5 個關於位能問題的例子
重力位能
1.用 4.900 焦耳的能量將一個 50 公斤的物體垂直提升。該物體將上升到…的高度。 （g = 9,8 公尺/秒²）
A. 0,1 米
B. 10 米
C. 98 米
D. 245 米
E. 960 米
彭巴哈桑
已知：
位能變化 (ΔEP) = 4900 焦耳
物體質量 (m) = 50 kg
重力加速度 (g) = 9,8 m/ s²
目標：物體會上升到（Δh）的高度
回答 ：
ΔEP = mg Δh
4900 = (50)(9,8) Δh
Δh = 10 米
正確答案是 B。
彈簧位能
2.下圖顯示了彈簧的力 F 與長度增加量 x 之間的關係。如果彈簧的形變數為 8 厘米，則彈簧的位能為…
A. 1,6 × 10-5 焦耳
B. 6,4 × 10 -4焦耳
C. 8焦耳
D. 16焦耳
128焦耳
彭巴哈桑
已知：
力 (F) = 2 牛頓
長度增加量 (x) = 1 公分 = 1/100 公尺 = 0,01 公尺
彈簧撓度 = 8 公分 = 8/100 公尺 = 0,08 米
問題：彈簧的位能
回答 ：
利用圖表中的數據計算彈簧常數。
彈簧的位能：
∆EP = 1/2 kx 2
Δ EP = 1/2 (200 N/m)(0,08 m) 2
Δ EP = (100 N/m)(0,0064 m 2 )
ΔEP = 0,64 牛頓米
3.下列物體狀態之一：
（1）拉伸彈弓橡膠
（2）偏轉擺
（3）加熱的鐵
具有位能的物體會被編號…
A.（1年）
B. (1) 和 (2)
C. (2)
D. (2) 和 (3)
E. (3)
彭巴哈桑
（1）拉伸彈弓橡膠
彈弓橡膠拉伸時具有彈性位能。
（2）偏轉擺
當擺錘發生偏轉時，擺錘具有重力位能。
正確答案是 B。
4.下表顯示了彈簧一端帶負載的實驗結果。 F 代表負載的重量，∆L 代表長度的增加量。計算將彈簧伸長 10 cm 所需的功。
A. 2,0焦耳
B. 2,5焦耳
C. 5,0焦耳
D. 7,6焦耳
E. 10焦耳
彭巴哈桑
已知：
問題：將彈簧伸長 10 公分需要多少力氣？
回答 ：
利用表格中的數據計算彈簧常數：
k = F / ∆x = 20 N / 0,04 m = 500 N/m
k = F / ∆x = 30 N / 0,06 m = 500 N/m
k = F / ∆x = 40 N / 0,08 m = 500 N/m
彈簧常數為 500 N/m
將彈簧伸長 10 公分所需的力道是：
W = 1/2 k ∆L 2 = 1/2 (500 N/m)(0,1 m) 2 = (250 N/m)(0,01 m 2 ) = 2,5 牛頓米 = 2,5 焦耳。
正確答案是 B。
5.圖 (Fx) 顯示了力與彈簧長度增加量之間的關係。根據上圖，彈簧的位能大小為…
A. 20焦耳
B. 16焦耳
C. 3,2 焦耳
D. 1,6焦耳
E. 1,2焦耳
彭巴哈桑
已知：
F = 40 牛頓
Δx = 0,08 米
問題：彈簧的位能是多少？
答：
彈簧常數：
k = F / Δx
彈簧的位能：
EP = ½ k Δ x 2 = ½ (F/ Δ x) Δ x 2 = ½ F Δ x
EP = ½ (40)(0,08) = (20)(0,08) = 1,6 焦耳
正確答案是D。
問題來源：
高中/職業高中國家考試物理試題
