弹簧对物体的作用力为变力,在弹性限度内满足胡克定律,弹力做功同时伴随着弹性势能的改变。如图1所示,劲度系数为k的竖直轻弹簧固定在水平地面上,最上端位于O点。用手持一质量为m的物块从弹簧上端将弹簧缓缓下压到A点,手撒开后,物块保持静止,如图2所示。不计空气阻力,重力加速度为g。以下过程均在弹性限度内。

(1)求O、A两点间的距离d;
(2)若让物块从O点上方某一位置释放,到达O点时的速度大小为v1,然后向下压缩弹簧,如图3所示。O'是A点正下方的一点,且OA=AO',已知物块到达O'点的速度大小为v2。
a.设弹簧弹力的大小为F,物块与O点间的距离为x,请在图4中画出F随x变化的示意图,并在此基础上,求物块在O'点时弹簧的弹性势能EPO′;
b.请从能量的角度分析说明v1=v2。
【考点】常见力做功与相应的能量转化.
【答案】(1)O、A两点间的距离d=;
(2)a.物块在O'点时弹簧的弹性势能EPO′=;
b.见解答。
mg
k
(2)a.物块在O'点时弹簧的弹性势能EPO′=
2
m
2
g
2
k
b.见解答。
【解答】
【点评】
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