点拨:(1)在压缩过程中,弹簧的弹力是变力。
(2)弹力做正功,弹性势能减小;弹力做负功,弹性势能增加。弹力做功W = -ΔE弹。
弹簧的弹力与弹簧的形变量成正比,而弹力做功与形变量并不成正比;物体向墙壁运动的过程中弹力不断增大,因此运动相同的位移,弹力做的功不相等;在弹簧被压缩的过程中,弹力做负功,弹簧的弹性势能增加。
巧记乐背:物体上升,物体克服重力做功,重力势能增加,用力拉或压弹簧,克服弹力做功,弹性势能增加。
当弹簧的弹力做正功时,弹簧的弹性势能减小,弹性势能转化为其他形式的能;当弹簧的弹力做负功时,弹簧的弹性势能增大,其他形式的能转化为弹簧的弹性势能。这一点与重力做功跟重力势能变化的关系相似。
考点3 弹簧的弹性势能与拉力做功的关系
【例3】 如图3所示,一劲度系数为k的轻弹簧,一端固定在竖直的墙上,用手拉住弹簧另一端缓慢地向右拉。试证明在人手拉着弹簧的右端向右移动l距离的过程中,人手克服弹力做的功W=kl2/2。
图3
解:由于弹簧的弹力F与弹簧的形变量x成正比,即F=kx。本题中x就是人手向右移动的距离l,因此我们可以建立F-x关系图象,如图4所示。
图4