Question

如图所示，一劲度系数为k的轻弹簧下端固定在水平地面上，上端与一质量为m的物块相连，处于静止状态，现施加一竖直向上的大小为F=2mg的恒力，求物块上升多高时物块速度最大？

Answer 1

分析：以物体为研究对象，受到向上的拉力、重力和弹簧的弹力，当物体的合外力为零时，物体的速度最大．

解答：解：以物体为研究对象，受到向上的拉力、重力和弹簧的弹力，当物体的合外力为零时，物体的速度最大，所以上升的高度为弹簧的伸长的长度．
当物体最初静止时，据平衡态得：kx₁=mg…①
当速度最大时，物体的合外力为零，由平衡态得：F=kx₂+mg…②
所以物块上升的高度：h=x₁+x₂=

2mg

k

 …③
联立①②③代入数据解之得：h=

2mg

k

答：物体上升的高度为

2mg

k

．

点评：解题关键是能正确判断处速度最大时，物体的合外力为零，利用平衡态列方程求解．