(2019·襄阳)劲度系数为12N/cm(簧每受到12N的力,长度就要变化1cm)的一根簧自然悬挂时的长度...

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(2019·襄阳)劲度系数为12 N/cm(*簧每受到12 N的力,长度就要变化1 cm)的一根*簧自然悬挂时的长度为6 cm,在它下面再悬挂一个48 N的重物,由如图K10-19所示位置静止放手,在下落过程中,当*簧的长度在　　　　(填某一范围)时,物体的重力势能和动能同时转化为**势能。物体在经历了一段时间的往复运动后最终停止下来,则物体减小的重力势能最终转化为**势能和　　　　能。(上述过程没超出该*簧的**限度)

【回答】

10~14 cm　内

解析：由于在*簧的**限度内,*簧的伸长量与它所受的拉力成正比;所以在*簧下面挂48 N的重物时,将重物由图中位置放手,重物下落过程中,当*簧伸长4 cm时(即*簧长度达到6 cm+4 cm=10 cm时)物体所受的拉力与重力平衡,继续向下运动的过程中,物体开始减速,其动能和重力势能同时转化为**势能;设物体能达到的最低点时的重力势能为0,此点动能也为0,在从图中所示释放点到最低点的运动过程中,理想状态下(即忽略空气阻力的作用),物体在释放点具有的重力势能全部转化为最低点时的*簧的**势能,即Gh=kΔL2①,因h=ΔL②,由①②可得ΔL==8 cm;物体在最低点时,*簧的长度为6 cm+8 cm=14 cm。实际中由于空气阻力的存在,物体往复运动一段时间后,最终会停下来,停留在*簧长度等于10 cm的状态,则物体减小的重力势能最终转化为**势能和内能。