Question

如圖7-5-3所示，勁度系數為k₁的輕質彈簧兩端分別與質量為m₁、m₂的物塊1、2拴接，勁度系數為k₂的輕質彈簧上端與物塊2拴接，下端壓在桌面上（不拴接），整個系統處于平衡狀態.現施力將物塊1緩慢地豎直上提，直到下面那個彈簧的下端剛脫離桌面.在此過程中，物塊2的重力勢能增加了_________，物塊1的重力勢能增加了__________.

圖7-5-3

Answer 1

解析：設原來兩彈簧壓縮量分別為x₁、x₂.分別選物塊1、物塊2為研究對象，根據平衡條件有

x₁=,x₂=g

    當施力將物塊1緩慢豎直上提到下面彈簧剛脫離桌面時，下面的彈簧恰恢復原長，物塊2上升的高度h₂=x₂.在此過程中物塊2的重力勢能增加量為

ΔE_p2=m₂gh₂=m₂gx₂=m₂g²

    這時，上面的彈簧處于伸長狀態，設其伸長量為x₁′，選物塊2為研究對象，根據平衡條件有

x₁′=

    物塊1在此過程中上升的高度為

h₁=x₁+x₂+x₁′=++=(m₁+m₂)(+)g.

    物塊1在此過程中的重力勢能增加量為ΔE_p1=m₁gh₁=m₁(m₁+m₂)(+)g².

答案：m₂g²         m₁(m₁+m₂)(+)g²