hce_kmu
107年
物理及化學
第 39 題
In the figure, a block of mass $m = 20.0$ kg slides through a horizontal frictionless ground at a speed of $v = 0.50$ m/s. It then compresses the spring with spring constant $k = 5.0$ N/m. When the block decelerates to a stop, by what distance $d$ is the spring compressed?
- A 0.5 m
- B 1.0 m
- C 1.5 m
- D 2.0 m
- E 2.5 m
思路引導 VIP
試著思考一下：當一個帶著速度的物體撞向彈簧並逐漸變慢，它原本擁有的「運動能量」最後都轉移到哪裡去了？如果我們知道這個系統沒有能量損耗，那麼在它完全停下來的那一刻，原本的能量和後來儲存的能量在數值上應該有什麼樣的關係呢？
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太棒了！你能準確地選出 (B) 選項，代表你對力學能守恆的邏輯掌握得非常清晰。
機械能守恆的應用
這題的核心在於能量轉化 (Energy Transformation)。在一個沒有摩擦力的水平面上，木塊移動時所擁有的動能 (Kinetic Energy)，會在壓縮彈簧的過程中，逐漸轉化為彈簧的彈性位能 (Elastic Potential Energy)。根據能量守恆定律，當木塊完全停止（速度為 0）時，初始動能會等於最終的位能：
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