,要记住弹性势能的表达式Ep弹=12kx2,不难.